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2019届二轮复习 化学能与热能 学案（全国通用） (2)
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化学能与热能
一、考纲要求
1. 了解化学反应中能量转化的原因。能说出常见的能量转化形式。
2. 了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3. 了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
4. 了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
二、考题规律
随着社会的发展和人们生活水平的提高，能源的需求量越来越大，对周围环境产生的影响也越来越大。从能源问题切入，可引出许多学科知识，能培养和考查学生的综合能力。高考考查的主要内容有：（1）热化学方程式的书写及正误判断；（2）反应热的计算；（3）反应热与能源的综合考查及能量转化的综合考查。
三、考向预测
这部分知识与生产生活密切相关。预计考查反应热的内容将不断拓宽，难度会有所提高，题型也会有新的变化。以能量变化图象为载体，考查燃烧热、反应热的计算是近几年命题的常见形式；书写热化学方程式以及盖斯定律的应用更是高考的热点。
一．化学能与热能归纳总结：
二、化学反应中能量的变化
1. 焓变：在恒压条件下，进行反应的热效应。符号：ΔH，单位：kJ/mol。规定：放热反应ΔH 取“－”，吸热反应ΔH取“＋”。
2. 放热反应与吸热反应
（1）定义：当反应物总能量大于生成物总能量时，为放热反应
当反应物总能量小于生成物总能量时，为吸热反应。
如下图所示为能量变化与反应过程的关系。
当E1＞E2 时，吸热反应，ΔH>0；当E1
常见的放热反应有：燃烧、中和反应、常温下能自发进行的绝大多数的各类反应。
常见的吸热反应有：水解反应、结晶水合物失水的反应、碳与二氧化碳或与水蒸气的反应等。
3. 热化学方程式
（1）定义：表示反应物、生成物的物质的量和反应热的关系的化学方程式。
（2）意义：表明了变化过程中的物质变化而且也表明了该过程中的能量变化。如2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）；ΔH＝－571.6kJ.mol－1，表示在 25 ℃、101 kPa 条件下，2 mol H2（g）和1 mol O2（g）完全反应生成2 mol H2O（l）时释放571.6 kJ的能量。
（3）书写步骤：写热化学方程式一般要先写出反应过程，注明各物质的状态，再计算反应热，写出热化学方程式。
三、燃烧热与中和热
1. 燃烧热：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的热化学方程式强调燃烧物前的计量数为1
如：H2的燃烧热的热化学方程式：H2（g）＋O2（g）＝H2O（l）；
△H＝－286kJ·mol－1
2. 中和热：在稀溶液里，酸跟碱发生中和反应而生成1mol 液态H2O，这时的反应热叫做中和热。中和热强调热化学方程式中水前的计量数为1。生成的必须是液态水。
中和热的热化学方程式：
NaOH（aq）＋H2SO4（aq）＝Na2SO4（aq）＋H2O（l）；△H＝－57.3kJ·mol－1
四、盖斯定律
1. 定义：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。反应热只和反应体系的始态和终态有关，而与途径无关。
2. 举例：如图，始态为S，终态为L，中间过程为R，则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2
五、能源的充分利用
1. 化石燃料主要包括：煤、石油、天然气等。
2. 燃料不充分燃烧的危害：产热少，浪费资源，产生CO等有害气体，污染环境。
3. 提高燃料的使用效率。
4. 开发新能源。
聚焦热点1：化学反应中的能量变化
例1 （金华质检）利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法，已知CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）过程中能量情况如图所示，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是（ ）
A. 该反应的ΔH＝91 kJ·mol－1
B. 加入催化剂，该反应的ΔH变小
C. 反应物的总能量大于生成物的总能量
D. 如果该反应生成液态CH3OH，则ΔH更大
分析：据图示，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，A错误，C正确；加入催化剂只能降低反应所需的活化能，而对反应热无影响，B错误；生成液态CH3OH时释放出的热量更大，ΔH更小，D错误。
答案：C
点评：放热反应中反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，放出热量的多少等于反应物具有的总能量与生成物具有的总能量的差值。△H与反应物的物质的量有关，与催化剂无关。
例2 （广东深圳检测，双选）下列说法不正确的是（ ）
A. 焦炭在高温下与水蒸气的反应是吸热反应
B. 氢氧化钾与硝酸的反应是放热反应
C. 燃料有足够的空气就能充分燃烧
D. 化学反应的过程，都可以看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等而被释放出来的过程。
分析：燃料要充分燃烧，除了要有足够的空气外，还要使温度达到其着火点，C 错误。化学反应的过程，是化学键断裂和形成的过程，化学键形成可以看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等而被释放出来，但同时化学键的断裂则需要吸收外界的能量“贮存”为物质内部的能量，D 的说法是片面的。
答案：CD
点评：反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。
例3 （重庆）SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。已知：1molS（s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF-F 、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S（s）＋3F2（g）=SF6（g）的反应热△H为
A. –1780kJ/mol B. –1220 kJ/mol C. –450 kJ/mol D. +430 kJ/mol
分析：本题考查反应热的有关计算。在化学反应中断键需要吸热，而形成新的化学键需要放热。由题意得1mol S（s）和3molF2（g）形成S原子和F原子共需要吸收能量280kJ+3×160kJ＝760 kJ。而生成1mol SF6（g）时需形成6molS-F键，共放出6×330kJ＝1980 kJ，因此该反应共放出热量1980 kJ－760 kJ＝1220kJ，所以该反应的反应热△H＝－1220 kJ/mol，选项B正确。
答案：B
点评：（1）键能指的是拆开1 mol化学键所需要借助的外部能量，与物质本身储存的能量不是同一概念；（2）物质的总键能越大，则它的总能量越小，物质越稳定。
聚焦热点2：热化学方程式
例1 25℃，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5 518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A. 2H＋（aq）＋SO（aq）＋Ba2＋（aq）＋2OH－（aq）===BaSO4（s）＋2H2O（l）ΔH＝－57.3 kJ/mol
B. KOH（aq）＋H2SO4（aq）===K2SO4（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ/mol
C. C8H18（l）＋O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（g） ΔH＝－5 518 kJ/mol
