第15講-化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)-(講)(解析版)

第15講化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1．認(rèn)識(shí)化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。2．認(rèn)識(shí)物質(zhì)具有能量，認(rèn)識(shí)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)，知道化學(xué)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與其他能量形式的轉(zhuǎn)化。3．能量的轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律，知道內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)各種能量的總和，受溫度、壓強(qiáng)、物質(zhì)聚集狀態(tài)的影響。4．認(rèn)識(shí)化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，能進(jìn)行反應(yīng)焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算，能用熱化學(xué)方程式表示反應(yīng)中的能量變化，能運(yùn)用反應(yīng)焓變合理選擇和利用化學(xué)反應(yīng)。5．了解蓋斯定律及其簡(jiǎn)單應(yīng)用?！竞诵乃仞B(yǎng)分析】變化觀念與平衡思想：認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的本質(zhì)是有新物質(zhì)生成，并伴有能量的轉(zhuǎn)化；能多角度、動(dòng)態(tài)地分析熱化學(xué)方程式，運(yùn)用熱化學(xué)反應(yīng)原理解決實(shí)際問題。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究反應(yīng)熱的本質(zhì)，建立蓋斯定律模型?？茖W(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：贊賞化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)，具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念，能對(duì)與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題做出正確的價(jià)值判斷。知識(shí)點(diǎn)一焓變、熱化學(xué)方程式1.反應(yīng)熱(焓變)(1)概念：在恒壓條件下進(jìn)行的反應(yīng)的熱效應(yīng)。符號(hào)：ΔH。單位：kJ·mol－1或kJ/mol。(2)表示方法吸熱反應(yīng)：ΔH>0；放熱反應(yīng)：ΔH<0。2.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的判斷(1)從反應(yīng)物和生成物的總能量相對(duì)大小的角度分析，如圖所示。(2)從反應(yīng)熱的量化參數(shù)——鍵能的角度分析(3)記憶常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)：①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應(yīng)；③大多數(shù)化合反應(yīng)；④金屬跟酸的置換反應(yīng)；⑤物質(zhì)的緩慢氧化等。吸熱反應(yīng)：①大多數(shù)分解反應(yīng)；②鹽的水解；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)；④碳和水蒸氣、C和CO2的反應(yīng)等。3.理解反應(yīng)歷程與反應(yīng)熱的關(guān)系圖示意義a表示正反應(yīng)的活化能；b表示逆反應(yīng)的活化能。c表示該反應(yīng)的反應(yīng)熱。ΔH圖1：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝－ckJ·mol－1，表示放熱反應(yīng)圖2：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝ckJ·mol－1，表示吸熱反應(yīng)4.熱化學(xué)方程式(1)概念表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。(2)意義表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示：2mol氫氣和1mol氧氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)水時(shí)放出571.6kJ的熱量。(3)書寫要求①注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(25℃、101kPa下進(jìn)行的反應(yīng)可不注明)。②注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)：固態(tài)(s)、液態(tài)(l)、水溶液(aq)、氣態(tài)(g)。③熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量，而不表示分子個(gè)數(shù)(或原子個(gè)數(shù))，因此可以寫成分?jǐn)?shù)。④熱化學(xué)方程式中不用“↑”和“↓”。⑤由于ΔH與反應(yīng)物的物質(zhì)的量有關(guān)，所以熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與ΔH相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。當(dāng)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反?！痉椒记伞?1)焓變與反應(yīng)發(fā)生的條件、反應(yīng)進(jìn)行是否徹底無關(guān)。(2)催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，但不影響焓變的大小。(3)在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物各原子之間的化學(xué)鍵不一定完全斷裂。