2019-2020年高中化學專題1化學反應與能量變化微型專題1化學反應中的熱效應學案蘇教版選修4.doc

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2019-2020年高中化學專題1化學反應與能量變化微型專題1化學反應中的熱效應學案蘇教版選修4 [學習目標定位]　1.會書寫熱化學方程式并能判斷其正誤。2.正確理解蓋斯定律并學會其應用。3.掌握反應熱的四種計算方法。4.會比較反應熱(ΔH)的大小。 一、反應熱　焓變 1．吸熱反應和放熱反應的判斷 例1　已知在25 ℃、101 kPa條件下，①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH＝－2 834.9 kJmol－1，②4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)　ΔH＝－3 119.1 kJmol－1。 下列說法正確的是(　　) A．等質量的O2比O3的能量低，由O2變?yōu)镺3是吸熱反應 B．等質量的O2比O3的能量高，由O2變?yōu)镺3是放熱反應 C．O3比O2穩(wěn)定，由O2變?yōu)镺3是吸熱反應 D．O2比O3穩(wěn)定，由O2變?yōu)镺3是放熱反應 答案　A 解析　要結合蓋斯定律比較出氧氣和臭氧焓的相對大小。A項，由①－②可得3O2(g)===2O3(g)　ΔH＝284.2 kJmol－1，即等質量的反應物O2比生成物O3的能量低，反應吸熱，A項正確，B項錯誤；物質的能量越低越穩(wěn)定，所以O2比O3穩(wěn)定，由O2變?yōu)镺3是吸熱反應，C、D項錯誤。 考點　焓變　反應熱 題點　焓變與反應熱的綜合考查 易誤辨析　物質的焓是不易測出的，但可以通過化學反應確定物質的焓的相對大小，當焓相對大時其穩(wěn)定性差、焓相對小時其穩(wěn)定性強，即物質的能量越高越不穩(wěn)定，能量越低越穩(wěn)定。 相關鏈接　判斷反應是吸熱反應還是放熱反應的方法 (1)理論分析判斷法 ①ΔH＝生成物具有的總能量－反應物具有的總能量。當ΔH＞0時，反應吸熱；當ΔH＜0時，反應放熱。 ②ΔH＝反應物的鍵能之和－生成物的鍵能之和。反應物的鍵能越小，穩(wěn)定性越弱，破壞它需要的能量就越少；生成物的鍵能越大，穩(wěn)定性越強，形成它釋放的能量就越多。當ΔH＞0時，反應吸熱；當ΔH＜0時，反應放熱。 (2)反應條件判斷法 反應開始需要加熱，而停止加熱后，反應亦可繼續(xù)進行，則為放熱反應；若反應需要持續(xù)不斷地加熱才能進行，則為吸熱反應。 (3)規(guī)律判斷法 ①常見的放熱反應類型有：a.金屬與H2O或酸的反應；b.酸堿中和反應；c.燃燒反應；d.多數(shù)化合反應；e.常溫下的置換反應。 ②常見的吸熱反應類型有：a.多數(shù)分解反應；b.C參與的一些反應，如C＋H2O(g)CO＋H2、CO2＋C2CO；c.NH4Cl與Ba(OH)28H2O的反應。 2．限定條件的反應熱的理解 例2　下列熱化學方程式，ΔH能正確表示物質燃燒熱的是(　　) A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1 B．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJmol－1 C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJmol－1 D．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－11 036 kJmol－1 答案　A 解析　燃燒熱是指在25 ℃、101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。 考點　燃燒熱 題點　表示燃燒熱的熱化學方程式 規(guī)律方法　書寫或判斷燃燒熱的熱化學方程式須“三看” (1)一看可燃物的化學計量數(shù)是否為1。 (2)二看元素完全燃燒是否生成穩(wěn)定氧化物。 (3)三看ΔH是否為“－”及單位是否正確。 相關鏈接 限定條件反應熱的理解與比較 (1)燃燒熱的理解： ①研究條件：25 ℃、101 kPa; ②可燃物的量：1 mol； ③燃燒結果：C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)； ④表示方法：ΔH＝－a kJmol－1(a>0)。 (2)燃燒熱和中和熱的比較： 燃燒熱 中和熱 相同點 能量變化 放熱反應 ΔH及其單位 ΔH＜0，單位均為“kJmol－1” 不同點 反應物的量 可燃物為1 mol 不一定為1 mol 生成物的量 不確定 生成的水為1 mol 二、熱化學方程式 1．熱化學方程式的書寫 例3　完成下列反應的熱化學方程式。 (1)沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4，常溫下，0.5 mol CH4完全燃燒生成CO2(g)和液態(tài)水時，放出445 kJ熱量，則熱化學方程式為 。 (2)已知H2S完全燃燒生成SO2(g)和H2O(l)，H2S的燃燒熱為a kJmol－1，寫出H2S的燃燒熱的熱化學方程式 。 (3)已知：N2(g)＋H2(g)===N(g)＋3H(g)　ΔH1＝a kJmol－1 N(g)＋3H(g)===NH3(g)　ΔH2＝－b kJmol－1 NH3(g)===NH3(l)　ΔH3＝－c kJmol－1 寫出N2(g)和H2(g)反應生成液氨的熱化學方程式 。 (4)已知：①HF(aq)＋OH－(aq)===F－(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－67.7 kJmol－1 ②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1 試寫出HF電離的熱化學方程式 。 