第19讲 化学能与热能（讲义）（原卷版）-2023年高考化学一轮复习必做提升讲义（夯基础·再突破）

第19讲 化学能与热能
一 反应热的相关概念
1． 焓变、反应热
常见的放热反应和吸热反应
放热反应：
①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；
⑤物质的缓慢氧化等。
吸热反应：
①大多数分解反应；②盐的水解；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
(1)焓(H) 用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH) ΔH＝H(生成物)－H(反应物)，单位kJ·mol－1。
(3)反应热
指当化学反应在一定温度下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。
(4)焓变与反应热的关系
对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：ΔH＝Qp。
特别强调：
①焓是与内能有关的相对比较抽象的一种物理量，焓变的值只与始末状态有关而与过程无关。
②物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。
2.放热反应、吸热反应的理解
(1)放热反应、吸热反应与反应条件的关系
①需要加热才能发生的反应，不一定是吸热反应，如木炭的燃烧是放热反应。
②常温下不需要加热就能发生的反应不一定是放热反应。
如：Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl常温下的反应是吸热反应。
(2)吸热反应与放热反应的理解
①物质能量高低的关系角度


3．焓变计算公式
(1)根据物质具有的能量来计算
ΔH＝E(总生成物)－E(总反应物)
(2)根据化学键的断裂与形成计算
ΔH＝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来计算
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
ΔH
图1：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1，表示放热反应
图2：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝c kJ·mol－1，表示吸热反应
（4）活化能与反应热的关系

(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。
4.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) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。
(3)热化学方程式的书写要求及步骤

特别强调：
①热化学方程式不注明反应条件。
②热化学方程式不标“↑”“↓”，但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。而在书写同素异形体转化的热化学方程式时，由于不同单质可能用同一元素符号表示(如金刚石与石墨都用C表示)除了注明状态外，还要注明名称。
③热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。
④ΔH表示反应完全反应时的热量变化，与反应条件及反应是否可逆无关。

课堂检测01
1.下列说法正确的是(　　)
A．任何化学反应都伴随着能量的变化
B．升高温度或加入催化剂，可以改变化学反应的反应热
C．化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现
D．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH<0，则56 g CO和32 g O2所具有的总能量小于88 g CO2所具有的总能量
2.研究表明N2O与CO在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．反应总过程ΔH＜0
B．Fe＋使反应的活化能减小
C．FeO＋是该反应的催化剂
D．Fe＋＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2两步反应均为放热反应
3.CO2和CH4催化重整可制备合成气，对减缓燃料危机具有重要的意义，其反应历程示意图如下：

下列说法不正确的是(　　)
A．合成气的主要成分为CO和H2
B．①→②既有碳氧键的断裂，又有碳氧键的形成
C．①→②吸收能量
D．Ni在该反应中作催化剂
4．通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/kJ·mol－1
460
360
436
431
176
347
工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH为 。
5.已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g) ΔH＝＋100 kJ·mol－1的能量变化如图所示。判断下列叙述中正确的是 (　 　)

A．加入催化剂，该反应的反应热ΔH将减小
B．每形成2 mol A—B键，将吸收b kJ能量
C．每生成2分子AB吸收(a－b)kJ能量
D．该反应正反应的活化能大于100 kJ·mol－1
6.我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下：

下列说法正确的是(　　)
A．图示显示：起始时的2个H2O最终都参与了反应
B．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程
C．过程Ⅲ只生成了极性共价键
D．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH
7.标准状况下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和O===O键的键焓ΔH分别为436 kJ·mol－1、463 kJ·mol－1和495 kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是(　　)
A．H2O (g)=== H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－485 kJ·mol－1
B．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋485 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝＋485 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－485 kJ·mol－1
8.下列说法正确的是 (　 　)
A．葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol－1，则C6H12O6(s)＋
3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
B．已知101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1，则该反应的反应热为221 kJ·mol－1
C．已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－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
D．已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水的中和热为－57.3 kJ·mol－1
9.依据事实写出下列反应的热化学方程式。
(1)2.3 g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，生成2.7 g液态水和2.24 L CO2(标准状况)并放出68.35 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式：______________。
(2)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为___________________________________。
(3)已知： P4(s)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1, P4(s)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol－1。PCl3(g)和氯气反应生成PCl5(g)的热化学方程式为__________________________________。
(4)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。过程如下：

反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g) ΔH＝＋551 kJ·mol－1
反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－297 kJ·mol－1
反应Ⅱ的热化学方程式：_____________________________________。
三 燃烧热和中和热的比较

燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为 1 mol
反应热的含义
101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量
表示方法
燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)
强酸与强碱反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1

1.中和热的测定
生成1 mol H2O(l)放出的热量用离子方程式H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1表示。若离子方程式不符合，则ΔH≠－57.3 kJ·mol－1。
特别强调：
①酸、碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液，因为浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。若用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量。
②测量酸、碱溶液温度时要过一段时间再读数，测量反应混合液温度时应随时读取温度值以记录最高温度。
③溶液混合要迅速，尽量减少热量的散失。
④为保证实验结果的准确性，重复实验2～3次，取其平均值。
(1)实验装置

