資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第01講 化學反應的熱效應
目錄
01 考情透視·目標導航
02 知識導圖·思維引航
03考點突破·考法探究
考點一 反應熱與焓變
知識點1 反應熱與焓變
知識點2 化學反應放熱和吸熱的原因
考向1 焓變或反應熱的理解及應用
考向2 化學反應能量變化的圖像
考點二 熱化學方程式書寫及正誤判斷
知識點1 熱化學方程式
知識點2 熱化學方程式的書寫
考向1 熱化學反應方程式的理解與判斷
考向2 熱化學方程式的書寫
考點三 燃燒熱和中和反應反應熱
知識點1 燃燒熱
知識點2 中和反應反應熱的測定
考向1 燃燒熱和中和反應反應熱概念的理解
考向2 中和反應的反應熱測定
考點四 蓋斯定律及應用
知識點1 蓋期定律
知識點2 反應熱大小的比較方法
知識點3 蓋斯定律及應用
考向1 利用鍵能求反應熱
考向2 反應熱大小比較
04真題練習·命題洞見
考點要求 考題統計 考情分析
能源及其綜合利用 2021全國乙卷卷1題，6分；2022廣東卷3題，2分； 能源問題越來越受到重視，一般以綜合題中的某一設問為主，也不排除以選擇題的形式對蓋斯定律的應及ΔH的大小比較進行考查，主要涉及化學鍵與化學反應中能量變化關系、化學能與熱能的相互轉化、吸熱反應和放熱反應判斷、熱化學方程式正誤判斷、蓋斯定律、燃燒熱和中和熱等；對此題型的考查體現在“創新”，訓練時要對以圖象、圖表為背景考查能量變化、化學鍵鍵能、正逆反應的活化能關系及簡單計算多加關注。
反應熱的計算 2022浙江6月選考18題，2分；2021浙江1月選考20題，2分；
蓋斯定律運用 2022浙江1月選考18題，2分；2021浙江6月選考21題，2分；2021北京卷14題，3分；
化學反應歷程與反應機理圖像分析 2024·甘肅卷10題，3分；2024·廣東卷15題，3分；2024·安徽卷10題，3分；2024·河北卷14題，3分；2024·北京卷13題，3分；2023浙江1月選考14題，3分；2021浙江1月選考24題，2分；2021廣東卷14題，4分；2021湖北卷12題，3分；
復習目標： 1．認識化學能可以與熱能等其他形式能量之間相互轉化，能量的轉化遵循能量守恒定律。知道內能是體系內物質的各種能量的總和，受溫度、壓強、物質的聚集狀態的影響。 2．認識化學能與熱能的相互轉化，恒溫恒壓條件下化學反應的反應熱可以用焓變表示。 3．了解熱化學方程式的含義，能正確書寫熱化學方程式。 4．理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關反應焓變的計算。
考點一 反應熱與焓變
知識點1 反應熱和焓變
1．反應熱和焓變
(1)反應熱：化學反應過程中吸收或放出的能量。
(2)焓變：恒壓條件下的反應熱，稱之為焓變，符號為ΔH，單位為kJ·mol－1。
2．常見的放熱反應和吸熱反應
放熱反應 吸熱反應
常見反應 ①可燃物的燃燒 ②酸堿中和反應 ③金屬與酸的置換反應 ④物質的緩慢氧化 ⑤鋁熱反應 ⑥大多數化合反應 ①弱電解質的電離 ②鹽類的水解反應 ③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應 ④C和H2O(g)、C和CO2的反應 ⑤大多數分解反應
【名師點晴】
1．焓是與內能有關的相對抽象的一種物理量，焓變的值只與反應體系的始末狀態有關，而與過程無關。
2．過程(包括物理過程、化學過程)與化學反應的區別，有能量變化的過程不一定是放熱反應或吸熱反應，如水結成冰放熱，但不屬于放熱反應。
3．化學反應是放熱還是吸熱與反應發生的條件(如是否加熱)沒有必然的聯系，如Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體在常溫常壓下即可發生反應，該反應是吸熱反應。
知識點2 化學反應放熱和吸熱的原因
1．從微觀的角度說，是舊化學鍵斷裂吸收的熱量與新化學鍵形成放出的熱量的差值，如下圖所示
a表示舊化學鍵斷裂吸收的熱量；b表示新化學鍵形成放出的熱量；c表示反應熱。
2．從宏觀的角度說，是反應物自身的能量與生成物的能量差值，在上圖中：a表示活化能；b表示活化分子結合成生成物所釋放的能量；c表示反應熱。
3． 反應熱與鍵能的關系
反應熱：ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3，即ΔH等于反應物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和，或生成物具有的總能量減去反應物具有的總能量。
【易錯提醒】【名師提醒】【方法技巧】
1．化學反應的焓變只與化學反應的計量系數，物質的聚集狀態有關，而與反應條件無關。
2．物質的焓越小，具有的能量越低，穩定性越強。
考向1 焓變或反應熱的理解及應用
【例1】(2024·甘肅卷，10)甲烷在某含Mo催化劑作用下部分反應的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是( )
A．E2=1.41eV B．步驟2逆向反應的ΔH=+0.29eV
C．步驟1的反應比步驟2快 D．該過程實現了甲烷的氧化
【答案】C
【解析】A項，由能量變化圖可知，E2=0.70eV-(-0.71eV)=1.41eV，A項正確；B項，由能量變化圖可知，步驟2逆向反應的ΔH=0.71eV-(-1.00eV)=+0.29eV，B項正確；C項，由能量變化圖可知，步驟1的活化能E1=0.70eV，步驟2的活化能E3=-0.49eV-(-0.71eV)=0.22eV，步驟1的活化能大于步驟2的活化能，步驟1的反應比步驟2慢，C項錯誤；D項，該過程甲烷轉化為甲醇，屬于加氧氧化，該過程實現了甲烷的氧化，D項正確；故選C。
【名師點睛】
【變式訓練】（2024·北京市朝陽區高三二模）土壤中的微生物可將大氣中的H2S經兩步反應氧化成SO42-，兩步反應的能量變化如圖。
下列說法不正確的是( )
A．O的非金屬性大于S，推知熱穩定性：H2O＞H2S
B．兩步反應中化學鍵斷裂吸收的總能量均小于化學鍵形成釋放的總能量
C．H2S(g)＋2O2(g)= 2H+(aq)+SO42-(aq) ΔH＝-364.01kJ·mol 1
D．結合S(s)的燃燒熱，可求算2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)的
【答案】C
【解析】A項，非金屬性越強的元素簡單氣態氫化物穩定性越強，O的非金屬性大于S，推知熱穩定性H2O＞H2S，A正確；B項，由圖可知兩步反應均為放熱反應，所以反應物化學鍵斷裂吸收的能量小于生成物化學鍵形成放出的能量，B正確；C項，由圖可知，第一步熱化學反應為ΔH＝-221.19kJ·mol 1，第二步反應為ΔH＝-585.20kJ·mol 1，根據蓋斯定律兩步反應式相加H2S(g)＋2O2(g)= 2H+(aq)+SO42-(aq) ΔH＝-806.39kJ·mol 1，C錯誤；D項，結合S(s)的燃燒熱可得到代表S(s)的燃燒熱的熱化學方程式，再結合第一步熱化學方程式，按蓋斯定律，可求算2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)的ΔH，D正確；故選C。
考向2 化學反應能量變化的圖像
【例2】(2024·安徽卷，10)某溫度下，在密閉容器中充入一定量的X(g)，發生下列反應：X(g)Y(g)( ΔH1＜0)，Y(g)Z(g)( ΔH2＜0)，測得各氣體濃度與反應時間的關系如圖所示。下列反應進程示意圖符合題意的是( )
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】由圖可知，反應初期隨著時間的推移X的濃度逐漸減小、Y和Z的濃度逐漸增大，后來隨著時間的推移X和Y的濃度逐漸減小、Z的濃度繼續逐漸增大，說明X(g)Y(g)的反應速率大于Y(g)Z(g)的反應速率，則反應X(g)Y(g)的活化能小于反應Y(g)Z(g)的活化能。A項，X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0，而圖像顯示Y的能量高于X，即圖像顯示X(g)Y(g)為吸熱反應，A項不符合題意；B項，圖像顯示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0，且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能，B項符合題意；C項，圖像顯示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0，但圖像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，C項不符合題意；D項，圖像顯示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都大于0，且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，D項不符合題意；故選B。
【變式訓練】（2024·廣東省普通高中學科綜合素養評價高三聯考）反應X→Y的物質能量隨反應過程的變化如圖中曲線①所示，使用催化劑M后反應中物質能量隨反應過程的變化如圖中曲線②所示，下列說法不正確的是( )
A．穩定性：XB．使用催化劑降低了該反應的焓變
C．使用催化劑后，反應歷程分3步進行
D．使用催化劑后，反應歷程中的決速步為X·M=Y·M
【答案】B
【解析】A項，由圖可知，該反應為X的能量高于生成物Y的能量的放熱反應，物質的能量越高越不穩定，則X的穩定性弱于Y，A正確；B項，催化劑能降低反應的活化能，加快反應速率，但反應的焓變不改變，B錯誤；C項，由圖可知，使用催化劑發生的反應為X+M=X·M、X·M=Y·M、Y·M=Y+M，則反應歷程分3步進行，C正確；D項，反應的活化能越大，反應速率越慢，慢反應是反應的決速步，由圖可知，使用催化劑后，反應歷程中的決速步為X·M=Y·M，D正確；故選B。
【思維建模】
三步突破能量變化能壘圖
通覽全圖，理清坐標含義 能量變化能壘圖的橫坐標一般表示反應的歷程，橫坐標的不同階段表示一個完整反應的不同階段。縱坐標表示能量的變化，不同階段的最大能壘即該反應的活化能
細看變化，分析各段反應 仔細觀察曲線的變化趨勢，分析每一階段發生的反應是什么，各段反應是放熱還是吸熱，能量升高的為吸熱，能量降低的為放熱
綜合分析，作出合理判斷 綜合整合各項信息，緊扣題目要求，作出合理判斷。如利用蓋斯定律將各步反應相加，即得到完整反應；催化劑只改變反應的活化能，不改變反應的反應熱，也不會改變反應物的轉化率
考點二 熱化學方程式書寫及正誤判斷
知識點1 熱化學方程式
1．概念：表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式。
2．意義：不僅表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃和1.01×105 Pa下，1 mol H2(g)和 mol O2(g)反應生成1 mol液態水時放出285.8 kJ的熱量。
【名師提醒】
1．熱化學方程式乘以某一個數時，反應熱的數值也必須乘以該數。
2．熱化學方程式相加減時，物質之間相加減，反應熱也必須相加減。
3．將一個熱化學方程式顛倒時，ΔH的“+”“-”也隨之改變，但數值不變。
4．由于反應熱是指反應完全反應時的熱效應，所以對于可逆反應的熱量要小于完全反應時的熱量。
知識點2　熱化學方程式的書寫
【易錯提醒】
1．漏寫物質的聚集狀態；
2．忽視反應熱ΔH的正負號；
3．錯寫或漏寫ΔH的單位；