知識(shí)點(diǎn)二燃燒熱、中和熱、能源1.燃燒熱和中和熱的比較燃燒熱中和熱相同點(diǎn)能量變化放熱ΔH及其單位ΔH＜0，單位均為kJ·mol－1不同點(diǎn)反應(yīng)物的量1mol不一定為1mol生成物的量不確定生成水的量為1mol反應(yīng)熱的含義101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量在稀溶液里，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)所放出的熱量表示方法燃燒熱ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3kJ·mol－12.中和熱的測(cè)定(1)實(shí)驗(yàn)裝置(2)測(cè)定原理ΔH＝－eq\f(（m酸＋m堿）·c·（t終－t始）,n)c＝4.18J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1；n為生成H2O的物質(zhì)的量。(3)注意事項(xiàng)①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫。②為保證酸完全中和，采取的措施是若采用的酸、堿濃度相等，可采用堿體積稍過量。3.能源(1)能源分類(2)解決能源問題的措施①提高能源的利用效率：a.改善開采、運(yùn)輸、加工等各個(gè)環(huán)節(jié)；b.科學(xué)控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒。②開發(fā)新能源：開發(fā)資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源?！痉椒记伞?1)有關(guān)燃燒熱的判斷，一看是否以1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)，二看是否生成穩(wěn)定氧化物。(2)有關(guān)中和熱的判斷，一看是否以生成1molH2O為標(biāo)準(zhǔn)，二看酸堿的強(qiáng)弱和濃度，應(yīng)充分考慮弱酸、弱堿，電離吸熱，濃的酸堿稀釋放熱等因素。知識(shí)點(diǎn)三蓋斯定律、反應(yīng)熱的計(jì)算與比較1.蓋斯定律(1)內(nèi)容對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。即：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。(2)意義間接計(jì)算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。(3)應(yīng)用轉(zhuǎn)化關(guān)系反應(yīng)熱間的關(guān)系aAeq\o(――→,\s\up7(ΔH1))B、Aeq\o(――→,\s\up7(ΔH2))eq\f(1,a)BΔH1＝aΔH2Aeq\o(,\s\up11(ΔH1),\s\do4(ΔH2))BΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH22.利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱(1)運(yùn)用蓋斯定律的技巧——“三調(diào)一加”一調(diào)：根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式，調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的左右位置，改寫已知的熱化學(xué)方程式。二調(diào)：根據(jù)改寫的熱化學(xué)方程式調(diào)整相應(yīng)ΔH的符號(hào)。三調(diào)：調(diào)整中間物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。一加：將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式及其ΔH相加。(2)運(yùn)用蓋斯定律的三個(gè)注意事項(xiàng)①熱化學(xué)方程式乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。②熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，物質(zhì)之間相加減，反應(yīng)熱也必須相加減。③將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的“＋”“－”隨之改變，但數(shù)值不變。3.反應(yīng)熱大小的比較(1)看物質(zhì)狀態(tài)。物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化如下：(2)看ΔH的符號(hào)。比較反應(yīng)熱大小時(shí)不要只比較ΔH數(shù)值的大小，還要考慮其符號(hào)。(3)看化學(xué)計(jì)量數(shù)。當(dāng)反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)相同時(shí)，化學(xué)計(jì)量數(shù)越大，放熱反應(yīng)的ΔH越小，吸熱反應(yīng)的ΔH越大。(4)看反應(yīng)的程度。對(duì)于可逆反應(yīng)，參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時(shí)，反應(yīng)的程度越大，熱量變化越大?！痉椒记伞?1)直接比較法①物質(zhì)燃燒時(shí)，可燃物物質(zhì)的量越大，燃燒放出的熱量越多。②等量的可燃物完全燃燒所放出的熱量肯定比不完全燃燒所放出的熱量多。③生成等量的水時(shí)，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)比弱酸和強(qiáng)堿或弱堿和強(qiáng)酸或弱酸和弱堿的稀溶液反應(yīng)放出的熱量多。④對(duì)于可逆反應(yīng)，因反應(yīng)不能進(jìn)行完全，實(shí)際反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量要小于相應(yīng)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱數(shù)值。例如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ·mol－1，表示2molSO2(g)和1molO2(g)完全反應(yīng)生成2molSO3(g)時(shí)，放出的熱量為197kJ，實(shí)際上向密閉容器中通入2molSO2(g)和1molO2(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，放出的熱量要小于197kJ。