D. 2C8H18（g）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（l） ΔH＝－5 518 kJ/mol
分析：H2SO4与Ba（OH）2溶液反应，不仅生成了H2O，还有BaSO4生成，因此A项放出的热量比57.3 kJ×2还多，A项错误；辛烷的燃烧热是指1 mol辛烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量是5 518 kJ，C、D项均错误。
答案：B
点评：“五看”法判断热化学方程式的正误：①看方程式是否配平；②看各物质的聚集状态是否正确；③看ΔH的“＋”“－”是否正确；④看反应热的单位是否为kJ/mol；⑤看反应热的数值与化学计量数是否对应。
例2 （浙江卷）下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是（ ）
A. 甲烷的标准燃烧热为－890.3kJ·mol﹣1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） △H=-890.3kJ·mol﹣1
B. 500℃、30MPa下，将0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3kJ，其热化学方程式为：
△H=－38.6kJ·mol-1
C. 氯化镁溶液与氨水反应：
D. 氧化铝溶于NaOH溶液：3↓
分析：A、标准燃烧热的定义，1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量（标准指298K，1atm）。水液态稳定，方程式系数就是物质的量，故A错。B、根据热化学方程式的含义，与对应的热量是1mol氮气完全反应时的热量，但此反应为可逆反应，故投入0.5mol的氮气，最终参加反应的氮气一定小于0.5mol。所以△H的值大于－38.6kJ/mol，B错。D、氧化铝溶于氢氧化钠溶液应该生成NaAlO2。
答案：C
点评：本题考查热化学方程式与离子方程式的书写。化学用语是化学学科的技术规范，强调准确性，强调正确理解与应用。应特别重视热化学方程式的系数与反应热的对应关系。重视离子方程式的拆与不拆的问题。热化学方程式的书写问题包括：聚集状态、系数、系数与反应热数值对应、反应热单位、可逆反应的反应热等。
例3 （上海）根据碘与氢气反应的热化学方程式
（i）I2（g）+ H2（g） 2HI（g）+ 9.48 kJ
（ii）I2（S）+ H2（g）2HI（g）－26.48 kJ
下列判断正确的是
A. 254g I2（g）中通入2gH2（g），反应放热9.48 kJ
B. 1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C. 反应（i）的产物比反应（ii）的产物稳定
D. 反应（ii）的反应物总能量比反应（i）的反应物总能量低
分析：反应是可逆反应，反应物不能完全转化；利用盖斯定律可得出1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ；同一种物质的能量在相同条件下，能量一样多。同样利用盖斯定律可得出选项D正确。
答案：D
点评：判断热化学方程式正误的方法：（1）检查是否标明了各物质的状态；（2）检查ΔH的符号、数值是否正确；（3）检查反应前后原子种类、数目是否相等（质量守恒）。
聚焦热点3：反应焓变的计算
例1 （广东理综）在298 K、100 kPa时，已知：
2H2O（g）===O2（g）＋2H2（g） ΔH1
Cl2（g）＋H2（g）===2HCl（g） ΔH2
2Cl2（g）＋2H2O（g）===4HCl（g）＋O2（g） ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是（ ）
A. ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B. ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C. ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D. ΔH3＝ΔH1－ΔH2
分析：第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得到，由盖斯定律可知
答案：A
点评：在使用盖斯定律，且伴随着两个或多个方程式的加减处理时，△H的计算一定要带上正负号。
例2 氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知：CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g） △H＝+206.2kJ·mol－1
CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g） △H＝+247.4 kJ·mol－1
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式为 。
分析：利用盖斯定律，将第一个反应方程式乘以2减第二个反应即可。
答案：CH4（g）＋2H2O（g）＝CO2（g）＋4H2（g）；H＝+165.0 kJ·mol－1
点评：本题以新能源为背景，考查热化学方程式相关知识，并涉及元素化合物性质。高三复习一定要关注生活，适度加强综合训练与提升。
例3 按要求写热化学方程式：
（1）已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式____________________________。
（2）25℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式________________________________________________________。
（3）已知下列热化学方程式：
①CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH1＝－870.3 kJ/mol
②C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH2＝－393.5 kJ/mol
③H2（g）＋O2（g）===H2O（l） ΔH3＝－285.8 kJ/mol
写出由C（s）、H2（g）和O2（g）化合生成CH3COOH（l）的热化学方程式________________。
分析：（1）由中和热的定义可知，1 mol NaOH与 mol H2SO4反应生成1 mol水时放热57.3 kJ。
（2）CO2通入澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，即n（CO2）＝0.25 mol，则n（C4H10）＝ mol，1 mol丁烷完全燃烧放出热量16Q kJ。
（3）合成CH3COOH的反应为：2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）
根据盖斯定律，②×2＋③×2－①得，
ΔH＝（－393.5 kJ/mol）×2＋（－285.8 kJ/mol）×2－（－870.3 kJ/mol）＝－488.3 kJ/mol。
答案：（1）H2SO4（aq）＋NaOH（aq）===Na2SO4（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ/mol
（2）C4H10（g）＋O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（l） ΔH＝－16Q kJ/mol
（3）2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l） ΔH＝－488.3 kJ/mol
点评：燃烧热的热化学方程式强调燃烧物前的计量数为1；中和热强调热化学方程式中水前的计量数为1，生成的必须是液态水。利用盖斯定律计算化学反应的焓变时，热化学方程式可以和数学方程式一样进行加、减、乘、除运算。需要时可将热化学反应方程式的系数扩大或缩小，应注意ΔH也要同比例扩大或缩小，也可将热化学方程式逆向改写，此时ΔH绝对值相等，符号相反。
一、书写热化学方程式的注意事项：
1. 注明反应的温度和压强（若在101kPa和298K条件下进行，可不予注明）.
