2023届新高考化学一轮复习(多选)鲁科版第六章第1课时　化学反应的热效应学案.docx

第1课时化学反应的热效应1.能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学反应中能量变化的本质。2.能进行反应焓变的简单计算,能用热化学方程式表示反应中的能量变化,能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用,能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。4.能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题,如煤炭的综合利用等。反应热与热化学方程式1.化学反应的实质与特征2.焓与焓变3.反应热(1)概念:在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量。(2)反应热和焓变的关系:等压条件下进行的化学反应的焓变等于反应热,因此常用H表示反应热。4.焓变的计算(1)根据物质具有的能量计算H=E(总生成物)-E(总反应物)。(2)根据化学键的断裂与形成计算H=反应物的键能总和-生成物的键能总和。(3)根据化学反应过程中的能量变化计算图示意义a表示正反应的活化能;b表示逆反应的活化能;c表示该反应的反应热H图1:H=(a-b) kJ·mol-1=-c kJ·mol-1,表示放热反应图2:H=(a-b) kJ·mol-1=c kJ·mol-1,表示吸热反应 (1)利用键能计算反应热的关键,是确定物质中化学键的数目。掌握中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目,如:1 mol物质CO2(CO)CH4(CH)P4(PP)S8(SS)化学键数目2NA4NA6NA8NA1 mol物质石墨(CC)金刚石(CC)Si(SiSi)SiO2(SiO)化学键数目1.5NA2NA2NA4NA(2)使用催化剂降低活化能,不影响反应的焓变。5.放热反应和吸热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析(2)从反应热的量化参数键能的角度分析(3)识记:常见的吸热反应、放热反应常见的放热反应:可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属跟酸(或水)的置换反应;物质的缓慢氧化;铝热反应等。常见的吸热反应:大多数分解反应;盐类的水解;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;碳和水蒸气、C和CO2的反应等。 过程(包括物理过程、化学过程)与化学反应的区别,有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应。如水结成冰放热,但不属于放热反应。6.热化学方程式(1)概念:表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。(2)意义:表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJ·mol-1表示:在25 、101 kPa条件下,2 mol气态H2和1 mol气态O2反应生成2 mol液态H2O时放出571.6 kJ的热量。(3)热化学方程式的书写要求及步骤理解辨析1.判一判(正确的打“”,错误的打“×”)(1)物质发生化学变化一定伴有能量的变化。()(2)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同。()(3)活化能越大,表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越高。()(4)石墨转变为金刚石是吸热反应,则金刚石比石墨更稳定。()解析:(2)焓变与反应条件无关。(4)物质能量越高,越不稳定。答案:(1)(2)×(3)(4)×2.想一想(1)需要加热的反应一定是吸热反应吗?提示:化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O在常温常压下即可发生吸热反应。(2)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJ·mol-1,若向一定体积的密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2,充分反应后,放出热量是92.4 kJ吗?说明判断的理由。提示:不是,应小于92.4 kJ。因为题述反应为可逆反应,1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应,因而放出的热量小于92.4 kJ。3.做一做(1)101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成液态H2O和气态CO2,放出890.3 kJ的热量,反应的热化学方程式为 。 (2)在25 、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为 。 解析:(1)1 mol CH4完全燃烧需要2 mol O2,生成1 mol气态CO2和2 mol液态H2O,故热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJ·mol-1。