答案　(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJmol－1 (2)H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－a kJmol－1 (3)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)　ΔH＝－2(b＋c－a) kJmol－1 (4)HF(aq)F－(aq)＋H＋(aq)　ΔH＝－10.4 kJmol－1 考點　熱化學方程式 題點　熱化學方程式的書寫 誤區(qū)警示　(1)漏寫物質的聚集狀態(tài)(漏一種就全錯)； (2)ΔH的符號“＋”、“－”標示錯誤； (3)ΔH的值與各物質化學計量數(shù)不對應； (4)ΔH后不帶單位或單位寫錯(寫成kJ、kJmol等)。 相關鏈接 1．熱化學方程式書寫的基本步驟 → →→ 2．書寫熱化學方程式應注意的問題 (1)ΔH的符號和單位 在化學方程式的右邊寫出ΔH＝數(shù)值和單位(kJmol－1)，吸熱反應的ΔH為“＋”(“＋”常省略)，放熱反應的ΔH為“－”。 (2)注明反應條件 ΔH與測定條件(溫度、壓強等)有關，因此書寫熱化學方程式時需注明ΔH的測定條件。一般反應ΔH是在25 ℃、1.01105 Pa條件下測定的，可以不注明測定條件。 (3)注明物質的聚集狀態(tài) ΔH與反應物和生成物的聚集狀態(tài)有關，因此必須注明物質的聚集狀態(tài)。 (4)注意ΔH與方程式的系數(shù)有關 ①熱化學方程式中各物質化學式前的系數(shù)僅表示該物質的物質的量，而不表示物質的分子個數(shù)或原子個數(shù)，因此系數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。 ②ΔH與方程式的系數(shù)相對應，若熱化學方程式中各物質的系數(shù)加倍，則ΔH的數(shù)值也加倍。 ③若反應逆向進行，則ΔH改變符號，但數(shù)值不變。 ④根據燃燒熱、中和熱書寫的熱化學方程式，要符合燃燒熱、中和熱的定義。 2．熱化學方程式的正誤判斷 例4　燃燒1 g乙炔生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量50 kJ，則下列熱化學方程式書寫正確的是(　　) A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝50 kJmol－1 B．C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1 300 kJ C．2C2H2＋5O2===4CO2＋2H2O ΔH＝－2 600 kJmol－1 D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2 600 kJmol－1 答案　D 解析　本題可結合熱化學方程式的書寫規(guī)則來具體分析。書寫熱化學方程式時，ΔH只能寫在化學方程式的右邊，若為放熱反應，則ΔH為“－”；若為吸熱反應，則ΔH為“＋”，其單位一般為kJmol－1，故A、B項錯誤；并且反應物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應熱的數(shù)值可能不同，因此必須在反應方程式中用括號注明反應物和生成物在反應時的聚集狀態(tài)(s、l、g)，故C項錯誤；ΔH必須與反應方程式中化學式前面的化學計量數(shù)相對應，如果化學計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。 考點　熱化學方程式 題點　熱化學方程式的正誤判斷 相關鏈接　判斷熱化學方程式正誤的“五審” 一審“＋”“－”——放熱反應ΔH一定為“－”，吸熱反應ΔH一定為“＋”(“＋”常省略) 二審單位——單位一定為“kJmol－1”，易錯寫成“kJ”或漏寫 三審狀態(tài)——物質的狀態(tài)必須正確，特別是溶液中的反應易寫錯 四審數(shù)值——反應熱的數(shù)值必須與方程式中的化學計量數(shù)相對應，即ΔH與化學計量數(shù)成正比。當反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反 五審是否符合概念——如燃燒熱(燃料的化學計量數(shù)為1，生成穩(wěn)定的氧化物)、中和熱(H2O的化學計量數(shù)為1)的熱化學方程式 三、蓋斯定律及其應用 1．利用蓋斯定律進行焓變的計算 例5　甲醇(CH3OH)廣泛用作燃料電池的燃料，可由天然氣來合成，已知：①2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)　ΔH＝－71 kJmol－1，②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－90.5 kJmol－1，③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJmol－1，則甲醇的燃燒熱為 。若CO的燃燒熱為282.5 kJmol－1，則H2的燃燒熱為 。 答案　764 kJmol－1　286 kJmol－1 解析　根據蓋斯定律，由(③2－①)/2得④CO(g)＋2H2(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－854.5 kJmol－1，由④－②得CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764 kJmol－1，故甲醇的燃燒熱為764 kJmol－1。由熱化學方程式④得CO的燃燒熱＋2H2的燃燒熱＝854.5 kJmol－1，由此可得H2的燃燒熱為286 kJmol－1。 誤區(qū)警示　求總反應的反應熱時，不能不假思索地將各步反應的反應熱簡單相加，只關注消去不需要的物質，而忽視反應的始態(tài)與終態(tài)是否一致；另外，易忽視ΔH的數(shù)值和符號要做出相應的變化。 2．利用蓋斯定律書寫熱化學方程式 例6　發(fā)射衛(wèi)星時可用肼(N2H4)為燃料和二氧化氮(NO2)作氧化劑，兩者反應生成氮氣和氣態(tài)水。