資源簡介

第2課時　反應熱的測量與計算　能源的充分利用
基礎過關練
題組一　　中和反應的反應熱的測定
1.某同學設計如圖所示實驗,探究反應中的能量變化。
　
下列判斷正確的是(　　)
A.由實驗可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反應都是放熱反應
B.將實驗(a)中的鋁片更換為等質量的鋁粉后釋放出的熱量有所增加
C.實驗(c)中將環形玻璃攪拌棒改為銅質攪拌棒對實驗結果沒有影響
D.若用NaOH固體代替NaOH溶液與鹽酸反應測定中和反應的反應熱,則測定數值(|ΔH|)偏高
2.中和反應反應熱的測定是高中重要的定量實驗。取0.55 mol·L-1的NaOH溶液50 mL與0.25 mol·L-1的硫酸50 mL置于如圖所示的裝置中進行中和反應反應熱的測定實驗,回答下列問題:
(1)已知強酸、強堿的稀溶液發生中和反應生成1 mol H2O放出57.3 kJ熱量,寫出稀硫酸和氫氧化鈉稀溶液反應的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)從圖中實驗裝置看,其中尚缺少的一種玻璃用品是　　　　　　　　。實驗時該玻璃用品的運動方向是　　　　(填字母)。
a.上下運動　　　　　　b.左右運動
c.順時針運動　　　　　　d.逆時針運動
(3)實驗中NaOH過量的目的是　　　　　　　　　　　。
(4)若改用60 mL 0.25 mol·L-1 H2SO4溶液和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液進行反應,與上述實驗相比,所放出的熱量　　　　(填“相等”或“不相等”),若實驗操作均正確,則所求中和反應的反應熱(生成1 mol H2O時)　　　　(填“相等”或“不相等”)。
(5)上述實驗數值結果比57.3 kJ·mol-1小,產生偏差的原因可能是　　　　(填字母)。
a.實驗裝置保溫、隔熱效果差
b.量取NaOH溶液時仰視讀數
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸溶液的小燒杯中
d.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度
(6)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗,測得的中和反應的反應熱ΔH會　　　　(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
題組二　　蓋斯定律
3.利用二氧化碳催化加氫合成CH3OH是一種實現“雙碳”目標的有效方法。
已知:①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-49.0 kJ·mol-1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.0 kJ·mol-1
則CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的ΔH為　(　　)
A.+90.0 kJ·mol-1　　　　　　
B.+8.0 kJ·mol-1
C.-8.0 kJ·mol-1　　　　　　
D.-90.0 kJ·mol-1
4.已知下列熱化學方程式:
①Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)　ΔH1=a kJ/mol
②Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH2=b kJ/mol
③Fe2O3(s)+CO(g) Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH3=c kJ/mol
則反應FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的ΔH(單位: kJ/mol)為 (　　)
A.+-　　　　　　B.-++
C.--+　　　　　　D.-+-
5.幾種物質間的轉化焓變如圖所示,下列說法不正確的是(　　)
A.ΔH3>ΔH4
B.ΔH1>ΔH6
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
D.H—H的鍵能為ΔH2
題組三　　標準燃燒熱、中和反應的反應熱
6.(經典題)下列熱化學方程式正確的是(　　)
選項 已知條件 熱化學方程式
A H2的標準燃燒熱為a kJ·mol-1 H2+Cl2 2HCl　ΔH=-a kJ·mol-1
B 1 mol SO2、0.5 mol O2完全反應,放出熱量98.3 kJ 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH= -57.3 kJ·mol-1 H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq) BaSO4(s)+2H2O(l)　ΔH= -114.6 kJ·mol-1
D 31 g白磷(P4)比31 g紅磷能量多 b kJ P4(白磷,s) 4P(紅磷,s)　 ΔH=-4b kJ·mol-1
7.(教材深研拓展)在101 kPa下,1 mol物質完全燃燒的反應熱叫做該物質的標準燃燒熱,一些物質的標準燃燒熱[25 ℃下,氮元素轉化為N2(g),氫元素轉化為H2O(l),碳元素轉化為CO2(g)]如表所示,下列說法正確的是(　　)
物質 化學式 ΔH/(kJ·mol-1)
氫氣 H2(g) -285.8
乙烯 C2H4(g) -1 411.0
乙醇 C2H5OH(l) -1 366.8
甲烷 CH4(g) -890.3
A.表示乙醇標準燃燒熱的熱化學方程式為C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1
B.2 g氫氣完全燃燒生成1 mol H2O(g)所放出的熱量大于285.8 kJ
C.常溫常壓下,C2H4(g)+H2O(l)CH3CH2OH(l)的反應熱ΔH=-44.2 kJ·mol-1
D.甲烷完全燃燒時,反應物的總鍵能大于生成物的總鍵能
題組四　　反應熱的計算及大小比較
8.下列各組熱化學方程式中,ΔH1>ΔH2的是(　　)
①C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1
C(s)+O2(g) CO(g)　ΔH2
②S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH1
S(g)+O2(g) SO2(g)　ΔH2
③Mg(s)+2HCl(aq) MgCl2(aq)+H2(g)　ΔH1
Ca(s)+2HCl(aq) CaCl2(aq)+H2(g)　ΔH2
④CH3COOH(aq)+NaOH(aq) CH3COONa(aq)+H2O(l)　ΔH1
HCl(aq)+NaOH(aq) NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH2
A.②③④　　　　B.① C.②④　　　　D.①②③
9.通過以下反應均可獲取H2。下列有關說法不正確的是(　　)
①在101 kPa、25 ℃時太陽光催化分解水制氫:2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH1=571.6 kJ·mol-1
