2018年高考化学二轮复习专题六化学反应与能量.doc

专题六 化学反应与能量 ‎[考纲要求]　1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出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。4.了解焓变与反应热的含义。了解ΔH＝H(生成物)－H(反应物)表达式的含义。5.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。6.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。‎ ‎1.理解化学反应热效应的两种角度 ‎(1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值，如下图所示：‎ a表示旧化学键断裂吸收的能量；‎ b表示新化学键形成放出的能量；‎ c表示反应热。‎ ‎(2)从宏观的角度说，是反应物自身的能量与生成物能量的差值，在上图中：‎ a表示活化能；‎ b表示活化分子结合成生成物所释放的能量；‎ c表示反应热。‎ ‎2.反应热的量化参数——键能 反应热与键能的关系 反应热：ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3，即ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。‎ 20‎ ‎3.反应热的表示方法——热化学方程式 热化学方程式书写或判断的注意事项。‎ ‎(1)注意ΔH的符号和单位：ΔH的单位为kJ·mol－1。‎ ‎(2)注意测定条件：绝大多数的反应热ΔH是在‎25 ℃‎、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。‎ ‎(3)注意热化学方程式中的化学计量数：热化学方程式化学计量数可以是整数，也可以是分数。‎ ‎(4)注意物质的聚集状态：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“↓”。‎ ‎(5)注意ΔH的数值与符号：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。‎ ‎(6)对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。‎ 如①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g)‎ ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1‎ ‎②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)‎ ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1‎ ‎③S(单斜，s)===S(正斜，s)‎ ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1‎ 题组一　反应热的理解和计算 ‎1.正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。‎ ‎(1)如图表示燃料燃烧反应的能量变化(×)(2016·江苏，‎10A)‎ ‎(2)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(×)(2015·江苏，4D)‎ ‎(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)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)‎ ΔH＝－38.6 kJ·mol－1(×)‎ ‎2.下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是(　　)‎ 20‎ A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1‎ B.CO(g)的燃烧热ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1‎ C.氢气的燃烧热ΔH＝－285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.5 kJ·mol－1‎ D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 答案　B 解析　在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时的反应热叫做中和热，中和热是以生成 1 mol 液态H2O为基准的，A项错误；CO(g)的燃烧热ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，则CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，则2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－2×283.0 kJ·mol－1，逆向反应时反应热的数值相等，符号相反，B项正确；电解 2 mol 水吸收的热量和2 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量相等，C项中的ΔH应为＋571.0 kJ·mol－1；在101 kPa 时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物(水应为液态)时所放出的热量是该物质的燃烧热，D项错误。‎ ‎3.(2016·海南，6)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：‎ C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)‎ 已知燃烧‎1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ，油酸甘油酯的燃烧热ΔH为(　　)‎ A.3.8‎‎×104 kJ·mol－1 B.－3.8×104 kJ·mol－1‎ C.3.4×104 kJ·mol－1 D.－3.4×104 kJ·mol－1 ‎ 答案　D 对比法理解反应热、燃烧热与中和热 ‎“三热”是指反应热、燃烧热与中和热，可以用对比法深化对这三个概念的理解，明确它们的区别和联系，避免认识错误。‎ ‎(1)化学反应吸收或放出的热量称为反应热，符号为ΔH，单位常用kJ·mol－1，它只与化学反应的化学计量数、物质的聚集状态有关，而与反应条件无关。中学阶段研究的反应热主要是燃烧热和中和热。‎ ‎(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：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态H2‎ 20‎ O时的反应热。需注意：①稀溶液是指物质溶于大量水中；②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应；③中和反应的实质是H＋和OH－化合生成H2O，即H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。‎ ‎(4)反应热是指反应完全时的热效应，所以对于可逆反应，其热量要小于反应完全时的热量。‎ 题组二　“式形相随”理解反应热 ‎4.