(2)测定原理
ΔH＝－
c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；
n为生成H2O的物质的量。
(3)注意事项
①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温。
②为保证酸完全中和，采取的措施是若采用的酸、碱浓度相等，可采用碱体积稍过量。
(4)误差分析
引起误差的实验操作
t终－t始
|ΔH|
保温措施不好
偏小
偏小
搅拌不充分
偏小
偏小
所用酸、碱浓度偏大
偏大
偏大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液
偏小
偏小
用同浓度的醋酸代替盐酸
偏小
偏小
用50 mL 0.50 mol·L－1NaOH溶液
偏小
偏小
2．燃烧热

强调：
燃烧热：①可燃物必须为1 mol，同时注明同素异形体的种类。
②与O2充分燃烧。
③生成物：C―→CO2(g)，H―→H2O(l)，S―→SO2(g)
3．能源
(1)能源分类

(2)解决能源问题的措施
①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。
②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。
特别强调：
(1)有关燃烧热的判断，一看是否以1 mol可燃物为标准，二看是否生成稳定化合物。
(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热之内，如H2SO4与Ba(OH)2反应生成1 mol H2O(l)，同时还生成BaSO4沉淀，故放出的热量大于57.3 kJ。
(3)由于中和反应和燃烧都是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“－”号，如甲烷的燃烧热为890 kJ·mol－1或ΔH＝－890 kJ·mol－1。
(4)有关中和热的判断，一看是否以生成1 mol H2O为标准，二看酸碱的强弱和浓度，应充分考虑弱酸、弱碱，电离吸热，浓的酸碱稀释放热等因素。
课堂检测02
1．“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放方式正在被现代科学技术所改变。下面有关生物质能的说法，不正确的是(　　)
A．利用生物质能就是间接利用太阳能
B．生物质能是可再生的能源
C．生物质能是解决农村能源的重要途径
D．生物质能的缺点是严重污染环境
2.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是(　　)
A．直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B．天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源
C．人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值
D．地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
3.为了测量某酸碱反应生成 1 mol水时的反应热，在计算时至少需要的数据有(　　)
①酸的浓度　②碱体积　③比热容　④反应后溶液的质量　⑤生成水的物质的量　⑥反应前后温度变化　⑦操作所需的时间
A．①②③④　　　　　　　　B．①③④⑤
C．③④⑤⑥ D．全部
4.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ΔH是－283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋
(2×283.0)kJ·mol－1
C．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
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
5.已知反应：
①101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1
②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
下列结论中正确的是(　　)
A．碳的燃烧热等于110.5 kJ·mol－1
B．①的反应热为221 kJ·mol－1
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为114.6 kJ·mol－1
D．含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.65 kJ的热量
6.已知HCN(aq)与NaOH(aq)反应生成1 mol正盐的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于(　 　)
A．－69.4 kJ·mol－1 B．－45.2 kJ·mol－1
C．＋69.4 kJ·mol－1 D．＋45.2 kJ·mol－1
7.下列关于热化学反应的描述中正确的是 (　　)
A.已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出57.3 kJ的热量
B.CO燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝＋(2×283.0)kJ·mol－1
C.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
D.在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
8.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？ 。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入
B．分三次倒入
C．一次迅速倒入
(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 (填字母)。
A．用温度计小心搅拌
B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯
D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为 。
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：
实验序号
起始温度t1/ ℃
终止温度t2/ ℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝ (结果保留一位小数)。
(6) (填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是
。

四 盖斯定律及反应热计算
1．盖斯定律
对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都一样，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。
(1)实质：能量守恒

(2)盖斯定律的理解

如例： 已知反应①、②，求CO燃烧生成CO2的反应热。
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
②C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2
由①－②可得：
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2
2．依据键能计算ΔH的方法
(1)计算公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。
(2)根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目。如：1 mol NH3中含有3 mol N－H键。
(3)常见物质中化学键的数目

特别强调：
(1)热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。
(2)热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。
(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。
课堂检测03
1．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1
3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2
2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3
2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4
2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋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．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
2.根据各物质间的能量循环图，下列说法正确的是(　　)

A．ΔH4>0
B．ΔH1＋ΔH5＝0
C．ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝ΔH6
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0
3.CH4­CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
CH4­CO2催化重整反应为
CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。
已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－111 kJ·mol－1
该催化重整反应的ΔH＝________kJ·mol－1。
五 比较反应热大小的方法
1.利用盖斯定律进行比较
如：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2
由①－②可得2H2O(l)===2H2O(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2＞0，则ΔH1>ΔH2。
2.利用能量变化图进行比较

由图像可以看出放出或吸收热量的多少，若是放热反应，放出的热量越多，ΔH越小；若是吸热反应，吸收的热量越多，ΔH越大，故ΔH1＞ΔH2。
3.反应物和生成物的状态
物质的气、液、固三态的变化与反应热关系：

