2021年高考化学二轮复习核心考点专项突破化学反应中与能量练习含解析

化学反应中与能量

知识点一、反应中能量的变化

1.基本概念：

⑴反应热：在化学反应过程中放出或吸收的热量。反应热用符号“ΔH”表示。单位“kJ/mol”。

⑵吸热反应和放热反应：

在化学反应过程中，通常用E反表示反应物所具有的总能量，E生表示生成物所具有的总能量。

①若E反 > E生，为放热反应；当△H 为“-”或△H < 0。

②若E反 < E生，为吸热反应；当△H 为“+”或△H > 0。

2．吸热反应和放热反应的判断方法

⑴根据反应类型判断：通常情况下燃烧反应、中和反应、金属和酸反应制氢气的反应为放热反应；电解质的电离、盐类水解、大多数的分解反应等为吸热反应。若正反应为吸热反应，则逆反应为放热反应。

⑵根据实验现象判断：使反应体系温度升高的反应，为放热反应。反之为吸热反应。

如：钠与水反应的现象：钠“熔”成一个小球，可以说明这一反应为放热反应；Fe粉与硫的混合物稍微受热后反应继续剧烈进行，且保持红热状态，说明这一反应为放热反应。

在燃烧很旺的炉火中加入煤，炉火马上“暗”下来，说明CO2与C反应为吸热反应；Ba(OH)2与NH4Cl反应，烧杯与玻璃片粘在一起，说明该反应为吸热反应。

⑶由物质的聚集状态判断：同种物质的聚集状态不同，其本身具有的能量也不相同。一般情况下：气态物质所具有的能量大于液态，液态具有的能量大于固态；物质处与稳定状态的能量小于不稳定状态的能量。如：硫蒸气在氧气中完全燃烧放出的能量大于固态硫完全燃烧放出的能量。石墨比金刚石稳定，所以由石墨转化为金刚石的反应为吸热反应。

⑷由盖斯定律判断：

如一个反应可分步进行，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相同，通过化学反应的能量变化值来进行计算，若ΔH > 0，则反应为吸热反应，反之则为放热反应。

⑸用仪器来测量：量热计

【特别提醒】我们不能通过看一个反应是否需要加热来判断是吸热反应和放热反应，因为需加热的反应不一定都是吸热反应，如物质的燃烧一般需要加热来引发反应的进行，但属于放热反应，只有哪些需持续加热的反应才是吸热反应，而那些只是通过加热来引起反应，反应开始后则无须加热的反应，则属放热反应。所以注意两点，若一个反应需持续加热才能进行，一旦停止加热，反应则停止，这样的反应肯定是吸热反应，若一个反应虽然需进行加热来引起反应，但只要反应开始后，不需加热继续反应，则这样的反应属放热反应。常见的放热反应有：酸碱中和反应、活泼金属和酸反应、燃烧反应；常见的吸热反应有：大多数分解反应；氯化铵与八水合氢氧化钡的反应。

知识点二、热化学方程式的书写

1．定义：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。

2．书写热化学方程式：

⑴先书写化学方程式。

⑵有g（气体）、l（液体）、s（固体）标明反应物和生成物的聚集状态。

⑶反应热用“ΔH”表示，标在化学方程式后面，中间用“；”隔开，吸收热量用“＋”，放出热量用“－”。

⑷ΔH与测定的条件有关，书写时应著名条件。若条件为25℃，103kPa，则可不注明。

⑸热化学方程式中的计量数只表示物质的量，不表示分子个数，因此热化学方程式中的计量数可以是小数或分数，表示热量的单位“kJ/mol”表示的是对应方程式中的物质的量，所以热量的数值必须与热化学方程式中的计量数相对应。

⑹热化学方程式中不注明反应发生的条件。生成物中不能用“↑”或“↓”符号。

知识点三、 燃烧热

1．燃烧热

⑴定义：在101 kPa时，1 mol 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。

⑵注意事项

①燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的化学方程式时，一般以燃烧物前系数为1的标准来配平其余物质的化学计量数。