4．化學計量數與ΔH不相匹配，化學計量數加倍，而ΔH沒有加倍等。
5． 對于具有同素異形體的物質，除了要注明聚集狀態之外，還要注明物質的名稱。
如①S(s，單斜)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1
②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1
③S(s，單斜)===S(s，正交) ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1
考向1 熱化學反應方程式的理解與判斷
【例1】已知一定溫度和壓強下：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　ΔH=-a kJ·mol-1。下列敘述不正確的是(　　)
A．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反應生成2 mol H2O(g)時放出a kJ的熱量
B．2 mol H2O(g)完全分解為2 mol H2(g)和1 mol O2(g)時吸收a kJ的熱量
C．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反應生成2 mol H2O(l)時放出的熱量小于a kJ
D．1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)完全反應生成1 mol H2O(g)時放出0.5a kJ的熱量
【答案】C
【解析】由熱化學方程式可知，A項正確；反應逆向發生時，熱量的數值不變，B項正確；等量的反應物生成液態水比生成氣態水放出的熱量多，C項錯誤；反應物的物質的量減半，反應熱也減半，D項正確。
【思維建模】
【變式訓練】下列有關熱化學方程式的評價合理的是(　　)。
選項 實驗事實 熱化學方程式 評價
A 若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1，將稀硫酸和NaOH溶液混合 H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1 正確
B 醋酸和稀NaOH溶液混合 CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1 不正確，因為醋酸的狀態為“l”，而不是“aq”
C 160 g SO3氣體與足量液態水反應生成H2SO4放出熱量260.6 kJ SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ· mol-1 不正確，因為反應熱ΔH=-260.6 kJ· mol-1
D 1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃燒，生成CO2(g)和H2O(l)，放出2082 kJ的熱量 2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l)　ΔH=-4164 kJ· mol-1 正確
【答案】D
【解析】將稀硫酸和NaOH溶液混合生成2 mol水時發生反應的熱化學方程式為H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6 kJ· mol-1，A項錯誤；因醋酸是弱酸，電離時需要吸熱，所以反應熱ΔH>-57.3 kJ· mol-1，即CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)　ΔH>-57.3 kJ· mol-1，B項錯誤；因160 g (2 mol)SO3氣體與適量水恰好完全反應生成H2SO4，放出熱量260.6 kJ，則1 mol SO3氣體與適量水恰好完全反應生成H2SO4，放出熱量130.3 kJ，熱化學方程式為SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq)　ΔH=-130.3 kJ· mol-1，C項錯誤；1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃燒，生成CO2(g)和H2O(l)，放出2082 kJ的熱量，則發生反應的熱化學方程式為2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l)ΔH=-4164 kJ· mol-1，D項正確。
考向2 熱化學方程式的書寫
【例2】（2024·浙江省高中化學奧林匹克競賽模擬）已知A、B兩種氣體在一定條件下可發生反應：2A+B=C+3D+4E。現將mg相對分子質量為M的A氣體與適量的B氣體充入一密閉容器中，恰好完全反應且有少量液滴生成。在相同溫度下測得反應前后容器內的壓強為6.06×106Pa和1.01×107Pa，且測得反應共放出熱量QkJ。則該反應的熱化學方程式為( )
A．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
B．2A(g)+B(g)=C(l)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
C．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(l)　△H=-kJ/mol
D．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(l)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
【答案】D
【解析】該反應放熱，所以△H<0；在密閉容器中氣體的壓強與其物質的量成正比，即壓強之比等于物質的量之比，反應前后壓強之比=6.06×106Pa：1.01×107Pa=3：5，所以反應前后氣體的物質的量之比為3：5，物質的量之比等于計量數之比，所以，反應前氣體的計量數之和是3，反應后氣體的計量數之和是5，mgA放出QkJ熱量，即A完全反應放出QkJ的熱量，則2molA放出熱量為：kJ，由此可知 D符合；故選D。
【思維建模】
(1)物質后面括狀態，式前系數要配平。
(2)正負表示吸放熱，反應條件須注明。
(3)熱量隨著系數變，kJ·mol-1記心中。
【變式訓練】（2024·重慶市高三模擬節選）硫酸工業中，在接觸室中催化氧化SO2 的反應為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。
上述反應在V2O5的催化作用下分兩步進行，能量變化如圖：
寫出第二步反應的熱化學方程式： ；通入1mol SO2、0.51mol O2充分反應，放出熱量 （填“>”“<”或“=”）。
【答案】2V2O4(s)+ O2(g)2V2O5(s) △H=—222kJ/mol <
【解析】由圖可知，第二步反應為四氧化二釩與氧氣反應生成五氧化二釩，反應的反應熱△H=—222kJ/mol，反應的熱化學方程式為2V2O4(s)+ O2(g) 2V2O5(s) △H=—222kJ/mol，總反應的反應熱△H=—(222kJ/mol—24kJ/mol)=—198kJ/mol，該反應為可逆反應，可逆反應不可能完全反應，所以1mol二氧化硫與0.5mol氧氣完全反應放出的熱量小于198kJ/mol×1mol×=99 kJ。
考點三 燃燒熱和中和反應反應熱
知識點1 燃燒熱
【名師提醒】
1．有關燃燒熱的判斷，一看是否以1 mol可燃物為標準，二看是否生成指定產物。
2．由于它們的反應放熱是確定的，所以描述燃燒熱不帶“-”，但焓變為負值。
3．當用熱化學方程式表示中和反應反應熱時，生成H2O(l)的物質的量必須是1 mol；當用熱化學方程式表示燃燒熱時，可燃物的物質的量必須為1 mol。
4．物質完全燃燒生成的指定產物示例：HH2O(l)，CCO2(g)，SSO2(g)，NN2(g)。
知識點2 中和反應反應熱的測定
1．中和反應反應熱及測定
2．中和反應反應熱及測定原理
ΔH＝－c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n為生成H2O的物質的量。稀溶液的密度用1 g·mL－1進行計算。
3．裝置如圖
【易錯警示】
1．中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質的溶解熱、電解質電離時的熱效應。
2．酸堿溶液應當用稀溶液(0.1～0.5 mol·L-1)。若溶液濃度過大，溶液中陰、陽離子間的相互牽制作用就大，電離程度達不到100%，這樣使酸堿中和時產生的熱量會消耗一部分補償電離時所需的熱量，造成較大誤差。
3．使用兩只量筒分別量取酸和堿。
4．使用同一支溫度計，分別先后測量酸、堿及混合液的最高溫度，測完一種溶液后，必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。
5．取多次實驗t1、t2的平均值代入公式計算，而不是結果的平均值，計算時應注意單位的統一、
6．中和反應中生成1 mol水放出的熱量與酸堿的用量無關。
考向1 燃燒熱和中和反應反應熱概念的理解
【例1】下列關于反應熱和熱化學反應的描述中正確的是 (　　)
A．HCl和NaOH反應的中和熱ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1
B．CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·mol－1，則2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反應的ΔH＝＋2×
283.0 kJ·mol－1
C．氫氣的燃燒熱為285.5 kJ·mol－1，則電解水的熱化學方程式為2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.5 kJ·mol－1
D．1 mol甲烷燃燒生成氣態水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱
【答案】B
【解析】在稀溶液中，強酸跟強堿發生中和反應生成1 mol液態H2O時的反應熱叫作中和熱，中和熱是以生成1 mol 液態H2O為基準的，A項錯誤；CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·
mol－1，則CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，則2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－2×283.0 kJ·mol－1，逆向反應時反應熱的數值相等，符號相反，B項正確；電解2 mol水吸收的熱量和2 mol H2完全燃燒生成液態水時放出的熱量相等，C項中的ΔH應為＋571.0 kJ·mol－1；在25 ℃、101 kPa時，1 mol物質完全燃燒生成穩定的氧化物時(水應為液態)所放出的熱量是該物質的燃燒熱，D項錯誤。
【名師點睛】
燃燒熱和中和熱的比較
燃燒熱 中和熱
相同點 能量變化 放熱
ΔH及其單位 ΔH＜0，單位均為kJ·mol－1
不同點 反應物的量 1 mol 不一定為1 mol
生成物的量 不確定 生成水的量為1 mol
反應熱的含義 101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量 在稀溶液里，強酸與強堿發生中和反應生成1 mol水時所放出的熱量