(2)蓋斯定律比較法①同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時(shí)如A(g)＋B(g)===C(g)ΔH1<0A(g)＋B(g)===C(l)ΔH2<0C(g)===C(l)ΔH3<0ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，所以ΔH2<ΔH1。②同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)如S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1<0S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2<0S(g)===S(s)ΔH3<0ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。高頻考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)中能量變化探析【例1】(2021·湖南卷)鐵的配合物離子(用[L—Fe—H]＋表示)催化某反應(yīng)的一種反應(yīng)機(jī)理和相對(duì)能量的變化情況如圖所示：下列說法錯(cuò)誤的是()A．該過程的總反應(yīng)為HCOOHeq\o(=,\s\up7(催化劑))CO2↑＋H2↑B．H＋濃度過大或者過小，均導(dǎo)致反應(yīng)速率降低C．該催化循環(huán)中Fe元素的化合價(jià)發(fā)生了變化D．該過程的總反應(yīng)速率由Ⅱ→Ⅲ步驟決定【答案】D【解析】分析題給反應(yīng)機(jī)理圖，可知該過程的反應(yīng)物為HCOOH，生成物為CO2和H2，則該過程的總反應(yīng)為HCOOHeq\o(=,\s\up7(催化劑))CO2↑＋H2↑，A說法正確；H＋濃度過大，抑制HCOOH的電離，HCOO－濃度減小，會(huì)降低Ⅰ→Ⅱ步驟的反應(yīng)速率，H＋濃度過小，會(huì)降低Ⅲ→Ⅳ步驟反應(yīng)速率，故H＋濃度過大或者過小，均會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率降低，B說法正確；Ⅰ→Ⅱ中鐵與O元素形成共價(jià)鍵，則在與[L—Fe—H]＋中鐵的化合價(jià)不同，C說法正確；由相對(duì)能量的變化情況圖可以得出，該反應(yīng)過程中的Ⅳ→Ⅰ步驟的活化能Ea＝86.1kJ·mol－1，為該反應(yīng)進(jìn)程中的最大活化能，故該過程的決速步驟為Ⅳ→Ⅰ步驟，D說法錯(cuò)誤?！咀兪教骄俊?2021·浙江1月選考)在298.15K、100kPa條件下，N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比熱容分別為29.1、28.9和35.6J·K－1·mol－1。一定壓強(qiáng)下，1mol反應(yīng)中，反應(yīng)物[N2(g)＋3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量隨溫度T的變化示意圖合理的是()【答案】B【解析】該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)物的能量較高，排除C、D項(xiàng)；根據(jù)比熱容，[N2(g)＋3H2(g)]為115.8，2[NH3(g)]為71.2，溫度升高，能量變化相差增大，故選B?！咀兪教骄俊?1)(2019·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中。我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用eq\a\vs4\al()標(biāo)注。可知水煤氣變換的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV。(2)(2019·天津卷節(jié)選)已知：P(s，白磷)=P(s，黑磷)ΔH＝－39.3kJ·mol－1；P(s，白磷)=P(s，紅磷)ΔH＝－17.6kJ·mol－1；由此推知，其中最穩(wěn)定的磷單質(zhì)是________。(3)(2019·北京卷節(jié)選)已知反應(yīng)器中還存在如下反應(yīng)：ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH1ⅱ.CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2ⅲ.CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH3……ⅲ為積炭反應(yīng)，利用ΔH1和ΔH2計(jì)算ΔH3時(shí)，還需要利用________________________反應(yīng)的ΔH?！窘馕觥?1)根據(jù)圖像，初始時(shí)反應(yīng)物的總能量為0，反應(yīng)后生成物的總能量為－0.72eV，則ΔH＝－0.72eV，即ΔH小于0。由圖像可看出，反應(yīng)的最大能壘在過渡態(tài)2，則此能壘E正＝1.86eV－(－0.16eV)＝2.02eV。(2)由蓋斯定律得P(s，黑磷)=P(s，紅磷)ΔH＝＋21.7kJ·mol－1，能量越低越穩(wěn)定，P的三種同素異形體的穩(wěn)定性順序?yàn)镻(s，黑磷)>P(s，紅磷)>P(s，白磷)。(3)根據(jù)蓋斯定律，ⅰ式＋ⅱ式可得：CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH1＋ΔH2，則(ⅰ式＋ⅱ式)－ⅲ式可得：C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH；ⅰ式－ⅱ式可得：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH1－ΔH2，則(ⅰ式－ⅱ式)－ⅲ式可得：C(s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH。因此，要求反應(yīng)ⅲ式的ΔH3，還必須利用反應(yīng)C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)=2CO(g)的ΔH。