2. △H写在方程式右边。
3. 必须标明物质的聚集状态。
4. 各物质前的计量系数不表示分子数目，只表示物质的量的关系。
二、化学反应焓变的比较：
1. 同一反应中，生成物状态不同
如A（g）＋B（g）===C（g） ΔH1＜0 A（g）＋B（g）===C（l） ΔH2＜0
因为产物C（g）比C（l）所含能量多，反应放出的热量少，所以ΔH1＞ΔH2。（注意：放热越多，ΔH越小）
2. 同一反应中，反应物状态不同
如S（g）＋O2（g）===SO2（g） ΔH1＜0 S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH2＜0
因为反应物S（g）比S（s）所含能量多，反应放出的热量就多，所以ΔH1＜ΔH2。
练习题
（答题时间：60分钟）
一、选择题
1. 下列既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（ ）
A. 铝片与稀盐酸反应 B. Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应
C. 灼热的炭与水蒸气的反应 D. 甲烷（CH4）在O2中的燃烧反应
2. 下列对化学反应的认识错误的是（ ）
A. 会引起化学键的变化 B. 会产生新的物质
C. 必然引起物质状态的变化 D. 必然伴随着能量的变化
﹡3. 在25℃、101 kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是（ ）
A. CH3OH（l）＋O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝＋725.8 kJ/mol
B. 2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH＝－1 452 kJ/mol
C. 2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH＝－725.8 kJ/mol
D. 2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝＋1 452 kJ/mol
4. （广州一模）下列有关热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A. 已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝－483.6 kJ/mol，则氢气的燃烧热为241.8 k J/mol
B. 已知C（石墨，s）===C（金刚石，s） ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C. 含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则表示该反应中和热的化学方程式为：NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）ΔH＝－57.4kJ/mol
D. 已知2C（s）＋2O2（g）===2CO2（g）；ΔH1，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）；ΔH2，则ΔH1>ΔH2
5. 已知：2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）；ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－890 kJ·mol－1
现有H2与CH4的混合气体112 L（标准状况下），使其完全燃烧生成CO2和H2O（l），若实验测得反应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是（ ）
A. 1∶1 B. 1∶3 C. 1∶4 D. 2∶3
6. 已知25℃、101 kPa时，乙烯和乙炔（C2H2）燃烧的热化学方程式分别为C2H4（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－1 411 kJ·mol－1
2C2H2（g）＋5O2（g）===4CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－2 600 kJ·mol－1
又知燃烧时火焰的温度乙炔高于乙烯。据此，下列说法不正确的是（ ）
A. 物质的燃烧热越大，火焰温度越高
B. 相同条件下等体积乙烯和乙炔完全燃烧时，乙炔放热较少
C. 25℃、101 kPa时，1 mol乙烯完全燃烧生成气态产物时，放出的热量少于1 411 kJ
D. 乙炔的燃烧热为1 300 kJ·mol－1
7. 下列关于热化学反应的描述中正确的是（ ）
A. HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1
B. CO（g）的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应的
ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1
C. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D. 1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
8. 下列有关离子反应H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ/mol的说法正确的是（ ）
A. 代表所有的酸碱中和反应
B. 反应物一定是强酸与强碱
C. 强酸与强碱的中和反应都可以这样表示
D. 代表稀的强酸与稀的强碱反应生成1 mol液态水时，放出热量57.3 kJ
9. 已知下列热化学方程式：Zn（s）＋O2（g）===ZnO（s）ΔH1 Hg（l）＋O2（g）===HgO（s）ΔH2，则Zn（s）＋HgO（s）===Hg（l）＋ZnO（s） ΔH3，ΔH3的值为（ ）
A. 2ΔH2－ΔH1 B. 2ΔH1－ΔH2 C. ΔH1－ΔH2 D. ΔH2－ΔH1
10. 化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如下图所示，该反应的热化学方程式是（ ）
A. N2（g）＋3H2（g）2NH3（l） ΔH＝2（a－b－c）kJ·mol－1
B. N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝2（b－a）kJ·mol－1
C. N2（g）＋H2（g）NH3（l） ΔH＝（b＋c－a）kJ·mol－1
D. N2（g）＋H2（g）NH3（g） ΔH＝（a＋b）kJ·mol－1
﹡11. 已知：2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝－566 kJ/mol
Na2O2（s）＋CO2（g）===Na2CO3（s）＋O2（g） ΔH＝－226 kJ/mol
根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是（ ）
A. CO的燃烧热为283 kJ
B. 上图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C. 2Na2O2（s）＋2CO2（s）===2Na2CO3（s）＋O2（g） ΔH>－452 kJ/mol
D. CO（g）与Na2O2（s）反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023
12. （兰州）下列有关热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A. 已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－571.6 kJ/mol，则氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol
B. 已知C（石墨，s）===C（金刚石，s） ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
C. 含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则稀醋酸稀
NaOH溶液反应的热化学方程式为：NaOH（aq）＋CH3COOH（aq）===CH3COONa（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.4 kJ/mol
D. 已知2C（s）＋2O2（g）===2CO2（g） ΔH1，2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
二、非选择题
﹡13. 如果1个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，这个规律称为盖斯定律。据此回答下列问题：
（1）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。 丙烷脱氢可得丙烯。
已知：C3H8（g）→CH4（g）＋HC≡CH（g）＋H2（g） ΔH1＝＋156.6 kJ·mol－1
CH3CH＝CH2（g）→CH4（g）＋HC≡CH（g） ΔH2＝＋32.4 kJ·mol－1
则相同条件下，丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为 ____________________。
（2）已知：Na2CO3·10H2O（s）===Na2CO3（s）＋10H2O（g）
ΔH1＝＋532.36 kJ·mol－1
Na2CO3·10H2O（s）===Na2CO3·H2O（s）＋9H2O（g） ΔH2＝＋473.63 kJ·mol－1
写出Na2CO3·H2O（s）脱水反应的热化学方程式
___ 。
14. 已知下列热化学方程式：
（1）Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g） ΔH＝－25 kJ/mol
（2）3Fe2O3（s）＋CO（g）===2Fe3O4（s）＋CO2（g） ΔH＝－47 kJ/mol
（3）Fe3O4（s）＋CO（g）===3FeO（s）＋CO2（g） ΔH＝＋19 kJ/mol
写出FeO（s）被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式
_______________________________________________________________________。
﹡15. 近年来，由CO2催化加氢合成甲醇的相关研究受到越来越多的关注. 该方法既可解决CO2废气的利用问题，又可开发生产甲醇的新途径，具有良好的应用前景. 已知4.4 g CO2气体与H2经催化加氢生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的能量。
（1）该反应的热化学方程式为：__________________________________________.