表示方法 燃燒熱ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0) 中和熱ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
【變式訓練】25 ℃、101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發生中和反應的反應熱ΔH為-57.3 kJ·mol-1，辛烷的燃燒熱ΔH為-5518 kJ·mol-1。下列熱化學方程式書寫正確的是(　　)。
A．2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B．KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C．C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518 kJ·mol-1
D．2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】A項，所列熱化學方程式中有兩個錯誤，一是中和熱是指反應生成1 mol H2O(l)時的反應熱，二是當有BaSO4沉淀生成時，反應放出的熱量會增加，生成1 mol H2O(l)時放出的熱量大于57.3 kJ，錯誤；C項，燃燒熱是指1 mol 純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量，產物中的水應為液態水，錯誤；D項，當2 mol辛烷完全燃燒時，產生的熱量為11036 kJ，且辛烷應為液態，錯誤。
考向2 中和反應的反應熱測定
【例2】利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1鹽酸倒入內筒中，測出鹽酸溫度；
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；
③將NaOH溶液倒入內筒中，設法使之混合均勻，測得混合液最高溫度。回答下列問題：
(1)倒入NaOH溶液的正確操作是_______(填字母)。
A．沿玻璃棒緩慢倒入 B．分三次少量倒入 C．一次迅速倒入
(2)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是_______(填字母。
A．用溫度計小心攪拌 B．揭開杯蓋用玻璃棒攪拌
C．輕輕地振蕩燒杯 D．用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒輕輕地攪動
(3)現將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和的稀鹽酸恰好完全反應，其反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關系為_______。
(4)假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g·cm-3，又知中和反應后生成溶液的比熱容4．18 kJ·kg-1·℃-1。為了計算中和熱，某學生實驗記錄數據如下：
實驗序號 起始溫度t1/℃ 終止溫度t2/℃
鹽酸 氫氧化鈉溶液 混合溶液
1
2
3
依據該學生的實驗數據計算，該實驗測得的中和熱ΔH =_______(結果保留一位小數)。
(5)若計算生成1 mol H2O時的放出的熱量小于57．3 kJ，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．量取鹽酸的體積時仰視讀數
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中
d．用溫度計測定鹽酸起始溫度后直接測定NaOH溶液的溫度
e．使用玻璃攪拌器攪拌不均勻
f．實驗中用銅絲攪拌器代替玻璃攪拌器
【答案】(1)C (2)D (3)ΔH1=ΔH2＜ΔH3 (4)－51．8 kJ·mol-1 (5)acdef
【解析】(1)倒入氫氧化鈉溶液時，必須一次迅速的倒入，目的是減少熱量的散失，不能分幾次倒入氫氧化鈉溶液，否則會導致熱量散失，影響測定結果。故答案為C。(2)使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作方法是：用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒輕輕地攪動；溫度計是測量溫度的，不能使用溫度計攪拌；也不能輕輕地振蕩內筒，否則可能導致液體濺出或熱量散失，影響測定結果；更不能打開杯蓋用玻璃棒攪拌，否則會有熱量散失。故答案為D。(3)中和熱是強酸強堿稀溶液完全反應生成1mol水放出的熱量，一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液和1L 1mol·L-1的稀鹽酸恰好完全反應放熱57．3kJ；一水合氨是弱電解質，存在電離平衡，電離過程是吸熱程，稀氨水和1L 1mol·L-1的稀鹽酸恰好完全反應放熱小于57．3kJ，反應焓變是負值，所以ΔH1=ΔH2＜ΔH3。(4)根據表格數據分析可知，溫度差平均值=3．1℃；50 mL 0.55 mol·L-1鹽酸與50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液進行中和反應生成水的物質的量為，溶液的質量為：，溫度變化的值為℃，則生成水放出的熱量為，即，所以實驗測得的中和熱；(5)b．仰視讀數時，實際量取的溶液體積多于應該量取的溶液體積，會導致放出的熱量變多；d．實驗中用溫度計先后測量酸溶液、堿溶液及混合溶液的溫度時，使用同一支溫度計可減小實驗誤差，且測量完一種溶液后 ，溫度計必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。測完酸溶液的溫度計表面附著酸，未沖洗就直接測定堿溶液的溫度，導致測定的堿溶液溫度偏高，從而使測定的溫度差值偏小，測得的中和熱數值偏小；f．銅容易導熱，使熱量損失，所以測量的中和反應反應熱數值偏小；故選acdef。
【思維建模】
50 mL 0.50 mol·L-1鹽酸與50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反應的誤差分析：
引起誤差的實驗操作 t終-t始 |ΔH|
保溫措施不好 偏小 偏小
攪拌不充分 偏小 偏小
所用酸、堿濃度過大 偏大 偏大
用同濃度的氨水代替NaOH溶液 偏小 偏小
用同濃度的醋酸代替鹽酸 偏小 偏小
用50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液 偏小 偏小
【變式訓練】中和熱測定實驗中，用50mL0.50mol/L鹽酸和50mL0.55mol/LNaOH進行實驗，下列說法錯誤的是( )
A．改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液反應，求得中和熱數值和原來相同
B．測了酸后的溫度計應用水清洗再去測堿的溫度，否則中和熱數值偏小
C．酸堿混合時，量筒中NaOH溶液應慢慢倒入小燒杯中以免溶液濺出，再用環形玻璃攪拌棒攪拌
D．裝置中的大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫隔熱、減少熱量損失
【答案】C
【解析】A項，中和熱是強酸和強堿反應生成1mol水時放出的熱，與酸堿的用量無關，所以改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應，測得中和熱數值相等，故A正確；B項，測了酸后的溫度計應用水清洗再去測堿的溫度，否則堿液的起始溫度偏高，從而導致中和熱數值偏小，故B正確；C項，量筒中NaOH溶液應慢慢倒入小燒杯中，熱量散失，導致反應后的溫度低，ΔT偏小，由Q=m c ΔT可知測量結果偏低，故C錯誤；D項，大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是：保溫、隔熱、減少實驗過程中的熱量散失，故D正確；故選C。
考點四 蓋斯定律及應用
知識點1 蓋期定律
1．定律內容：不管化學反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱相同，即化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關，而與反應的途徑無關。
2．常用關系式
熱化學方程式 焓變之間的關系
aA===B　ΔH1
A===B　ΔH2 ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2
aA===B　ΔH1
B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
【方法技巧】
利用蓋斯定律計算反應熱的兩種方法
1．虛擬途徑法：先根據題意虛擬轉化過程，然后根據蓋斯定律列式求解，即可求得待求反應的反應熱。
2．加和法：將所給熱化學方程式適當加減得到所求的熱化學方程式，反應熱也作相應的加減運算。 流程如下：
知識點2　反應熱大小的比較方法
1．利用蓋斯定律比較。
2．同一反應的生成物狀態不同時，如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，則ΔH1＞ΔH2。
3．同一反應物狀態不同時，如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，則ΔH1＞ΔH2。
4．兩個有聯系的反應相比較時，如C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1①，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH2②。
比較方法：利用反應①(包括ΔH1)乘以某計量數減去反應②(包括ΔH2)乘以某計量數，即得出ΔH3＝ΔH1×某計量數－ΔH2×某計量數，根據ΔH3大于0或小于0進行比較。
【方法技巧】
看物質狀態 物質的氣、液、固三態轉化時的能量變化
看ΔH的符號 比較反應熱大小時，不要只比較ΔH數值的大小，還要考慮其符號
看化學計量數 當反應物與生成物的狀態相同時，化學計量數越大，放熱反應的ΔH越小，吸熱反應的ΔH越大
看反應的程度 對于可逆反應，參加反應的物質的量和狀態相同時，反應的程度越大，熱量變化越大
考向1 蓋斯定律及應用
【例1】MgCO3和CaCO3的能量關系如圖所示(M=Ca、Mg)：
已知：離子電荷相同時，半徑越小，離子鍵越強。下列說法不正確的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D．對于MgCO3和CaCO3，ΔH1+ΔH2＞ΔH3
【答案】C
【解析】根據蓋斯定律可得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3，又易知Ca2+半徑大于Mg2+半徑，所以CaCO3的離子鍵強度弱于MgCO3，CaO的離子鍵強度弱于MgO。A項，ΔH1表示斷裂CO32-和M2+的離子鍵所吸收的能量，離子鍵強度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，A項正確；B項，ΔH2表示斷裂CO32-中共價鍵形成O2-和CO2吸收的能量，與M2+無關，因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)＞0，B項正確；C項，由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)＜0，而ΔH3表示形成MO離子鍵所放出的能量，ΔH3為負值，CaO的離子鍵強度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)＞ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)＞0，C項錯誤；D項，ΔH1+ΔH2＞0，ΔH3＜0，故ΔH1+ΔH2＞ΔH3，D項正確。故選C。