(2)由题意可知生成的n(CO2)=n(CaCO3)=100 g100 g·mol-1=1 mol,则由原子守恒可知,需要乙醇的物质的量为12 mol,故热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H=-2Q kJ·mol-1。答案:(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJ·mol-1。(2)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H=-2Q kJ·mol-1。 反应历程与热效应图像分析1.(2021·山东泰安模拟)环氧乙烷是口罩制作过程中的消毒剂。通过氧气与乙烯在石墨烯界面反应可制得环氧乙烷,其原理为石墨烯活化氧分子生成活化氧,活化氧再与乙烯反应生成环氧乙烷。氧气与乙烯在石墨烯界面反应的能量变化如图所示。下列说法错误的是(B)A.石墨烯不能改变氧气与乙烯反应的焓变B.反应历程的各步能量变化中的最小值为0.51 eVC.活化氧分子的过程中生成了CO键D.氧气与乙烯在石墨烯界面的反应需要释放能量解析:石墨烯是该反应的催化剂,催化剂不影响反应物和生成物的总能量大小,不改变反应的焓变,故A正确;由能量变化图可知各步能量变化值分别为0.75 eV,0.51 eV,0.49 eV,1.02 eV,0.73 eV,1.04 eV,能量变化的最小值为0.49 eV,故B错误;由图可知,活化氧分子过程中氧气中的双键断开与石墨烯中的碳原子形成CO键,故C正确;氧气与乙烯在石墨烯界面的反应中相对能量降低,反应释放了能量,故D正确。2.(2021·山东潍坊模拟)二氟卡宾(CF2)作为一种活性中间体,一直受到有机氟化学研究工作者的高度关注。硫单质与二氟卡宾可以形成SCF2,反应历程如图所示:下列叙述错误的是(B)A.S8和 ··CF2生成SCF2反应的H=-207.13 kJ·mol-1B.由生成的活化能为34.21 kJ·mol-1C.上述反应历程中存在SS键的断裂和生成D.决定反应速率的基元反应的活化能为66.09 kJ·mol-1解析:由图像可知1 mol反应物(S8+··CF2)所具有的能量为0,1 mol生成物(S7+SCF2)所具有的能量为-207.13 kJ,所以S8和 ··CF2生成SCF2反应的H=-207.13 kJ·mol-1,故不选A;所具有的能量高于所具有的能量,所以生成所吸收的能量为34.21 kJ·mol-1,即活化能为34.21 kJ·mol-1,故选B;由生成既有SS键的断裂又有SS键的生成,故不选C;所具有的能量为37.29 kJ·mol-1,所具有的能量为-28.80 kJ·mol-1,则37.29 kJ·mol-1-(-28.80) kJ·mol-1=66.09 kJ·mol-1,所以决定反应速率的基元反应的活化能为66.09 kJ·mol-1,故不选D。 从宏观和微观角度计算及应用反应热4.已知Cl2(g)+NH3(g)NH2Cl(g)+HCl(g)H=+12 kJ·mol-1,相关的化学键键能数据如下表:化学键NHNClHClHH键能/(kJ·mol-1)391191431436则H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的H为(A)A.-183 kJ·mol-1B.248 kJ·mol-1C.-431 kJ·mol-1D.-207 kJ·mol-1解析:根据H=反应物的键能之和-生成物的键能之和,由反应Cl2(g)+NH3(g)NH2Cl(g)+HCl(g)H=+12 kJ·mol-1知,E(ClCl)+3×E(NH)-2×E(NH)+E(NCl)+E(HCl)=H,E(ClCl)+3×391 kJ·mol-1-2×391 kJ·mol-1-191 kJ·mol-1-431 kJ·mol-1=+12 kJ·mol-1,E(ClCl)=243 kJ·mol-1,反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的H=E(HH)+E(ClCl)-2×E(HCl)=436 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1-2×431 kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1,故选A。5.(2022·湖南汨罗检测)如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(D)A.热稳定性:MgF2<MgCl2<MgBr2<MgI2B.22.4 L F2(g)与足量的Mg充分反应,放热1 124 kJC.工业上可由电解MgCl2溶液冶炼金属Mg,该过程需要吸收热量D.