【答案】(1)小于2.02(2)黑磷(3)C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)=2CO(g)高頻考點(diǎn)二依據(jù)鍵能或能量變化圖計(jì)算焓變【例2】（2022·浙江卷）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時(shí)的相對(duì)能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/249218391000-136-242可根據(jù)計(jì)算出中氧氧單鍵的鍵能為。下列說法不正確的是A.的鍵能為B.的鍵能大于中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C.解離氧氧單鍵所需能量：D.【答案】C【解析】根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，H2的鍵能為218×2=436，A正確；由表格中的數(shù)據(jù)可知O2的鍵能為：249×2=498，由題中信息可知H2O2中氧氧單鍵的鍵能為，則O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍，B正確；由表格中的數(shù)據(jù)可知HOO=HO+O，解離其中氧氧單鍵需要的能量為249+39-10=278，H2O2中氧氧單鍵的鍵能為，C錯(cuò)誤；由表中的數(shù)據(jù)可知的，D正確；故選C（2021·浙江卷）已知共價(jià)鍵的鍵能與熱化學(xué)方程式信息如下表：共價(jià)鍵H-HH-O鍵能/(kJ·mol-1)436463熱化學(xué)方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-482kJ·mol-1則2O(g)=O2(g)的ΔH為A．428kJ·mol-1 B．-428kJ·mol-1 C．498kJ·mol-1 D．-498kJ·mol-1【答案】D【解析】反應(yīng)的ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)；-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/mol，解得O-O鍵的鍵能為498kJ/mol，2個(gè)氧原子結(jié)合生成氧氣的過程需要釋放能量，因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。【變式探究】(2020·天津等級(jí)考)理論研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)HNC(g)異構(gòu)化反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．HCN比HNC穩(wěn)定B．該異構(gòu)化反應(yīng)的ΔH＝＋59.3kJ·mol－1C．正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能D．使用催化劑，可以改變反應(yīng)的反應(yīng)熱【答案】D【解析】HNC的能量比HCN的高，則穩(wěn)定性較好的是HCN，A項(xiàng)正確；該異構(gòu)化反應(yīng)的ΔH＝＋59.3kJ·mol－1，為吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能，B、C項(xiàng)正確；使用催化劑只能改變反應(yīng)所需的活化能，但是不影響反應(yīng)的反應(yīng)熱，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！痉椒记伞?．熟記反應(yīng)熱ΔH的基本計(jì)算公式ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能2．常見1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵數(shù)目1mol物質(zhì)CO2(CO)CH4(C—H)N2H4(N—N、N—H)P4SiO2(Si—O)石墨金剛石S8Si化學(xué)鍵數(shù)目2NA4NAN—N：NAN—H：4NA6NA4NA1.5NA2NA8NA2NA【變式探究】(2019·海南卷)根據(jù)圖中的能量關(guān)系，可求得C—H鍵的鍵能為()A．414kJ·mol－1 B．377kJ·mol－1C．235kJ·mol－1 D．197kJ·mol－1【答案】A【解析】由能量關(guān)系圖知，C(s)鍵能為717kJ·mol－1，H2鍵能為(864÷2)kJ·mol－1＝432kJ·mol－1，C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH＝－75kJ·mol－1，設(shè)C—H鍵的鍵能為x，則反應(yīng)熱ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能＝717kJ·mol－1＋432kJ·mol－1×2－4x＝－75kJ·mol－1，解得x＝414kJ·mol－1。高頻考點(diǎn)三熱化學(xué)方程式的書寫【例3】(2020·全國(guó)Ⅰ卷·節(jié)選)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(guān)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(yīng)的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為___________________________________?！窘馕觥扛鶕?jù)題圖知，V2O4(s)＋SO3(g)=V2O5(s)＋SO2(g)ΔH2＝－24kJ·mol－1①，V2O4(s)＋2SO3(g)=2VOSO4(s)ΔH3＝－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。【答案】2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－1【方法技巧】書寫熱化學(xué)方程式要“五查”(1)查熱化學(xué)方程式是否配平。(2)查各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確。(3)查ΔH的“＋”“－”符號(hào)是否正確。(4)查反應(yīng)熱的單位是否為kJ·mol－1。(5)查反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)是否對(duì)應(yīng)?！咀兪教骄俊?