②燃烧产物必须是稳定的氧化物，例如C→CO2，H→H2O(l)等。

⑶燃料的充分燃烧

①化石燃料主要包括：煤、石油、天然气以及它们的产品等。

②可燃物的燃烧条件是：温度达到着火点、与氧气充分接触。

③充分燃烧的必要条件是：氧气要充足、可燃物与氧气接触面要大。实施方案：故体燃料粉碎，或液化、汽化。

④不充分燃烧的危害是产热少、浪费资源、污染环境。

⑷化石燃料提供能量的弊端以及预防措施：

①弊端：化石燃料为不可再生能源、燃烧产物中含有SO2造成环境污染、CO2引起温室效应。

②预防措施：开发新能源、对燃料进行脱硫或固硫处理。

知识点四、中和热

1.中和热 

⑴定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫做中和热。

⑵注意事项

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（如生成沉淀或弱电解质），则其反应热不等于中和热。

⑶对于强酸强碱的稀溶液反应，其中和热基本上是相等的。都约为57.3 kJ/mol

⑷对于强酸与弱碱或弱酸与强碱的反应,中和热一般低于57.3 kJ/mol。因为弱电解质的电离属于吸热反应。

2.中和热的测定

（1）实验步骤：

①保温装置的准备：大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条)使放入的小烧杯口与大烧杯口相平。在大小烧杯之间也同时填满碎泡沫塑料或纸条，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。   

②用量筒量取50ml，0.50moL/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量其温度。(tHCl) 

③另取一量筒量取50ml，0．55mol/L NaOH溶液，用温度计测量NaOH溶液的温度:(tNaOH)

④将量筒内的NaOH溶液全部倒入盛有HCI的小烧杯中，用玻璃搅棒轻轻搅动溶液，准确记录混合溶液的最高温度(t2)。

⑤计算：起始温度t10C=(tHCl+tNaOH)/2 ， 终止温度t20C  ，温度差=(t2-t1)0C

（2）注意的几个问题：

①作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。因此可以用保温杯来做，也可按课本中方法做，一定要使小烧杯口与大烧杯口相平，这样可以减少热量的损失。

②盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确，因此HC1和NaOH溶液的浓度宜小不宜大，如果浓度偏大，则溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，表观电离度就会减小．这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补未电离分子的离解热，造成较大误差。

③宜用有O．1分刻度的温度计，且测量应尽可能读准，并估读到小数点后第二位。温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的精度。

④不宜用弱酸、弱碱代替强酸、强碱，来测中和热，否则会因中和过程中电离吸热，使测得的中和热数值不准确。

⑤实验操作时动作要快。以尽量减少热量的散失。

⑥实验过程要至少重复两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据，可以使中和热测定尽量准确。

【特别提醒】

知识点五、盖斯定律的应用

1.理论依据：反应热只与反应始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应的途径无关。

2．计算模式：

3．主要应用：计算某些难以直接测量的反应热。

4．注意事项：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途径。

(1)当反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。

(2)热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时，ΔH都要带“＋”、“－”号进行计算、比较，即把ΔH看作一个整体进行分析判断。

(3)在设计的反应途径中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。

(4)当设计的反应逆向进行时，其ΔH与正反应的ΔH数值相等，符号相反。

【方法规律】利用盖斯定律书写热化学方程式

(1)盖斯定律是指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，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。

(2)在具体的应用过程中，采用以下五个步骤就能快速、准确地解决问题。

具体步骤：

第一步：写，书写待求的反应方程式。

第二步：看，看待求的反应方程式中的反应物和生成物在已知方程式中的位置，如果位置相同，即都是反应物或都是生成物，则用加法，即加ΔH；如果位置相反，则用减法，即减ΔH。