已知： N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝67.7 kJmol－1 ① N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJmol－1 ② H2(g)＋F2(g)===HF(g) ΔH＝－269 kJmol－1 ③ H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJmol－1 ④ (1)肼和二氧化氮反應的熱化學方程式為 。 (2)有人認為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑，反應釋放的能量更大，試寫出肼和氟氣反應的熱化學方程式： 。 答案　(1)2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 153.7 kJmol－1 (2)N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)　ΔH＝－1 135 kJmol－1 解析　(1)結合蓋斯定律：②2－①便得反應2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，其反應熱ΔH＝(－543 kJmol－1)2－67.7 kJmol－1＝－1 153.7 kJmol－1。 (2)結合蓋斯定律知：②＋③4－④2得反應N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)，其反應熱ΔH＝(－543 kJmol－1)＋(－269 kJmol－1)4－(－242 kJmol－1)2＝－1 135 kJmol－1。 考點　蓋斯定律 題點　根據蓋斯定律書寫熱化學方程式 規(guī)律方法　利用蓋斯定律書寫或計算ΔH的注意事項 (1)熱化學方程式同乘以n時，ΔH必須乘以n。 (2)熱化學方程式相加減時，同種物質相加減，ΔH也隨之相加減，同時帶上“＋”、“－”號。 (3)寫一個熱化學方程式的逆反應時，ΔH的數(shù)值不變，符號相反。 相關鏈接　利用蓋斯定律書寫熱化學方程式的思維模型 先確定待求的化學反應方程式?找出待求熱化學方程式中各物質在已知熱化學方程式中的位置?根據待求熱化學方程式中各物質的化學計量數(shù)和位置對已知熱化學方程式進行處理，得到變形后的新熱化學方程式?將新得到的熱化學方程式進行加減(反應熱也需要相應加減)?計算反應熱或寫出待求的熱化學方程式。 四、反應熱的計算與比較 1．反應熱的計算 例7　(1)隨著化石能源的減少，新能源的開發(fā)利用日益迫切。Bunsen熱化學循環(huán)制氫工藝由下列三個反應組成： SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(g)===2HI(g)＋H2SO4(l)ΔH＝a kJmol－1 2H2SO4(l)===2H2O(g)＋2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝b kJmol－1 2HI(g)===H2(g)＋I2(g)　ΔH＝c kJmol－1 則：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝ kJmol－1。 (2)據粗略統(tǒng)計，我國沒有經過處理便排放的焦爐煤氣已超過250億立方米，這不僅是能源的浪費，也對環(huán)境造成極大污染。為解決這一問題，我國在xx年起已利用焦爐煤氣制取甲醇及二甲醚。 已知CO中的C與O之間為三鍵連接，且合成甲醇的主要反應原理為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH。下表所列為常見化學鍵的鍵能數(shù)據： 化學鍵 C—C C—H H—H C—O C≡O H—O 348 414 436 326.8 1 032 464 則該反應的ΔH＝ kJmol－1。 (3)恒溫恒容條件下，硫可以發(fā)生如下轉化，其反應過程和能量關系如圖所示。 已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJmol－1 ①寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式： 。 ②ΔH2＝ kJmol－1。 答案　(1)2a＋b＋2c (2)－128.8 (3)①S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－297 kJmol－1 ②－78.64 解析　(1)將題給熱化學方程式依次編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根據蓋斯定律，由Ⅰ2＋Ⅱ＋Ⅲ2得2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝(2a＋b＋2c) kJmol－1。 (2)ΔH＝1 032 kJmol－1＋2436 kJmol－1－3414 kJmol－1－326.8 kJmol－1－464 kJmol－1＝－128.8 kJmol－1。 (3)①由圖可知1 mol S(s)完全燃燒放出的熱量為297 kJ，故能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式為S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－297 kJmol－1。 ②由圖可知，參加反應的n(SO2)＝1 mol－0.2 mol＝0.8 mol，根據2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJmol－1，ΔH2＝0.8(－196.6 kJmol－1)＝－78.64 kJmol－1。 考點　反應熱的計算與比較 題點　反應熱計算的綜合 相關鏈接　計算反應熱的常用方法 (1)利用熱化學方程式進行相關量的求解。 