高考化學大題逐空突破系列（全國通用）01 ?？碱}空1 熱化學方程式及反應熱的計算 （附答案解析）

③加：上面的兩個步驟做好了，只要將熱化學方程式相加即可得目標熱化學方程式，反應熱也要相加3．常用關系式熱化學方程式焓變之間的關系aA=BΔH1A=eq\f(1,a)BΔH2ΔH2＝eq\f(1,a)ΔH1或ΔH1＝aΔH2aA=BΔH1B=aAΔH2ΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH24．ΔH的三種計算式(1)ΔH＝生成物總能量－反應物總能量＝H(生成物)－H(反應物)(2)ΔH＝反應物總鍵能之和－生成物總鍵能之和常見物質(zhì)中的化學鍵數(shù)目物質(zhì)CO2(C=O)CH4(C－H)P4(P－P)SiO2(Si－O)石墨金剛石SiS8(S－S)鍵數(shù)24641.5228(3)ΔH＝E1－E2，E1為正反應的活化能，E2為逆反應的活化能【真題演練】1．(2022·全國甲卷)金屬鈦(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領域有著重要用途，目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石(TiO2)轉(zhuǎn)化為TiCl4，再進一步還原得到鈦。TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃時反應的熱化學方程式及其平衡常數(shù)如下：(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝172kJ·mol－1Kp1＝1.0×10－2(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH2＝－51kJ·mol－1Kp1＝1.2×1012pa反應2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的ΔH為_______kJ·mol－12．(2022·全國乙卷)油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用。已知下列反應熱化學方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1036kJ·mol－1②4H2S(g)＋2SO2(g)=3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝94kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－484kJ·mol－1計算H2S熱分解反應④2H2S(g)=S2(g)＋2H2的ΔH4＝________kJ·mol－13．(2022·湖北卷)已知：①CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH1＝－65.17kJ·mol－1②Ca(OH)2(s)=Ca2+(aq)＋2OH－(aq)ΔH2＝－16.73kJ·mol－1③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)=[Al(OH)4]－(aq)＋H2(g)ΔH3＝－415.0kJ·mol－1則CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)=Ca2+(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－14．(2022·河北卷)氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，以氫燃料為代表的燃料電池有良好的應用前景?98K時，1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ，1molH2O(l)蒸發(fā)吸熱44kJ，表示H2燃燒熱的熱化學方程式為_____________________________________________5．(2021·全國甲卷)CO2加H2制甲醇的總反應可表示為CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，該反應一般認為通過如下步驟來實現(xiàn)：①CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH1＝＋41kJ·mol－1②CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH2＝－90kJ·mol－1總反應的ΔH＝________kJ·mol－16．(2021·全國乙卷)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化學分解反應，在一定頻率(ν)光的照射下機理為：NOCl＋hν→NOCl*NOCl＋NOCl*→2NO＋Cl2其中hν表示一個光子能量，NOCl*表示NOCl的激發(fā)態(tài)?？芍?，分解1mol的NOCl需要吸收____mol的光子7．(2021·湖南卷)氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運，在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2相關化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學鍵N≡NH—HN—H鍵能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8反應2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝________kJ·mol－1；8．(2021·河北卷)當今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點，因此，研發(fā)二氧化碳利用技術、降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。大氣中的二氧化碳主要來自煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時，相關物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃燒熱ΔH(kJ·mol－1)－285.8－393.5－3267.5則25℃時H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學方程式為____________________9．