（2）在270℃、8 MPa和适当催化剂的条件下，CO2的转化率达到22%，则4.48 m3（已折合为标准状况下）的CO2能合成CH3OH气体的物质的量是________，此过程中能放出热量________ kJ。
（3）又已知H2O（g）===H2O（l） ΔH＝－44 kJ/mol，则22 g CO2气体与H2反应生成CH3OH气体和液态水时放出热量为________。
（4）根据该反应特点，有利于甲醇合成的条件是________。
A. 高压高温 B. 低压高温 C. 高压低温 D. 低压低温
练习题答案
1. C 解析：铝片与稀盐酸之间的置换反应、甲烷（CH4）在O2中的燃烧反应既是氧化还原反应，又是放热反应；灼热的炭与水蒸气发生的氧化还原反应是吸热反应；Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl之间发生的复分解反应是吸热反应。
2. C 解析：化学变化的本质是旧化学键的断裂、新化学键的形成，化学变化中会产生新的物质并伴随能量变化，但物质状态不一定发生变化，如：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）。
﹡3. B 解析：本题考查热化学方程式的书写及有关的计算。因1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水，放出22.68 kJ·g－1×32 g＝725.8 kJ热量，所以2 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水的ΔH＝－1451.6 kJ·mol－1。
4. C解析：A中表示燃烧热时H2O应为液体；B中由热化学方程式知金刚石具有的能量高，金刚石不如石墨稳定；D中忽视了放热反应的ΔH为负值。
5. B 解析：设H2和CH4的物质的量分别是x和y，则x＋y＝112/22.4，＋890y＝3 695，解得x＝1.25 mol，y＝3.75 mol，故原混合气体中H2与CH4物质的量之比是1∶3。
6. A 解析：C2H4的燃烧热为1 411 kJ·mol－1，C2H2的燃烧热为1 300 kJ·mol－1，而乙炔燃烧的火焰温度高于乙烯，A项错误。
7. B 解析：中和热是指强酸与强碱的稀溶液完全反应生成1 mol Ｈ2Ｏ所放出的热量，所以A错误；；Ｂ中ＣＯ燃烧是放热反应，则2ＣＯ2（g）+Ｏ2（g）为吸热反应，且生成2 mol CO，△H＝＋2×283.0 kJ·mol-1，B正确；需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应、碳的燃烧等，C不正确；燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，D中甲烷燃烧生成气态水不属于稳定的氧化物，D错误。
8. D 解析：有弱酸或弱碱参加的反应其离子方程式不能这样表示；强酸的酸式盐与强碱反应也可用这个离子方程式表示，但硫酸与Ba（OH）2的反应不能用该离子方程式表示，故A、B、C项错误，ΔH＝－57.3 kJ/mol是中和热。
9. C 解析：用第一式减去第二式即得第三式。
10. A 解析：mol N2（g）与mol H2（g）完全反应生成1 mol NH3（g）时放热：（b－a）kJ。生成1 mol NH3（l）时放热：（b＋c－a）kJ。
﹡11. C 解析：A错，燃烧热的单位应是kJ/mol。B项，图中没有标注物质的物质的量。C项， 由CO2（s）===CO2（g） ΔH>0及盖斯定律可知C项正确。D项，当反应放出509 kJ热 量时，参加反应的CO为1 mol，电子转移数为2×6.02×1023。
12. A 解析：石墨转化为金刚石是吸热反应，金刚石能量高，石墨比金刚石稳定，B不正确；醋酸反应过程中继续电离，电离吸收热量，C不正确；碳完全燃烧生成CO2比不完全燃烧生成CO放出的热量多，但是其反应热ΔH是负值，故ΔH1＜ΔH2，D不正确。
﹡13. 解析：（1）由C3H8（g）―→CH4（g）＋HC≡CH（g）＋H2（g） ΔH1＝＋156.6 kJ·mol－1①
CH3CH===CH2（g）―→CH4（g）＋HC≡CH（g） ΔH＝＋32.4 kJ·mol－1②[
①－②可以得到
②C3H8（g）―→CH3CH===CH2（g）＋H2（g）；
ΔH＝ΔH1－ΔH2＝＋156.6 kJ·mol－1－32.4 kJ·mol－1＝＋124.2 kJ·mol－1
（2）根据盖斯定律，将题中反应①－②得：
Na2CO3·H2O（s）===Na2CO3（s）＋H2O（g） ΔH＝＋58.73 kJ·mol－1
答案：（1）C3H8（g）→CH3CH＝CH2（g）＋H2（g） ΔH＝＋124.2 kJ/mol
（2）Na2CO3·H2O（s）＝Na2CO3（s）＋H2O（g） ΔH＝＋58.73 kJ/mol
14. 解析：依据盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的我们可从题目中所给的有关方程式分析：从方程式（3）与方程式（1）可以看出有我们需要的有关物质。但方程式（3）必须通过方程式（2）有关物质才能和方程式（1）结合在一起。将方程式（3）×2＋方程式（2）得：2Fe3O4（s）＋2CO（g）＋3Fe2O3（s）＋CO（g）===6FeO（s）＋2CO2（g）＋2Fe3O4（s）＋CO2（s）ΔH＝＋19 kJ/mol×2＋（－47 kJ/mol）。
整理得（4）：
Fe2O3（s）＋CO（g）===2FeO（s）＋CO2（g） ΔH＝－3 kJ/mol
将（1）－（4）得：
2CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g）－2FeO（s）－CO2（g） ΔH＝－25 kJ/mol－（－3 kJ/mol）
整理得：FeO（s）＋CO（g）===Fe（s）＋CO2（g） ΔH＝－11 kJ/mol
答案：FeO（s）＋CO（g）===Fe（s）＋CO2（g） ΔH＝－11 kJ/mol
﹡15. 解析：（1）4.4 g CO2气体完全合成CH3OH和水蒸气放热4.95 kJ，则1 mol CO2完全合成CH3OH和水蒸气放热49.5 kJ，热化学方程式为CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＝－49.5 kJ/mol。
（2）n（CH3OH）＝n（CO2）＝×22%＝44 mol，每生成1 mol CH3OH（g）放热49.5 kJ，则此过程中放热为：（44×49.5）kJ＝2178 KJ。
（3）由H2O（g）===H2O（l） ΔH＝－44 kJ/mol以及（1）中的热化学方程式可知，1 mol CO2完全合成CH3OH并生成液态水时放热为44 kJ＋49.5 kJ＝93.5 kJ.则22 g CO2即0.5 mol CO2与H2反应时，放热为93.5 kJ÷2＝46.75 kJ。
（4）该反应正反应放热，低温有利于CO2合成CH3OH，又因正反应为体积减小的反应，高压有利于CO2合成CH3OH。
答案：（1）CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（g）＋H2O（g）
ΔH＝－49.5 kJ/mol
（2）44 mol 2178
（3）46.75 kJ
（4）C
一、考纲要求
1. 了解化学反应中能量转化的原因。能说出常见的能量转化形式。
2. 了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3. 了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
4. 了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
二、考题规律