可先寫出熱化學方程式，再根據熱化學方程式所體現(xiàn)的物質與物質間、物質與反應熱間的關系直接或間接求算物質的質量或反應熱。 (2)根據蓋斯定律求算 可以將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其ΔH相加或相減，得到新的熱化學方程式，可進行反應熱的有關計算。 (3)根據燃燒熱計算 可燃物完全燃燒產生的熱量＝可燃物的物質的量燃燒熱。 (4)根據鍵能計算 反應熱(焓變)等于反應物中的鍵能總和減去生成物中的鍵能總和，ΔH＝∑E反－∑E生(E表示鍵能)。如反應3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)　ΔH＝3E(H—H)＋E(N≡N)－6E(N—H)。 2．反應熱的大小比較 例8　已知： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝a kJmol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝b kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝c kJmol－1 ④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝d kJmol－1 則a、b、c、d的關系正確的是(　　) A．a＜c＜0 B．b＞d＞0 C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0 答案　C 解析　對比①、②兩熱化學方程式可知：2a＝b＜0，C正確；對比③、④兩式可知2c＝d＜0，D錯誤，則B也錯誤；再對比①、③兩式，因等質量的H2O(g)比H2O(l)的能量高，則|a|＜|c|，又因為a、c均為負值，故c＜a＜0，A錯誤。 考點　反應熱的計算與比較 題點　反應熱的大小比較 特別提醒　在進行ΔH的大小比較時，必須代入“＋”或“－”后作比較。 相關鏈接 比較反應熱的注意事項 (1)反應物和生成物的狀態(tài) 物質的氣、液、固三態(tài)的變化與反應熱量的關系 (2)ΔH的符號：比較反應熱的大小時，不要只比較ΔH數(shù)值的大小，還要考慮其符號。 (3)參加反應的物質的量：當反應物和生成物的狀態(tài)相同時，參加反應的物質的量越多，放熱反應的ΔH越小，吸熱反應的ΔH越大。 [對點訓練] 題組一　反應熱 焓變 1．下列關于反應過程中能量變化的說法正確的是(　　) A．在一定條件下，某可逆反應的ΔH＝100 kJmol－1，則該反應的正反應活化能比逆反應活化能大100 kJmol－1 B．圖中A、B曲線可分別表示反應CH2===CH2(g)＋H2(g)―→CH3CH3(g)未使用催化劑和使用催化劑時反應過程中的能量變化 C．同溫同壓下，反應H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同 D．圖示的能量變化可判斷出該化學反應是放熱反應 答案　A 解析　可逆反應的正、逆反應的活化能之差等于該反應的反應熱，A項正確；催化劑降低反應所需的活化能，即A曲線表示的過程使用了催化劑，B項錯誤；同一化學反應的ΔH相同，C項錯誤；圖示反應為吸熱反應，D項錯誤。 考點　焓變　反應熱 題點　焓變與反應熱的綜合考查 2．(xx吉林遼源五中高二期末)下列敘述正確的是(　　) A．CO(g)的標準燃燒熱ΔH＝－283.0 kJmol－1，則2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反應的ΔH＝2283.0 kJmol－1 B．HCl和NaOH反應的中和熱為ΔH＝－57.3 kJmol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱為ΔH＝2(－57.3) kJmol－1 C．用等體積的0.50 molL－1鹽酸、0.55 molL－1 NaOH 溶液進行中和熱測定的實驗，會使測得的中和熱偏大 D．1 mol 甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的標準燃燒熱 答案　A 解析　CO(g)的標準燃燒熱是283.0 kJmol－1，表示1 mol CO完全燃燒產生CO2放出熱量是283.0 kJ，則2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反應的ΔH＝2283.0 kJmol－1，A項正確；中和熱是酸堿發(fā)生中和反應產生1 mol 水時放出的熱量，與參加反應的酸堿的量無關，B、C項錯誤；1 mol 甲烷燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的標準燃燒熱，D項錯誤。 考點　標準燃燒熱 題點　標準燃燒熱和中和熱的比較 題組二　熱化學方程式的書寫及正誤判斷 3．已知在1.01105 Pa、298 K條件下，2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484 kJ的熱量，下列熱化學方程式正確的是(　　) A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝242 kJmol－1 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－484 kJmol－1 C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝242 kJmol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝484 kJmol－1 答案　A 解析　2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484 kJ熱量，則1 mol 氫氣燃燒生成水蒸氣應放出484 kJ＝242 kJ熱量，放出熱量ΔH為“－”，各物質的狀態(tài)分別是H2(g)、O2(g)、H2O(g)。