由图可知:MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(l)H<-117 kJ/mol解析:物质的能量越低,其稳定性越强,根据图示可知,物质的稳定性MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2,A错误;未指明气体所处的状况,无法计算F2的物质的量,因此不能计算反应放出的热量,B错误;工业上可由电解熔融MgCl2冶炼金属Mg,该过程需要吸收热量,C错误;根据图示可知MgCl2(s)Mg(s)+Cl2(g)H=+641 kJ/mol,MgBr2(s)Mg(s)+Br2(g)H=+524 kJ/mol,-,整理可得MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g)H=-117 kJ/mol,物质由气态变为液态,会放出热量,所以MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(l)H<-117 kJ/mol,D正确。 热化学方程式的书写与判断6.(2021·浙江杭州检测)下列有关热化学方程式的评价不合理的是(B)选项实验事实热化学方程式评价A160 g SO3(g)与足量水完全反应生成H2SO4,放出热量 260.6 kJSO3(g)+H2O(l)H2SO4(aq)H=-130.3 kJ·mol-1正确BH2热值为143 kJ·g-12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-572 kJ·mol-1正确C已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1,将稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)H=-114.6 kJ·mol-1不正确;因为同时还生成了硫酸钡沉淀D已知25 、101 kPa下,120 g石墨完全燃烧放出热量3 935.1 kJC(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.51 kJ·mol-1不正确;明确的同素异形体要注名称:C(s,石墨)解析:160 g SO3的物质的量为160 g80 g·mol-1=2 mol,2 mol SO3(g)与足量水完全反应生成H2SO4,放出热量260.6 kJ,则1 mol SO3(g)与足量水完全反应生成H2SO4,放出热量130.3 kJ,故A合理;氢气的热值是指1 g氢气完全燃烧生成液态H2O时放出的热量,1 g氢气完全燃烧生成液态H2O放出的热量为143 kJ,可求得2 mol氢气完全燃烧生成液态H2O放出的热量为143 kJ×4=572 kJ,题中生成的是气态H2O,故B不合理;因Ba2+和SO42-反应生成硫酸钡沉淀要放出热量,所以反应热小于-114.6 kJ·mol-1,故C合理;因碳有同素异形体,而同素异形体的能量是不同的,明确的同素异形体要注名称:C(s,石墨),故D合理。7.(1)热化学方程式中的H实际上是热力学中的一个物理量,叫做焓变,其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关,也与反应物和生成物的键能有关。图甲表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:。图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据,根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素,试写出硒化氢在热力学标准态下,发生分解反应的热化学方程式:。(2)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 、101 kPa下,已知该反应每消耗1 mol CuCl(s),放热44.4 kJ,该反应的热化学方程式是。 解析:(1)根据图甲可知,此反应是放热反应,热化学方程式为NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)H=(134-368) kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1。同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,其气态氢气物的稳定性降低、能量增大,则可确定a、b、c、d分别代表碲、硒、硫、氧元素。b代表硒元素,生成1 mol H2Se(g)的H=+81 kJ·mol-1,则分解反应的热化学方程式为H2Se(g)Se(s)+H2(g)H=-81 kJ·mol-1。(2)首先配平化学方程式4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s),根据能量关系计算出反应热。答案:(1)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)H=-234 kJ·mol-1H2Se(g)Se(s)+H2(g)H=-81 kJ·mol-1(2)4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s)H=-177.6 kJ·mol-1 判断热化学方程式正误的“五审”燃烧热、中和热、能源1.燃烧热 常温时稳定氧化物示例:HH2O(l),CCO2(g),SSO2(g)。2.能源(1)能源分类(2)解决能源问题的措施提高能源的利用效率:a.改善开采、运输、加工等各个环节;b.科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。