随着社会的发展和人们生活水平的提高，能源的需求量越来越大，对周围环境产生的影响也越来越大。从能源问题切入，可引出许多学科知识，能培养和考查学生的综合能力。高考考查的主要内容有：（1）热化学方程式的书写及正误判断；（2）反应热的计算；（3）反应热与能源的综合考查及能量转化的综合考查。
三、考向预测
这部分知识与生产生活密切相关。预计考查反应热的内容将不断拓宽，难度会有所提高，题型也会有新的变化。以能量变化图象为载体，考查燃烧热、反应热的计算是近几年命题的常见形式；书写热化学方程式以及盖斯定律的应用更是高考的热点。
一．化学能与热能归纳总结：
二、化学反应中能量的变化
1. 焓变：在恒压条件下，进行反应的热效应。符号：ΔH，单位：kJ/mol。规定：放热反应ΔH 取“－”，吸热反应ΔH取“＋”。
2. 放热反应与吸热反应
（1）定义：当反应物总能量大于生成物总能量时，为放热反应
当反应物总能量小于生成物总能量时，为吸热反应。
如下图所示为能量变化与反应过程的关系。
当E1＞E2 时，吸热反应，ΔH>0；当E1
常见的放热反应有：燃烧、中和反应、常温下能自发进行的绝大多数的各类反应。
常见的吸热反应有：水解反应、结晶水合物失水的反应、碳与二氧化碳或与水蒸气的反应等。
3. 热化学方程式
（1）定义：表示反应物、生成物的物质的量和反应热的关系的化学方程式。
（2）意义：表明了变化过程中的物质变化而且也表明了该过程中的能量变化。如2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）；ΔH＝－571.6kJ.mol－1，表示在 25 ℃、101 kPa 条件下，2 mol H2（g）和1 mol O2（g）完全反应生成2 mol H2O（l）时释放571.6 kJ的能量。
（3）书写步骤：写热化学方程式一般要先写出反应过程，注明各物质的状态，再计算反应热，写出热化学方程式。
三、燃烧热与中和热
1. 燃烧热：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的热化学方程式强调燃烧物前的计量数为1
如：H2的燃烧热的热化学方程式：H2（g）＋O2（g）＝H2O（l）；
△H＝－286kJ·mol－1
2. 中和热：在稀溶液里，酸跟碱发生中和反应而生成1mol 液态H2O，这时的反应热叫做中和热。中和热强调热化学方程式中水前的计量数为1。生成的必须是液态水。
中和热的热化学方程式：
NaOH（aq）＋H2SO4（aq）＝Na2SO4（aq）＋H2O（l）；△H＝－57.3kJ·mol－1
四、盖斯定律
1. 定义：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。反应热只和反应体系的始态和终态有关，而与途径无关。
2. 举例：如图，始态为S，终态为L，中间过程为R，则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2
五、能源的充分利用
1. 化石燃料主要包括：煤、石油、天然气等。
2. 燃料不充分燃烧的危害：产热少，浪费资源，产生CO等有害气体，污染环境。
3. 提高燃料的使用效率。
4. 开发新能源。
聚焦热点1：化学反应中的能量变化
例1 （金华质检）利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法，已知CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）过程中能量情况如图所示，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是（ ）
A. 该反应的ΔH＝91 kJ·mol－1
B. 加入催化剂，该反应的ΔH变小
C. 反应物的总能量大于生成物的总能量
D. 如果该反应生成液态CH3OH，则ΔH更大
分析：据图示，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，A错误，C正确；加入催化剂只能降低反应所需的活化能，而对反应热无影响，B错误；生成液态CH3OH时释放出的热量更大，ΔH更小，D错误。
答案：C
点评：放热反应中反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，放出热量的多少等于反应物具有的总能量与生成物具有的总能量的差值。△H与反应物的物质的量有关，与催化剂无关。
例2 （广东深圳检测，双选）下列说法不正确的是（ ）
A. 焦炭在高温下与水蒸气的反应是吸热反应
B. 氢氧化钾与硝酸的反应是放热反应
C. 燃料有足够的空气就能充分燃烧
D. 化学反应的过程，都可以看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等而被释放出来的过程。
分析：燃料要充分燃烧，除了要有足够的空气外，还要使温度达到其着火点，C 错误。化学反应的过程，是化学键断裂和形成的过程，化学键形成可以看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等而被释放出来，但同时化学键的断裂则需要吸收外界的能量“贮存”为物质内部的能量，D 的说法是片面的。
答案：CD
点评：反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。
例3 （重庆）SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。已知：1molS（s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF-F 、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S（s）＋3F2（g）=SF6（g）的反应热△H为
A. –1780kJ/mol B. –1220 kJ/mol C. –450 kJ/mol D. +430 kJ/mol
分析：本题考查反应热的有关计算。在化学反应中断键需要吸热，而形成新的化学键需要放热。由题意得1mol S（s）和3molF2（g）形成S原子和F原子共需要吸收能量280kJ+3×160kJ＝760 kJ。而生成1mol SF6（g）时需形成6molS-F键，共放出6×330kJ＝1980 kJ，因此该反应共放出热量1980 kJ－760 kJ＝1220kJ，所以该反应的反应热△H＝－1220 kJ/mol，选项B正确。
答案：B
点评：（1）键能指的是拆开1 mol化学键所需要借助的外部能量，与物质本身储存的能量不是同一概念；（2）物质的总键能越大，则它的总能量越小，物质越稳定。
聚焦热点2：热化学方程式
例1 25℃，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5 518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A. 2H＋（aq）＋SO（aq）＋Ba2＋（aq）＋2OH－（aq）===BaSO4（s）＋2H2O（l）ΔH＝－57.3 kJ/mol
B. KOH（aq）＋H2SO4（aq）===K2SO4（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ/mol
C. C8H18（l）＋O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（g） ΔH＝－5 518 kJ/mol
D. 2C8H18（g）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（l） ΔH＝－5 518 kJ/mol
分析：H2SO4与Ba（OH）2溶液反应，不仅生成了H2O，还有BaSO4生成，因此A项放出的热量比57.3 kJ×2还多，A项错误；辛烷的燃烧热是指1 mol辛烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量是5 518 kJ，C、D项均错误。