第三步：调，根据待求方程式中的反应物和生成物的系数，观察同一物质前的系数是否一致，若不一致，则在相应的物质前乘或除以一定数字，将其系数调整与待求的方程式中的反应物和生成物的系数一致。

第四步：查，有时往往会出现一些干扰的方程式，我们最好检验上述分析的正确与否。

第五步：和，将已知方程式变形后的ΔH相加，计算得出新的ΔH的值。

高频考点一　反应热的基本概念、能量图像

例1．(2018·北京理综，7)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如图。

下列说法不正确的是(　　)

A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%

B.CH4―→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂

C.①→②放出能量并形成了C—C键

D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

【解析】由CO2和CH4制备CH3COOH的化学方程式为CO2＋CH4CH3COOH，反应中没有副产物生成，所以总反应的原子利用率为100%，A项正确；CH4分子中含有4个C—H键，而CH3COOH分子中含有3个C—H键，显然CH4―→CH3COOH过程中必有C—H键发生断裂，B项正确；观察反应的示意图可知，①→②过程中放出能量，且在此过程中形成了新化学键，即乙酸分子中的C—C键，C项正确；催化剂只能改变化学反应速率，而不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误。

【答案】D

【举一反三】最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：

下列说法正确的是(　　)

A．CO和O生成CO2是吸热反应

B．在该过程中，CO断键形成C和O

C．CO和O形成了具有极性共价键的CO2

D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程

【答案】C

【解析】A.状态Ⅰ总能量为反应物总能量，状态Ⅲ总能量为生成物总能量，由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。B.从状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的图示可以看出，反应中CO并未断裂成C和O，C、O原子间一直有化学键。C.由图示可以看出，CO和O生成了CO2，CO2分子中C与O形成极性共价键。D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程。

【变式探究】某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．反应过程a有催化剂参与

B．该反应为放热反应，热效应等于ΔH

C．改变催化剂，不能改变该反应的活化能

D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1＋E2

【答案】B

【解析】A项，由图可知，反应过程a需要的活化能比b要高，所以a没有催化剂参与，错误；B项，由图可知，该反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应属于放热反应，反应的热效应等于反应物与生成物能量之差，即ΔH，正确；C项，改变催化剂，改变了反应进行的途径，可改变反应的活化能，错误；有催化剂的条件下，反应的活化能为E1，D错误。

高频考点二　热化学方程式的书写与判断

例2．(2019·天津理综，10)硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________________________________。

【解析】该反应的热化学方程式为：Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)　ΔH＝－225 kJ·mol－1。

【答案】Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)　ΔH＝－225 kJ·mol－1

【举一反三】【2017江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是

①C(s) + H2O(g)==CO(g) + H2 (g)   ΔH1 = akJ·mol−1

②CO(g) + H2O(g)==CO2(g) + H2 (g)   ΔH2 = bkJ·mol−1

③CO2 (g) + 3H2 (g)==CH3OH(g) + H2O(g)   ΔH3 = ckJ·mol−1

④2CH3OH(g)==CH3OCH3 (g) + H2O(g)   ΔH4 = dkJ·mol−1

A．反应①、②为反应③提供原料气

B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一

C．反应CH3OH(g)==CH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol−1

D．反应2CO(g) + 4H2 (g)==CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1

【答案】C

【解析】反应①、②的生成物CO2和H2是反应③的反应物，A正确；反应③可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B正确；4个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，C错误；把反应②③④三个反应按(②+③)2+④可得该反应及对应的焓变，D正确。

【变式探究】下列叙述中正确的是(　　)

A．甲烷的燃烧热为890.3 kJ·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)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1

B．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1

C．氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋571.0 kJ·mol－1

D．稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4与Ba(OH)2反应的热化学方程式为H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1