开发新能源:开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。3.中和反应反应热及测定(1)测定原理H=-(m酸+m碱)·c·(t终-t始)nc=4.18 J·g-1· -1=4.18×10-3 kJ·g-1· -1;n为生成H2O的物质的量,稀溶液的密度用1 g·mL-1进行计算。(2)装置如图(3)实验步骤(4)注意事项玻璃搅拌器的作用是使反应物充分接触。隔热层的作用是减少热量的损失。为保证酸、碱完全中和,常采用碱稍过量(0.5 mol·L-1HCl、0.55 mol·L-1NaOH溶液等体积混合)。理解辨析1.判一判(正确的打“”,错误的打“×”)(1)开发利用各种新能源,减少对化石燃料的依赖,可以降低空气中PM2.5的含量。()(2)根据2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571 kJ·mol-1可知,氢气的燃烧热为571 kJ·mol-1。()(3)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.9 kJ·mol-1,则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol-1。()(4)已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1,则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量。()解析:(2)燃烧热是以1 mol可燃物为标准。(3)燃烧热对应生成稳定的氧化物的热效应,所以1 mol CH3OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)的热效应才是燃烧热。(4)醋酸电离要吸收热量,此时放出的热量小于57.3 kJ。答案:(1)(2)×(3)×(4)×2.想一想(1)表示燃烧热时,要完全燃烧生成稳定的氧化物,其含义是什么?提示:物质中对应元素完全转变成对应的稳定氧化物,如CCO2(g)、HH2O(l)、SSO2(g)等。(2)中和反应的反应热测定实验中,为使酸、碱混合均匀,应用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液,如何操作?能不能用金属(如铁、铜等)搅拌棒代替?提示:上下搅拌,使溶液混合均匀;金属导热性能好,会导致热量的散失,所以不能用金属搅拌棒代替。3.做一做(1)2CO2(g)2CO(g)+O2(g)反应的H=+2×283.0 kJ·mol-1,则CO(g)的燃烧热H=。(2)已知中和反应的中和热为57.3 kJ·mol-1。则Ba(OH)2和盐酸反应,表示中和热的热化学方程式为 。答案:(1)-283.0 kJ·mol-1(2)OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1 能源及分类1.未来可再生能源和清洁能源将成为人类利用新能源的主力军。下列关于能源的叙述正确的是(B)A.化石燃料是可再生能源B.风能、太阳能是清洁能源C.化石燃料都是清洁能源D.氢能是不可再生的清洁能源解析:化石燃料属于不可再生能源,故A错误;风能、太阳能对环境无影响,是清洁能源,故B正确;化石燃料燃烧时会产生二氧化硫等污染物,不是清洁能源,故C错误;氢气燃烧的产物是水,电解水可以获得氢气,因此氢能是可再生的清洁能源,故D错误。2.能源可划分为一次能源和二次能源,直接从自然界取得的能源称为一次能源,一次能源经过加工、转换得到的能源称为二次能源。下列能源中属于一次能源的是(C)A.氢能B.电能C.核能D.水煤气解析:氢能是通过加工转换得到的,为二次能源,A项错误;电能是二次能源,B项错误;核能又叫原子能,它可分为核聚变能和核裂变能两类,核燃料,如氘、氚,它们均可从自然界中直接取得,属于一次能源,C项正确;水煤气是通过煤和水蒸气制取的,是一氧化碳和氢气的混合气体,是二次能源,D项错误。 辨析两大反应热3.(2021·山东济南模拟)已知25 、101 kPa下,1 mol 液态水蒸发为水蒸气需要吸热44.0 kJ;H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H1=-57.3 kJ·mol-1;2CH3OH(l)+3O2(g)4H2O(g)+2CO2(g)H2=-1 277.0 kJ·mol-1。下列有关说法错误的是(A)A.若反应中CH3OH变为气态,则该反应的反应热H>H2B.CH3OH(l)的燃烧热H=-726.5 kJ·mol-1C.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l)H>-57.3 kJ·mol-1D.液态水变为水蒸气过程中需要克服分子间作用力解析:液态转化为气态的过程吸热,焓变为正,若反应中CH3OH变为气态,则同样条件下燃烧,气态CH3OH放出热量多,即反应热H<H2,故A错误;1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.0 kJ,可得H2O(l)H2O(g)H=44 kJ·mol-1,由盖斯定律,-4×可得2CH3OH(l)+3O2(g)4H2O(l)+2CO2(g)H2=-1 453.0 kJ·mol-1,则甲醇燃烧热H=-726.5 kJ·mo-1,故B正确;醋酸是弱电解质,电离吸热,故1 mol NaOH与1 mol醋酸反应放热小于57.3 kJ,故CH3COOH(aq)+NaOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l)H>-57.3 kJ·mol-1,故C正确;液态水变为水蒸气过程中分子间距发生变化,需要克服分子间作用力,故D正确。