答案：B
点评：“五看”法判断热化学方程式的正误：①看方程式是否配平；②看各物质的聚集状态是否正确；③看ΔH的“＋”“－”是否正确；④看反应热的单位是否为kJ/mol；⑤看反应热的数值与化学计量数是否对应。
例2 （浙江卷）下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是（ ）
A. 甲烷的标准燃烧热为－890.3kJ·mol﹣1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g） △H=-890.3kJ·mol﹣1
B. 500℃、30MPa下，将0.5mol N2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3kJ，其热化学方程式为：
△H=－38.6kJ·mol-1
C. 氯化镁溶液与氨水反应：
D. 氧化铝溶于NaOH溶液：3↓
分析：A、标准燃烧热的定义，1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量（标准指298K，1atm）。水液态稳定，方程式系数就是物质的量，故A错。B、根据热化学方程式的含义，与对应的热量是1mol氮气完全反应时的热量，但此反应为可逆反应，故投入0.5mol的氮气，最终参加反应的氮气一定小于0.5mol。所以△H的值大于－38.6kJ/mol，B错。D、氧化铝溶于氢氧化钠溶液应该生成NaAlO2。
答案：C
点评：本题考查热化学方程式与离子方程式的书写。化学用语是化学学科的技术规范，强调准确性，强调正确理解与应用。应特别重视热化学方程式的系数与反应热的对应关系。重视离子方程式的拆与不拆的问题。热化学方程式的书写问题包括：聚集状态、系数、系数与反应热数值对应、反应热单位、可逆反应的反应热等。
例3 （上海）根据碘与氢气反应的热化学方程式
（i）I2（g）+ H2（g） 2HI（g）+ 9.48 kJ
（ii）I2（S）+ H2（g）2HI（g）－26.48 kJ
下列判断正确的是
A. 254g I2（g）中通入2gH2（g），反应放热9.48 kJ
B. 1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C. 反应（i）的产物比反应（ii）的产物稳定
D. 反应（ii）的反应物总能量比反应（i）的反应物总能量低
分析：反应是可逆反应，反应物不能完全转化；利用盖斯定律可得出1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ；同一种物质的能量在相同条件下，能量一样多。同样利用盖斯定律可得出选项D正确。
答案：D
点评：判断热化学方程式正误的方法：（1）检查是否标明了各物质的状态；（2）检查ΔH的符号、数值是否正确；（3）检查反应前后原子种类、数目是否相等（质量守恒）。
聚焦热点3：反应焓变的计算
例1 （广东理综）在298 K、100 kPa时，已知：
2H2O（g）===O2（g）＋2H2（g） ΔH1
Cl2（g）＋H2（g）===2HCl（g） ΔH2
2Cl2（g）＋2H2O（g）===4HCl（g）＋O2（g） ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是（ ）
A. ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B. ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C. ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D. ΔH3＝ΔH1－ΔH2
分析：第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得到，由盖斯定律可知
答案：A
点评：在使用盖斯定律，且伴随着两个或多个方程式的加减处理时，△H的计算一定要带上正负号。
例2 氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知：CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g） △H＝+206.2kJ·mol－1
CH4（g）＋CO2（g）＝2CO（g）＋2H2（g） △H＝+247.4 kJ·mol－1
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式为 。
分析：利用盖斯定律，将第一个反应方程式乘以2减第二个反应即可。
答案：CH4（g）＋2H2O（g）＝CO2（g）＋4H2（g）；H＝+165.0 kJ·mol－1
点评：本题以新能源为背景，考查热化学方程式相关知识，并涉及元素化合物性质。高三复习一定要关注生活，适度加强综合训练与提升。
例3 按要求写热化学方程式：
（1）已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式____________________________。
（2）25℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式________________________________________________________。
（3）已知下列热化学方程式：
①CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH1＝－870.3 kJ/mol
②C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH2＝－393.5 kJ/mol
③H2（g）＋O2（g）===H2O（l） ΔH3＝－285.8 kJ/mol
写出由C（s）、H2（g）和O2（g）化合生成CH3COOH（l）的热化学方程式________________。
分析：（1）由中和热的定义可知，1 mol NaOH与 mol H2SO4反应生成1 mol水时放热57.3 kJ。
（2）CO2通入澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，即n（CO2）＝0.25 mol，则n（C4H10）＝ mol，1 mol丁烷完全燃烧放出热量16Q kJ。
（3）合成CH3COOH的反应为：2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）
根据盖斯定律，②×2＋③×2－①得，
ΔH＝（－393.5 kJ/mol）×2＋（－285.8 kJ/mol）×2－（－870.3 kJ/mol）＝－488.3 kJ/mol。
答案：（1）H2SO4（aq）＋NaOH（aq）===Na2SO4（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ/mol
（2）C4H10（g）＋O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（l） ΔH＝－16Q kJ/mol
（3）2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l） ΔH＝－488.3 kJ/mol
点评：燃烧热的热化学方程式强调燃烧物前的计量数为1；中和热强调热化学方程式中水前的计量数为1，生成的必须是液态水。利用盖斯定律计算化学反应的焓变时，热化学方程式可以和数学方程式一样进行加、减、乘、除运算。需要时可将热化学反应方程式的系数扩大或缩小，应注意ΔH也要同比例扩大或缩小，也可将热化学方程式逆向改写，此时ΔH绝对值相等，符号相反。
一、书写热化学方程式的注意事项：
1. 注明反应的温度和压强（若在101kPa和298K条件下进行，可不予注明）.