[2014·北京理综，26(3)①]已知：‎ ‎2NO2(g)N2O4(g)　ΔH1‎ ‎2NO2(g)N2O4(l)　ΔH2‎ 下列能量变化示意图中，正确的是(选填字母)______。‎ 答案　A 解析　等质量的N2O4(g)具有的能量高于N2O4(l)，因此等量的NO2(g)生成N2O4(l)放出的热量多，只有A项符合题意。‎ ‎5.[2015·海南，16(3)]由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 mol N2，其ΔH＝________kJ·mol－1。‎ 答案　－139‎ ‎6.(2015·上海，8)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是(　　)‎ 20‎ A.加入催化剂，减小了反应的热效应 B.加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率 C.H2O2分解的热化学方程式：H2O2―→H2O＋O2＋Q D.反应物的总能量高于生成物的总能量 答案　D 解析　催化剂不会影响反应的热效应和平衡转化率；C项，热化学方程式应标明物质状态。‎ 题组三　“一式”解决反应热的计算 ‎7.(1)[2015·浙江理综，28(1)]乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：‎ 已知：‎ 化学键 C—H C—C C===C H—H 键能/kJ·mol－1‎ ‎412‎ ‎348‎ ‎612‎ ‎436‎ 计算上述反应的ΔH＝________ kJ·mol－1。‎ 答案　124‎ 解析　设“”部分的化学键键能为a kJ·mol－1，则ΔH＝(a＋348＋412×5) kJ·mol－1－(a＋612＋412×3＋436) kJ·mol－1＝124 kJ·mol－1。‎ ‎(2)[2015·全国卷Ⅰ，28(3)]已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－1,1 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。‎ 答案　299‎ 解析　形成1 mol H2(g)和1 mol I2(g)共放出436 kJ＋151 kJ＝587 kJ能量，设断裂2 mol HI(g)中化学键吸收‎2a kJ能量，则有‎2a－587＝11，得a＝299。[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1＋151 kJ·mol－1＝598 kJ·mol－1，则E(H—I)＝299 kJ·mol－1。]‎ 20‎ ‎8.(2014·重庆理综，6)已知：‎ C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1‎ ‎2C‎(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJ·mol－1‎ H—H、O===O和O—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　)‎ A.－332 B.－118‎ C.＋350 D.＋130‎ 答案　D 解析　根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据题中给出的键能可得出热化学方程式：③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝(2×436＋496－4×462) kJ·mol－1，即③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－480 kJ·mol－1，题中②‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ·mol－1，(②－③)×得①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝(ΔH2－ΔH3)×，即a＝(－220＋480)×＝130，选项D正确。‎ 利用键能计算反应热，要熟记公式：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，其关键是弄清物质中化学键的数目。在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。原子晶体：1 mol金刚石中含2 mol C—C键，1 mol硅中含2 mol Si—Si键，1 mol SiO2晶体中含4 mol Si—O键；分子晶体：1 mol P4中含有6 mol P—P键，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中，含有12 mol P—O键、4 mol P==O键，1 mol C2H6中含有6 mol C—H键和 1 mol C—C键。‎ 题组四　热化学方程式的书写 ‎9.(1)[2014·大纲全国卷，28(1)]化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：‎ 已知AX3的熔点和沸点分别为－‎93.6 ℃‎和‎76 ℃‎，AX5的熔点为‎167 ℃‎。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)[2014·天津理综，7(4)]晶体硅(熔点1 ‎410 ℃‎)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：‎ Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(硅)‎ 写出SiCl4的电子式：________________；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成‎1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)[2015·安徽理综，27(4)]NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g)，在‎25 ℃‎、101‎ 20‎ ‎ kPa下，已知每消耗‎3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是 ‎____________________________________________________________________________。‎ ‎(4)[2015·天津理综，7(4)]随原子序数递增，八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。‎ 根据判断出的元素回答问题：‎ 已知1 mol e的单质在足量d2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：___________________________________________________________________。‎ 答案　(1)AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)‎ ΔH＝－123.8 kJ·mol－1‎ ‎(2)　SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)　ΔH＝＋‎0.025a kJ·mol－1‎ ‎(3)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)‎ ΔH＝－216 kJ·mol－1‎ ‎(4)2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)‎ ΔH＝－511 kJ·mol－1‎ 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。