②焦炭與水反應制氫:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2=131.3 kJ·mol-1
③甲烷與水反應制氫:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH3= 206.1 kJ·mol-1
A.H2的標準燃燒熱為ΔH=-285.8 kJ·mol-1
B.反應②中反應物鍵能總和>生成物鍵能總和
C.反應C(s)+2H2(g) CH4(g)的ΔH=74.8 kJ·mol-1
D.2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)　ΔH<571.6 kJ·mol-1
10.在298 K、1.01×105 Pa條件下,將22 g CO2通入375 mL 2 mol/L NaOH溶液中充分反應,測得反應放出x kJ熱量;已知在該條件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol/L NaOH溶液中充分反應放出y kJ熱量,則CO2與NaOH溶液反應生成 aHCO3的熱化學方程式正確的是(　　)
A.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq)　ΔH=-(2x-y) kJ/mol
B.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq)　ΔH=-(2y-x) kJ/mol
C.CO2(g)+NaOH(l) NaHCO3(l)　ΔH=-(4x-y) kJ/mol
D.2CO2(g)+2NaOH(aq) 2NaHCO3(aq)　ΔH=-(8x-2y) kJ/mol
題組五　　能源的利用
11.能量以各種不同的形式呈現在人們面前,我們通過化學反應等方式可以實現不同形式的能量間的轉化。下列說
法錯誤的是(　　)
A.水能、風能、潮汐能均屬于可再生能源
B.北京冬奧會多個場館引入光伏發電系統,該系統能將太陽能直接轉化為電能
C.曹植詩句“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,“燃豆萁”的過程中化學能轉化為熱能
D.利用液氫作為火箭發射的燃料,液氫燃燒的過程實現了電能轉化為化學能
12.一種利用藍綠藻制氫、貯氫及氫氣應用的圖示如下。下列說法正確的是(　　)
A.圖中能量的轉化方式只有1種
B.氫氣液化過程吸收能量
C.藍綠藻分解水產生H2和O2,同時釋放能量
D.能量轉換效率:燃料電池比H2直接燃燒高
能力提升練
題組一　　中和反應的反應熱及其分析
1. 強酸與強堿的稀溶液反應的熱化學方程式為H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,向1 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物質:①稀醋酸、②濃硫酸、③稀硝酸,恰好完全反應的熱效應分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3,三者的關系正確的是(　　)
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3　　　　　　
B.ΔH1<ΔH3<ΔH2
C.ΔH1=ΔH3>ΔH2　　　　　　
D.ΔH1>ΔH3>ΔH2
2.關于中和反應反應熱的測定實驗,下列說法不正確的是(　　)
A.酸堿混合時,量筒中溶液應緩緩倒入小燒杯中,不斷用玻璃棒攪拌
B.溫度計測量了鹽酸的溫度后,用水沖洗干凈并擦干后再測量NaOH溶液的溫度
C.實驗中用稍過量NaOH,目的是確保酸完全反應
D.在測定中和反應反應熱的過程中,每一組實驗至少需要測定并記錄溫度3次
題組二　　蓋斯定律的應用
3.已知:
反應①　C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH1=131.5 kJ·mol-1
反應②　CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)　ΔH2=205.9 kJ·mol-1
在反應CH4(g) C(s)+2H2(g)　ΔH中,1 mol C(s)成鍵釋放的熱量為709.6 kJ,C—H鍵的鍵能為414 kJ·mol-1,則H—H鍵的鍵能為　(　　)
A.436 kJ·mol-1　　　　　　B.436 kJ
C.872 kJ·mol-1　　　　　　D.872 kJ
4.(易錯題)已知:在101 kPa、25 ℃時,由最穩定的單質合成1 mol物質B的反應焓變,叫做物質B的標準摩爾生成焓,用Δf(kJ·mol-1)表示。有關物質Δf有如圖所示關系。下列有關判斷正確的是(　　)
A.H2O(l)的Δf>-241.8 kJ·mol-1
B.N2H4比NH3穩定
C.N2H4(l)的標準燃燒熱為534.2 kJ·mol-1
D.2 mol NO(g)的鍵能小于1 mol N2(g)與1 mol O2(g)的鍵能之和
5.利用甲醇(CH3OH)制備一些高附加值產品,是目前研究的熱點。甲醇和水蒸氣經催化重整可制得氫氣,反應主要過程如下。
反應Ⅰ.CH3OH(g)+H2O(g) 3H2(g)+CO2(g)　ΔH1
反應Ⅱ.H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)　ΔH2=a kJ·mol-1
反應Ⅲ.CH3OH(g) 2H2(g)+CO(g)　ΔH3=b kJ·mol-1
反應Ⅳ.2CH3OH(g) 2H2O(g)+C2H4(g)　ΔH4=c kJ·mol-1
ΔH1=　　　　kJ·mol-1。
題組三　　反應熱的綜合計算
6.(經典題)氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用。
(1)如圖是N2(g)和H2(g)反應生成1 mol NH3(g)過程中能量的變化示意圖,請寫出N2(g)和H2(g)反應的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　　。
(2)已知下列數據:
化學鍵 H—H
鍵能/(kJ·mol-1) 435 943
根據表中及圖中數據計算,N—H鍵的鍵能是　　　　kJ·mol-1。
(3)用NH3催化還原NO可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1?、?br/>N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH2=b kJ·mol-1?、?br/>NH3(g)+NO(g) N2(g)+H2O(g)的反應熱ΔH3=　　　　kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。
7.氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物對我們的生產、生活有重要的影響。
回答下列問題:
(1)機動車發動機工作時會引發N2與O2的反應,該反應是　　　　(填“放熱”或“吸熱”)反應,1 mol O2與1 mol N2的總能量比2 mol NO的總能量　　　　(填“高”或“低”)。