4.50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,下列说法正确的是(B)A.在测定中和热的实验中,至少需要测定并记录的温度是3次B.大烧杯上如不盖硬纸板,测得的中和热H会偏大C.用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得中和热H会偏小D.测定中和热的实验中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热H<-57.3 kJ/mol解析:在测定中和热的实验中,每一组要记录3次温度,而我们实验时至少要做3组,所以至少要记录9次温度,故A错误;大烧杯上如不盖硬纸板,会使一部分热量散失,求得放热数值将会减小,中和反应为放热反应,H会偏大,故B正确;一水合氨为弱碱,电离过程为吸热过程,所以用氨水代替NaOH溶液反应,反应放出的热量偏小,中和反应为放热反应,测得中和热H会偏大,故C错误;测定中和热的实验中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,铜导热性较强,导致热量散失较多,则测量出的中和热数值偏小,中和反应为放热反应,则H>-57.3 kJ/mol,故D错误。(1)有关燃烧热的判断,一看是否以1 mol可燃物为标准,二看是否生成稳定氧化物。(2)中和反应的实质是H+和OH-反应生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质、难电离物质等),这部分反应热不在中和反应的反应热之内。(3)对于中和反应的反应热、燃烧热,由于它们的反应放热是确定的,所以描述中不带“-”,但焓变为负值。盖斯定律及应用1.盖斯定律(1)盖斯定律的内容不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热相同,即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。例如:C(s)+O2(g)CO2(g)H1C(s)+12O2(g)CO(g)H2CO(g)+12O2(g)CO2(g)H3根据盖斯定律有H1=H2+H3。(2)盖斯定律的应用应用盖斯定律比较反应热的大小应用盖斯定律计算反应热。2.反应热大小的比较(1)根据反应物的量比较反应焓变的大小H2(g)+12O2(g)H2O(g)H12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H2反应中H2的量较多,因此放热较多,|H1|<|H2|,但H1<0,H2<0,故H1>H2。(2)根据反应进行的程度比较反应焓变的大小C(s)+12O2(g)CO(g)H3C(s)+O2(g)CO2(g)H4反应中,C完全燃烧,放热更多,|H3|<|H4|,但H3<0,H4<0,故H3>H4。(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小S(g)+O2(g)SO2(g)H5S(s)+O2(g)SO2(g)H6由-可得S(g)S(s)H=H5-H6<0,故H5<H6。理解辨析1.想一想由图像判断H1与H2的大小。提示:由图像可知,|H2|>|H1|,但H1<0,H2<0,故H1>H2。2.做一做近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图:反应:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)H1=+551 kJ·mol-1反应:S(s)+O2(g)SO2(g)H3=-297 kJ·mol-1反应的热化学方程式:  。解析:由题图可知,反应的化学方程式为3SO2+2H2O2H2SO4+S,根据盖斯定律,反应=-(反应+反应)可得3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s)H2=-254 kJ·mol-1。答案:3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s) H2=-254 kJ·mol-1 反应热关系判断1.(2020·浙江7月选考,22)关于下列H的判断正确的是(B)CO32-(aq)+H+(aq)HCO3-(aq)H1CO32-(aq)+H2O(l)HCO3-(aq)+OH-(aq) H2OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)H3OH-(aq)+CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H2O(l)H4A.H1<0H2<0B.H1<H2C.H3<0H4>0D.H3>H4解析:形成化学键要放出热量,H1<0,第二个反应是盐类的水解反应,是吸热反应,H2>0,A项错误;H1是负值,H2是正值,H1<H2,B项正确;酸碱中和反应是放热反应,H3<0,H4<0,C项错误;第四个反应(醋酸是弱酸,电离吸热)放出的热量小于第三个反应,但H3和H4都是负值,则H3<H4,D项错误。