雙選)25℃、101kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5518kJ·mol－1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(l)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1【答案】BC【解析】A項(xiàng)，所給熱化學(xué)方程式中有兩個(gè)錯(cuò)誤，一是中和熱指反應(yīng)生成1molH2O(l)時(shí)所放出的熱量，二是當(dāng)有BaSO4沉淀生成時(shí)，反應(yīng)放出的熱量會(huì)增加，則生成1molH2O(l)時(shí)放出的熱量大于57.3kJ，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，燃燒熱指101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，產(chǎn)物中的水為液態(tài)水，正確；D項(xiàng)，當(dāng)2mol辛烷完全燃燒時(shí)，放出的熱量為11036kJ，且辛烷應(yīng)為液態(tài)，錯(cuò)誤。高頻考點(diǎn)四蓋斯定律及其應(yīng)用【例4】（2021·浙江卷）相同溫度和壓強(qiáng)下，關(guān)于反應(yīng)的，下列判斷正確的是A． B．C． D．【答案】C【解析】環(huán)己烯、1，3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，因此，，A不正確；苯分子中沒有碳碳雙鍵，其中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的特殊的共價(jià)鍵，因此，其與氫氣完全加成的反應(yīng)熱不等于環(huán)己烯、1，3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應(yīng)的反應(yīng)熱之和，即，B不正確；環(huán)己烯、1，3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應(yīng)均為放反應(yīng)，，由于1mol1，3-環(huán)己二烯與氫氣完全加成后消耗的氫氣是等量環(huán)己烯的2倍，故其放出的熱量更多，其；苯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1，3-環(huán)己二烯的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（），根據(jù)蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應(yīng)熱，因此，C正確；根據(jù)蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應(yīng)熱，因此，D不正確。綜上所述，本題選C。【變式探究】（2022·全國(guó)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?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①②③計(jì)算熱分解反應(yīng)④的________。（2）較普遍采用的處理方法是克勞斯工藝。即利用反應(yīng)①和②生成單質(zhì)硫。另一種方法是：利用反應(yīng)④高溫?zé)岱纸?。相比克勞斯工藝，高溫?zé)岱纸夥椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)是________，缺點(diǎn)是________。【答案】（1）170（2）副產(chǎn)物氫氣可作燃料耗能高【解析】（1）已知：①2H2S(g)+3O2(g)＝2SO2(g)+2H2O(g)ΔH1＝－1036kJ/mol②4H2S(g)+2SO2(g)＝3S2(g)+4H2O(g)ΔH2＝94kJ/mol③2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)ΔH3＝－484kJ/mol根據(jù)蓋斯定律(①+②)×EQ\f(1,3)－③即得到2H2S(g)＝S2(g)+2H2(g)的ΔH4＝（－1036+94）kJ/mol×EQ\f(1,3)+484kJ/mol＝170kJ/mol；（2）根據(jù)蓋斯定律(①+②)×EQ\f(1,3)可得2H2S(g)+O2(g)＝S2(g)+2H2O(g)ΔH＝(－1036+94)kJ/mol×EQ\f(1,3)=－314kJ/mol，因此，克勞斯工藝的總反應(yīng)是放熱反應(yīng)；根據(jù)硫化氫分解的化學(xué)方程式可知，高溫?zé)岱纸夥椒ㄔ谏蓡钨|(zhì)硫的同時(shí)還有氫氣生成。因此，高溫?zé)岱纸夥椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)是：可以獲得氫氣作燃料；但由于高溫分解H2S會(huì)消耗大量能量，所以其缺點(diǎn)是耗能高；【變式探究】(1)(2020·山東等級(jí)考)以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)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－1。(2)(2020·全國(guó)卷Ⅰ)釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如下圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為_______________________________________?！窘馕觥?1)分析三個(gè)熱化學(xué)方程式，可應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－49.5kJ·mol－1－(－90.4kJ·mol－1)＝＋40.9kJ·mol－1。(2)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。【答案】(1)＋40.9(2)2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－1【變式探究】(2020·浙江7月選考)關(guān)于下列ΔH的判斷正確的是()COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do4(3))(aq)＋H＋(aq)=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(3))(aq)ΔH1COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do4(3))(aq)＋H2O(l)HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do4(3))(aq)＋OH－(aq)ΔH2OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH3OH－(aq)＋CH3COOH(aq)=CH3COO－(aq)＋H2O(l)ΔH4A．