【答案】C

【解析】燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时的反应热，所以生成的应为液态水，A错；N2和H2的反应为可逆反应，所以1 mol N2完全反应放出的热量大于38.6 kJ，B错误；电解2 mol水吸收的热量和2 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量相等，ΔH＝＋571.0 kJ·mol－1，C正确；Ba2＋与SO反应有热量放出，使ΔH减小，D错误。

【变式探究】依据事实，写出下列反应的热化学方程式

(1)适量的N2和O2完全反应，每生成23 g NO2吸收16.95 kJ热量。N2与O2反应的热化学方程式为_______________________________________________________________________________。

(2)18 g葡萄糖与适量O2反应，生成CO2和液态水，放出280.4 kJ热量。葡萄糖燃烧的热化学方程式为________________________________________________________________________________。

(3)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为____________________________________________。

(4)如图是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：_______________________________________________________。

(5)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2Og)

ΔH1＝－867 kJ·mol－1①

2NO2(g)N2O4(g)　ΔH2＝－56.9 kJ·mol－1②

写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式________________________。

【解析】(1)23 g NO2的物质的量为0.5 mol，则生成2 mol NO2吸收的热量为67.8 kJ。吸热反应ΔH为正值，故反应的热化学方程式为N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1。(2)18 g葡萄糖的物质的量为0.1 mol，故1 mol葡萄糖燃烧生成CO2和液态水放出2 804 kJ的热量，反应的热化学方程式为C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g)　ΔH＝－2 804 kJ·mol－1。(3)2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ，1 mol SiH4自燃放出热量1 427.2 kJ，故热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 427.2 kJ·mol－1。(4)由图可知放出能量；ΔH＝368 kJ·mol－1－134 kJ·mol－1＝234 kJ·mol－1。(5)用①式－②式即可得目标热方程式。

【答案】(1)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)    ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1

(2)C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g)     ΔH＝－2 804 kJ·mol－1

(3)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)     ΔH＝－1 427.2 kJ·mol－1

(4)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)     ΔH＝－234 kJ·mol－1

(5)CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    ΔH＝－810.1 kJ·mol－1

高频考点三　盖斯定律及其应用

例3．(1)[2019·课标全国Ⅱ，27(1)]环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：

已知：(g)===(g)＋H2(g)

ΔH1＝100.3 kJ·mol－1　①

H2(g)＋I2(g)===2HI(g)

ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1　②

对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)　③

ΔH3＝________ kJ·mol－1。

(2)[2019·北京理综，27(1)]甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。

①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是___________________________________________________________________。

②已知反应器中还存在如下反应：

ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH1

ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2

ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH3

……

ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用____________________________________________________________反应的ΔH。

(3)[2018·天津理综，10(2)①]CO2与CH4经催化重整，制得合成气：

CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)

①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

则该反应的ΔH＝________。

【解析】(1)根据盖斯定律，由反应①＋反应②得反应③，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(100.3－11.0) kJ·mol－1＝＋89.3 kJ·mol－1。(2)①根据CH4与H2O反应生成H2、CO2的物质的量之比为4∶1，结合原子守恒可得反应的化学方程式为CH4＋2H2O(g)===4H2＋CO2。②根据盖斯定律，由ⅰ＋ⅱ－ⅲ或ⅰ－ⅱ－ⅲ可得C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)。(3)根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，该反应的ΔH＝(413×4＋745×2)kJ·mol－1－(1 075×2＋436×2)kJ·mol－1＝＋120 kJ·mol－1。

【答案】(1)89.3

(2)①CH4＋2H2O(g)4H2＋CO2

②C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)

(3)＋120 kJ·mol－1

【举一反三】(2017·全国卷Ⅲ节选)已知：

As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH1

H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2

2As(s)＋O2(g)===As2O5(s)　ΔH3

则反应As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝_________________________。

【解析】将已知热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由①×2－②×3－③可得：As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)　ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。

【答案】2ΔH1－3ΔH2－ΔH3

【举一反三】联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。已知：

①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1

②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2

③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3

④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝_______________________________________。