(2)已知:2NO2(g) N2O4(g)　ΔH1<0,2NO2(g) N2O4(l)　ΔH2<0。下列能量變化示意圖中,正確的是　　　　(填字母)。
　
　
(3)NF3是一種溫室氣體,其存儲能量的能力是CO2的上萬倍,在大氣中的壽命可達740年。如表所示是斷裂1 mol某些化學鍵所需要的能量數據:
化學鍵 F—F N—F
能量/(kJ/mol) 946 154.8 283
根據上述數據分析最穩定的物質是　　　　(填“N2”“F2”或“NF3”),寫出N2和F2生成NF3的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)火箭的常規燃料是液態N2O4和液態肼(N2H4),N2O4作氧化劑,有人認為若用氟氣代替N2O4作氧化劑,反應釋放的能量更大(兩者反應生成氮氣和氟化氫氣體)。
已知:①N2H4(l)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534 kJ/mol
②H2(g)+F2(g) HF(g)　ΔH=-269 kJ/mol
③H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH=-242 kJ/mol
請寫出肼和氟氣反應的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案與分層梯度式解析
第2課時　反應熱的測量與計算　
能源的充分利用
基礎過關練
1.D　Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應是吸熱反應,A錯誤;更換為等質量的鋁粉后,反應物接觸面積增大,Al與鹽酸反應速率加快,但反應釋放出的熱量不變,B錯誤;換成銅質攪拌棒易使反應放出的熱量散失,導致實驗誤差太大,C錯誤;NaOH固體溶于水時會放出熱量,因此若用NaOH固體代替NaOH溶液,會使中和反應的反應熱測定數值 (|ΔH|)偏高,D正確。
2.答案　(1)H2SO4(aq)+NaOH(aq) Na2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH= -57.3 kJ·mol-1
(2)環形玻璃攪拌棒　a
(3)保證硫酸完全被NaOH中和
(4)不相等　相等
(5)abcd
(6)偏大
解析　(1)強酸和強堿的稀溶液完全反應生成1 mol水放出的熱量為57.3 kJ,稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應的熱化學方程式為H2SO4(aq)+NaOH(aq) Na2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1。(2)中和反應反應熱的測定實驗中需要使用環形玻璃攪拌棒攪拌,因此題圖中尚缺少的一種玻璃用品是環形玻璃攪拌棒,其運動方向是上下運動,故選a。(3)過量的堿能保證硫酸完全被中和,從而提高實驗準確度。(4)反應放出的熱量和所用酸以及堿的量有關,改用60 mL 0.25 mol·L-1 H2SO4溶液和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液進行反應與題述實驗相比,生成水的量增多,所放出的熱量偏高,但是強酸和強堿反應生成 1 mol水時放出的熱量,二者相等。(5)題述實驗中兩燒杯口沒有相平,保溫、隔熱效果差,會導致熱量散失,使測得的熱量偏小,則測定數值結果偏小,a符合題意;量取NaOH溶液時仰視讀數,會導致所量的氫氧化鈉溶液體積偏大,但n(H+)不變,因此參加反應的n(OH-)不變,放出的熱量不變,而混合溶液總體積偏大,升高相同溫度所需熱量更多,故混合溶液的最高溫度偏小,則測定數值結果偏小,b符合題意;盡量一次快速將NaOH溶液倒入盛有硫酸溶液的小燒杯中,分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸溶液的小燒杯中,會導致熱量散失較多,則測定數值結果偏小,c符合題意;用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接插入H2SO4溶液測溫度,H2SO4溶液的起始溫度偏高,導致測得的溶液平均升高的溫度小,則測定數值結果偏小,d符合題意。(6)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行題述實驗,NH3·H2O的電離會吸收部分熱量,會使測得的中和反應反應熱ΔH偏大。
3.D　根據蓋斯定律,由①-②得到CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH=-49.0 kJ·mol-1-41.0 kJ·mol-1=-90.0 kJ·mol-1,選D。
特別提醒　(1)依據目標熱化學方程式中只在已知熱化學方程式中出現一次的物質調整已知熱化學方程式的方向和化學計量數。
(2)ΔH與熱化學方程式一一對應調整和運算。
4.D　根據蓋斯定律由①×(-)+②×-③×可得目標熱化學方程式,所以其焓變ΔH=(-+-) kJ/mol,選D。
5.D　1個氧氣分子變為兩個氧原子的過程需要斷裂化學鍵,吸收能量,所以ΔH3>0,氫原子和氧原子生成水分子的過程會有新化學鍵形成,釋放能量,所以ΔH4<0,故ΔH3>ΔH4,A項正確;氣態水分子能量高于液態水分子,所以液態水分子分解為氫氣分子和氧氣分子的過程吸熱更多破題關鍵,故ΔH1>ΔH6,B項正確;ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5為反應2H2(g)+ O2(g) 2H2O(l)的焓變,而ΔH1為其逆反應的焓變,數值相等,符號相反,所以ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0,C項正確;ΔH2為2 mol氫氣斷裂2 mol H—H鍵的焓變,D項錯誤。
6.D　H2的標準燃燒熱應是1 mol氣態H2和氣態O2反應生成1 mol液態水放出的熱量,A錯誤;根據1 mol SO2、0.5 mol O2完全反應后,放出熱量98.3 kJ可知,2 mol SO2、1 mol O2完全反應后,放出熱量 196.6 kJ,因此2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1,B錯誤;H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,1 mol H2SO4和1 mol Ba(OH)2反應有BaSO4沉淀生成,則放出的熱量大于 114.6 kJ,故H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq) BaSO4(s)+2H2O(l)　ΔH< -114.6 kJ·mol-1,C錯誤;31 g即0.25 mol白磷比31 g即1 mol紅磷能量多b kJ,則白磷轉化為紅磷會釋放能量,1 mol白磷固體變為4 mol紅磷固體釋放4b kJ的熱量,因此P4(白磷,s) 4P(紅磷,s)　ΔH=-4b kJ·mol-1,D正確。
7.C　標準燃燒熱要求生成液態水,A項錯誤;水由氣態變為液態要放熱,則2 g H2完全燃燒生成1 mol氣態水放出的熱量小于285.8 kJ,B項錯誤;根據題給數據可知,C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1,C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(l)　 ΔH=-1 411.0 kJ·mol-1,結合蓋斯定律可知,C2H4(g)+H2O(l) CH3CH2OH(l)　ΔH=-44.2 kJ·mol-1,C項正確;甲烷燃燒是放熱反應,反應物的總鍵能小于生成物的總鍵能,D項錯誤。
方法點撥　書寫標準燃燒熱的熱化學方程式時需注意可燃物的化學計量數應為1;可燃物完全燃燒生成的物質要為指定產物;ΔH的數值、單位要正確。
8.A?、? mol C(s)完全燃燒比1 mol C(s)不完全燃燒放出的熱量多,放熱反應ΔH<0,所以ΔH1<ΔH2;②能量:S(s)ΔH2;③1 mol Ca(s)與HCl(aq)反應比1 mol Mg(s)與HCl(aq)反應放出的熱量多,所以ΔH1>ΔH2;④CH3COOH是弱酸,電離過程吸熱,1 mol CH3COOH(aq)與NaOH(aq)反應放出的熱量比1 mol HCl(aq)與NaOH(aq)反應放出的熱量少,所以ΔH1>ΔH2。②③④符合題意。
方法點撥　同一反應,物質的聚集狀態不同時,可以先畫出物質的能量(E)的草圖,比較熱量的大小,再根據吸、放熱加上“+”“-”進行比較。比如:
S(g)+O2(g) SO2(g)　ΔH1
S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH2
由物質的能量(E)的大小知熱量:Q1>Q2,此反應為放熱反應,則 ΔH1=-Q1 kJ·mol-1,ΔH2=-Q2 kJ·mol-1,得ΔH1<ΔH2。
9.C　由反應①可得出101 kPa、25 ℃時H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1,則H2的標準燃燒熱為ΔH=-285.8 kJ·mol-1,A正確;ΔH2=131.3 kJ·mol-1>0,可說明反應②中反應物鍵能總和>生成物鍵能總和,B正確;利用蓋斯定律,將②-③,整理可得C(s)+2H2(g) CH4(g)　ΔH=131.3 kJ·mol-1-206.1 kJ·mol-1=-74.8 kJ·mol-1,C錯誤;因為2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH1=571.6 kJ·mol-1,而 2H2O(g) 2H2O(l)　ΔH4<0,聯立兩熱化學方程式可得2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)　ΔH<571.6 kJ·mol-1,D正確。
10.D　設22 g CO2與375 mL 2 mol/L氫氧化鈉溶液充分反應生成 a mol碳酸鈉、b mol碳酸氫鈉,由碳原子守恒可得:a mol+b mol=,由鈉原子守恒可得:2a mol+b mol=2 mol/L×0.375 L解題技法,聯立方程可得a=b=0.25,由反應放出x kJ熱量可知,2CO2(g)+3NaOH(aq) Na2CO3(aq)+NaHCO3(aq)+H2O(l)　ΔH1=-4x kJ/mol ①;由1 mol二氧化碳通入1 L 2 mol/L氫氧化鈉溶液中充分反應放出y kJ熱量可知,CO2(g)+2NaOH(aq) Na2CO3(aq)+H2O(l)　ΔH2=-y kJ/mol②,根據蓋斯定律,由反應①-②可得反應CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq),則ΔH=ΔH1-ΔH2=-(4x-y) kJ/mol,故反應的熱化學方程式為2CO2(g)+2NaOH(aq) 2NaHCO3(aq)　ΔH=-(8x-2y) kJ/mol,選D。
11.D　水能、風能、潮汐能均屬于自然界中的可再生能源,A項正確;光伏發電系統為光電轉換裝置,該系統能將太陽能直接轉化為電能,B項正確;豆萁的主要成分為纖維素,燃燒纖維素是把化學能轉化為熱能,C項正確;液氫燃燒的過程實現了化學能轉化為熱能,D項錯誤。
12.D　圖中能量的轉化方式有光能轉化為化學能、化學能轉化為電能等,A項錯誤;物質由氣態轉化為液態過程釋放能量,B項錯誤;水的分解過程為吸熱過程,則藍綠藻分解水產生H2和O2,同時吸收能量,C項錯誤。
能力提升練
1.D　醋酸是弱電解質,電離時吸熱,濃硫酸溶于水時放熱,故發生中和反應時放出的熱量Q(濃硫酸)>Q(稀硝酸)>Q(稀醋酸),又因放熱反應的ΔH為負值,故ΔH2<ΔH3<ΔH1,故選D。
2.A　為防止熱量損失,酸堿混合時,量筒中溶液應快速倒入小燒杯中,A項錯誤;用溫度計測量鹽酸的溫度后,為防止鹽酸和NaOH反應放熱,溫度計用水沖洗干凈并擦干后再測量NaOH溶液的溫度,B項正確;實驗中用稍過量NaOH的目的是確保酸完全反應,C項正確;在測定中和反應反應熱的過程中,每一組實驗至少需要測定并記錄溫度3次,分別是:反應前酸溶液的溫度、反應前堿溶液的溫度、反應后混合溶液的溫度,D項正確。
3.A　根據蓋斯定律,反應②-反應①可得CH4(g) C(s)+2H2(g)　ΔH=ΔH2-ΔH1=205.9 kJ·mol-1-131.5 kJ·mol-1=74.4 kJ·mol-1。又因為ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和=4E(C—H)-E(C—C)- 2E(H—H),所以H—H鍵的鍵能E(H—H)=(4×414 kJ·mol-1- 74.4 kJ·mol-1-709.6 kJ·mol-1)÷2=436 kJ·mol-1,A項正確。
4.D　H2O(g)的能量高于等質量的H2O(l),則H2O(l)的標準摩爾生成焓<-241.8 kJ·mol-1,A項錯誤;N2H4(l)的標準摩爾生成焓為+50.6 kJ·mol-1,NH3(g)的標準摩爾生成焓為-45.9 kJ·mol-1,能量越低物質越穩定,則NH3比N2H4穩定,B項錯誤;N2H4(l)的標準摩爾生成焓為+50.6 kJ·mol-1,即①N2(g)+2H2(g) N2H4(l)　ΔH=+50.6 kJ·mol-1,H2O(g)標準摩爾生成焓為-241.8 kJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH= -483.6 kJ·mol-1,根據蓋斯定律②-①得N2H4(l)+O2(g) N2(g)+ 2H2O(g)　ΔH=-534.2 kJ·mol-1,但標準燃燒熱應生成液態水易錯點,無法根據題中數據計算,C項錯誤;NO(g)標準摩爾生成焓為+91.3 kJ·mol-1,則N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=+182.6 kJ·mol-1,故2 mol NO(g)的鍵能小于1 mol N2(g)與1 mol O2(g)的鍵能之和,D項正確。
5.答案　(b-a)
解析　根據蓋斯定律,反應Ⅲ-反應Ⅱ,整理得到CH3OH(g)+H2O(g) 3H2(g)+CO2(g)　ΔH1=(b-a)kJ·mol-1。
答案　(1)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1　
(2)390　(3)