【思維建模】
【變式訓練】氫氟酸是一種弱酸，可用于刻蝕玻璃。
HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l)ΔH1=a kJ·mol-1
②H3O+(aq)+OH-(aq)=2H2O(l)　ΔH2=b kJ·mol-1
③HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F-(aq)ΔH3=c kJ·mol-1
④F-(aq)+H2O(l)HF(aq)+OH-(aq) ΔH4=d kJ·mol-1
已知：aA．HF的電離過程吸熱 B．c=a-b，c<0 C．c>0，d<0 D．d=b+c，d<0
【答案】B
【解析】由題可知，③式是電離方程式，③=①-②，ΔH3=c=a-b，而a0，C、D兩項不正確。
考向2 利用鍵能求反應熱
【例2】（2024·重慶市名校聯盟高三全真模擬）下表為某些化學鍵的鍵能化學鍵鍵能
化學鍵
鍵能(kJ/mol) 154 500 942 a
已知火箭燃料肼(N2H4)有關化學反應的能量變化為：N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝-534kJ·mol 1，則下列說法正確的是( )
A．表中的a=391
B．相同條件下O2比N2穩定
C．N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH＞-534kJ·mol 1
D．圖中的ΔH3＝-2218kJ·mol 1
【答案】A
【解析】依據蓋斯定律，△H3=(-△H2)-(-△H1)=(2752-534)kJ mol-1=2218 kJ mol-1。A項，△H3=(154+4a+500)kJ mol-1=2218 kJ mol-1，則a=391，A正確；B項，表中數據顯示，O=O鍵的鍵能小于N≡N鍵的鍵能，鍵能越大，共價鍵越牢固，分子越穩定，則相同條件下N2比O2穩定，B不正確；C項，N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH相當于發生反應N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝-534kJ·mol 1和反應2H2O(g)=2H2O(l) H＜0，所以N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH＜-534kJ·mol 1，C不正確；D項，圖中的ΔH3＝2218kJ·mol 1，D不正確；故選A。
【思維建模】
1．計算公式：ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
2．常見物質中的化學鍵數目
物質 CO2(C=O) CH4(C—H) P4(P—P) SiO2(Si—O)
鍵數 2 4 6 4
物質 石墨(單層) 金剛石 S8(S—S) Si
鍵數 1.5 2 8 2
【變式訓練】(2024·浙江名校協作體高三聯考)已知1 mol下列物質分解為氣態原子消耗能量與熱化學方程式信息如下表：
物質 NO CO N2
能量/(kJ·mol－1) 632 1 076 946
熱化學方程式 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－742 kJ·mol－1
則CO2的碳氧雙鍵鍵能為(　　)
A．－1 606 kJ·mol－1 B．1 606 kJ·mol－1
C．803 kJ·mol－1 D．－803 kJ·mol－1
【答案】C
【解析】1 mol物質分解為氣態原子消耗的能量即該物質的鍵能，設CO2的碳氧雙鍵鍵能為x，由ΔH＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能＝(2×632 kJ·mol－1＋2×1 076 kJ·mol－1)－(946 kJ·mol－1＋2×2x)＝－742 kJ·mol－1，解得x＝803 kJ·mol－1，故選C。
考向3　反應熱大小比較
【例2】下列各組熱化學方程式中，Q1＜Q2的是 (　　)
A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
CH4(g)＋3/2O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
C．H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
【答案】C
【解析】A項，生成CO2放出熱量多，Q1＞Q2；B項，氣態硫燃燒放出熱量多，Q1＞Q2；C項，HCl比HBr穩定，放出熱量多，Q1＜Q2；D項，電離需吸熱，Q1＞Q2。
【名師點晴】
比較反應熱的大小時要注意：①反應中各物質的聚集狀態；②ΔH有正負之分，比較時要連同“＋”、“－”一起比較，類似數學中的正、負數大小的比較；③若只比較放出或吸收熱量的多少，則只比較數值的大小，不考慮正、負號。
【變式訓練】室溫下，將1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應為ΔH1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應為ΔH2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應為ΔH3。下列判斷正確的是(　　)
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
【答案】B
【解析】根據題意知，CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液的溫度降低，熱化學方程式為CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1＞0；CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱化學方程式為CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH2＜0；根據蓋斯定律知，CuSO4·5H2O受熱分解的熱化學方程式為：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，ΔH3＝ΔH1—ΔH2＞0。根據上述分析知，ΔH2＜0，ΔH3＞0，則ΔH2＜ΔH3，A錯誤；根據上述分析知，ΔH1＞0，ΔH2＜0，ΔH3＝ΔH1—ΔH2，結合相關數學知，ΔH1＜ΔH3，B正確；根據上述分析知，ΔH3＝ΔH1—ΔH2，C錯誤；根據上述分析知，ΔH1＞0，ΔH2＜0，ΔH1＋ΔH2＜ΔH3，D錯誤。
1．(2024·廣東卷，15)對反應S(g)T(g) (I為中間產物)，相同條件下：①加入催化劑，反應達到平衡所需時間大幅縮短；②提高反應溫度，增大，減小。基于以上事實，可能的反應歷程示意圖(——為無催化劑，------為有催化劑)為( )
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】提高反應溫度，增大，說明反應S(g)T(g)的平衡逆向移動，即該反應為放熱反應，減小，說明S生成中間產物I的反應平衡正向移動，屬于吸熱反應，由此可排除C、D選項，加入催化劑，反應達到平衡所需時間大幅縮短，即反應的決速步驟的活化能下降，使得反應速率大幅加快，活化能大的步驟為決速步驟，符合條件的反應歷程示意圖為A，故A正確，故選A。
2．(2024·北京卷，13)苯在濃HNO3和濃H2SO4作用下，反應過程中能量變化示意圖如下。下列說法不正確的是( )
A．從中間體到產物，無論從產物穩定性還是反應速率的角度均有利于產物Ⅱ
B．X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物
C．由苯得到M時，苯中的大π鍵沒有變化
D．對于生成Y的反應，濃H2SO4作催化劑
【答案】C
【解析】A項，生成產物Ⅱ的反應的活化能更低，反應速率更快，且產物Ⅱ的能量更低即產物Ⅱ更穩定，以上2個角度均有利于產物Ⅱ，故A正確；B項，根據前后結構對照，X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物，故B正確；C項，M的六元環中與-NO2相連的C為sp3雜化，苯中大π鍵發生改變，故C錯誤；D項，苯的硝化反應中濃H2SO4作催化劑，故D正確；故選C。
3．(2024·河北卷，14)對上述電池放電時CO2的捕獲和轉化過程開展了進一步研究，電極上CO2轉化的三種可能反應路徑及相對能量變化如圖(*表示吸附態)。
下列說法錯誤的是( )
A．PDA捕獲CO2的反應為
B．路徑2優先路徑，速控步驟反應式為
C．路徑1、3經歷不同的反應步驟但產物相同；路徑2、3起始物相同但產物不同
D．三個路徑速控步驟均涉及*CO2*-轉化，路徑2、3的速控步驟均伴有PDA再生
【答案】D
【解析】放電時CO2轉化為MgC2O4，碳元素化合價由+4價降低為+3價，發生還原反應，所以放電時，多孔碳納米管電極為正極、Mg電極為負極，則充電時多孔碳納米管電極為陽極、Mg電極為陰極：
電極 過程 電極反應式
Mg電極 放電 Mg-2e-=Mg2+
充電 Mg2++2e-= Mg
多孔碳納米管電極 放電 Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4
充電 MgC2O4-2e-= Mg2++2CO2↑
A項，根據題給反應路徑圖可知，PDA(1，3-丙二胺)捕獲CO2的產物為，因此PDA捕獲CO2的反應為，A正確；B項，由反應進程－相對能量圖可知，路徑2的最大能壘最小，因此與路徑1和路徑3相比，路徑2是優先路徑，且路徑2的最大能壘為*CO2*-→*C2O42-的步驟，據反應路徑2的圖示可知，該步驟有參與反應，因此速控步驟反應式為，B正確；C項，根據反應路徑圖可知，路徑1、3的中間產物不同，即經歷了不同的反應步驟，但產物均為*MgCO3，而路徑2、3的起始物均為，產物分別為*MgC2O4和*MgCO3，C正確；D項，根據反應路徑與相對能量的圖像可知，三個路徑的速控步驟中*CO2*-都參與了反應，且由B項分析可知，路徑2的速控步驟伴有PDA再生，但路徑3的速控步驟為*CO2*-得電子轉化為*CO和*CO32-，沒有PDA的生成，D錯誤；故選D。
4．(2023 浙江省1月選考，14)標準狀態下，氣態反應物和生成物的相對能量與反應歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是 ( )
A．E6-E3=E5-E2
B．可計算Cl-Cl鍵能為2(E2-E3)kJ mol-1
C．相同條件下，O3的平衡轉化率：歷程II>歷程I
D．歷程I、歷程II中速率最快的一步反應的熱化學方程式為：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) H=(E5-E4)kJ mol-1