【解析】由已知热化学方程式①②③可得：

N2O4(l)===2O2(g)＋N2(g)　－ΔH1

2N2H4(l)===2N2(g)＋4H2(g)　－2ΔH2

2O2(g)＋4H2(g)===4H2O(g)　2ΔH3

根据盖斯定律，将上述三个热化学方程式相加，可得2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。

【答案】2ΔH3－2ΔH2－ΔH1

【变式探究】已知：

C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1

CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3

4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4

3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)

A．ΔH1＞0，ΔH3＜0　　 B．ΔH2＞0，ΔH4＞0

C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3       D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5

【答案】C

【解析】C与O2生成CO2的反应是放热反应，ΔH1＜0，CO2与C生成CO的反应是吸热反应，ΔH2＞0，CO与O2生成CO2的反应是放热反应，ΔH3＜0，Fe与O2的反应是放热反应，ΔH4＜0，A、B项错误；前两个方程式相减得：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C项正确；由4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4和6CO(g)＋2Fe2O3(s)===6CO2(g)＋4Fe(s)　2ΔH5相加，再除以3得2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝，D项错误。

1．[2019江苏]氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是

A．一定温度下，反应2H2(g)+O2(g) ==2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0

B．氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e−==4OH−

C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023

D．反应2H2(g)+O2(g) ==2H2O(g)的ΔH可通过下式估算：

ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和

【答案】A

【解析】体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向，该反应属于混乱度减小的反应，能自发说明该反应为放热反应，即∆H<0，A正确；氢氧燃料电池，氢气作负极，失电子发生氧化反应，中性条件的电极反应式为：2H2 −  4e−  =4H+，B错误；常温常压下，Vm≠22.L/mol，无法根据气体体积进行微粒数目的计算，C错误；反应中，应该如下估算：∆H=反应中断裂旧化学键的键能之和− 反应中形成新共价键的键能之和，D错误。

2．[2019新课标Ⅱ节选]环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：

（1）已知：(g) ==== (g)+H2(g)  ΔH1=100.3 kJ·mol −1     ①

H2(g)+ I2(g) ===2HI(g)    ΔH2=−11.0 kJ·mol −1     ②

对于反应：(g)+ I2(g) ===(g)+2HI(g)  ③  ΔH3=___________kJ·mol −1。

【答案】(1)89.3

【解析】（1）根据盖斯定律①− ②，可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol；

3．[2019新课标Ⅲ节选]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。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：

（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：

CuCl2(s)==CuCl(s)+Cl2(g)  ΔH1=83 kJ·mol− 1

CuCl(s)+O2(g)==CuO(s)+Cl2(g)   ΔH2=− 20 kJ·mol− 1

CuO(s)+2HCl(g)==CuCl2(s)+H2O(g)    ΔH3=− 121 kJ·mol− 1

则4HCl(g)+O2(g)==2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·mol− 1。

【答案】（2）

【解析】（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）×2得  ∆H=（∆H1+∆H2+∆H3）×2=− 116kJ·mol− 1。

4．[2019北京节选]氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。

（1）甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。

①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________。

②已知反应器中还存在如下反应：

i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)  ΔH1

ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)  ΔH2

iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g)  ΔH3

……

iii为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用__________反应的ΔH。

【答案】（1）① CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2    ②C(s)+CO2(g)=2CO(g)

【解析】（1）①由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2；

②ⅰ− ⅱ可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),设为ⅳ，用ⅳ− ⅲ可得C(s)+CO2(g)=2CO(g)，因为还需利用C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应的焓变。

1. （2018年北京卷）我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。

下列说法不正确的是

A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%

B. CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂

C. ①→②放出能量并形成了C―C键

D. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

【答案】D

【解析】根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4+CO2CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A正确；CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂，B正确；根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C-C键，C正确；催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D错误。