B項中的H2O的狀態(tài)應為氣態(tài)；C、D項中ΔH的符號應為“－”；A項是逆向進行的反應，ΔH為“＋”，數(shù)值相等。 考點　熱化學方程式 題點　由熱量變化寫熱化學方程式 4．已知充分燃燒a g乙炔氣體時生成1 mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出熱量b kJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是(　　) A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2b kJmol－1 B．C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝2b kJmol－1 C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－4b kJmol－1 D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝b kJmol－1 答案　C 解析　放熱反應中ΔH＜0，所以B、D錯誤；生成1 mol CO2時放出b kJ 的熱量，所以生成4 mol CO2時放出的熱量為4b kJ，所以C正確。 考點　熱化學方程式 題點　熱化學方程式正誤判斷 5．下列熱化學方程式正確的是(　　) A．甲烷的標準燃燒熱為 890.3 kJmol－1，則甲烷標準燃燒熱的熱化學方程式可表示為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJmol－1 B．500 ℃、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中充分反應生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJmol－1 C．已知在120 ℃、101 kPa下，1 g H2燃燒生成水蒸氣放出121 kJ熱量，其熱化學方程式為H2(g)＋O2(g)H2O(g)　ΔH＝－242 kJmol－1 D．25 ℃、101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3 kJmol－1，硫酸溶液與氫氧化鉀溶液反應的熱化學方程式為H2SO4(aq)＋2KOH(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1 答案　C 解析　由標準燃燒熱的定義可知，水應以液態(tài)形式存在，A項錯誤；N2與H2反應生成NH3為可逆反應，不能完全進行，所以19.3 kJ不是0.5 mol N2與1.5 mol H2完全反應放出的熱量，B項錯誤；D選項，反應物的物質的量與ΔH不對應。 考點　熱化學方程式 題點　熱化學方程式與反應熱的綜合考查 6．通過以下反應可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是(　　) ①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJmol－1 ②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝b kJmol－1 ③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝c kJmol－1 ④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH4＝d kJmol－1 A．反應①、②為反應③提供原料氣 B．反應③也是CO2資源化利用的方法之一 C．反應CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJmol－1 D．反應2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJmol－1 答案　C 解析　反應③中的反應物為CO2、H2，由反應可知，反應①、②為反應③提供原料氣，故A正確；反應③中的反應物為CO2，轉化為甲醇，則反應③也是CO2資源化利用的方法之一，故B正確；由反應④可知，物質的量與熱量成正比，且氣態(tài)水的能量比液態(tài)水的能量高，則反應CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH≠ kJmol－1，故C錯誤；由蓋斯定律可知，②2＋③2＋④得到2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)，則ΔH＝(2b＋2c＋d) kJmol－1，故D正確。 考點　熱化學方程式 題點　熱化學方程式與反應熱的綜合考查 題組三　蓋斯定律的典型應用 7．已知下列反應的熱化學方程式為 ①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－870.3 kJmol－1 ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝－285.8 kJmol－1 則反應2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的ΔH為(　　) A．－488.3 kJmol－1 B．－191 kJmol－1 C．－476.8 kJmol－1 D．－1 549.6 kJmol－1 答案　A 解析　根據蓋斯定律，反應2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)實質上是反應②2＋反應③2－反應①，即所求的反應熱ΔH＝ΔH22＋ΔH32－ΔH1＝[－393.52＋(－285.8)2－(－870.3)] kJmol－1＝ －488.3 kJmol－1。 考點　蓋斯定律 題點　根據蓋斯定律計算反應 8．