【答案】C
【解析】對比兩個歷程可知，歷程Ⅱ中增加了催化劑，降低了反應的活化能，加快了反應速率。A項，催化劑能降低活化能，但是不能改變反應的焓變，因此E6-E3=E5-E2，A正確；B項，已知Cl2(g)的相對能量為0，對比兩個歷程可知，Cl(g)的相對能量為(E2-E3)kJ mol-1，則Cl-Cl鍵能為2(E2-E3)kJ mol-1，B正確；C項，催化劑不能改變反應的平衡轉化率，因此相同條件下，O3的平衡轉化率：歷程Ⅱ=歷程Ⅰ，C錯誤；D項，活化能越低，反應速率越快，由圖像可知，歷程Ⅱ中第二步反應的活化能最低，所以速率最快的一步反應的熱化學方程式為：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) H=(E5-E4)kJ mol-1，D正確；故選C。
5．(2022·浙江省1月選考，18)相關有機物分別與氫氣發生加成反應生成1mol環己烷()的能量變化如圖所示：
下列推理不正確的是( )
A．2ΔH1≈ΔH2，說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內碳碳雙鍵數目成正比
B．ΔH2＜ΔH3，說明單雙鍵交替的兩個碳碳雙鍵間存在相互作用，有利于物質穩定
C．3ΔH1＜ΔH4，說明苯分子中不存在三個完全獨立的碳碳雙鍵
D．ΔH3-ΔH1＜0，ΔH4-ΔH3＞0，說明苯分子具有特殊穩定性
【答案】A
【解析】A項，2ΔH1≈ΔH2，說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內碳碳雙鍵數目成正比，但是不能是存在相互作用的兩個碳碳雙鍵，故A錯誤；B項，ΔH2＜ΔH3，即單雙鍵交替的物質能量低，更穩定，說明單雙鍵交替的兩個碳碳雙鍵間存在相互作用，有利于物質穩定，故B正確；C項，3ΔH1＜ΔH4，說明苯分子中不存在三個完全獨立的碳碳雙鍵，故C正確；D項，ΔH3-ΔH1＜0，ΔH4-ΔH3＞0，說明苯分子具有特殊穩定性，故D正確；故選A。
6．(2021 廣東選擇性考試，3)“天問一號”著陸火星，“嫦娥五號”采回月壤。騰飛中國離不開化學，長征系列運載火箭使用的燃料有液氫和煤油等化學品。下列有關說法正確的是
A．煤油是可再生能源
B．H2燃燒過程中熱能轉化為化學能
C．火星隕石中的20Ne質量數為20
D．月壤中的3He與地球上的3H互為同位素
【答案】C
【解析】A項，煤油來源于石油，屬于不可再生能源，故A錯誤；B項，氫氣的燃燒過程放出熱量，將化學能變為熱能，故B錯誤；C項，元素符號左上角數字為質量數，所以火星隕石中的 20Ne 質量數為20，故C正確；D項，同位素須為同種元素，3He 和 3H的質子數不同，不可能為同位素關系，故D錯誤；故選C。
7．(2021 浙江1月選考，20)已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如下表：
共價鍵 H- H H-O
鍵能/(kJ·mol-1) 436 463
熱化學方程式 2H2(g) + O2 (g)=2H2O(g) ΔH= -482kJ·mol-1
則2O(g)=O2(g)的ΔH為( )
A．428 kJ·mol-1 B．-428 kJ·mol-1 C．498 kJ·mol-1 D．-498 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】反應的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個氧原子結合生成氧氣的過程需要釋放能量，因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。
8．(2021 浙江1月選考，24)在298.15 K、100 kPa條件下，N2(g) +3H2 (g)=2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·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。一定壓強下，1 mol反應中，反應物[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( )
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】該反應為放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，根據題目中給出的反應物與生成物的比熱容可知，升高溫度反應物能量升高較快，反應結束后反應放出的熱量也會增大，比較4個圖像B符合題意，故選B。
9．(2021 北京卷，14)已知C3H8脫H2制烯烴的反應為C3H8 = C3H6+H2。固定C3H8濃度不變，提高CO2濃度，測定出口處C3H6、H2、CO濃度。實驗結果如下圖。
已知：
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) △H=-2043.9kJ/mol
C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(g) △H=-1926.1kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ/mol
下列說法不正確的是( )
A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H=+124kJ/mol
B．C3H6、H2的濃度隨CO2濃度變化趨勢的差異是因為發生了CO2+H2CO+H2O
C．相同條件下，提高C3H8對CO2的比例，可以提高C3H8的轉化率
D．如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各氣體的濃度c0和出口各氣體的濃度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)
【答案】C
【解析】A項，根據蓋斯定律結合題干信息①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) △H1=-2043.9kJ/mol ②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(g) △H2=-1926.1kJ/mol ③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H3=-241.8kJ/mol 可知，可由①-②-③得到目標反應C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)，該反應的△H=△H1-△H2-△H3==(-2043.9kJ/mol)-( -1926.1kJ/mol)-( -241.8kJ/mol)=+124kJ/mol，A正確；B項，僅按C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可知C3H6、H2的濃度隨CO2濃度變化趨勢應該是一致的，但是氫氣的變化不明顯，反而是CO與C3H6的變化趨勢是一致的，因此可以推斷高溫下能夠發生反應CO2+H2CO+H2O，從而導致C3H6、H2的濃度隨CO2濃度變化趨勢出現這樣的差異，B正確；C項，從圖中可知，相同條件下，C3H6的百分含量隨著CO2的濃度增大，C3H6的百分含量增大，即表示C3H8的轉化率增大，而增大CO2的濃度，相當于減小C3H8對CO2的比例，C錯誤；D項，根據質量守恒定律，抓住碳原子守恒即可得出，如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各氣體的濃度c0和出口各氣體的濃度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)，D正確；故選C。
10．(2021 浙江6月選考)相同溫度和壓強下，關于反應的，下列判斷正確的是( )
A．ΔH1＞0，ΔH2＞0 B．ΔH3=ΔH1+ΔH2
C．ΔH1＞ΔH2，ΔH3＞ΔH2 D．ΔH2=ΔH3+ΔH4
【答案】C
【解析】一般的烯烴與氫氣發生的加成反應為放熱反應，但是，由于苯環結構的特殊性決定了苯環結構的穩定性，苯與氫氣發生加成反應生成1，3-環己二烯時，破壞了苯環結構的穩定性，因此該反應為吸熱反應。A項，環己烯、1，3-環己二烯分別與氫氣發生的加成反應均為放熱反應，因此，ΔH1＜0，ΔH2＜0，A不正確；B項，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鍵，因此，其與氫氣完全加成的反應熱不等于環己烯、1，3-環己二烯分別與氫氣發生的加成反應的反應熱之和，即ΔH3≠ΔH1+ΔH2，B不正確；C項，環己烯、1，3-環己二烯分別與氫氣發生的加成反應均為放反應，ΔH1＜0，ΔH2＜0，由于1mol 1，3-環己二烯與氫氣完全加成后消耗的氫氣是等量環己烯的2倍，故其放出的熱量更多，其ΔH1＞ΔH2；苯與氫氣發生加成反應生成1，3-環己二烯的反應為吸熱反應(ΔH4＞0)，根據蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應熱ΔH3=ΔH4+ΔH2，因此ΔH3＞ΔH2，C正確；D項，根據蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應熱ΔH3=ΔH4+ΔH2，因此ΔH2=ΔH3-ΔH4，D不正確。故選C。
11．(2020·天津卷，10)理論研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)??HNC(g)異構化反應過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．HCN比HNC穩定
B．該異構化反應的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
C．正反應的活化能大于逆反應的活化能
D．使用催化劑，可以改變反應的反應熱
【答案】D
【解析】A對，HCN的能量低于HNC的能量，能量越低越穩定；B對，根據題圖可知反應為吸熱反應，該反應的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1；C對，正反應的活化能為186.5 kJ·mol－1，逆反應的活化能為186.5 kJ·mol－1－59.3 kJ·mol－1＝127.2 kJ·mol－1，故正反應的活化能大于逆反應的活化能；D錯，催化劑只能改變反應速率，不影響反應熱。
12．(2019·浙江4月選考，23)MgCO3和CaCO3的能量關系如圖所示(M＝Ca、Mg)：
已知：離子電荷相同時，半徑越小，離子鍵越強。下列說法不正確的是(　　)
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．對于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
【答案】C