2. △H写在方程式右边。
3. 必须标明物质的聚集状态。
4. 各物质前的计量系数不表示分子数目，只表示物质的量的关系。
二、化学反应焓变的比较：
1. 同一反应中，生成物状态不同
如A（g）＋B（g）===C（g） ΔH1＜0 A（g）＋B（g）===C（l） ΔH2＜0
因为产物C（g）比C（l）所含能量多，反应放出的热量少，所以ΔH1＞ΔH2。（注意：放热越多，ΔH越小）
2. 同一反应中，反应物状态不同
如S（g）＋O2（g）===SO2（g） ΔH1＜0 S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH2＜0
因为反应物S（g）比S（s）所含能量多，反应放出的热量就多，所以ΔH1＜ΔH2。
练习题
（答题时间：60分钟）
一、选择题
1. 下列既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（ ）
A. 铝片与稀盐酸反应 B. Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应
C. 灼热的炭与水蒸气的反应 D. 甲烷（CH4）在O2中的燃烧反应
2. 下列对化学反应的认识错误的是（ ）
A. 会引起化学键的变化 B. 会产生新的物质
C. 必然引起物质状态的变化 D. 必然伴随着能量的变化
﹡3. 在25℃、101 kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是（ ）
A. CH3OH（l）＋O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝＋725.8 kJ/mol
B. 2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH＝－1 452 kJ/mol
C. 2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH＝－725.8 kJ/mol
D. 2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝＋1 452 kJ/mol
4. （广州一模）下列有关热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A. 已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝－483.6 kJ/mol，则氢气的燃烧热为241.8 k J/mol
B. 已知C（石墨，s）===C（金刚石，s） ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C. 含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则表示该反应中和热的化学方程式为：NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）ΔH＝－57.4kJ/mol
D. 已知2C（s）＋2O2（g）===2CO2（g）；ΔH1，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）；ΔH2，则ΔH1>ΔH2
5. 已知：2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）；ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－890 kJ·mol－1
现有H2与CH4的混合气体112 L（标准状况下），使其完全燃烧生成CO2和H2O（l），若实验测得反应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是（ ）
A. 1∶1 B. 1∶3 C. 1∶4 D. 2∶3
6. 已知25℃、101 kPa时，乙烯和乙炔（C2H2）燃烧的热化学方程式分别为C2H4（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－1 411 kJ·mol－1
2C2H2（g）＋5O2（g）===4CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－2 600 kJ·mol－1
又知燃烧时火焰的温度乙炔高于乙烯。据此，下列说法不正确的是（ ）
A. 物质的燃烧热越大，火焰温度越高
B. 相同条件下等体积乙烯和乙炔完全燃烧时，乙炔放热较少
C. 25℃、101 kPa时，1 mol乙烯完全燃烧生成气态产物时，放出的热量少于1 411 kJ
D. 乙炔的燃烧热为1 300 kJ·mol－1
7. 下列关于热化学反应的描述中正确的是（ ）
A. HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1
B. CO（g）的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应的
ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1
C. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D. 1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
8. 下列有关离子反应H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ/mol的说法正确的是（ ）
A. 代表所有的酸碱中和反应
B. 反应物一定是强酸与强碱
C. 强酸与强碱的中和反应都可以这样表示
D. 代表稀的强酸与稀的强碱反应生成1 mol液态水时，放出热量57.3 kJ
9. 已知下列热化学方程式：Zn（s）＋O2（g）===ZnO（s）ΔH1 Hg（l）＋O2（g）===HgO（s）ΔH2，则Zn（s）＋HgO（s）===Hg（l）＋ZnO（s） ΔH3，ΔH3的值为（ ）
A. 2ΔH2－ΔH1 B. 2ΔH1－ΔH2 C. ΔH1－ΔH2 D. ΔH2－ΔH1
10. 化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如下图所示，该反应的热化学方程式是（ ）
A. N2（g）＋3H2（g）2NH3（l） ΔH＝2（a－b－c）kJ·mol－1
B. N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝2（b－a）kJ·mol－1
C. N2（g）＋H2（g）NH3（l） ΔH＝（b＋c－a）kJ·mol－1
D. N2（g）＋H2（g）NH3（g） ΔH＝（a＋b）kJ·mol－1
﹡11. 已知：2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝－566 kJ/mol
Na2O2（s）＋CO2（g）===Na2CO3（s）＋O2（g） ΔH＝－226 kJ/mol
根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是（ ）
A. CO的燃烧热为283 kJ
B. 上图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C. 2Na2O2（s）＋2CO2（s）===2Na2CO3（s）＋O2（g） ΔH>－452 kJ/mol
D. CO（g）与Na2O2（s）反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023
12. （兰州）下列有关热化学方程式的叙述正确的是（ ）
A. 已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－571.6 kJ/mol，则氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol
B. 已知C（石墨，s）===C（金刚石，s） ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
C. 含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则稀醋酸稀
NaOH溶液反应的热化学方程式为：NaOH（aq）＋CH3COOH（aq）===CH3COONa（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.4 kJ/mol
D. 已知2C（s）＋2O2（g）===2CO2（g） ΔH1，2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
二、非选择题
﹡13. 如果1个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，这个规律称为盖斯定律。据此回答下列问题：
（1）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。 丙烷脱氢可得丙烯。
已知：C3H8（g）→CH4（g）＋HC≡CH（g）＋H2（g） ΔH1＝＋156.6 kJ·mol－1
CH3CH＝CH2（g）→CH4（g）＋HC≡CH（g） ΔH2＝＋32.4 kJ·mol－1
则相同条件下，丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为 ____________________。
（2）已知：Na2CO3·10H2O（s）===Na2CO3（s）＋10H2O（g）
ΔH1＝＋532.36 kJ·mol－1
Na2CO3·10H2O（s）===Na2CO3·H2O（s）＋9H2O（g） ΔH2＝＋473.63 kJ·mol－1
写出Na2CO3·H2O（s）脱水反应的热化学方程式
___ 。
14. 已知下列热化学方程式：
（1）Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g） ΔH＝－25 kJ/mol
（2）3Fe2O3（s）＋CO（g）===2Fe3O4（s）＋CO2（g） ΔH＝－47 kJ/mol
（3）Fe3O4（s）＋CO（g）===3FeO（s）＋CO2（g） ΔH＝＋19 kJ/mol
写出FeO（s）被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式
_______________________________________________________________________。
﹡15. 近年来，由CO2催化加氢合成甲醇的相关研究受到越来越多的关注. 该方法既可解决CO2废气的利用问题，又可开发生产甲醇的新途径，具有良好的应用前景. 已知4.4 g CO2气体与H2经催化加氢生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的能量。
（1）该反应的热化学方程式为：__________________________________________.