2.电解饱和食盐水的能量关系如图所示(所有数据均在室温下测得):下列说法不正确的是(A)A.H2<H6B.H3>0,H4<0C.2H+(aq)+2Cl-(aq)H2(g)+Cl2(g)的H=H2+H3+H4+H6+H7D.中和热可表示为-0.5H5解析:由题给示意图可知,过程2为溶液中氯离子失去电子转化为氯原子的吸热过程,H2>0,过程6为溶液中氢离子得到电子生成氢原子的放热过程,H6<0,则H2>H6,故A错误;由题给示意图可知,过程3为溶液中氯原子转化为气态氯原子的吸热过程,H3>0,过程4为氯原子形成氯气分子的放热过程,H4<0,故B正确;由盖斯定律可知,过程2+过程3+过程4+过程6+过程7得反应2H+(aq)+2Cl-(aq)H2(g)+Cl2(g),则反应的焓变H=H2+H3+H4+H6+H7,故C正确;中和热为稀酸和稀碱发生中和反应生成1 mol水释放的能量,由题给示意图可知,过程5为2 mol液态水转化为氢离子和氢氧根离子吸收热量的过程,则酸与碱发生中和反应的中和热可表示为-0.5H5,故D正确。 利用盖斯定律书写热化学方程式,计算反应热3.(2021·河北衡水开学考)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知:Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g)H1=+64.39 kJ·mol-12H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)H2=-196.46 kJ·mol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l)H3=-285.84 kJ·mol-1在H2SO4溶液中,1 mol Cu与1 mol H2O2完全反应生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反应热H等于(B)A.-417.91 kJ·mol-1B.-319.68 kJ·mol-1C.+546.69 kJ·mol-1D.-448.46 kJ·mol-1解析:由盖斯定律可知该反应的反应热H=H1+H2×12+H3=64.39 kJ·mol-1+(-196.46 kJ·mol-1)×12+(-285.84 kJ·mol-1)=-319.68 kJ·mol-1,即Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l)H=-319.68 kJ·mol-1,故选B。4.(2021·重庆联合诊断)为了节能减排,提高资源的利用率,可以用CO和CO2与H2反应合成乙醇。已知:2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(l)+H2O(g)H1=-296.6 kJ·mol-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H2=-41.2 kJ·mol-11 mol液态水变为气态水的焓变为H=+44 kJ·mol-1则由CO2(g)和H2(g)反应生成1 mol CH3CH2OH(l)和3 mol H2O(l)的H(kJ·mol-1)为(A)A.-346.2B.-390.2C.-434.2D.-692.4解析:-×2得2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(l)+3H2O(g)H=-296.6-(-41.2)×2 kJ·mol-1=-214.2 kJ·mol-1;-×3得2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(l)+3H2O(l)H=(-214.2-44×3) kJ·mol-1=-346.2 kJ·mol-1。5.(1)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:.CuCl2(s)CuCl(s)+12Cl2(g)H1=83 kJ·mol-1.CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+12Cl2(g)H2=-20 kJ·mol-1.CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121 kJ·mol-1则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的H= kJ·mol-1 (2)已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)H1=-4.4 kJ·mol-12NO2(g)N2O4(g)H2=-55.3 kJ·mol-1则反应N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)的H= kJ·mol-1。 (3)CH4超干重整CO2的催化转化如图1所示:已知相关反应的能量变化如图2所示,过程的热化学方程式为 。 下列关于上述过程的说法不正确的是(填字母)。a.