【解析】根據蓋斯定律，得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，又已知Ca2＋半徑大于Mg2＋半徑，所以CaCO3的離子鍵強度弱于MgCO3，CaO的離子鍵強度弱于MgO。A項，ΔH1表示斷裂MCO3中的離子鍵形成M2＋和CO所吸收的能量，離子鍵強度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，正確；B項，ΔH2表示斷裂CO中共價鍵形成O2－和CO2吸收的能量，與M2＋無關，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，正確；C項，由上可知ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO離子鍵所放出的能量，ΔH3為負值，CaO的離子鍵強度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)>0，錯誤；D項，由以上分析可知ΔH1＋ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，正確。
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第01講 化學反應的熱效應
目錄
01 考情透視·目標導航
02 知識導圖·思維引航
03考點突破·考法探究
考點一 反應熱與焓變
知識點1 反應熱與焓變
知識點2 化學反應放熱和吸熱的原因
考向1 焓變或反應熱的理解及應用
考向2 化學反應能量變化的圖像
考點二 熱化學方程式書寫及正誤判斷
知識點1 熱化學方程式
知識點2 熱化學方程式的書寫
考向1 熱化學反應方程式的理解與判斷
考向2 熱化學方程式的書寫
考點三 燃燒熱和中和反應反應熱
知識點1 燃燒熱
知識點2 中和反應反應熱的測定
考向1 燃燒熱和中和反應反應熱概念的理解
考向2 中和反應的反應熱測定
考點四 蓋斯定律及應用
知識點1 蓋期定律
知識點2 反應熱大小的比較方法
知識點3 蓋斯定律及應用
考向1 利用鍵能求反應熱
考向2 反應熱大小比較
04真題練習·命題洞見
考點要求 考題統計 考情分析
能源及其綜合利用 2022浙江6月選考18題，2分；2021浙江1月選考20題，2分； 能源問題越來越受到重視，一般以綜合題中的某一設問為主，也不排除以選擇題的形式對蓋斯定律的應及ΔH的大小比較進行考查，主要涉及化學鍵與化學反應中能量變化關系、化學能與熱能的相互轉化、吸熱反應和放熱反應判斷、熱化學方程式正誤判斷、蓋斯定律、燃燒熱和中和熱等；對此題型的考查體現在“創新”，訓練時要對以圖象、圖表為背景考查能量變化、化學鍵鍵能、正逆反應的活化能關系及簡單計算多加關注。
反應熱的計算 2022浙江1月選考18題，2分；2021浙江6月選考21題，2分；2021北京卷14題，3分；
蓋斯定律運用 2024·甘肅卷10題，3分；2024·廣東卷15題，3分；2024·安徽卷10題，3分；2024·河北卷14題，3分；2024·北京卷13題，3分；2023浙江1月選考14題，3分；2021浙江1月選考24題，2分；2021廣東卷14題，4分；2021湖北卷12題，3分；
化學反應歷程與反應機理圖像分析 2022浙江6月選考18題，2分；2021浙江1月選考20題，2分；
復習目標： 1．認識化學能可以與熱能等其他形式能量之間相互轉化，能量的轉化遵循能量守恒定律。知道內能是體系內物質的各種能量的總和，受溫度、壓強、物質的聚集狀態的影響。 2．認識化學能與熱能的相互轉化，恒溫恒壓條件下化學反應的反應熱可以用焓變表示。 3．了解熱化學方程式的含義，能正確書寫熱化學方程式。 4．理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關反應焓變的計算。
考點一 反應熱與焓變
知識點1 反應熱和焓變
1．反應熱和焓變
(1)反應熱：化學反應過程中________________________的能量。
(2)焓變：恒壓條件下的反應熱，稱之為____________，符號為ΔH，單位____________。
2．常見的放熱反應和吸熱反應
放熱反應 吸熱反應
常見反應 ①可燃物的燃燒 ②酸堿中和反應 ③金屬與酸的置換反應 ④物質的緩慢氧化 ⑤鋁熱反應 ⑥大多數化合反應 ①弱電解質的電離 ②鹽類的水解反應 ③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應 ④C和H2O(g)、C和CO2的反應 ⑤大多數分解反應
【名師點晴】
1．焓是與內能有關的相對抽象的一種物理量，焓變的值只與反應體系的始末狀態有關，而與過程無關。
2．過程(包括物理過程、化學過程)與化學反應的區別，有能量變化的過程不一定是放熱反應或吸熱反應，如水結成冰放熱，但不屬于放熱反應。
3．化學反應是放熱還是吸熱與反應發生的條件(如是否加熱)沒有必然的聯系，如Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體在常溫常壓下即可發生反應，該反應是吸熱反應。
知識點2 化學反應放熱和吸熱的原因
1．從微觀的角度說，是舊化學鍵____________吸收的熱量與新化學鍵____________放出的熱量的差值，如下圖所示
a表示舊化學鍵斷裂吸收的熱量；b表示新化學鍵形成放出的熱量；c表示反應熱。
2．從宏觀的角度說，是反應物自身的能量與生成物的能量差值，在上圖中：a表示____________；b表示活化分子結合成生成物所釋放的能量；c表示____________。
3． 反應熱與鍵能的關系
反應熱：ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3，即ΔH等于____________減去____________，或生成物具有的總能量減去反應物具有的總能量。
【易錯提醒】【名師提醒】【方法技巧】
1．化學反應的焓變只與化學反應的計量系數，物質的聚集狀態有關，而與反應條件無關。
2．物質的焓越小，具有的能量越低，穩定性越強。
考向1 焓變或反應熱的理解及應用
【例1】(2024·甘肅卷，10)甲烷在某含Mo催化劑作用下部分反應的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是( )
A．E2=1.41eV B．步驟2逆向反應的ΔH=+0.29eV
C．步驟1的反應比步驟2快 D．該過程實現了甲烷的氧化
【名師點睛】
【變式訓練】（2024·北京市朝陽區高三二模）土壤中的微生物可將大氣中的H2S經兩步反應氧化成SO42-，兩步反應的能量變化如圖。
下列說法不正確的是( )
A．O的非金屬性大于S，推知熱穩定性：H2O＞H2S
B．兩步反應中化學鍵斷裂吸收的總能量均小于化學鍵形成釋放的總能量
C．H2S(g)＋2O2(g)= 2H+(aq)+SO42-(aq) ΔH＝-364.01kJ·mol 1
D．結合S(s)的燃燒熱，可求算2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)的
考向2 化學反應能量變化的圖像
【例2】(2024·安徽卷，10)某溫度下，在密閉容器中充入一定量的X(g)，發生下列反應：X(g)Y(g)( ΔH1＜0)，Y(g)Z(g)( ΔH2＜0)，測得各氣體濃度與反應時間的關系如圖所示。下列反應進程示意圖符合題意的是( )
A． B．
C． D．
【變式訓練】（2024·廣東省普通高中學科綜合素養評價高三聯考）反應X→Y的物質能量隨反應過程的變化如圖中曲線①所示，使用催化劑M后反應中物質能量隨反應過程的變化如圖中曲線②所示，下列說法不正確的是( )
A．穩定性：XB．使用催化劑降低了該反應的焓變
C．使用催化劑后，反應歷程分3步進行
D．使用催化劑后，反應歷程中的決速步為X·M=Y·M
【思維建模】
三步突破能量變化能壘圖
通覽全圖，理清坐標含義 能量變化能壘圖的橫坐標一般表示反應的歷程，橫坐標的不同階段表示一個完整反應的不同階段。縱坐標表示能量的變化，不同階段的最大能壘即該反應的活化能
細看變化，分析各段反應 仔細觀察曲線的變化趨勢，分析每一階段發生的反應是什么，各段反應是放熱還是吸熱，能量升高的為吸熱，能量降低的為放熱
綜合分析，作出合理判斷 綜合整合各項信息，緊扣題目要求，作出合理判斷。如利用蓋斯定律將各步反應相加，即得到完整反應；催化劑只改變反應的活化能，不改變反應的反應熱，也不會改變反應物的轉化率
考點二 熱化學方程式書寫及正誤判斷
知識點1 熱化學方程式
1．概念：表示參加反應物質的量和____________的關系的化學方程式。
2．意義：不僅表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃和1.01×105 Pa下，1 mol H2(g)和 mol O2(g)反應生成________________________________________________。
【名師提醒】
1．熱化學方程式乘以某一個數時，反應熱的數值也必須乘以該數。
2．熱化學方程式相加減時，物質之間相加減，反應熱也必須相加減。
3．將一個熱化學方程式顛倒時，ΔH的“+”“-”也隨之改變，但數值不變。
4．由于反應熱是指反應完全反應時的熱效應，所以對于可逆反應的熱量要小于完全反應時的熱量。
知識點2　熱化學方程式的書寫
【易錯提醒】
1．漏寫物質的聚集狀態；
2．忽視反應熱ΔH的正負號；
3．錯寫或漏寫ΔH的單位；
4．化學計量數與ΔH不相匹配，化學計量數加倍，而ΔH沒有加倍等。
5． 對于具有同素異形體的物質，除了要注明聚集狀態之外，還要注明物質的名稱。
如①S(s，單斜)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1
②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1
③S(s，單斜)===S(s，正交) ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1
考向1 熱化學反應方程式的理解與判斷
【例1】已知一定溫度和壓強下：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　ΔH=-a kJ·mol-1。下列敘述不正確的是(　　)
A．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反應生成2 mol H2O(g)時放出a kJ的熱量
B．2 mol H2O(g)完全分解為2 mol H2(g)和1 mol O2(g)時吸收a kJ的熱量
C．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反應生成2 mol H2O(l)時放出的熱量小于a kJ
D．1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)完全反應生成1 mol H2O(g)時放出0.5a kJ的熱量
【思維建模】
【變式訓練】下列有關熱化學方程式的評價合理的是(　　)。
選項 實驗事實 熱化學方程式 評價
A 若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1，將稀硫酸和NaOH溶液混合 H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1 正確
B 醋酸和稀NaOH溶液混合 CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1 不正確，因為醋酸的狀態為“l”，而不是“aq”
C 160 g SO3氣體與足量液態水反應生成H2SO4放出熱量260.6 kJ SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ· mol-1 不正確，因為反應熱ΔH=-260.6 kJ· mol-1