解析　(1)該反應為放熱反應,且生成1 mol NH3(g)時,放出的熱量為46 kJ,故N2(g)和H2(g)反應的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1。(2)設N—H鍵的鍵能為x,ΔH= -92 kJ·mol-1=(3×435+943)kJ·mol-1-6x,解得x=390 kJ·mol-1。(3)根據蓋斯定律,,可得NH3(g)+NO(g) N2(g)+H2O(g)　ΔH3= kJ·mol-1。
7.答案　(1)吸熱　低
(2)A
(3)N2　N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)　ΔH=-287.6 kJ/mol(或其他合理答案)
(4)N2H4(l)+2F2(g) 4HF(g)+N2(g)　ΔH=-1 126 kJ/mol(或其他合理答案)
解析　(1)N2與O2的反應是吸熱反應,則1 mol O2與1 mol N2的總能量低于2 mol NO的總能量。(2)由題給熱化學方程式可知,NO2轉化為N2O4的反應為放熱反應,氣態N2O4的能量高于液態N2O4的能量,則符合題意的圖為A。(3)物質的總鍵能越大,能量越低,越穩定破題關鍵,由表格中數據可知,總鍵能E()>3E(N—F)>E(F—F),所以氮氣的能量最低,最穩定;由反應熱等于反應物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差可知,氮氣與氟氣反應生成三氟化氮的反應熱為ΔH= 946 kJ/mol+154.8 kJ/mol×3-283 kJ/mol×3×2=-287.6 kJ/mol,則反應的熱化學方程式為N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)　ΔH=-287.6 kJ/mol。(4)根據蓋斯定律,由反應①+②×4-③×2可得反應N2H4(l)+ 2F2(g) 4HF(g)+N2(g),則ΔH=-534 kJ/mol+(-269 kJ/mol)×4-(-242 kJ/mol)×2=-1 126 kJ/mol。
2專題1　化學反應與能量變化
第一單元　化學反應的熱效應
第1課時　化學反應的焓變
基礎過關練
題組一　　反應熱　焓變
1.下列說法正確的是(　　)
A.在化學反應中發生物質變化的同時,不一定發生能量變化
B.ΔH>0表示放熱,ΔH<0表示吸熱
C.反應熱的數據可以實驗測得,也可以通過理論計算求得
D.成鍵釋放的總能量大于反應物斷鍵吸收的總能量時,ΔH>0
2.(經典題)下列說法錯誤的是(　　)
A.需要加熱才能發生的反應可能是吸熱反應,也可能是放熱反應
B.已知4P(紅磷,s) P4(白磷,s)　ΔH>0,則紅磷比白磷穩定
C.“冰,水為之,而寒于水”,說明相同質量的水和冰相比較,冰的能量低
D.同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同
3.某化學反應X+Y Z分兩步進行:①X M;②M+Y Z。其能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.M是總反應的催化劑
B.總反應是理想的綠色化學反應
C.反應①②和總反應都是放熱反應
D.反應物(X和Y)的總能量低于產物(Z)的總能量
4.H2和O2發生反應的過程可用模型圖表示如下(“—”表示化學鍵),下列說法錯誤的是(　　)
A.過程Ⅰ是吸熱過程
B.過程Ⅲ是放熱過程
C.該反應過程中的能量轉化只能以熱能的形式進行
D.該反應過程中舊化學鍵都斷裂,且形成了新化學鍵
題組二　　熱化學方程式
5.下列關于熱化學方程式的說法錯誤的是(　　)
A.化學反應過程所吸收或放出的熱量與參加反應的物質的物質的量成正比
B.熱化學方程式中各物質的化學計量數可以用整數或者簡單分數
C.熱化學方程式未注明溫度和壓強時,ΔH表示標準狀況下的數據
D.同一化學反應,反應條件不同ΔH可能相同
6.(經典題)下列熱化學方程式書寫正確的是(　　)
A.C(s)燃燒的熱化學方程式:C+O2 CO2　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.CH4(g)燃燒的熱化學方程式:CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=890.3 kJ·mol-1
C.葡萄糖與氧氣反應的熱化學方程式:C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-2 803 kJ·mol-1
D.含20.0 g NaOH的稀溶液與足量稀鹽酸反應,釋放28.7 kJ的熱量,則熱化學方程式為NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH= -28.7 kJ·mol-1
7.某品牌汽車使用了與生物燃料(生物乙醇和生物柴油)兼容的引擎。298 K時,燃燒a g乙醇(液態)生成CO2氣體和液態H2O,放出熱量為Q kJ,經測定a g乙醇與足量鈉反應能生成H2 5.6 L(標準狀況),則乙醇燃燒的熱化學方程式表示正確的是(　　)
A.C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=Q kJ·mol-1
B.C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-Q kJ·mol-1
C.C2H5OH(l)+O2(g) CO2(g)+H2O(l)　ΔH=+Q kJ·mol-1
D.C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-2Q kJ·mol-1
8.(1)已知2.0 g燃料肼(N2H4)氣體完全燃燒生成N2和水蒸氣時,放出33.4 kJ的熱量,則表示肼燃燒的熱化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)將2.3 g某醇類物質在一定量的氧氣中點燃,恰好完全燃燒,生成2.7 g液態水和2.24 L CO2(標準狀況)并放出68.35 kJ的熱量。寫出此反應的熱化學方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。
題組三　　ΔH與化學鍵的鍵能
9.意大利羅馬大學的科學家獲得了極具理論研究意義的N4分子(結構如圖),已知斷裂1 mol 鍵吸收942 kJ熱量,生成1 mol N—N鍵釋放167 kJ熱量,則下列熱化學方程式正確的是(　　)
A.2N2 N4　ΔH=-882 kJ/mol
B.N2(g) N4(g)　ΔH=+441 kJ
C.N2(g) N4(g)　ΔH=-441 kJ/mol
D.2N2(g) N4(g)　ΔH=+882 kJ/mol
10.已知:斷開(或形成)1 mol共價鍵吸收(或放出)的能量數據如下表。
共價鍵 H—H C—H
鍵能/(kJ·mol-1) a b c
則反應2CH4(g)+3H2(g)的ΔH為(　　)
A.(b-c-a)kJ·mol-1
B.(c+3a-4b)kJ·mol-1
C.(c+3a-6b)kJ·mol-1
D.(6b-c-3a)kJ·mol-1
11.工業上,在一定條件下用乙烯水化法制備乙醇,其熱化學方程式為CH2CH2(g)+H2O(g) CH3CH2OH(g)　ΔH=-34 kJ·mol-1。已知幾種化學鍵的鍵能如表所示。則1 mol CH2CH2具有的鍵能為　(　　)
化學鍵 H—C H—O C—O C—C
鍵能/ (kJ·mol-1) 413 a 463 351 348
A.615 kJ·mol-1　　　　　　B.3 193 kJ·mol-1
C.3 227 kJ·mol-1　　　　　　D.2 267 kJ·mol-1
能力提升練
題組一　　從宏觀和微觀的角度分析反應熱
1.下列圖示與對應的敘述不相符的是(　)
　
A.(a)圖可表示鋅和稀硫酸反應過程中的能量變化
B.通過(b)圖可知石墨比金剛石穩定
C.由(c)圖可知,2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)　ΔH=Ea-Eb
D.(d)圖是某反應A→C的能量變化曲線圖,反應中ΔH=E1+E3-E2-E4
2.已知H2(g)+O2(g) H2O(g), 1 mol H2燃燒的反應過程中能量變化如圖。
氫氣在氧氣中燃燒,破壞1 mol H—H鍵吸收Q1 kJ的能量,破壞 1 mol 鍵吸收Q2 kJ的能量,形成1 mol H—O鍵釋放Q3 kJ的能量,則下列關系式正確的是(　　)
A.2Q1+Q2=4Q3　　　　　　B.2Q1+Q2<4Q3
C.Q1+Q24Q3
3.已知鋁在空氣中會生成一層致密的氧化膜(Al2O3),該氧化膜可與稀鹽酸發生反應:Al2O3+6HCl 2AlCl3+3H2O。實驗小組將未打磨的鋁片和稀鹽酸放入密閉容器中,用傳感器探究反應過程中溫度和壓強的變化,結果如圖。下列說法不正確的是(　　)
A.反應過程中有熱量放出
B.0~50 s,發生稀鹽酸與Al2O3的反應
C.50 s時,溶液中溶質為AlCl3
D.100~140 s,壓強減小是因為溫度降低
題組二　　利用化學鍵的鍵能計算反應熱
4.(經典題)在25 ℃、101 kPa的條件下,發生反應P4(s)+3O2(g) P4O6(s)　ΔH,已知部分化學鍵的鍵能數據如下:
化學鍵 P—P P—O OO
鍵能/(kJ·mol-1) 198 360 498
白磷(P4)和六氧化四磷(P4O6)的分子結構如圖所示,下列敘述正確的是(　　)
A.P4O6(s)的能量比P4(s)和O2(g)的總能量高
B.相同條件下,P—O鍵比P—P鍵更容易斷裂
C.斷開白磷中1 mol P—P鍵放出198 kJ能量
D.上述反應生成1 mol P4O6(s)放出1 638 kJ能量
答案與分層梯度式解析
專題1　化學反應與能量變化
第一單元　化學反應的熱效應
第1課時　化學反應的焓變
基礎過關練
1.C　任何化學反應的發生都伴有能量的變化,A錯誤;ΔH>0表示吸熱,ΔH<0表示放熱,B錯誤;成鍵釋放的總能量大于反應物斷鍵吸收的總能量時,為放熱反應,ΔH<0,D錯誤。
2.D　反應是吸熱還是放熱與反應條件無關,與反應物和生成物能量的相對高低有關,A項正確;已知4P(紅磷,s) P4(白磷,s)　ΔH>0,則白磷能量高,能量越低越穩定,紅磷比白磷穩定,B項正確;等質量的同一種物質氣態時的能量最大,液態次之,固態最低,說明水結冰是一個放熱過程,故等質量的水和冰相比,冰的能量更低,C項正確;ΔH與反應物和生成物的能量有關,與反應條件無關,D項錯誤。
3.B　M是中間產物而不是催化劑,A錯誤;總反應是化合反應,原子利用率為100%,是理想的綠色化學反應,B正確;反應①中生成物能量高于反應物所具有的能量,為吸熱反應,C錯誤;由題圖可知,反應物(X和Y)的總能量高于產物(Z)的總能量,D錯誤。
4.C　過程Ⅰ化學鍵斷裂,為吸熱過程,故A正確;過程Ⅲ化學鍵形成,為放熱過程,故B正確;該反應可通過原電池實現化學能轉化為電能,故C錯誤;該反應過程Ⅰ舊化學鍵都斷裂,過程Ⅲ形成了新化學鍵,故D正確。
5.C　參加反應的物質的物質的量越多,反應所吸收或放出的熱量越多,故A正確;熱化學方程式中各物質的化學計量數,可以用整數或者簡單分數,故B正確;熱化學方程式未注明溫度和壓強時,ΔH表示 298 K、101 kPa下的數據,故C錯誤;ΔH只與反應的起始狀態和反應的最終狀態有關,而與反應的途徑無關,故D正確。
6.C　反應方程式中未注明物質的狀態,A錯誤;甲烷燃燒為放熱反應,ΔH<0,B錯誤;含20.0 g NaOH的稀溶液與足量稀鹽酸反應,生成 0.5 mol水釋放28.7 kJ的熱量,則熱化學方程式為NaOH(aq)+ HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.4 kJ·mol-1,D錯誤。
易錯提示　注意物質的聚集狀態:物質的狀態必須正確,特別是溶液中的反應易寫錯。注意ΔH的“+”“-”:放熱反應的ΔH一定為 “-”,吸熱反應的ΔH一定為“+”,“+”可以省略。注意ΔH的單位:ΔH的單位為“kJ·mol-1”,不要錯寫成“kJ”或漏寫。
7.D　a g乙醇與足量鈉反應能生成H2 5.6 L(0.25 mol),根據2C2H5OH~H2,可知a g乙醇的物質的量為0.5 mol,根據298 K時,燃燒a g乙醇(液態)生成CO2氣體和液態H2O,放出熱量為Q kJ,則燃燒1 mol乙醇(液態)生成CO2氣體和液態H2O,放出的熱量為2Q kJ,其熱化學方程式為C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-2Q kJ·mol-1,D項正確。
8.答案　(1)N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534.4 kJ·mol-1
(2)C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 367 kJ·mol-1
解析　(1)2.0 g N2H4(g)在氧氣中完全燃燒生成氮氣和水蒸氣時放出33.4 kJ熱量,則表示肼燃燒的熱化學方程式為N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534.4 kJ·mol-1。(2)醇類物質含C、H、O元素。n(H2O)=2.7 g÷18 g·mol-1=0.15 mol,n(H)=0.3 mol,m(H)= 0.3 g,n(CO2)=2.24 L÷22.4 L·mol-1=0.1 mol,n(C)=0.1 mol, m(C)=1.2 g,則碳元素和氫元素的質量之和是0.3 g+1.2 g=1.5 g,氧元素的質量是2.3 g-1.5 g=0.8 g,n(O)=0.05 mol,從而可確定該有機物的分子式為C2H6O,該醇類物質為C2H5OH,故該反應的熱化學方程式為C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 367 kJ·mol-1。
9.D　由N4的結構知1 mol N4分子中含有6 mol N—N鍵。反應2N2(g)N4(g)的ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和=2E()-6E(N—N)=2×942 kJ/mol-6×167 kJ/mol=+882 kJ/mol。
10.D　由于化學反應的焓變=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,則ΔH=(8b-c-2b-3a)kJ·mol-1=(6b-c-3a)kJ·mol-1,D項正確。