ΔH1＜0ΔH2＜0 B．ΔH1＜ΔH2C．ΔH3＜0ΔH4＞0 D．ΔH3＞ΔH4【答案】B【解析】形成化學(xué)鍵要放出熱量，ΔH1＜0，第二個(gè)反應(yīng)是鹽類的水解反應(yīng)，是吸熱反應(yīng)，ΔH2＞0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；ΔH1是負(fù)值，ΔH2是正值，ΔH1＜ΔH2，B項(xiàng)正確；酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH3＜0，ΔH4＜0，C項(xiàng)錯(cuò)誤；第四個(gè)反應(yīng)(醋酸是弱酸，電離吸熱)放出的熱量小于第三個(gè)反應(yīng)，但ΔH3和ΔH4都是負(fù)值，則ΔH3＜ΔH4，D項(xiàng)錯(cuò)誤。高頻考點(diǎn)五燃燒熱和中和熱【例5】（2022·海南卷）某空間站的生命保障系統(tǒng)功能之一是實(shí)現(xiàn)氧循環(huán)，其中涉及反應(yīng)：回答問題：（1）已知：電解液態(tài)水制備，電解反應(yīng)的。由此計(jì)算的燃燒熱(焓)_______。（2）已知：的平衡常數(shù)(K)與反應(yīng)溫度(t)之間的關(guān)系如圖1所示。若反應(yīng)為基元反應(yīng)，且反應(yīng)的與活化能(Ea)的關(guān)系為。補(bǔ)充完成該反應(yīng)過程的能量變化示意圖(圖2)_______?！敬鸢浮浚?）-286（2）【解析】（1）電解液態(tài)水制備，電解反應(yīng)的，由此可以判斷，2mol完全燃燒消耗，生成液態(tài)水的同時(shí)放出的熱量為572kJ，故1mol完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為286kJ，因此，的燃燒熱(焓)-286。（2）由的平衡常數(shù)(K)與反應(yīng)溫度(t)之間的關(guān)系圖可知，K隨著溫度升高而減小，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。若反應(yīng)為基元反應(yīng)，則反應(yīng)為一步完成，由于反應(yīng)的與活化能(Ea)的關(guān)系為，由圖２信息可知＝ａ，則ａ，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成物的總能量小于反應(yīng)物的，因此該反應(yīng)過程的能量變化示意圖為：?！咀兪教骄俊?5℃、101kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5518kJ·mol－1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(l)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1【答案】B【解析】A項(xiàng)，所給熱化學(xué)方程式中有兩個(gè)錯(cuò)誤，一是中和熱指反應(yīng)生成1molH2O(l)時(shí)所放出的熱量，二是當(dāng)有BaSO4沉淀生成時(shí)，反應(yīng)放出的熱量會(huì)增加，則生成1molH2O(l)時(shí)放出的熱量大于57.3kJ，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，燃燒熱指101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，產(chǎn)物中的水為液態(tài)水，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，當(dāng)2mol辛烷完全燃燒時(shí)，放出的熱量為11036kJ，且辛烷應(yīng)為液態(tài)，錯(cuò)誤?！痉椒记伞?1)有關(guān)燃燒熱的判斷，一看是否以1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)，二看是否生成穩(wěn)定氧化物。(2)有關(guān)中和熱的判斷，一看是否以生成1molH2O(l)為標(biāo)準(zhǔn)，二看酸堿的強(qiáng)弱和濃度，應(yīng)充分考慮弱酸、弱堿電離吸熱，濃的酸堿稀釋放熱等因素?！咀兪教骄俊繉1mL1.0mol·L－1HCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測(cè)量并記錄溶液溫度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(實(shí)驗(yàn)中始終保持V1＋V2＝50)。下列敘述正確的是()A．做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為22℃B．該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可轉(zhuǎn)化為熱能C．NaOH溶液的濃度約為1.0mol·L－1D．該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)【答案】B【解析】從表中分析可知當(dāng)加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL反應(yīng)后溫度為22℃，故實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度低于22℃，A錯(cuò)；中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可轉(zhuǎn)化為熱能，B對(duì)；加入HCl溶液30mL反應(yīng)放熱最多，應(yīng)是酸堿正好中和，故c(NaOH)＝1.0mol·L－1×eq\f(30mL,20mL)＝1.5mol·L－1，C錯(cuò)；中和反應(yīng)有水生成，但有水生成的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)，如H2＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))H2O＋Cu是吸熱反應(yīng)，D錯(cuò)。【舉一反三】利用如圖所示裝置測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸倒入小燒杯中，測(cè)出鹽酸溫度；②用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH