第六讲 化学反应与能量
[最新考纲]
1．了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。
2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。 3．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。
4．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
5．了解焓变(ΔH)与反应热的含义。
6．理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。
反应热 热化学方程式的书写[学生用书P26]
1．(1)[2017·高考全国卷Ⅰ，28(2)]下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为____________________________________、
________________________________________________________________________， 制得等量H2所需能量较少的是____________。
(2)(2017·高考北京卷)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物。钛精矿在沸腾炉中的氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝＋175.4 kJ·mol 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－220.9 kJ·mol 沸腾炉中加碳氯化生成
TiCl4(g)和
CO(g)的热化学方程式：
－1
－1
________________________________________________________________________。
解析：(1)系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)都是吸热反应，从热化学方程式可以看出，系统(Ⅱ)制备1 mol H2需要消耗20 kJ能量，而系统(Ⅰ)制备1 mol H2需要消耗286 kJ能量，故系统(Ⅱ)消耗的能量较少。
(2)根据盖斯定律，将已知的两个热化学方程式相加即可得到所求热化学方程式。
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1
答案：(1)H2O(l)===H2(g)＋O2(g)
2ΔH＝＋286 kJ·mol
H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝＋20 kJ·mol 系统(Ⅱ)
(2)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH＝－45.5 kJ·mol
2．(1)(2016·高考四川卷)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25 ℃，101 kPa时：
CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－271 kJ/mol
5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l) ΔH＝－937 kJ/mol 则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是
________________________________________________________________________。 (2)(2015·高考天津卷)已知1 mol 钠的单质在足量O2中燃烧，恢复至室温，放出255.5 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________。 解析：(1)CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－271 kJ/mol① 5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l) ΔH＝－937 kJ/mol② 根据盖斯定律，由①×5－②得，Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g) ΔH＝－271 kJ/mol×5－(－937 kJ/mol)＝－418 kJ/mol。
(2)1 mol Na的单质在足量O2中燃烧，放出255.5 kJ热量，则该反应的热化学方程式为2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH＝－511 kJ/mol。
答案：(1)Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g) ΔH＝－418 kJ/mol
(2)2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH＝－511 kJ/mol
[感悟高考]
1．题型：填空题
2．考向：热化学方程式的书写是近几年的主要题型，此外还涉及反应热与能源的综合考查。由于能源问题已成为社会热点，因此有关能源的试题将成为今后命题的热点；对于燃烧热和中和热的概念及计算仍将是高考考查的重点，主要在填空题、实验题中体现，重点考查学生灵活运用知识、接受新知识的能力。
一、正确理解“三热”概念 1．反应热
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－1
－1
－1
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在恒温恒压条件下的反应热用ΔH表示，单位是kJ/mol或kJ·mol，并规定放热反应的ΔH<0，吸热反应的ΔH>0。
(1)从宏观的角度来说，反应热是反应物具有的总能量与生成物具有的总能量的差值，如图所示：
－1
a表示反应的活化能；
b表示活化分子变成生成物分子所释放的能量； c表示反应热。
(2)键能、反应热和稳定性的关系
ΔH(反应热)＝反应物的键能总和－生成物键能总和。
物质稳定性：物质在反应中放出能量越多，则生成物能量越小，即生成物越稳定，化学键越牢固。
例如：同素异形体稳定性的比较，根据同素异形体之间相互转化反应的ΔH的正负和大小判断，若反应放热，说明生成物能量小，较稳定。
2．燃烧热
在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。单位：kJ·mol
－1
。需注意：
(1)燃烧热是以1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量来定义的，因此在书
写燃烧热的热化学方程式时，一般以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。
(2)燃烧产物必须是稳定的氧化物，如C→CO2、H2→H2O(l)等。
3．中和热：把在稀溶液中酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O时的反应热叫中和热，单位是kJ/mol。中和热属于反应热。
二、热化学方程式的书写及判断 1．五个注意
(1)注意ΔH的符号和单位
若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位为kJ·mol或kJ/mol。
(2)注意热化学方程式中的化学计量数
热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。 K12的学习需要努力专业专心坚持
－1
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(3)注意物质的聚集状态
反应物和生成物的聚集状态不同，反应热(ΔH)不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。
(4)注意ΔH的数值
热化学方程式中的ΔH的值应是表示反应已完成的热量变化。由于ΔH与反应完成的物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。
逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。 (5)注意燃烧热和中和热
2．记忆口诀
热化方程要点多，漏掉一点分不得； 标清状态配好平，焓变正负千焦摩； 系数焓变成正比，逆向反应焓变号。
3．热化学方程式书写易出现的错误
(1)未标明反应物或生成物的状态而造成错误。
(2)反应热的符号使用不正确，即吸热反应未标出“＋”号，放热反应未标出“－”号，从而导致错误。
(3)漏写ΔH的单位，或者将ΔH的单位写为kJ，从而造成错误。 (4)反应热的数值与方程式的化学计量数不对应而造成错误。
(5)对燃烧热、中和热的概念理解不到位，忽略其标准是1 mol 可燃物或生成1 mol H2O(l)而造成错误。
反应热的概念辨析
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)(2016·高考江苏卷)如图表示燃料燃烧反应的能量变化。( )
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(2)(2015·高考江苏卷)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。该反应中化学能全部转化为热能。( )
(3)催化剂能改变反应的焓变。( ) (4)催化剂能降低反应的活化能。( )
(5)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。( ) (6)500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，高温、高压放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)催化剂2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ·mol
－1
。( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．已知反应：①101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol ②稀溶液中，H(aq)＋OH(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol 下列结论正确的是( )
A．碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol B．反应①的反应热为221 kJ·mol
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ·mol D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
221 kJ
解析：选A。1 mol C不完全燃烧生成CO放出热量＝110.5 kJ，1 mol C完全燃
2
－1
－1－1
＋
－
－1
－1
烧生成CO2放出热量大于110.5 kJ，即C的燃烧热大于110.5 kJ·mol；反应①的反应热为－221 kJ·mol；稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol；醋酸是弱酸，与NaOH溶液中和生成1 mol水时放出的热量小于57.3 kJ。
热化学方程式的判断及书写
3．实验测得，101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是( )
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋890.3 kJ/mol
－1
－1
－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ/mol
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.3 kJ/mol
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ/mol A．仅有② C．仅有②③④
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B．仅有②④ D．①②③④
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解析：选B。甲烷的燃烧为放热反应，ΔH<0，①错误；1 mol甲烷完全燃烧生成液态水时，放出890.3 kJ的热量，③中生成的水为气态，②正确，③错误；2 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量为285.8 kJ×2＝571.6 kJ，④正确。
4．(1)肼(N2H4)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，写出肼燃烧的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)已知：Q的单质是常见的半导体材料，在25 ℃、101 kPa下，Q的气态氢化物在氧气中完全燃烧可得Q的最高价氧化物，反应中每转移1 mol电子放热190 kJ。则该反应的热
化
学
方
程
式
是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 解析：(1)根据题中图示可知，肼充分燃烧的产物是N2(g)和H2O(g)，1 mol 肼充分燃烧放出的热量为2 752 kJ－2 218 kJ＝534 kJ，根据要求写出热化学方程式。(2)由信息知Q为Si，其气态氢化物SiH4与O2反应生成SiO2和H2O，1 mol SiH4完全反应转移8 mol电子，故1 mol SiH4参加反应放出190 kJ×8＝1 520 kJ热量，据此可写出该反应的热化学方程式。
答案：(1)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534 kJ·mol
－1
(2)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)
ΔH＝－1 520 kJ·mol
盖斯定律的应用[学生用书P28]
1．[2017·高考全国卷Ⅲ，28(3)]已知： 3
As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s) ΔH1
21
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2
25
2As(s)＋O2(g)===As2O5(s) ΔH3
2K12的学习需要努力专业专心坚持
－1
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则反应As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝____________________。
解析：将已知热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由①×2－②×3－③可得：As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s) ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。
答案：2ΔH1－3ΔH2－ΔH3
2．(2017·高考江苏卷)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH1＝a kJ·mol
－1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH2＝b kJ·mol
－1
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH3＝c kJ·mol
－1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝d kJ·mol
A．反应①、②为反应③提供原料气 B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
11d－1
C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol
222
D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol 解析：选C。反应①的产物为CO和H2，反应②的产物为CO2和H2，反应③的原料为CO2
和H2，A项正确；反应③将温室气体CO2转化为燃料CH3OH，B项正确；反应④中生成物H2O为气体，C项中生成物H2O为液体，故C项中反应的焓变不等于 kJ·mol，C项错误；依
2据盖斯定律，由②×2＋③×2＋④，可得所求反应的焓变，D项正确。
[感悟高考]
1．题型：选择题(次)、填空题(主)
2．考向：新课标明确了焓变与反应热的关系，运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算，此类试题是高考的必出题型。从近几年高考题来看，在基本理论的大题中，必有一小题考查焓变计算或通过热化学方程式书写的形式考查盖斯定律。学习中应以“热化学方程式”为突破口，通过对热化学方程式的书写及正误判断充分理解其含义，同时触类旁通，不断掌握反应热的计算技巧，学会应用盖斯定律。
1．盖斯定律的应用
(1)理论依据：反应热只与反应体系的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具
－1
－1
d－1
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生活的色彩就是学习 体反应的途径无关。
(2)计算模式
(3)主要应用：计算某些难以直接测量的反应热。
(4)注意事项：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途径。 ①当反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。
②热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时，ΔH都要带“＋”“－”号计算、比较，即把ΔH看作一个整体进行分析判断。
③在设计的反应途径中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
④当设计的反应逆向进行时，其ΔH与正反应的ΔH数值相等，符号相反。 2．反应热计算的四方法 (1)根据两个公式计算反应热
①ΔH＝E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量)。 ②ΔH＝E(反应物的键能之和)－E(生成物的键能之和)。 (2)根据热化学方程式计算反应热 焓变与反应物的物质的量成正比。 (3)根据盖斯定律计算反应热
若一个热化学方程式可由另外几个热化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变可通过这几个化学反应焓变的加减而得到。
(4)根据比热公式计算反应热
QQ＝cmΔT，ΔH＝。
n3．反应热大小的比较方法 (1)利用盖斯定律比较
如，比较ΔH1与ΔH2的大小的方法：因ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0(均
为放热反应)，依据盖斯定律得ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，即|ΔH1|>|ΔH2|，所以ΔH1<ΔH2。
(2)同一反应的生成物状态不同时，如 A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1， A(g)＋B(g)===C(l) ΔH2， 则ΔH1>ΔH2。
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(3)同一反应的反应物状态不同时，如 A(s)＋B(g)===C(g) ΔH1， A(g)＋B(g)===C(g) ΔH2， 则ΔH1>ΔH2。
(4)两个有联系的反应相比较时，如 C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1①， C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH2②。
比较方法：利用反应①(包括ΔH1)乘以某计量数减去反应②(包括ΔH2)乘以某计量数，即得出ΔH3＝ΔH1×某计量数－ΔH2×某计量数，根据ΔH3大于0或小于0进行比较。
总之，比较反应热的大小时要注意：①反应中各物质的聚集状态；②ΔH有正负之分，比较时要连同“＋”“－”一起比较，类似数学中的正、负数大小的比较；③若只比较放出或吸收热量的多少，则只比较数值的大小，不考虑正、负号。
盖斯定律的应用
1．[2016·高考全国卷Ⅲ，27(4)②]已知下列反应： SO2(g)＋2OH (aq) ===SO3 (aq)＋H2O(l) ΔH1 ClO (aq)＋SO3(aq)===SO4(aq)＋Cl(aq) ΔH2 CaSO4(s)===Ca(aq)＋SO4(aq) ΔH3
则反应SO2(g)＋Ca(aq)＋ClO(aq)＋2OH (aq) ===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl (aq)的ΔH＝________。
解析：设三个反应依次是a、b、c，根据盖斯定律，由a＋b－c得：SO2(g)＋Ca(aq)＋ClO(aq)＋2OH(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl(aq) ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。
答案：ΔH1＋ΔH2－ΔH3
2．(1)[2016·高考全国卷Ⅱ，26(3)] ①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l) ΔH1 ②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l) ΔH2 ③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝____________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为
________________________________________________________________________。 (2)(2016·高考天津卷)氢气可用于制备H2O2。已知： H2(g)＋A(l)===B(l) ΔH1 O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l) ΔH2 K12的学习需要努力专业专心坚持
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其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)＋ O2(g)===H2O2(l)的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
解析：(1)根据盖斯定律，由③×2－②×2－①可得④，则ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；联氨和N2O4反应释放出大量热、产物无污染、产生大量气体等，故联氨和N2O4可作为火箭推进剂。(2)题中的两个反应都是熵减的反应，由于两个反应均能自发进行，所以两个反应都是放热反应，即ΔH1<0、ΔH2<0。根据盖斯定律，将题中两个热化学方程式叠加得：H2(g)＋O2(g)===H2O2(l) ΔH＝ΔH1＋ΔH2<0。
答案：(1)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1 反应放热量大、产生大量气体 (2)<
反应焓变大小的比较
3．室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程△
式为CuSO4·5H2O(s)=====CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A．ΔH2>ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2
B．ΔH1<ΔH3 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3
解析：选B。1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热过程，故ΔH1>0，1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热过程，故ΔH2<0，1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol H2O(l)，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水，CuSO4·5H2O受热分解为吸热反应，即ΔH3>0。根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得出ΔH1<ΔH3。
4．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是( ) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1 1
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2
2②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3 S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH4 1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH5
22H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH6 ④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH7 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH8 A．① C．②③④
B．④ D．①②③
解析：选C。①碳与氧气反应放热，即ΔH1<0，ΔH2<0，CO再与O2作用时又放热，所以ΔH1<ΔH2；②等量的固态硫变为气态硫时吸收热量，故在与O2作用产生同样多的SO2时，气K12的学习需要努力专业专心坚持
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态硫放出的热量多，即ΔH3>ΔH4；③发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故ΔH5>ΔH6；④碳酸钙分解吸收热量，ΔH7>0，CaO与H2O反应放出热量，ΔH8<0，显然ΔH7>ΔH8。
反应热与化学平衡的移动
1
5．已知热化学方程式：SO2(g)＋O2(g)
2
SO3(g) ΔH＝－98.32 kJ·mol，在容器
－1
中充入2 mol SO2和1 mol O2充分反应，最终放出的热量为( )
A．196.64 kJ C．<196.64 kJ 答案：C
6．已知298 K时，2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH＝－197 kJ·mol，在相同温度
－1
B．98.32 kJ D．>196.64 kJ
下，向密闭容器中通入2 mol SO2 和1 mol O2，达到平衡时放出热量Q1；向另一体积相同的密闭容器中通入1 mol SO2和1 mol O2，达到平衡时放出热量Q2。则下列关系正确的是( )
A．2Q2＝Q1 C．Q2＜Q1＜197 kJ
B．2Q2＜Q1 D．Q2＝Q1＜197 kJ
2SO3(g) ΔH＝－197 kJ·mol
解析：选C。反应的热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)
－1
，由热化学方程式可知，在上述条件下反应生成2 mol SO3气体放热197 kJ，加入2 mol SO2
和1 mol O2，生成SO3的量小于2 mol，所以Q1＜197 kJ，1 mol SO2和1 mol O2相当在2 mol SO2和1 mol O2达平衡的基础上，减少反应物的浓度，平衡逆向移动，即Q2＜Q1，综上：Q2＜Q1＜197 kJ。
键能与反应热的关系
7．已知断开或形成1 mol化学键吸收或放出的能量称为化学键的键能，如H—H键的键能为436 kJ/mol，N≡N键的键能为945 kJ/mol，N—H键的键能为391 kJ/mol。则下列有关工业合成氨反应的热化学方程式正确的是( )
A．N2(g)＋3H2(g)B．N2(g)＋3H2(g)C．N2(g)＋3H2(g)D．N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－93 kJ/mol 2NH3(g) ΔH＝＋1 471 kJ/mol 2NH3(g) ΔH＝＋93 kJ/mol 2NH3(g) ΔH＝－1 471 kJ/mol
解析：选A。根据反应热和键能的关系可得，ΔH＝945 kJ/mol＋3×436 kJ/mol－6×391 kJ/mol＝－93 kJ/mol。
8．(1)[2015·高考全国卷Ⅰ，28(3)]已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol，1 mol H2(g)、1 mol I2(g) 分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为______kJ。
(2)(2015·高考浙江卷)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
－1
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＋H2(g)
已知： 化学键 键能/kJ·mol1－C—H 412 C—C 348 －1C===C 612 H—H 436 计算上述反应的ΔH＝________kJ·mol。 解析：(1)设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x，则2x－436 kJ－151 kJ＝＋11 kJ，x＝299 kJ。
(2)
制备苯乙烯需断开2 mol C—H键，生成1 mol H—H键，同
时在C—C键的基础上生成C===C 键，因此生成1 mol苯乙烯吸收的热量为2×412 kJ＝824 kJ，放出的热量为436 kJ＋(612－348) kJ＝700 kJ，根据反应热的定义可知，ΔH＝824 kJ·mol－1－700 kJ·mol－1＝＋124 kJ·mol－1。