D 1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃燒，生成CO2(g)和H2O(l)，放出2082 kJ的熱量 2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l)　ΔH=-4164 kJ· mol-1 正確
考向2 熱化學方程式的書寫
【例2】（2024·浙江省高中化學奧林匹克競賽模擬）已知A、B兩種氣體在一定條件下可發生反應：2A+B=C+3D+4E。現將mg相對分子質量為M的A氣體與適量的B氣體充入一密閉容器中，恰好完全反應且有少量液滴生成。在相同溫度下測得反應前后容器內的壓強為6.06×106Pa和1.01×107Pa，且測得反應共放出熱量QkJ。則該反應的熱化學方程式為( )
A．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
B．2A(g)+B(g)=C(l)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
C．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(l)　△H=-kJ/mol
D．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(l)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
【思維建模】
(1)物質后面括狀態，式前系數要配平。
(2)正負表示吸放熱，反應條件須注明。
(3)熱量隨著系數變，kJ·mol-1記心中。
【變式訓練】（2024·重慶市高三模擬節選）硫酸工業中，在接觸室中催化氧化SO2 的反應為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。
上述反應在V2O5的催化作用下分兩步進行，能量變化如圖：
寫出第二步反應的熱化學方程式： ；通入1mol SO2、0.51mol O2充分反應，放出熱量 （填“>”“<”或“=”）。
考點三 燃燒熱和中和反應反應熱
知識點1 燃燒熱
【名師提醒】
1．有關燃燒熱的判斷，一看是否以1 mol可燃物為標準，二看是否生成指定產物。
2．由于它們的反應放熱是確定的，所以描述燃燒熱不帶“-”，但焓變為負值。
3．當用熱化學方程式表示中和反應反應熱時，生成H2O(l)的物質的量必須是1 mol；當用熱化學方程式表示燃燒熱時，可燃物的物質的量必須為1 mol。
4．物質完全燃燒生成的指定產物示例：HH2O(l)，CCO2(g)，SSO2(g)，NN2(g)。
知識點2 中和反應反應熱的測定
1．中和反應反應熱及測定
2．中和反應反應熱及測定原理
ΔH＝－c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n為生成H2O的物質的量。稀溶液的密度用1 g·mL－1進行計算。
3．裝置如圖
【易錯警示】
1．中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質的溶解熱、電解質電離時的熱效應。
2．酸堿溶液應當用稀溶液(0.1～0.5 mol·L-1)。若溶液濃度過大，溶液中陰、陽離子間的相互牽制作用就大，電離程度達不到100%，這樣使酸堿中和時產生的熱量會消耗一部分補償電離時所需的熱量，造成較大誤差。
3．使用兩只量筒分別量取酸和堿。
4．使用同一支溫度計，分別先后測量酸、堿及混合液的最高溫度，測完一種溶液后，必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。
5．取多次實驗t1、t2的平均值代入公式計算，而不是結果的平均值，計算時應注意單位的統一、
6．中和反應中生成1 mol水放出的熱量與酸堿的用量無關。
考向1 燃燒熱和中和反應反應熱概念的理解
【例1】下列關于反應熱和熱化學反應的描述中正確的是 (　　)
A．HCl和NaOH反應的中和熱ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1
B．CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·mol－1，則2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反應的ΔH＝＋2×
283.0 kJ·mol－1
C．氫氣的燃燒熱為285.5 kJ·mol－1，則電解水的熱化學方程式為2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.5 kJ·mol－1
D．1 mol甲烷燃燒生成氣態水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱
【名師點睛】
燃燒熱和中和熱的比較
燃燒熱 中和熱
相同點 能量變化 放熱
ΔH及其單位 ΔH＜0，單位均為kJ·mol－1
不同點 反應物的量 1 mol 不一定為1 mol
生成物的量 不確定 生成水的量為1 mol
反應熱的含義 101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量 在稀溶液里，強酸與強堿發生中和反應生成1 mol水時所放出的熱量
表示方法 燃燒熱ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0) 中和熱ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
【變式訓練】25 ℃、101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發生中和反應的反應熱ΔH為-57.3 kJ·mol-1，辛烷的燃燒熱ΔH為-5518 kJ·mol-1。下列熱化學方程式書寫正確的是(　　)。
A．2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B．KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C．C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518 kJ·mol-1
D．2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
考向2 中和反應的反應熱測定
【例2】利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1鹽酸倒入內筒中，測出鹽酸溫度；
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；
③將NaOH溶液倒入內筒中，設法使之混合均勻，測得混合液最高溫度。回答下列問題：
(1)倒入NaOH溶液的正確操作是_______(填字母)。
A．沿玻璃棒緩慢倒入 B．分三次少量倒入 C．一次迅速倒入
(2)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是_______(填字母。
A．用溫度計小心攪拌 B．揭開杯蓋用玻璃棒攪拌
C．輕輕地振蕩燒杯 D．用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒輕輕地攪動
(3)現將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和的稀鹽酸恰好完全反應，其反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關系為_______。
(4)假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 g·cm-3，又知中和反應后生成溶液的比熱容4．18 kJ·kg-1·℃-1。為了計算中和熱，某學生實驗記錄數據如下：
實驗序號 起始溫度t1/℃ 終止溫度t2/℃
鹽酸 氫氧化鈉溶液 混合溶液
1
2
3
依據該學生的實驗數據計算，該實驗測得的中和熱ΔH =_______(結果保留一位小數)。
(5)若計算生成1 mol H2O時的放出的熱量小于57．3 kJ，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．量取鹽酸的體積時仰視讀數
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有鹽酸的小燒杯中
d．用溫度計測定鹽酸起始溫度后直接測定NaOH溶液的溫度
e．使用玻璃攪拌器攪拌不均勻
f．實驗中用銅絲攪拌器代替玻璃攪拌器
【思維建模】
50 mL 0.50 mol·L-1鹽酸與50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反應的誤差分析：
引起誤差的實驗操作 t終-t始 |ΔH|
保溫措施不好 偏小 偏小
攪拌不充分 偏小 偏小
所用酸、堿濃度過大 偏大 偏大
用同濃度的氨水代替NaOH溶液 偏小 偏小
用同濃度的醋酸代替鹽酸 偏小 偏小
用50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液 偏小 偏小
【變式訓練】中和熱測定實驗中，用50mL0.50mol/L鹽酸和50mL0.55mol/LNaOH進行實驗，下列說法錯誤的是( )
A．改用60mL0.50mol/L鹽酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液反應，求得中和熱數值和原來相同
B．測了酸后的溫度計應用水清洗再去測堿的溫度，否則中和熱數值偏小
C．酸堿混合時，量筒中NaOH溶液應慢慢倒入小燒杯中以免溶液濺出，再用環形玻璃攪拌棒攪拌
D．裝置中的大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫隔熱、減少熱量損失
考點四 蓋斯定律及應用
知識點1 蓋期定律
1．定律內容：不管化學反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱相同，即化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關，而與反應的途徑無關。
2．常用關系式
熱化學方程式 焓變之間的關系
aA===B　ΔH1
A===B　ΔH2 ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2
aA===B　ΔH1
B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
【方法技巧】
利用蓋斯定律計算反應熱的兩種方法
1．虛擬途徑法：先根據題意虛擬轉化過程，然后根據蓋斯定律列式求解，即可求得待求反應的反應熱。
2．加和法：將所給熱化學方程式適當加減得到所求的熱化學方程式，反應熱也作相應的加減運算。 流程如下：
知識點2　反應熱大小的比較方法
1．利用蓋斯定律比較。
2．同一反應的生成物狀態不同時，如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，則ΔH1____________ΔH2。
3．同一反應物狀態不同時，如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，則ΔH1____________ΔH2。