(2021·廣東卷)我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是CO2利用的研究熱點之一。該重整反應體系主要涉及以下反應：a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH1b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH3d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)ΔH4e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)ΔH5根據(jù)蓋斯定律，反應a的ΔH1＝______________(寫出一個代數(shù)式即可)10．(2021·湖北卷)丙烯是一種重要的化工原料，可在催化劑作用下，由丙烷直接脫氫或氧化脫氫制備反應I(直接脫氫)：C3H8(g)=C3H6(g)＋H2(g)ΔH1＝+125kJ·mol－1已知鍵能：E(C—H)=416kJ/molE(H—H)=436kJ/mol，由此計算生成1mol碳碳π鍵放出的能量為______kJ；11．(2020·全國Ⅰ卷)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)eq\o(=,\s\up7(釩催化劑))SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1。釩催化劑參與反應的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學方程式為___________________________________12．(2020·全國Ⅱ卷)天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C2H6等烴類，是重要的燃料和化工原料。乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應：C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)ΔH1，相關物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表所示：物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286ΔH1＝________kJ·mol－113．(2020·山東卷)探究CH3OH合成反應化學平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH2＝－90.4kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3ΔH3＝________kJ·mol－114．(2020·浙江7月)研究CO2氧化C2H6制C2H4對資源綜合利用有重要意義。相關的主要化學反應有：Ⅰ．C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)ΔH1＝136kJ·mol－1Ⅱ．C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)ΔH2＝177kJ·mol－1Ⅲ．C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g)ΔH3Ⅳ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH4＝41kJ·mol－1已知：298K時，相關物質(zhì)的相對能量(如圖1)?？筛鶕?jù)相關物質(zhì)的相對能量計算反應或變化的ΔH(ΔH隨溫度變化可忽略)。例如：H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1－(－242kJ·mol－1)＝－44kJ·mol－1根據(jù)相關物質(zhì)的相對能量計算ΔH3＝________kJ·mol－1【題組訓練】1．二氧化碳回收利用是環(huán)?？茖W研究的熱點課題。已知CO2經(jīng)催化加氫可合成低碳烯烴：2CO2(g)＋6H2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)ΔH(1)幾種物質(zhì)的能量(kJ·mol－1)如表所示(在標準狀態(tài)下，規(guī)定單質(zhì)的能量為0，測得其他物質(zhì)生成時放出的熱量為其具有的能量)：物質(zhì)CO2(g)H2(g)CH2=CH2(g)H2O(g)能量/kJ·mol－1－394052－242ΔH＝______kJ·mol－1(2)幾種化學鍵的鍵能(kJ·mol－1)化學鍵COH—HC=CH—CH—O鍵能/kJ·mol－1803436615a463a＝_______2．已知重整過程中部分反應的熱化學方程式為：①CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH1＝＋74.8kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.2kJ·mol－1③C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH3＝＋131.5kJ·mol－1則反應CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝________3．已知：①CO(g)＋H2O(g)HCOOH(g)ΔH1＝－72.6kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH2＝－566.0kJ·mol－1則反應2CO2(g)＋2H2O(g)2HCOOH(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－14．氨氣具有還原性，例如，氨氣能與鹵素單質(zhì)發(fā)生置換反應。已知幾種化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示?；瘜W鍵N—HN≡NBr—BrH—Br鍵能/(kJ·mol－1)391946194366請寫出氨氣與溴蒸氣反應的熱化學方程式：____________________________________________5．已知：Ⅰ.2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)ΔH1＝－113kJ·mol－1Ⅱ.NO(g)＋O3(g)=NO2(g)＋O2(g)ΔH2＝－199kJ·mol－1Ⅲ.N2O4(g)=2NO2(g)ΔH3＝＋55.3kJ·mol－1Ⅳ.4NO2(g)＋O2(g)=2N2O5(g)ΔH4＝－57kJ·mol－1則反應6NO2(g)＋O3(g)=3N2O5(g)ΔH＝________kJ·mol－16．