答案：(1)299 (2)＋124
[课后达标检测][学生用书P135(单独成册)]
1．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：
下列说法正确的是( ) A．CO和O生成CO2是吸热反应 B．在该过程中，CO断键形成C和O C．CO和O形成了具有极性共价键的CO2 D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
解析：选C。A.状态Ⅰ总能量为反应物总能量，状态Ⅲ总能量为生成物总能量，由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。B.从状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的图示可以看出，反应中CO并未断裂成C和O，C、O原子间一直有化学键。C.由图示可以看出，CO和O生成了CO2，CO2分子中C与O形成极性共价键。D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程。
2．下列反应中能量变化与其他不同的是( ) A B C D K12的学习需要努力专业专心坚持
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酸碱中和 反应 铝热反应 燃料燃烧 Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体混合 解析：选D。铝热反应、燃料燃烧、酸碱中和反应均是放热反应，而Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体的反应是吸热反应。
3．根据下图，下列判断中正确的是( )
A．石墨与O2生成CO2的反应是吸热反应
B．金刚石、石墨与O2反应，均可生成具有极性共价键的CO2 C．从能量角度看，金刚石比石墨更稳定 D．C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH＝E3－E1
解析：选B。A项，石墨与O2的总能量高于生成物的总能量，反应放热，错误；B项，CO2中存在C===O极性共价键，正确；C项，从能量角度看，金刚石的能量高于石墨的能量，金刚石没有石墨稳定，错误；D项，金刚石的能量高于石墨的能量，C(金刚石，s)===C(石墨，s)，反应放热，ΔH＝E1－E2，错误。
4．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g) ΔH＝－72 kJ·mol，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的热量为30 kJ，其他相关数据如表所示。
物质 1 mol 分子中化学键断裂 时需要吸收的能量/kJ 则表中a为( ) A．404 C．230
B．260 D．200
H2(g) 436 Br2(g) HBr(g) 369 －1
a 解析：选D。本题主要考查键能与反应热的关系。由已知得：Br2(l)===Br2(g) ΔH＝＋30 kJ·mol，则H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g) ΔH＝－102 kJ·mol。由反应热与键能关系得436＋a－2×369＝－102，a＝200，D项正确。
5．(2016·高考江苏卷)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是( ) ①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1＝＋571.6 kJ·mol ②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2＝＋131.3 kJ·mol ③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3＝＋206.1 kJ·mol
－1－1－1
－1
－1
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A．反应①中电能转化为化学能 B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝＋74.8 kJ·mol
解析：选D。A项，反应①是光能转化为化学能，错误；B项，反应②的焓变为正值，属于吸热反应，错误；C项，催化剂不会改变反应的焓变，错误；D项，根据盖斯定律，由③－②得所求反应，其焓变为206.1 kJ·mol－131.3 kJ·mol＝＋74.8 kJ·mol，正确。
6．(2015·高考重庆卷)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为 S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝x kJ·mol 已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol 2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol 则x为( ) A．3a＋b－c C．a＋b－c
B．c－3a－b D．c－a－b
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
－1
解析：选A。表示碳燃烧热的热化学方程式为①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol
－1
，将另外两个热化学方程式进行编号，②S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol ，
－1
－1
③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol，运用盖斯定律，①×3＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝(3a＋b－c) kJ·mol ，则x＝3a＋b－c，故A正确。
7．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
－1
A．反应生成1 mol N2时转移4 mol e B．反应物能量之和大于生成物能量之和
C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g) ΔH＝－139 kJ·mol D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
解析：选A。A项，化学方程式：N2O＋NO===N2＋NO2，生成1 mol N2时转移电子2 mol，
－1
－
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故说法错误；B项，根据能量变化图，反应物的总能量大于生成物的总能量，此反应属于放热反应，故说法正确；C项，根据能量变化图，N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g) ΔH＝(209－348) kJ·mol＝－139 kJ·mol，故说法正确；D项，断键吸收能量，成键释放能量，此反应是放热反应，因此断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，故说法正确。
8．已知一定温度下合成氨的化学反应：N2＋3H2
2NH3，每生成2 mol NH3放出92.4 kJ
－1
－1
的热量，在恒温、恒压的密闭容器中进行如下实验：①通入1 mol N2和3 mol H2，达平衡时放出热量为Q1，②通入2 mol N2和6 mol H2，达平衡时放出热量为Q2，则下列关系正确的是( )
A．Q2＝2Q1 B．Q1＜0.5Q2 C．Q1＝Q2＜184.8 kJ D．Q1＝Q2＜92.4 kJ
解析：选A。1 mol N2(g)与3 mol H2(g)反应生成2 mol NH3(g)放出的热量是92.4 kJ。该反应为可逆反应，物质不能完全反应，恒温、恒压下，反应前后气体的物质的量发生变化，①、②中n(N2)∶n(H2)均为1∶3，二者为等效平衡，反应物的转化率相同，②中参加反应的
n(N2)是①中的2倍，所以Q2＝2Q1＜184.8 kJ。
9．2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)反应过程中能量的变化如图所示。已知1 mol SO2(g)与
－1
0.5 mol O2(g)反应生成1 mol SO3(g) 的ΔH＝－99 kJ·mol。
请回答下列问题：
(1)图中A点、C点的数值分别表示________________、______________，E的大小对该反应的反应热________(填“有”或“无”)影响。
(2)该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点________(填“升高”或“降低”)，理由是
________________________________________________________________________。 (3)图中ΔH＝________kJ·mol。
解析：(1)图中A点、C点的数值分别表示反应物总能量、生成物总能量，反应热可表示为AB段、BC段能量之差，即反应热与活化能的大小无关。(2)E为不加催化剂的活化能，使用催化剂可使反应的活化能降低，故加V2O5会使图中B点降低。(3)因1 mol SO2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol，所以2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol SO3(g)的ΔH＝－198 kJ·mol。 K12的学习需要努力专业专心坚持
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答案：(1)反应物总能量 生成物总能量 无 (2)降低 使用催化剂可降低反应的活化能 (3)－198
10．已知E1＝134 kJ/mol、E2＝368 kJ/mol，请参考题中图表，按要求填空：
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率加快，E1的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。NO2和CO反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (2)下表所示是部分化学键的键能参数： 化学键 键能/kJ·mol1－P—P P—O O===O P===O a b －1c x 已知白磷的燃烧热为d kJ·mol，白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图Ⅱ所示，表中x＝________(用含a、b、c、d的代数式表示)。
(3)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应。
反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)
(NH4)2CO3(aq) ΔH1 NH4HCO3(aq) ΔH2
2NH4HCO3(aq) ΔH3 之
间
的
关
系
是
ΔH3
＝
反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)则
ΔH3
与
ΔH1
、
ΔH2
________________________________________________________________________。
解析：(1)加入催化剂能降低反应所需的活化能，则E1和E2都减小，但E1－E2不变，即反应热不改变。由图知，1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO放出热量368－134＝234 (kJ)，该反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol。点燃
(2)白磷燃烧的化学方程式为P4＋5O2=====P4O10，1 mol白磷完全燃烧需拆开6 mol P—P、5 mol O===O，形成12 mol P—O、4 mol P===O，故12 mol×b kJ·mol＋4 mol×x kJ·mol
－1
－1－1
1－1－1
－(6 mol×a kJ·mol＋5 mol×c kJ·mol)＝d kJ，解得x＝(6a＋5c＋d－12b)。(3)
4观察方程式，利用盖斯定律，Ⅱ×2－Ⅰ得方程式Ⅲ，故ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。 K12的学习需要努力专业专心坚持
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答案：(1)减小 不变 NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ/mol 1
(2)(6a＋5c＋d－12b) (3)2ΔH2－ΔH1 411．(1)已知：
①TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)ΔH＝＋140 kJ·mol ②2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol
写出TiO2和焦炭、Cl2反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是 A．CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋49.0 kJ·mol
－1－1
－1
3
B．CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
2
ΔH＝－676.7 kJ·mol
－1
由上述方程式可知，1 mol CH3OH完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量________(填“大于”“等于”“小于”或“不能确定”)676.7 kJ。已知水的汽化热为44 kJ·mol，则表示H2燃烧热的热化学方程式为
________________________________________________________________________。 解析：(1)由①＋②即可得到目标方程式。(2)气态水变为液态水要放出热量，故1 mol 11CH3OH完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量应大于676.7 kJ。由(B－A)可得：H2(g)＋
32O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.9 kJ·mol，由于水的汽化热为44 kJ·mol，所以表示H21－1
燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.9 kJ·mol。
2
答案：(1)TiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol (2)大于
1－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.9 kJ·mol
2
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