实现了含碳物质与含氢物质的分离b.可表示为CO2+H2H2O(g)+COc.CO未参与反应d.Fe3O4、CaO为催化剂,降低了反应的H解析:(1)根据盖斯定律知,(反应+反应+反应)×2得4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H=(H1+H2+H3)×2=-116 kJ·mol-1。(2)将已知热化学方程式依次编号为、,根据盖斯定律,由12×-得N2O5(g)2NO2(g)+12O2(g)H=H1-2H22=-4.4+55.3×22 kJ·mol-1=+53.1 kJ·mol-1。(3)据CH4超干重整CO2的催化转化图,过程的化学方程式为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),由能量反应进程曲线得热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+206.2 kJ·mol-1(i)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)H=-165 kJ·mol-1(ii)(i)×2+(ii)得过程的热化学方程式为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=+247.4 kJ·mol-1。过程物质变化为左上(CO、H2、CO2)+右下(惰性气体)左下(H2O)+右上(CO、惰性气体),总反应为H2+CO2H2O(g)+CO,Fe3O4、CaO为总反应的催化剂,能降低反应的活化能,但不能改变反应的H,故a、b正确,c、d错误。答案:(1)-116(2)+53.1(3)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=+247.4 kJ·mol-1cd1.(2021·山东卷,14)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为:+OH-+CH3O-,能量变化如图所示。已知为快速平衡,下列说法正确的是(B)A.反应、为决速步B.反应结束后,溶液中存在18OH-C.反应结束后,溶液中存在CH318OHD.反应与反应活化能的差值等于图示总反应的焓变解析:一般来说,反应的活化能越高,反应速率越慢,由图可知,反应和反应的活化能较高,因此反应的决速步为反应、,故A错误;反应为加成反应,而与为快速平衡,反应的成键和断键方式为或,后者能生成18OH-,因此反应结束后,溶液中存在18OH-,故B正确;反应的成键和断键方式为或,因此反应结束后溶液中不会存在CH318OH,故C错误;该总反应对应反应物的总能量高于生成物的总能量,总反应为放热反应,因此和CH3O-的总能量与和OH-的总能量之差等于图示总反应的焓变,故D错误。2.(2021·重庆新高考适应性考试,11)已知(g)+H2(g)CH3CH2CH3(g)H=-157 kJ/mol。已知环丙烷(g)的燃烧热H=-2 092 kJ/mol,丙烷(g)的燃烧热H=-2 220 kJ/mol,1 mol液态水蒸发为气态水的焓变为H=+44 kJ/mol。则2 mol氢气完全燃烧生成气态水的H(kJ/mol)为(B)A.-658B.-482C.-329D.-285解析:已知反应为(g)+H2(g)CH3CH2CH3(g)H1=-157 kJ/mol。反应(g)+4.5O2(g)3CO2(g)+3H2O(l)H2=-2 092 kJ·mol-1,反应CH3CH2CH3(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)H3=-2 220 kJ/mol,变化H2O(l)H2O(g)H4=+44 kJ/mol,则按盖斯定律,反应-反应+反应+变化得到反应H2(g)+0.5O2(g)H2O(g)H,H=H1-H2+H3+H4=-241 kJ/mol,则2 mol氢气完全燃烧生成气态水的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-482 kJ/mol,B正确。3.(2021·湖南新高考适应性考试,9)活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点,HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示:下列说法正确的是(C)A.该反应为吸热反应B.产物的稳定性:P1>P2C.该历程中最大正反应的活化能E正=186.19 kJ·mol-1D.相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:v(P1)<v(P2)解析:由图示可知,反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高,即该反应为放热反应,故A错误;产物P2所具有的能量比产物P1所具有的能量低,所以产物P2比产物P1要稳定,故B错误;由图示可知中间产物Z到过渡态所需的活化能最大,则E正=186.19 kJ·mol-1,故C正确;由图示可知,由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能,则由中间产物Z转化为产物的速率v(P1)>v(P2),故D错误。4.(1)(2020·山东