（2）在270℃、8 MPa和适当催化剂的条件下，CO2的转化率达到22%，则4.48 m3（已折合为标准状况下）的CO2能合成CH3OH气体的物质的量是________，此过程中能放出热量________ kJ。
（3）又已知H2O（g）===H2O（l） ΔH＝－44 kJ/mol，则22 g CO2气体与H2反应生成CH3OH气体和液态水时放出热量为________。
（4）根据该反应特点，有利于甲醇合成的条件是________。
A. 高压高温 B. 低压高温 C. 高压低温 D. 低压低温
练习题答案
1. C 解析：铝片与稀盐酸之间的置换反应、甲烷（CH4）在O2中的燃烧反应既是氧化还原反应，又是放热反应；灼热的炭与水蒸气发生的氧化还原反应是吸热反应；Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl之间发生的复分解反应是吸热反应。
2. C 解析：化学变化的本质是旧化学键的断裂、新化学键的形成，化学变化中会产生新的物质并伴随能量变化，但物质状态不一定发生变化，如：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）。
﹡3. B 解析：本题考查热化学方程式的书写及有关的计算。因1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水，放出22.68 kJ·g－1×32 g＝725.8 kJ热量，所以2 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水的ΔH＝－1451.6 kJ·mol－1。
4. C解析：A中表示燃烧热时H2O应为液体；B中由热化学方程式知金刚石具有的能量高，金刚石不如石墨稳定；D中忽视了放热反应的ΔH为负值。
5. B 解析：设H2和CH4的物质的量分别是x和y，则x＋y＝112/22.4，＋890y＝3 695，解得x＝1.25 mol，y＝3.75 mol，故原混合气体中H2与CH4物质的量之比是1∶3。
6. A 解析：C2H4的燃烧热为1 411 kJ·mol－1，C2H2的燃烧热为1 300 kJ·mol－1，而乙炔燃烧的火焰温度高于乙烯，A项错误。
7. B 解析：中和热是指强酸与强碱的稀溶液完全反应生成1 mol Ｈ2Ｏ所放出的热量，所以A错误；；Ｂ中ＣＯ燃烧是放热反应，则2ＣＯ2（g）+Ｏ2（g）为吸热反应，且生成2 mol CO，△H＝＋2×283.0 kJ·mol-1，B正确；需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铝热反应、碳的燃烧等，C不正确；燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，D中甲烷燃烧生成气态水不属于稳定的氧化物，D错误。
8. D 解析：有弱酸或弱碱参加的反应其离子方程式不能这样表示；强酸的酸式盐与强碱反应也可用这个离子方程式表示，但硫酸与Ba（OH）2的反应不能用该离子方程式表示，故A、B、C项错误，ΔH＝－57.3 kJ/mol是中和热。
9. C 解析：用第一式减去第二式即得第三式。
10. A 解析：mol N2（g）与mol H2（g）完全反应生成1 mol NH3（g）时放热：（b－a）kJ。生成1 mol NH3（l）时放热：（b＋c－a）kJ。
﹡11. C 解析：A错，燃烧热的单位应是kJ/mol。B项，图中没有标注物质的物质的量。C项， 由CO2（s）===CO2（g） ΔH>0及盖斯定律可知C项正确。D项，当反应放出509 kJ热 量时，参加反应的CO为1 mol，电子转移数为2×6.02×1023。
12. A 解析：石墨转化为金刚石是吸热反应，金刚石能量高，石墨比金刚石稳定，B不正确；醋酸反应过程中继续电离，电离吸收热量，C不正确；碳完全燃烧生成CO2比不完全燃烧生成CO放出的热量多，但是其反应热ΔH是负值，故ΔH1＜ΔH2，D不正确。
﹡13. 解析：（1）由C3H8（g）―→CH4（g）＋HC≡CH（g）＋H2（g） ΔH1＝＋156.6 kJ·mol－1①
CH3CH===CH2（g）―→CH4（g）＋HC≡CH（g） ΔH＝＋32.4 kJ·mol－1②[
①－②可以得到
②C3H8（g）―→CH3CH===CH2（g）＋H2（g）；
ΔH＝ΔH1－ΔH2＝＋156.6 kJ·mol－1－32.4 kJ·mol－1＝＋124.2 kJ·mol－1
（2）根据盖斯定律，将题中反应①－②得：
Na2CO3·H2O（s）===Na2CO3（s）＋H2O（g） ΔH＝＋58.73 kJ·mol－1
答案：（1）C3H8（g）→CH3CH＝CH2（g）＋H2（g） ΔH＝＋124.2 kJ/mol
（2）Na2CO3·H2O（s）＝Na2CO3（s）＋H2O（g） ΔH＝＋58.73 kJ/mol
14. 解析：依据盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的我们可从题目中所给的有关方程式分析：从方程式（3）与方程式（1）可以看出有我们需要的有关物质。但方程式（3）必须通过方程式（2）有关物质才能和方程式（1）结合在一起。将方程式（3）×2＋方程式（2）得：2Fe3O4（s）＋2CO（g）＋3Fe2O3（s）＋CO（g）===6FeO（s）＋2CO2（g）＋2Fe3O4（s）＋CO2（s）ΔH＝＋19 kJ/mol×2＋（－47 kJ/mol）。
整理得（4）：
Fe2O3（s）＋CO（g）===2FeO（s）＋CO2（g） ΔH＝－3 kJ/mol
将（1）－（4）得：
2CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g）－2FeO（s）－CO2（g） ΔH＝－25 kJ/mol－（－3 kJ/mol）
整理得：FeO（s）＋CO（g）===Fe（s）＋CO2（g） ΔH＝－11 kJ/mol
答案：FeO（s）＋CO（g）===Fe（s）＋CO2（g） ΔH＝－11 kJ/mol
﹡15. 解析：（1）4.4 g CO2气体完全合成CH3OH和水蒸气放热4.95 kJ，则1 mol CO2完全合成CH3OH和水蒸气放热49.5 kJ，热化学方程式为CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＝－49.5 kJ/mol。
（2）n（CH3OH）＝n（CO2）＝×22%＝44 mol，每生成1 mol CH3OH（g）放热49.5 kJ，则此过程中放热为：（44×49.5）kJ＝2178 KJ。
（3）由H2O（g）===H2O（l） ΔH＝－44 kJ/mol以及（1）中的热化学方程式可知，1 mol CO2完全合成CH3OH并生成液态水时放热为44 kJ＋49.5 kJ＝93.5 kJ.则22 g CO2即0.5 mol CO2与H2反应时，放热为93.5 kJ÷2＝46.75 kJ。
（4）该反应正反应放热，低温有利于CO2合成CH3OH，又因正反应为体积减小的反应，高压有利于CO2合成CH3OH。
答案：（1）CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（g）＋H2O（g）
ΔH＝－49.5 kJ/mol
（2）44 mol 2178
（3）46.75 kJ
（4）C
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