已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180.5kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1則反應2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝________kJ·mol－17．反應“2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH”中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如表：化學鍵C—OH—O(水)H—O(醇)C—HE/(kJ·mol－1)343465453413則ΔH＝________kJ·mol－18．應對霧霾污染、改善空氣質(zhì)量需要從多方面入手，如開發(fā)利用清潔能源。甲醇是一種可再生的清潔能源，具有廣闊的開發(fā)和應用前景。已知：①CH3OH(g)＋H2O(l)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋93.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1③CH3OH(g)=CH3OH(l)ΔH＝－38.19kJ·mol－1則表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學方程式為____________________________________________________9．已知：3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1計算斷裂1molN≡N需要消耗能量________kJ。10．環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：已知：ΔH1＝100.3kJ·mol－1①H2(g)＋I2(g)=2HI(g)ΔH2＝－11.0kJ·mol－1②對于反應：③ΔH3＝________kJ·mol－111．工業(yè)合成氨的反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是人工固氮的主要手段，對人類生存、社會進步和經(jīng)濟發(fā)展都有重大意義。合成氨反應的反應歷程和能量變化如下圖所示：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝________(2)對總反應速率影響較小的步驟的能壘(活化能)為_____kJ·mol－1，該步驟的化學方程式為________________12．氨基甲酸銨(H2NCOONH4)為尿素生產(chǎn)過程的中間產(chǎn)物，易分解。某小組對氨基甲酸銨的分解實驗進行探究已知：Ⅰ.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH1＝－92.4kJ·mol－1Ⅱ.C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH2＝－393.8kJ·mol－1Ⅲ.N2(g)＋3H2(g)＋C(s)＋O2(g)H2NCOONH4(s)ΔH3＝－645.7kJ·mol－1(1)寫出H2NCOONH4分解生成NH3與CO2氣體的熱化學方程式：___________________________(2)已知：RlnKp＝－eq\f(ΔH,T)＋C(C為常數(shù))。根據(jù)上表實驗數(shù)據(jù)得到下圖，則該反應的反應熱ΔH＝______kJ·mol－113．我國學者結合實驗與計算機模擬結果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標注。(1)該反應為________反應(填“吸熱”或“放熱”)(2)該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV(3)寫出反應歷程中決定該化學反應速率的化學方程式______________________________________14．從空氣中捕獲CO2直接轉(zhuǎn)化為甲醇是二十多年來“甲醇經(jīng)濟”領域的研究熱點，諾貝爾化學獎獲得者喬治·安德魯教授首次以金屬釕作催化劑實現(xiàn)了這種轉(zhuǎn)化，其轉(zhuǎn)化如圖所示(1)如圖所示轉(zhuǎn)化中，第4步常采取________法將甲醇和水進行分離、dkJ·mol－1，則該轉(zhuǎn)化總反應的熱化學方程式是_________________________________________________________________15．甲醇是重要的化工原料，可用于制備甲醛、醋酸等產(chǎn)品。利用CH4與O2在催化劑的作用下合成甲醇。主反應：CH4(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CH3OH(g)ΔH副反應：CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)科技工作者結合實驗與計算機模擬結果，研究了CH4、O2和H2O(g)(H2O的作用是活化催化劑)按照一定體積比在催化劑表面合成甲醇的反應，部分歷程如下圖所示(吸附在催化劑表面的物種用*標注，TS代表過渡態(tài))(1)在催化劑表面上更容易被吸附的是________(填“H2O”或“O2”)(2)該歷程中正反應最大的活化能為________kJ·mol－1，寫出該步驟的化學方程式：_____________________16．推動煤炭清潔高效利用是未來煤炭利用的發(fā)展方向，其中煤制天然氣(主要成分甲烷)能對燃氣資源有重要補充作用。在催化劑作用下，其涉及的主要反應如下：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH1＝－206.2kJ·mol－1ⅠCO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.2kJ·mol－1ⅡCO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)ΔH3Ⅲ荷蘭埃因霍溫大學學者結合實驗與計算機模擬結果，研究了在催化劑鈷表面上反應Ⅰ的反應歷程，如圖所示，其中吸附在鈷催化劑表面上的物種用*標注。(1)該歷程中最大能壘E正＝________kJ·mol－1，寫出該步驟的化學方程式：______________________________(2)ΔH3＝________kJ·mol－117．已知反應2HI(g)H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為__________kJ【常考題空1熱化學方程式及反應熱的計算】答案【真題演練】1．－223

2．1703．－911.94．(1)H2(g)＋O2(g)=H2O(1)ΔH＝－286kJ·mol－15．－49解析：由蓋斯定律可知，反應①＋反應②得總反應方程式，則總反應的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋41kJ·mol－1＋(－90kJ·mol－1)＝－49kJ·mol－1。6．0.5解析：由題目給出的反應機理可知，反應總方程式為2NOCl＋hν→2NO＋Cl2，故分解1molNOCl需要0.5mol的光子。7．(1)＋90.88．(1)3H2(g)＋6C(石墨，s)=C6H6(l)ΔH＝＋49.1kJ·mol－1解析：由題給燃燒熱數(shù)據(jù)可得，①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－285.8kJ·mol－1，②C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1，③C6H6(l)＋eq\f(15,2)O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH3＝－3267.5kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，目標方程式可由3×①＋6×②－③得到，其ΔH＝(－285.8kJ·mol－1)×3＋(－393.5kJ·mol－1)×6－(－3267.5kJ·mol－1)＝＋49.1kJ·mol－1，故H2(g)與C(石墨，s)生成C6H6(l)的熱化學方程式為3H2(g)＋6C(石墨，s)=C6H6(l)ΔH＝＋49.1kJ·mol－1。9．(1)ΔH3－ΔH4(或ΔH2＋ΔH3－ΔH5)10．271解析反應I中斷裂2molC—H鍵，形成1mol碳碳π鍵和1molH—H鍵，故416×2—E(碳碳π鍵)—436=+125kJ/mol。解得E(碳碳π鍵)=271kJ/mol；11．2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－1解析：根據(jù)題圖知，V2O4(s)＋SO3(g)=V2O5(s)＋SO2(g)ΔH2＝－24kJ·mol－1①，V2O4(s)＋2SO3(g)=2VOSO4(s)ΔH1＝－399kJ·mol－1②。根據(jù)蓋斯定律，由②－①×2得2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝(－399＋48)kJ·mol－1＝－351kJ·mol－1。12．137解析：根據(jù)題表中數(shù)據(jù)信息可寫出熱化學方程式(ⅰ)C2H6(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1560kJ·mol－1、(ⅱ)C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－1411kJ·mol－1、(ⅲ)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，由(ⅰ)－(ⅱ)－(ⅲ)得C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)ΔH1＝＋137kJ·mol－1。13．＋40.914．430【題組訓練】1．(1)－128(2)409.25解析：(1)ΔH＝生成物的總能量－反應物的總能量＝(52－242×4－0＋394×2)kJ·mol－1＝－128kJ·mol－1。(2)ΔH＝斷裂化學鍵的總鍵能－形成化學鍵的總鍵能＝(803×4＋436×6－615－4a－463×8)kJ·mol－1＝－128kJ·mol－1，解得a＝409.25。2．＋247.5kJ·mol－1解析：根據(jù)蓋斯定律，由①－②＋③可得：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋74.8kJ·mol－1－(－41.2kJ·mol－1)＋131.5kJ·mol－1＝＋247.5kJ·mol－1。3．＋420.8解析：根據(jù)蓋斯定律，由2×①－②，可得2CO2(g)＋2H2O(g)2HCOOH(g)＋O2(g)ΔH＝－72.6×2kJ·mol－1＋566.0kJ·mol－1＝＋420.8kJ·mol－1。4．2NH3(g)＋3Br2(g)=N2(g)＋6HBr(g)ΔH＝－214kJ·mol－1解析：NH3與溴蒸氣發(fā)生置換反應，化學方程式為2NH3(g)＋3Br2(g)=N2(g)＋6HBr(g)ΔH＝∑(反應物的鍵能)－∑(生成物的鍵能)＝(6×391kJ·mol－1＋3×194kJ·mol－1)－(946kJ·mol－1＋6×366kJ·mol－1)＝－214kJ·mol－1。5．－228解析：根據(jù)蓋斯定律eq\f(1,2)×(Ⅳ×3＋Ⅱ×2－Ⅰ)得：6NO2(g)＋O3(g)=3N2O5(g)ΔH＝eq\f(1,2)×[(－57kJ·mol－1)×3＋(－199kJ·mol－1)×2－(－113kJ·mol－1)]＝－228kJ·mol－1。6．－746.5kJ·mol－1解析：根據(jù)平衡常數(shù)表達式可寫出目標反應，然后根據(jù)蓋斯定律可知ΔH＝[－180.5－(－221)＋2×(－393.5)]kJ·mol－1＝－746.5kJ·mol－1。7．－248．CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.51kJ·mol－1解析：根據(jù)蓋斯定律，②×3－①×2－③得CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.51kJ·mol－1。9．94610．(1)89.3解析：根據(jù)蓋斯定律，反應①＋②可得反應③，則ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝100.3kJ?mol－1＋(－11.0kJ·mol－1)＝89.3kJ·mol－1。11．(1)－92kJ·mol－1(1)124*N2＋3*H2=2*N＋6*H解析：12．(1)H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)ΔH＝＋159.5kJ·mol－1(2)＋144.2解析：已知：Ⅰ.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH1＝－92.4kJ·mol－1，Ⅱ.C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH2＝－393.8kJ·mol－1，Ⅲ.N2(g)＋3H2(g)