2. （2018年江苏卷）下列说法正确的是

A. 氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能

B. 反应4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应

C. 3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于6×6.02×1023

D. 在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快

【答案】C

【解析】氢氧燃料电池放电时化学能不能全部转化为电能，理论上能量转化率高达85%~90%，A错误；反应4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）的ΔS＜0，该反应常温下可自发进行，该反应为放热反应，B错误；N2与H2的反应为可逆反应，3molH2与1molN2混合反应生成NH3，转移电子数小于6mol，转移电子数小于66.021023，C正确；酶是一类具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用具有的特点是：条件温和、不需加热，具有高度的专一性、高效催化作用，温度越高酶会发生变性，催化活性降低，淀粉水解速率减慢，D错误。

1.【2017江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是

①C(s) + H2O(g)==CO(g) + H2 (g)   ΔH1 = akJ·mol−1

②CO(g) + H2O(g)==CO2(g) + H2 (g)   ΔH2 = bkJ·mol−1

③CO2 (g) + 3H2 (g)==CH3OH(g) + H2O(g)   ΔH3 = ckJ·mol−1

④2CH3OH(g)==CH3OCH3 (g) + H2O(g)   ΔH4 = dkJ·mol−1

A．反应①、②为反应③提供原料气

B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一

C．反应CH3OH(g)==CH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol−1

D．反应2CO(g) + 4H2 (g)==CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1

【答案】C

【解析】反应①、②的生成物CO2和H2是反应③的反应物，A正确；反应③可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B正确；4个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，C错误；把反应②③④三个反应按(②+③)2+④可得该反应及对应的焓变，D正确。

1．【2016年高考海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热△H为（   ）

A．3.8×104kJ·mol-1              B．－3.8×104kJ·mol-1

C．3.4×104kJ·mol-1              D．－3.4×104kJ·mol-1

【答案】D

【解析】燃烧热指的是燃烧1mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104kJ，则燃烧1mol油酸甘油酯释放出热量为3.4×104kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热△H=－3.4×104kJ·mol-1

2．【2016年高考海南卷】由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是（   ）

A．由反应的ΔH=E5−E2

B．由反应的ΔH<0

C．降低压强有利于提高Y的产率

D．升高温度有利于提高Z的产率

【答案】BC

【解析】根据化学反应的实质，由反应的ΔH=E3−E2，A错误；由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由反应的ΔH<0，B正确；根据化学反应2X(g)≒3Y(g)，该反应是气体分子数增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，C正确；由B分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，D错误。

3．【2016年高考江苏卷】通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是（   ）

①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)＝2H2（g）+ O2（g） ΔH1=571.6kJ·mol–1

②焦炭与水反应制氢：C（s）+ H2O(g) ＝CO（g）+ H2（g）ΔH2=131.3kJ·mol–1

③甲烷与水反应制氢：CH4（g）+ H2O(g)＝CO（g）+3H2（g）ΔH3=206.1kJ·mol–1

A．反应①中电能转化为化学能

B．反应②为放热反应

C．反应③使用催化剂，ΔH3减小

D．反应CH4（g）＝C（s）+2H2（g）的ΔH=74.8kJ·mol–1

【答案】D[来源:Z+xx+k.Com]

【解析】①中太阳能转化为化学能，A错误；②中ΔH2===131.3 kJ·mol–1＞0，反应为吸热反应，B错误；使用催化剂能改变反应的活化能，从而改变反应速率，但不能改变化学反应的焓变，C错误；根据盖斯定律：③－②即可得反应CH4（g）===C（s）+2H2（g）的ΔH＝206.1 kJ·mol–1－131.3 kJ·mol–1＝74.8 kJ·mol–1，D正确。

4．【2016年高考天津卷】(14分)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

（2）氢气可用于制备H2O2。已知：

H2(g)+A(l)=B(l)   ΔH1

O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)  ΔH2

其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。

【答案】

（2）＜

【解析】

（2）①H2(g)+A(l)=B(l)   ΔH1，②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)  ΔH2，两反应的ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，因为均为两反应自发反应，因此ΔH均小于0，将①+②得：H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH=ΔH1+ΔH1＜0，故答案为：＜；