‎ ‎1.定律内容 20‎ 一定条件下，一个反应不管是一步完成，还是分几步完成，反应的总热效应相同，即反应热的大小与反应途径无关，只与反应的始态和终态有关。‎ ‎2.常用关系式 热化学方程式 焓变之间的关系 aA===B　ΔH1‎ A===B　ΔH2‎ ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2‎ aA===B　ΔH1‎ B===aA　ΔH2‎ ΔH1＝－ΔH2‎ ΔH＝ΔH1＋ΔH2‎ 题组一　利用盖斯定律求焓变 ‎1.(2015·重庆理综，6)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－1‎ 已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1‎ S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1‎ ‎2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1，则x为(　　)‎ A‎.3a＋b－c B.c－‎3a－b C.a＋b－c D.c－a－b 答案　A 解析　由碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1，得①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1，将另外两个热化学方程式依次编号为②、③，目标反应可由①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝‎3a＋b－c。‎ ‎2.在1 ‎200 ℃‎时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：‎ H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1‎ ‎2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g)　ΔH2‎ H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g)　ΔH3‎ ‎2S(g)===S2(g)　ΔH4‎ 则ΔH4的正确表达式为(　　)‎ A.ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)‎ 20‎ B.ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)‎ C.ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)‎ D.ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)‎ 答案　A 解析　给题中方程式依次编号为①、②、③、④，[①＋②－③×3]×得2S(g)===S2(g)　　ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。‎ ‎3.[2015·江苏，20(1)]烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为 NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)‎ ΔH＝－200.9 kJ·mol－1‎ NO(g)＋O2(g)===NO2(g)‎ ΔH＝－58.2 kJ·mol－1‎ SO2(g)＋O3(g)===SO3(g)＋O2(g)‎ ΔH＝－241.6 kJ·mol－1‎ 反应3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。‎ 答案　－317.3‎ 解析　对所给的三个热化学方程式由上到下依次标记为①、②、③，由反应①和②可知O2是中间产物，①＋②×2消去O2，可得目标反应，故目标反应的ΔH＝－200.9 kJ·mol－1＋(－58.2 kJ·mol－1)×2＝－317.3 kJ·mol－1。‎ ‎4.[2016·全国卷Ⅲ，27(4)②]已知下列反应：‎ SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l)　ΔH1‎ ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2‎ CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3‎ 则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________________________________________________________________________。‎ 答案　ΔH1＋ΔH2－ΔH3‎ 解析　将题中的3个反应依次标记为①、②、③，根据盖斯定律，①＋②－③即得所求的反应，ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。‎ 叠加法求焓变 20‎ 步骤1　“倒”‎ 为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反。这样，就不用再做减法运算了，实践证明，方程式相减时往往容易出错。‎ 步骤2　“乘”‎ 为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式乘以某个倍数，反应热也要相乘。‎ 步骤3　“加”‎ 上面的两个步骤做好了，只要将方程式相加即可得目标方程式，反应热也要相加。‎ 题组二　多角度比较焓变大小 ‎5.(2014·新课标全国卷Ⅱ，13)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 B.ΔH1＜ΔH3‎ C.ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D.ΔH1＋ΔH2＞ΔH3‎ 答案　B 解析　1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，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水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水，CuSO4·5H2O的分解为吸热反应，即ΔH3＞0，根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1＜ΔH3。‎ ‎6.