11.D　CH2CH2(g)+H2O(g) CH3CH2OH(g)的焓變ΔH=反應物總鍵能-生成物總鍵能破題關鍵,結合題表中提供的化學鍵的鍵能,則ΔH= a kJ·mol-1+4×413 kJ·mol-1+2×463 kJ·mol-1-(5×413 kJ·mol-1+ 348 kJ·mol-1+351 kJ·mol-1+463 kJ·mol-1)=-34 kJ·mol-1,解得 a=615,故1 mol乙烯具有的鍵能為615 kJ·mol-1+4×413 kJ·mol-1= 2 267 kJ·mol-1,選D。
能力提升練
1.A　(a)圖中生成物能量高于反應物能量,則反應為吸熱反應,而鋅和稀硫酸反應為放熱反應,A錯誤;(b)圖中金剛石的能量高于石墨的能量,能量越低物質越穩定,則通過(b)圖可知石墨比金剛石穩定,B正確;由(c)圖可知,SO3轉化為SO2和O2的反應為吸熱反應,熱化學方程式為2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)　ΔH=Ea-Eb,C正確;(d)圖反應為放熱反應,ΔH=E1+E3-E2-E4<0,D正確。
2.B　根據題圖可知,反應2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)為放熱反應,其ΔH<0,根據ΔH=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和,可得該反應的 ΔH=2Q1+Q2-4Q3<0,則2Q1+Q2<4Q3,選B。
3.C　由題圖可知,反應的過程中溫度升高,反應過程中有熱量放出,A項正確;氧化鋁薄膜覆蓋在鋁的表面,0~50 s,容器中壓強未增大,無氣體產生,則發生稀鹽酸與Al2O3的反應,B項正確;50 s時,鹽酸未反應完,溶液中溶質為AlCl3、HCl,C項錯誤;100~140 s,壓強減小是因為溫度降低,D項正確。
4.D　沒有說明具體物質的量,無法比較,A項錯誤;鍵能越大,越不容易斷裂,B項錯誤;斷鍵過程吸收能量,C項錯誤;ΔH=6×198 kJ·mol-1+3×498 kJ·mol-1-12×360 kJ·mol-1=-1 638 kJ·mol-1,所以反應生成1 mol P4O6(s)需要放出1 638 kJ能量,D項正確。
總結歸納　反應熱ΔH的常用計算公式
ΔH=生成物的總能量-反應物的總能量
ΔH=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能
2(共23張PPT)
　
1.反應熱:在化學反應過程中,當反應物和生成物具有相同溫度時,吸收或釋放的熱稱為化學
反應的熱效應,也稱反應熱。
2.焓是與內能有關的物理量,用符號H表示。
3.在恒壓的條件下,化學反應過程中吸收或釋放的熱即為反應的焓變,用ΔH表示,單位常采用
kJ·mol-1。
第一單元 化學反應的熱效應
必備知識 清單破
知識點 1 反應熱與焓變
1.吸收熱的反應稱為吸熱反應,ΔH>0;放出熱的反應稱為放熱反應,ΔH<0。
2.能夠表示反應熱的化學方程式叫做熱化學方程式。在熱化學方程式中,化學計量數表示物
質的量,可以用整數或簡單分數表示。同一化學反應,熱化學方程式中的化學計量數不同,ΔH
也不同;若一個反應的ΔH=a kJ·mol-1,則其逆反應的ΔH=-a kJ·mol-1。
3.熱化學方程式書寫的注意事項
(1)應標明反應物及生成物的狀態、反應溫度和壓強。若不標明溫度和壓強,則表示是在
25 ℃(即298 K)、101 kPa條件下的焓變。
(2)在熱化學方程式中,反應物和生成物的聚集狀態用英文小寫字母在其化學式的后面標注,
一般用“g”表示氣體,“l”表示液體,“s”表示固體,“aq”表示水溶液。
知識點 2 放熱反應、吸熱反應、熱化學方程式
化學反應過程中伴隨能量變化,本質上是由于舊化學鍵斷裂時吸收的能量與新化學鍵形成時
釋放的能量不同。(詳見定點1)
知識點 3 化學反應中能量變化的本質
1.測定原理
如果環境溫度沒有變化,反應放出的熱量會使體系的溫度升高,根據測得的體系的溫度變化
和有關物質的比熱等來計算反應放出的熱量,進一步計算反應中生成1 mol H2O(l)放出的熱
量。
2.實驗裝置

①裝置名稱:簡易量熱計。
知識點 4 反應熱的測量與計算
②部分儀器的作用
ⅰ.環形玻璃攪拌棒的作用是使反應物混合均勻充分接觸。(不能用金屬攪拌棒,防止熱量散
失)
ⅱ.隔熱層的作用是減少熱量的散失。
3.實驗測量
(1)步驟
①反應物溫度的測量:用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1鹽酸,倒入簡易量熱計中,測量并記錄鹽
酸的溫度(T1);另取一量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液,測量并記錄NaOH溶液的溫度(T2)。
②將量筒中的NaOH溶液迅速倒入盛有鹽酸的簡易量熱計中,立即蓋上蓋板,用環形玻璃攪拌
棒輕輕攪拌,準確讀取混合溶液的最高溫度(T3)。
③重復實驗操作三次,記錄每次的實驗數據,取平均值作為計算依據。
(2)計算生成1 mol H2O時的反應熱:ΔH=- 。其中C=(VHCl·ρHCl+VNaOH·ρNaOH)×
4.18 J·g-1·℃-1,ΔT=T3- 。實驗測得,在25 ℃和101 kPa下,強酸的稀溶液與強堿的稀溶液發生中和反應生成1 mol H2O(l)時,放出57.3 kJ的熱量,該中和反應的反應熱ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
4.中和反應的反應熱測定實驗中產生誤差的可能原因
(1)量取溶液的體積有誤差(測量結果是按50 mL的酸、堿進行計算的,若實際量取時體積大
于50 mL或小于50 mL都會造成誤差)。
(2)溫度計的讀數有誤。
(3)實驗過程中有液體灑在外面。
(4)混合酸、堿溶液時,動作緩慢,導致實驗誤差。
(5)隔熱層隔熱效果不好,致使實驗過程中熱量損失。
(6)測了酸后的溫度計未用水清洗便立即去測堿的溫度。
1.一個化學反應,不論是一步完成,還是分幾步完成,其總的熱效應完全相等,這就是蓋斯定
律。
2.在恒壓條件下,化學反應的熱效應等于焓變(ΔH),ΔH僅與反應的起始狀態和反應的最終狀
態有關,而與反應的途徑無關。
并非所有化學反應的反應熱均可用實驗直接測定,有些反應的反應速率很慢,有些伴有副反
應發生,還有些不易直接進行,測定這些反應的熱效應就很困難,運用蓋斯定律則可以計算出
它們的反應熱。

知識點 5 蓋斯定律
ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5
1.標準燃燒熱:在101 kPa下,1 mol物質完全燃燒的反應熱。
2.熱值:1 g物質完全燃燒的反應熱。
3.完全燃燒是指物質與O2反應,其所含元素轉化為指定物質,如氮元素轉化為N2(g),氫元素轉
化為H2O(l),碳元素轉化為CO2(g)。
4.新能源應具有資源豐富、可再生、無污染或少污染等特點。常見新能源包括:太陽能、氫
能、風能、地熱能、潮汐能和生物質能等。
知識點 6 能源的充分利用
1.相同條件下,等物質的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,硫蒸氣放出熱量更多。這種說法
對嗎
2.由C(s,石墨) C(s,金剛石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,可知相同條件下金剛石比石墨更穩定。這