4．兩個有聯系的反應相比較時，如C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1①，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH2②。比較方法：利用反應①(包括ΔH1)乘以某計量數減去反應②(包括ΔH2)乘以某計量數，即得出ΔH3＝ΔH1×某計量數－ΔH2×某計量數，根據ΔH3大于0或小于0進行比較。
【方法技巧】
看物質狀態 物質的氣、液、固三態轉化時的能量變化
看ΔH的符號 比較反應熱大小時，不要只比較ΔH數值的大小，還要考慮其符號
看化學計量數 當反應物與生成物的狀態相同時，化學計量數越大，放熱反應的ΔH越小，吸熱反應的ΔH越大
看反應的程度 對于可逆反應，參加反應的物質的量和狀態相同時，反應的程度越大，熱量變化越大
考向1 蓋斯定律及應用
【例1】MgCO3和CaCO3的能量關系如圖所示(M=Ca、Mg)：
已知：離子電荷相同時，半徑越小，離子鍵越強。下列說法不正確的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D．對于MgCO3和CaCO3，ΔH1+ΔH2＞ΔH3
【思維建模】
【變式訓練】氫氟酸是一種弱酸，可用于刻蝕玻璃。
HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l)ΔH1=a kJ·mol-1
②H3O+(aq)+OH-(aq)=2H2O(l)　ΔH2=b kJ·mol-1
③HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F-(aq)ΔH3=c kJ·mol-1
④F-(aq)+H2O(l)HF(aq)+OH-(aq) ΔH4=d kJ·mol-1
已知：aA．HF的電離過程吸熱 B．c=a-b，c<0 C．c>0，d<0 D．d=b+c，d<0
考向2 利用鍵能求反應熱
【例2】（2024·重慶市名校聯盟高三全真模擬）下表為某些化學鍵的鍵能化學鍵鍵能
化學鍵
鍵能(kJ/mol) 154 500 942 a
已知火箭燃料肼(N2H4)有關化學反應的能量變化為：N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝-534kJ·mol 1，則下列說法正確的是( )
A．表中的a=391
B．相同條件下O2比N2穩定
C．N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH＞-534kJ·mol 1
D．圖中的ΔH3＝-2218kJ·mol 1
【思維建模】
1．計算公式：ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
2．常見物質中的化學鍵數目
物質 CO2(C=O) CH4(C—H) P4(P—P) SiO2(Si—O)
鍵數 2 4 6 4
物質 石墨(單層) 金剛石 S8(S—S) Si
鍵數 1.5 2 8 2
【變式訓練】(2024·浙江名校協作體高三聯考)已知1 mol下列物質分解為氣態原子消耗能量與熱化學方程式信息如下表：
物質 NO CO N2
能量/(kJ·mol－1) 632 1 076 946
熱化學方程式 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－742 kJ·mol－1
則CO2的碳氧雙鍵鍵能為(　　)
A．－1 606 kJ·mol－1 B．1 606 kJ·mol－1
C．803 kJ·mol－1 D．－803 kJ·mol－1
考向3　反應熱大小比較
【例2】下列各組熱化學方程式中，Q1＜Q2的是 (　　)
A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
CH4(g)＋3/2O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
C．H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
【名師點晴】
比較反應熱的大小時要注意：①反應中各物質的聚集狀態；②ΔH有正負之分，比較時要連同“＋”、“－”一起比較，類似數學中的正、負數大小的比較；③若只比較放出或吸收熱量的多少，則只比較數值的大小，不考慮正、負號。
【變式訓練】室溫下，將1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應為ΔH1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應為ΔH2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應為ΔH3。下列判斷正確的是(　　)
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
1．(2024·廣東卷，15)對反應S(g)T(g) (I為中間產物)，相同條件下：①加入催化劑，反應達到平衡所需時間大幅縮短；②提高反應溫度，增大，減小。基于以上事實，可能的反應歷程示意圖(——為無催化劑，------為有催化劑)為( )
A． B． C． D．
2．(2024·北京卷，13)苯在濃HNO3和濃H2SO4作用下，反應過程中能量變化示意圖如下。下列說法不正確的是( )
A．從中間體到產物，無論從產物穩定性還是反應速率的角度均有利于產物Ⅱ
B．X為苯的加成產物，Y為苯的取代產物
C．由苯得到M時，苯中的大π鍵沒有變化
D．對于生成Y的反應，濃H2SO4作催化劑
3．(2024·河北卷，14)對上述電池放電時CO2的捕獲和轉化過程開展了進一步研究，電極上CO2轉化的三種可能反應路徑及相對能量變化如圖(*表示吸附態)。
下列說法錯誤的是( )
A．PDA捕獲CO2的反應為
B．路徑2優先路徑，速控步驟反應式為
C．路徑1、3經歷不同的反應步驟但產物相同；路徑2、3起始物相同但產物不同
D．三個路徑速控步驟均涉及*CO2*-轉化，路徑2、3的速控步驟均伴有PDA再生
4．(2023 浙江省1月選考，14)標準狀態下，氣態反應物和生成物的相對能量與反應歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是 ( )
A．E6-E3=E5-E2
B．可計算Cl-Cl鍵能為2(E2-E3)kJ mol-1
C．相同條件下，O3的平衡轉化率：歷程II>歷程I
D．歷程I、歷程II中速率最快的一步反應的熱化學方程式為：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) H=(E5-E4)kJ mol-1
5．(2022·浙江省1月選考，18)相關有機物分別與氫氣發生加成反應生成1mol環己烷()的能量變化如圖所示：
下列推理不正確的是( )
A．2ΔH1≈ΔH2，說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內碳碳雙鍵數目成正比
B．ΔH2＜ΔH3，說明單雙鍵交替的兩個碳碳雙鍵間存在相互作用，有利于物質穩定
C．3ΔH1＜ΔH4，說明苯分子中不存在三個完全獨立的碳碳雙鍵
D．ΔH3-ΔH1＜0，ΔH4-ΔH3＞0，說明苯分子具有特殊穩定性
6．(2021 廣東選擇性考試，3)“天問一號”著陸火星，“嫦娥五號”采回月壤。騰飛中國離不開化學，長征系列運載火箭使用的燃料有液氫和煤油等化學品。下列有關說法正確的是
A．煤油是可再生能源
B．H2燃燒過程中熱能轉化為化學能
C．火星隕石中的20Ne質量數為20
D．月壤中的3He與地球上的3H互為同位素
7．(2021 浙江1月選考，20)已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如下表：
共價鍵 H- H H-O
鍵能/(kJ·mol-1) 436 463
熱化學方程式 2H2(g) + O2 (g)=2H2O(g) ΔH= -482kJ·mol-1
則2O(g)=O2(g)的ΔH為( )
A．428 kJ·mol-1 B．-428 kJ·mol-1 C．498 kJ·mol-1 D．-498 kJ·mol-1
8．(2021 浙江1月選考，24)在298.15 K、100 kPa條件下，N2(g) +3H2 (g)=2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·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。一定壓強下，1 mol反應中，反應物[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( )
A． B．
C． D．
9．(2021 北京卷，14)已知C3H8脫H2制烯烴的反應為C3H8 = C3H6+H2。固定C3H8濃度不變，提高CO2濃度，測定出口處C3H6、H2、CO濃度。實驗結果如下圖。
已知：
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) △H=-2043.9kJ/mol
C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(g) △H=-1926.1kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ/mol
下列說法不正確的是( )
A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H=+124kJ/mol
B．C3H6、H2的濃度隨CO2濃度變化趨勢的差異是因為發生了CO2+H2CO+H2O
C．相同條件下，提高C3H8對CO2的比例，可以提高C3H8的轉化率
D．如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各氣體的濃度c0和出口各氣體的濃度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)
10．(2021 浙江6月選考)相同溫度和壓強下，關于反應的，下列判斷正確的是( )
A．ΔH1＞0，ΔH2＞0 B．ΔH3=ΔH1+ΔH2
C．ΔH1＞ΔH2，ΔH3＞ΔH2 D．ΔH2=ΔH3+ΔH4
11．(2020·天津卷，10)理論研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)??HNC(g)異構化反應過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．HCN比HNC穩定
B．該異構化反應的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
C．正反應的活化能大于逆反應的活化能
D．使用催化劑，可以改變反應的反應熱
12．(2019·浙江4月選考，23)MgCO3和CaCO3的能量關系如圖所示(M＝Ca、Mg)：
已知：離子電荷相同時，半徑越小，離子鍵越強。下列說法不正確的是(　　)
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．對于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
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