已知下列热化学方程式：‎ ‎①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1‎ ‎②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1‎ ‎③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝c kJ·mol－1‎ ‎④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝d kJ·mol－1‎ 下列关系式中正确的是(　　)‎ A.a＜c＜0 B.b＞d＞0‎ C‎.2a＝b＜0 D‎.2c＝d＞0‎ 答案　C 解析　H2的燃烧反应是放热反应，ΔH＜0，故a、b、c、d都小于0，B、D错；反应③与反应①相比较，产物的状态不同，H2O(g)转化为H2O(l)为放热反应，所以a＞c，A错；反应②的化学计量数是①的2倍，②的反应热也是①的2倍，b＝‎2a＜0，C对。‎ 20‎ ‎7.(2014·江苏，10)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1‎ CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2‎ ‎2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3‎ ‎4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4‎ ‎3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5‎ 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)‎ A.ΔH1＞0，ΔH3＜0 B.ΔH2＞0，ΔH4＞0‎ C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5‎ 答案　C 解析　A项，C(s)、CO(g)在O2(g)中燃烧生成CO2，均为放热反应，则有ΔH1＜0、ΔH3＜0；B项，CO2(g)与C(s)在高温条件下反应生成CO(g)，该反应为吸热反应，则有ΔH2＞0，Fe(s)与O2(g)反应生成Fe2O3(s)为放热反应，则有ΔH4＜0；C项，将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，由②＋③可得①，则有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3；D项，将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，由③×3－⑤×2可得④，则有ΔH4＝3ΔH3－2ΔH5。‎ 反应热大小比较 ‎1.利用盖斯定律比较。‎ ‎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。‎ ‎3.同一反应的同一反应物状态不同时，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①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1，②C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH2。‎ 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。‎ 题组三　反应热与化学平衡移动 ‎8.已知热化学方程式：SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH＝－98.32 kJ·mol－1，在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2充分反应，最终放出的热量为(　　)‎ A.196.64 kJ B.98.32 kJ 20‎ C.＜196.64 kJ D.＞196.64 kJ 答案　C 解析　根据热化学方程式SO2(g)＋O2(g)SO3(g)ΔH＝－98.32 kJ·mol－1的含义，可知SO2和O2反应生成1 mol SO3时放出的热量为98.32 kJ，所以生成2 mol SO3时放出的热量为196.64 kJ，由于该反应为可逆反应，2 mol SO2和1 mol O2不能完全反应，所以放出的热量一定小于196.64 kJ，故选C。‎ ‎9.已知298 K时，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，在相同温度下，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 B.2Q2＜Q1‎ C.Q2＜Q1＜197 kJ D.Q2＝Q1＜197 kJ 答案　C 解析　反应的热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197 kJ·mol－1，由热化学方程式可知，在上述条件下反应生成1 mol SO3气体放热98.5 kJ，加入2 mol SO2和1 mol O2，生成的SO3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。故选C。‎ ‎10.已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1。在‎25 ℃‎时，向恒压密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，达到平衡时放出热量a1；若‎25 ℃‎时，在此恒压密闭容器中只通入1 mol SO2和0.5 mol O2，达到平衡时放出热量a2。则下列关系正确的是(　　)‎ A‎.2a2＝a1＝197 kJ B.197 kJ＞a1＝‎2a2‎ C.a2＞a1＞197 kJ D‎.2a2＜a1＜197 kJ 答案　B 解析　恒温恒压下，对于可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，向恒压密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2与只通入1 mol SO2和0.5 mol O2互为等效平衡，达到平衡时反应物的转化率一定相等，则反应放出的热量关系：a1＝‎2a2；在可逆反应的热化学方程式中，反应热是指完全转化的热量，所以a1＜197 kJ，即197 kJ＞a1＝‎2a2，故选B。‎ 专题强化练 ‎1.下列反应中能量变化与其他不同的是(　　)‎ A B C D 铝热反应 燃料燃烧 酸碱中和反应 Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体混合 20‎ 答案　D 解析　铝热反应、燃料的燃烧、酸碱中和反应均是放热反应，而Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，答案选D。‎ ‎2.下图是CO2生产甲醇的能量变化示意图。下列说法正确的是(　　)‎ A.E2－E1是该反应的热效应 B.E3－E1是该反应的热效应 C.该反应放热，在常温常压下就能进行 D.实现变废为宝，且有效控制温室效应 答案　D 解析　化学反应的热效应等于反应物和生成物的能量之差，反应物的能量高于生成物能量，反应放热，所以反应的热效应是E1－E2，故A、B错误；但是放热反应在常温常压下不一定就能进行，故C错误；D项，二氧化碳是温室气体，甲醇可以作燃料，二氧化碳和氢气转化为甲醇和水的反应可以实现变废为宝，且有效控制温室效应，故D正确。‎ ‎3.下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A.由MgCl2制取Mg是放热过程 B.热稳定性：MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2‎ C.常温下氧化性：F2＜Cl2＜Br2＜I2‎ D.