種說法對嗎
3.稀硫酸與稀NaOH溶液反應,生成1 mol H2O(l),放出57.3 kJ熱量,將稀NaOH溶液換成稀Ba(OH)2
溶液,生成1 mol H2O(l),放出的熱量也是57.3 kJ。這種說法對嗎
4.2 g H2完全燃燒生成液態水放出285.8 kJ熱量,則表示氫氣燃燒的熱化學方程式為2H2(g)+O2(g)
2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,這種說法對嗎
5.中和反應反應熱的測定實驗,需多次測量溫度,某同學為了省去清洗溫度計的麻煩,實驗時
使用兩支溫度計分別測量酸和堿的溫度。這種做法對嗎
知識辨析
1.對。在相同條件下,等物質的量的硫固體比硫蒸氣能量低,生成的二氧化硫能量相同,所以
硫蒸氣放出的熱量更多。
2.不對。石墨轉化為金剛石的反應是吸熱反應,即金剛石能量高于石墨,由于能量越低越穩
定,所以石墨比金剛石穩定。
3.不對。S +2H++Ba2++2OH- BaSO4↓+2H2O,有BaSO4沉淀生成,放出的熱量大于57.3 kJ。
4.不對。2 g H2即1 mol H2,完全燃燒生成液態水放出285.8 kJ熱量,2 mol H2完全燃燒生成液態
水放出571.6 kJ熱量。
5.不對。不同溫度計的誤差不同,應該使用同一溫度計完成實驗。
一語破的
1.宏觀視角認識反應熱
化學反應是吸收能量還是放出能量,取決于反應物總能量和生成物總能量的相對大小。

關鍵能力 定點破
定點 1 化學反應與能量變化
計算公式:ΔH=H(生成物)-H(反應物)。
2.微觀視角(化學鍵角度)認識反應熱
　　鍵能:形成(或斷裂)1 mol化學鍵時釋
放出(或吸收)的能量,單位:kJ/mol?；瘜W鍵斷裂和形成時的能量變化是化學反應中能量變化
的主要原因。

E1表示反應物化學鍵斷裂吸收的能量,E2表示形成化學鍵得到生成物放出的能量,E1與E2的差
值表示反應熱。
方法點睛　利用鍵能計算反應熱
(1)明確每個反應物和生成物分子中的化學鍵數目。
(2)根據熱化學方程式中各物質的化學計量數,計算反應物的總鍵能和生成物的總鍵能。
(3)依據“ΔH=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能”計算反應熱。
(4)注意ΔH的符號,計算結果為負值,則ΔH為“-”,反之為“+”(可省略)。
放熱反應 吸熱反應
定義 放出熱量的化學反應 吸收熱量的化學反應
原因 反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量 反應物具有的總能量小于生
成物具有的總能量
能量變化 物質的內能轉化成熱能釋放出來 熱能轉化成內能儲存起來
表示方法 ΔH<0 ΔH>0
常見 類型 所有的燃燒反應;物質的緩慢氧化;中和反應;金屬與水或酸的反應;大部分化合反應;原電池反應;鋁熱反應等 大多數分解反應;強堿與銨鹽的反應;碳與二氧化碳或水蒸氣的反應等
3.放熱反應與吸熱反應的辨析
典例 下列變化為放熱反應的是 (　 )
A.H2O(g) H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
B.2HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH=+14.9 kJ/mol
C.形成化學鍵時共放出862 kJ能量的化學反應
D.能量變化如圖所示的化學反應

D
思路點撥：判斷反應是否是放熱反應可根據該反應的焓變、反應物和生成物總能量的相對
大小,但變化過程中的熱效應不一定是反應熱,因為變化過程不一定是化學反應。
解析： A項,該變化不是化學反應,故不是放熱反應;B項,該化學反應焓變大于0,為吸熱反應;C
項,焓變=斷鍵吸收的能量-成鍵釋放的能量,只依據形成化學鍵時放出的能量,無法判斷反應
是吸熱反應還是放熱反應;D項,圖示反應的反應物總能量大于生成物總能量,反應為放熱反
應。
1.標準燃燒熱及其熱化學方程式
(1)

定點 2 標準燃燒熱與中和反應的反應熱辨析
(2)標準燃燒熱是以1 mol物質完全燃燒生成穩定的物質所放出的熱量來定義的,因此在書寫
標準燃燒熱的熱化學方程式時,應以1 mol可燃物為標準來配平其他物質的化學計量數,故在
其熱化學方程式中常出現分數。如已知C2H2(g)的標準燃燒熱為ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1,則該熱
化學方程式可表示為C2H2(g)+ O2(g) 2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 299.6 kJ·mol-1。
2.中和反應的反應熱
(1)在25 ℃和101 kPa下,強酸的稀溶液與強堿的稀溶液發生中和反應生成1 mol H2O時,放出
57.3 kJ的熱量。
(2)理解時應注意
①強酸和強堿的稀溶液發生反應生成1 mol H2O(l)時,放出的熱量都約是57.3 kJ。H+(aq)+
OH-(aq) H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
②強酸和弱堿或弱酸和強堿的稀溶液發生中和反應生成1 mol H2O(l)時,放出的熱量一般小
于57.3 kJ,因為弱電解質的電離是吸熱的。
③若反應過程中有其他物質生成(如生成弱電解質、沉淀等),則生成1 mol H2O(l)時,放出的
熱量一般大于57.3 kJ。
1.加和法

定點 3 蓋斯定律的應用
2.虛擬途徑法
(1)方法
先根據題意虛擬轉化過程,然后根據蓋斯定律列式求解,即可求得待求的反應熱。
(2)舉例
此法可以求算難以通過實驗測量的反應的反應熱,如在理論上計算石墨生成CO時的熱效應,
可以設計如下路線:

ΔH1=ΔH2-ΔH3
典例 已知下列反應的熱化學方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g) 2C3H5(ONO2)3(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH2
C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH3
則反應4C3H5(ONO2)3(l) 12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的ΔH為 (　 )
A.12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1
B.2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3
C.12ΔH3-5ΔH2-2ΔH1
D.2ΔH1-5ΔH2+12ΔH3
A
思路點撥：分析待求反應的熱化學方程式中各物質的化學計量數,在已知的各反應中尋找對
應的物質,盡量將各物質的化學計量數調整成與待求反應中各物質的化學計量數相等,若多
個已知反應中出現同一物質,先忽略,然后依據解題方法模型,“同側相加,異側相減”解題。
解析：將已知熱化學方程式依次編號為①②③,利用蓋斯定律,由②×5+③×12-①×2得目標熱
化學方程式,則ΔH=5ΔH2+12ΔH3-2ΔH1,A項正確。

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