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃燒熱分別是285.8 kJmol－1、1 411.0 kJmol－1和1 366.8 kJmol－1，則由C2H4(g)和H2O(l)反應生成C2H5OH(l)的ΔH為(　　) A．－44.2 kJmol－1 B．44.2 kJmol－1 C．－330 kJmol－1 D．330 kJmol－1 答案　A 解析　本題由已知反應的燃燒熱計算新反應的反應熱。依據燃燒熱的概念，寫出熱化學方程式。 ①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－1 411.0 kJmol－1 ②C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.8 kJmol－1 ①－②得：C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l) ΔH＝－44.2 kJmol－1，故應選A。 考點　蓋斯定律 題點　根據蓋斯定律計算反應熱 9．黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學方程式為 S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJmol－1 已知：碳的標準燃燒熱ΔH1＝a kJmol－1 S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJmol－1 2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJmol－1，則x為(　　) A．3a＋b－c B．c＋3a－b C．a＋b－c D．c＋a－b 答案　A 解析　已知碳的標準燃燒熱為ΔH1＝a kJmol－1，則碳燃燒的熱化學方程式為C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJmol－1①，又S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJmol－1②，2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJmol－1③，目標反應可由①3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。 考點　反應熱的計算與比較 題點　根據蓋斯定律計算反應熱 題組四　反應熱的計算與比較 10．已知膽礬溶于水時溶液溫度降低。膽礬分解的熱化學方程式為CuSO45H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝Q1 kJmol－1，室溫下，若將1 mol無水硫酸銅溶解為溶液時放熱Q2 kJ，則(　　) A．Q1＞Q2 B．Q1＝Q2 C．Q1＜Q2 D．無法比較 答案　A 解析　根據蓋斯定律，依題意，膽礬溶于水時，溶液溫度降低，說明該反應為吸熱反應，ΔH總＞0。ΔH＝Q1 kJmol－1，ΔH′＝－Q2 kJmol－1。 由蓋斯定律ΔH總＝ΔH＋ΔH′＝Q1 kJmol－1＋(－Q2 kJmol－1)＞0，則Q1＞Q2。 考點　反應熱的計算與比較 題點　反應熱大小的比較 11．(xx安陽一中高二月考)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJmol－1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJmol－1?，F(xiàn)有0.2 mol 的碳粉和氫氣組成的懸浮氣，該混合物在氧氣中完全燃燒，共放出63.53 kJ熱量，則混合物中C與H2的物質的量之比為(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶2 答案　A 解析　設混合物中碳粉的物質的量為x mol，氫氣的物質的量為y mol，則 解得：x＝0.1，y＝0.1，則混合物中C和H2的物質的量之比為1∶1。 考點　反應熱的計算與比較 題點　由反應熱確定反應物的物質的量之比 12．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJmol－1，實驗室測得4 mol SO2發(fā)生上述化學反應時放出314.3 kJ熱量，SO2的轉化率最接近于(　　) A．40% B．50% C．80% D．90% 答案　C 解析　參加反應的SO2為≈3.2 mol，SO2的轉化率為100%＝80%。 考點　反應熱的計算與比較 題點　可逆反應熱化學方程式的有關計算 [綜合強化] 13．研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。 (1)處理含CO、SO2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉化為單質S。已知： ①CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJmol－1 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.0 kJmol－1 此反應的熱化學方程式是 。 (2)氮氧化物是造成光化學煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。已知： CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－a kJmol－1(a>0) 2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－b kJmol－1(b>0) 若用標準狀況下3.36 L CO還原NO2至N2(CO完全反應)的整個過程中轉移電子的物質的量為 mol，放出的熱量為 kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。 (3)用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如： CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJmol－1 ① CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝？ ② 若1 mol CH4還原NO2至N2，整個過程中放出的熱量為867 kJ，則ΔH2＝ 。 答案　(1)2CO(g)＋SO2(g)S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJmol－1 (2)0.3　 (3)－1 160 kJmol－1 解析　(1)依據題意知，處理煙道氣污染的一種方法是將CO、SO2在催化劑作用下轉化為單質S，對照反應①和②，并根據蓋斯定律將反應①2－②可得答案。 (2)假設兩個反應分別為①、②，由①2＋②可得：4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＝－(2a＋b) kJmol－1，反應中轉移電子為8e－。因此標準狀況下的3.36 L CO還原NO2時，轉移電子為8 mol＝0.3 mol，放出的熱量為(2a＋b) kJ＝ kJ。 (3)CH4還原NO2至N2的熱化學方程式為CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJmol－1，根據蓋斯定律，ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)，解得ΔH2＝－867 kJmol－12－(－574 kJmol－1)＝－1 160 kJmol－1。 考點　蓋斯定律 題點　蓋斯定律的綜合應用 14．參考下列圖表和有關要求回答問題： (1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是 (填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是 。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式： 。 (2)下表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據： 化學鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能/kJmol－1 a b c x 已知1 mol白磷(P4)完全燃燒放熱為d kJ，白磷及其完全燃燒的生成物結構如上圖Ⅱ所示，則上表中x＝ kJmol－1(用含有a、b、c、d的代數(shù)式表示)。 答案　(1)減小　不變　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1 (2)(6a＋5c＋d－12b) 解析　(1)觀察圖像，E1應為反應的活化能，加入催化劑反應的活化能降低，但是ΔH不變；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO的反應熱數(shù)值即反應物和生成物的能量差，因此該反應的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1。 (2)反應熱＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和，即6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，可得x＝(6a＋5c＋d－12b)。 考點　反應熱的計算與比較 題點　反應熱計算的綜合 15．將煤轉化為水煤氣的主要化學反應為C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；C(s)、H2(g)和CO(g)完全燃燒的熱化學方程式分別為 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJmol－1 H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242.0 kJmol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJmol－1 請回答： (1)根據以上數(shù)據，寫出C(s)與水蒸氣反應的熱化學方程式： 。 (2)比較反應熱數(shù)據可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學據此認為“煤轉化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”；乙同學根據蓋斯定律做出下列循環(huán)圖，并據此認為“煤轉化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。 請分析：甲、乙兩同學觀點正確的是 (填“甲”或“乙”)；判斷的理由是 。 (3)將煤轉化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點，請列舉其中的兩個優(yōu)點： 。 答案　(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.5 kJmol－1 (2)乙　甲同學忽略了煤轉化為水煤氣要吸收熱量 (3)①減少污染；②燃燒充分；③方便運輸(任選兩個作答) 解析　根據蓋斯定律將方程式合并即可得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝131.5 kJmol－1，由此可知煤轉化成水煤氣是吸熱反應，而甲正是忽略了這個問題，才誤認為“煤轉化成水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”。 考點　蓋斯定律 題點　蓋斯定律的綜合應用