由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式：MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g)，ΔH＝－117 kJ·mol－1‎ 答案　D 解析　A项，依据图像分析判断，Mg与Cl2的能量高于MgCl2，依据能量守恒判断，由MgCl2制取Mg是吸热反应，错误；B项，物质的能量越低越稳定，由图像数据分析，化合物的热稳定性顺序：MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，错误；C项，氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2，错误；D项，依据图像Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)　ΔH＝－641 kJ·mol－1，Mg(s)＋Br2(g)===MgBr2‎ 20‎ ‎(s)　ΔH＝－524 kJ·mol－1，将第一个方程式减去第二方程式得MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g)　ΔH＝－117 kJ·mol－1，正确。‎ ‎4. N2和 H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用 、、分别表示N2、H2、NH3，下列说法正确的是(　　)‎ A.使用催化剂，合成氨反应放出的热量减少 B.在该过程中，N2、H2断键形成N原子和H原子 C.在该过程中，N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3‎ D.合成氨反应中，反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量 答案　B 解析　A项，催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但不会改变反应物与生成物的状态，所以放出的热量不变，A项错误；B项，根据合成氨的微观历程图可知，在反应过程中，N2、H2断键形成N原子和H原子，B项正确；C项，在该过程中，N原子和H原子形成了含有极性键的NH3，C项错误；D项，由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，所以合成氨反应中，反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，D项错误。‎ ‎5.N2(g)与H2(g)在铁催化剂表面经历如下过程生成NH3(g) ：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.Ⅰ中破坏的均为极性键 20‎ B.Ⅳ中NH2与H2生成NH3‎ C.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为放热过程 D.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＞0‎ 答案　C 解析　A项，Ⅰ中破坏的是N2、H2中的非极性键，错误；B项，Ⅳ中是 NH2和H生成 NH3，不是NH2与H2生成NH3，错误；C项，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个过程均是能量降低，所以都是放热过程，正确；D项，由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，是放热反应，因此ΔH ＜0，错误。‎ ‎6.某温度时，N2与H2反应过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)‎ A.a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线 B.在密闭容器中加入1 mol N2、3 mol H2，充分反应放出的热量小于92 kJ C.由图可知，断开1 mol氮氮三键与1 mol氢氢键吸收的能量和小于形成1 mol氮氢键所放出的能量 D.反应物的总能量低于生成物的总能量 答案　B 解析　A项，催化剂降低活化能，b曲线是使用催化剂，故错误；B项，N2＋3H22NH3，此反应是可逆反应，不能进行到底，放出热量小于92 kJ，故正确；C项，此反应是放热反应，断键吸热，成键放热，表示的是断开1 mol氮氮三键与3 mol H—H吸收的能量小于形成6 mol N—H所放出的能量，故错误；D项，此反应是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故错误。‎ ‎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(　　)‎ 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 20‎ C.N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)‎ ΔH＝－139 kJ·mol－1‎ D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 答案　A 解析　A项，化学方程式：N2O＋NO===N2＋NO2，生成1 mol N2时转移电子2 mol，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－1＝－139 kJ·mol－1，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.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 答案　B 解析　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；故选B。‎ ‎9.已知：‎ ‎①‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJ·mol－1‎ ‎②氢气燃烧的能量变化示意图：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.1 mol C(s)完全燃烧放出110 kJ的热量 20‎ B.H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－480 kJ·mol－1‎ C.C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋130 kJ·mol－1‎ D.欲分解2 mol H2O(g)，至少需要提供4×462 kJ的热量 答案　C 解析　A项，C(s)完全燃烧的生成物为二氧化碳气体，1 mol C(s)完全燃烧放出的热量大于110 kJ，错误；B项，H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝×(2×436＋496－4×462)＝－240 kJ·mol－1，错误；C项，① ‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJ·mol－1，②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－240 kJ·mol－1，将①×－②，得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋130 kJ·mol－1，正确；D项，根据H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－240 kJ·mol－1，欲分解2 mol H2O(g)，至少需要提供2×240 kJ的热量，错误；故选C。