5．【2016年高考新课标Ⅱ卷】联氨（又称联肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：

（1）联氨分子的电子式为_________，其中氮的化合价为______。

（2）实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为_____      ______。

（3）①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l)   △H1

②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)   △H2[来源:学§科§网Z§X§X§K]

③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)   △H3

④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g)    △H4=-1048.9kJ/mol

上述反应热效应之间的关系式为△H4=________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________________。

【答案】26、（1） ；-2

（2）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O   （3）△H4=2△H3-2△H2-△H1 ；反应放热量大、产生大量气体

【解析】（1）联氨是由两种非金属元素形成的共价化合物，电子式为，根据化合价的代数和为零，其中氮的化合价为-3×2+ 4 = -2价。

（2）次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，Cl元素的化合价由+1价降低到-1价，N元素的化合价由-3价升高到-2价，根据得失电子守恒和原子守恒配平，反应的化学方程式为NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O。

（3）根据盖斯定律，2×③-2×②-①即得2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) 的△H4，所以反应热效应之间的关系式为△H4=2△H3-2△H2-△H1。联胺有强还原性，N2O4有强氧化性，两者在一起易发生氧化还原反应，反应放热量大、产生大量气体，所以联氨和N2O4可作为火箭推进剂。

6．【2016年高考新课标Ⅲ卷】（15分）

煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：

（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。

①从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的有点是_______。

②已知下列反应：

SO2(g)+2OH− (aq) ===SO32− (aq)+H2O(l)     ΔH1

ClO− (aq)+SO32− (aq) ===SO42− (aq)+Cl− (aq)    ΔH2

CaSO4(s) ===Ca2+（aq）+SO42−（aq）    ΔH3[来源:学+科+网]

则反应SO2(g)+ Ca2+（aq）+ ClO− (aq) +2OH− (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的ΔH=______。

【答案】

（4）①生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向进行②△H1＋△H2－△H3

【解析】（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。

①①形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高，所以Ca（ClO）2效果好。

②已知：a.SO2(g)+2OH− (aq) ===SO32− (aq)+H2O(l)     ΔH1

b.ClO− (aq)+SO32− (aq) ===SO42− (aq)+Cl− (aq)    ΔH2

c.CaSO4(s) ===Ca2+（aq）+SO42−（aq）ΔH3

则根据盖斯定律可知a＋b－c即得到反应SO2(g)+ Ca2+（aq）+ ClO− (aq) +2OH− (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的ΔH=△H1＋△H2－△H3。

7．【2016年高考浙江卷】（15分）催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平衡反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：

CO2（g）+3 H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1   I

CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2   II

某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据：

【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分比

已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1

②H2O（l） H2O（g）  ΔH3=44.0kJ·mol-1

请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：

（1）反应I的平衡常数表达式K=             ；反应II的ΔH2=              kJ·mol-1。

（4）在右图中分别画出I在无催化剂、有Cat.1和由Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图。

【答案】（1） +41.2

（4）

【解析】（1）根据平衡常数的公式，生成物的浓度幂之积与反应物浓度的幂之积的比值，书写平衡常数为。已知热化学方程式：a:CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H= -283.0kJ·mol-1   b：H2（g）+O2（g）=H2O （l）△H=-285.8kJ·mol-1  c: H2O（l） H2O（g）  ΔH3=44.0kJ·mol-1根据盖斯定律分析，b-a+c即可得热化学方程式为：CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2=-285.8+283.0+44=+41.2 kJ·mol-1。

（4）从表中数据分析，在催化剂Cat.2的作用下，甲醇的选择性更大，说明催化剂Cat.2对反应Ⅰ的催化效果更好，催化剂能降低反应的活化能，说明使用催化剂Cat.2的反应过程中活化能更低，故图为：