‎ ‎10.已知：‎ ‎①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1‎ ‎②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2‎ ‎③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3‎ ‎④2CO2(g)＋4H2(g)===CH3COOH(l)＋2H2O(l)　ΔH4‎ ‎⑤‎2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)　ΔH5‎ 下列关于上述反应的焓变判断正确的是(　　)‎ A.ΔH1＞0，ΔH2＜0‎ B.ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1‎ C.ΔH3＞0，ΔH5＜0‎ D.ΔH4＝ΔH1 －2ΔH3‎ 答案　B 解析　A项，物质的燃烧反应是放热的，焓变小于零，ΔH1＜0，ΔH2＜0，故A错误；B项，利用盖斯定律计算，将②×2＋③－①，可得 ‎2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)，反应热随之相加减，则ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1，故B正确；C项，物质的燃烧反应是放热的，焓变小于零，所以2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3＜0，故C错误；D项，根据盖斯定律，反应④由③×2－①得到，故D错误。故选B。‎ ‎11.有关化学键的键能数据如表所示：‎ 化学键 C==O O==O C—C 键能/kJ·mol－1‎ x ‎498.8‎ ‎345.6‎ 20‎ 碳的燃烧热ΔH＝－395 kJ·mol－1，假设单质碳中只存在C—C键且基本结构单元为正四面体，则x的值为(　　)‎ A.619.7 B.1 239.4‎ C.792.5 D.1 138.1‎ 答案　C 解析　在碳的正四面体结构中，每个碳原子形成4个C—C键，每个C—C键由2个碳原子共有，故每个碳原子拥有的C—C键数目为2。结合反应热与键能关系：ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和，可得2×345.6＋498.8－2x＝－395，计算得x＝792.5。‎ ‎12.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 答案　A 解析　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，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)＝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。‎ ‎13.2SO2(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0.5 mol O2(g)反应生成1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1。‎ 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－1。‎ 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 解析　(1)因图中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 20‎ 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－1，所以2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol SO3(g)的ΔH＝－198 kJ·mol－1。‎ ‎14.2016·高考试题组合 ‎(1)(2016·江苏，8)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－1‎ ‎②焦炭与水反应制氢：C(s)＋ H2O(g)===CO(g)＋ H2(g)‎ ΔH2＝＋131.3 kJ·mol－1‎ ‎③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋ H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH3＝＋206.1 kJ·mol－1‎ 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－1‎ ‎(2)[2016·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－1‎ 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_______________________________________。‎ ‎(3)[2016·四川理综，11(5)]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－1‎ ‎5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)‎3F(s)＋5H2O(l)　ΔH＝－937 kJ·mol－1‎ 则Ca5(PO4)‎3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)D ‎(2)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1　反应放热量大、产生大量的气体 ‎(3)Ca5(PO4)‎3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋HF(g)＋3H3PO4(l)　ΔH＝－418 kJ·mol－1‎ 解析　(1)反应①中是光能转化为化学能，A错误；反应②中ΔH 20‎ ‎＞0，为吸热反应，B错误；催化剂只降低反应的活化能，不影响反应的焓变，C错误；根据盖斯定律，目标反应可由反应③－②获得，ΔH＝206.1 kJ·mol－1－131.3 kJ·mol－1＝74.8 kJ·mol－1，D正确。‎ ‎(2)对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数，利用盖斯定律，故ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；联氨有强还原性，N2O4具有强氧化性，两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应，反应放热量大、并产生大量的气体，可为火箭提供很大的推进力。‎ ‎(3)先写出目标反应：Ca5(PO4)‎3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋HF(g)＋3H3PO4(l)，将题干中的两个热化学方程式分别编号为①、②，根据盖斯定律，目标反应可由反应①×5－②获得，ΔH＝(－271 kJ·mol－1)×5－(－937 kJ·mol－1)＝－418 kJ·mol－1。‎ 20‎