4.ΔH的符号
比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。
5.化学计量数
当反应物和生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。
6.可逆反应与反应热(ΔH)
正确理解可逆反应的反应热(ΔH)，如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ·mol－1中的92.4 kJ是1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量。
课堂检测04
1.试比较下列各组ΔH的大小。
(1)同一反应，生成物状态不同时
A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1＜0
A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2＜0
则ΔH1 (填“>”“＜”或“＝”，下同)ΔH2。
(2)同一反应，反应物状态不同时
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＜0
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＜0
则ΔH1 ΔH2。
(3)两个有联系的不同反应相比
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＜0
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2＜0
则ΔH1 ΔH2。
2.已知室温下，将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断不正确的是(　　)

A．ΔH1＞0 B．ΔH2＜ΔH3
C．ΔH3＞ΔH1 D．ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
3.已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1
3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2
2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3
2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4
2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋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．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
提升训练
1.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(　　)
A．氢能 B．电能
C．核能 D．水煤气
2.全球气候变暖给人类的生存和发展带来了严峻的挑战，在此背景下，“新能源”“低碳”“节能减排”“吃干榨尽”等概念愈来愈受到人们的重视。下列有关说法不正确的是 (　　)
A．太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”
B．“低碳”是指采用含碳量低的烃类作为燃料
C．如图，甲烷经一氯甲烷生成低碳烯烃的途径体现了“节能减排”思想

D．让煤变成合成气，把煤“吃干榨尽”，实现了煤的清洁、高效利用
3.一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中和代表不同元素的原子。

关于此反应说法错误的是 (　　)
A.一定属于吸热反应 B.一定属于可逆反应
C.一定属于氧化还原反应 D.一定属于分解反应
4.（双选）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X→Y 反应的ΔH=E5-E2
B.由X→Z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
5.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=a kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH2=b kJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH3=c kJ·mol-1
④2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH4=d kJ·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) 12CH3OCH3(g)+12H2O(l)的ΔH=d2 kJ·mol-1
D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1
6.红磷(P)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程和能量的关系如图所示，图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，该分解反应是可逆反应。下列说法正确的是(　　)

A.其他条件不变，升高温度有利于PCl5的生成
B.反应2P(s)＋5Cl2(g)===2PCl5(g)对应的反应热　ΔH＝－798 kJ·mol－1
C.P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为2P(s)＋3Cl2(g)===2PCl3(g)　ΔH＝－306 kJ·mol
－1
D．其他条件不变，对于反应2PCl5(g)===2P(s)＋5Cl2(g)　ΔH，增大压强，PCl5的转化率
减小，ΔH减小
7.由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．反应生成1 mol N2时转移4 mol e－
B．反应物能量之和大于生成物能量之和
C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)
ΔH＝－139 kJ·mol－1
D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
8.能源短缺是全球面临的问题，用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的ΔH为(　　)
化学键
C—H
H—H
C—O
C===O
H—O
键能/ (kJ·mol－1)
413.4
436.0
351.0
745.0
462.8

A．－46.2 kJ·mol－1　　　 B．＋46.2 kJ·mol－1
C．－181.6 kJ·mol－1 D．＋181.6 kJ·mol－1
9.下列四组热化学方程式中，ΔH1＞ΔH2的是 (　 　)
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　　ΔH1 C(s)＋O2===CO(g)　ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
③CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH2
④HCl＋NaOH===NaCl＋H2O　ΔH1 HCl＋NH3·H2O===NH4Cl＋H2O　ΔH2
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
10.2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．相同条件下，K(s)的(ΔH2′＋ΔH3′) B．ΔH4的值数值上和Cl—Cl共价键的键能相等
C．ΔH5<0，在相同条件下，2Br(g)的ΔH5′>ΔH5
D．ΔH7<0，且该过程形成了分子间作用力
11.三元WO3/C3N4/Ni(OH)x光催化剂产氢机理如图。下列说法正确的是(　　)

A．TEOA→TEOA＋为还原反应
B．Ni(OH)x降低了H＋→H2的活化能
C．能量转化形式为太阳能→电能→化学能
D．WO3没有参与制氢反应过程
12．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1
②3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2
③2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3
④2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4
⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋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．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
13.一定条件下,在CO2与足量C反应所得平衡体系中加入H2和适当催化剂,有下列反应发生:
CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)　ΔH1=-206.2 kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41.2 kJ·mol-1
(1)二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的热化学方程式是　 。 
(2)已知298 K时相关化学键的键能数据如表所示。
化学键
H—H
O—H
C—H
CO
E/(kJ·mol-1)
436.0
462.8
413.4
1 075.0
根据键能计算ΔH1=　　　　,它与上述实测值差异较大的原因可能是　 。 
14.近年来由于全球变暖和资源短缺等问题的日益严重,关于CO2和碳酸盐应用的研究受到人们的重视。
(1)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。
已知:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)　ΔH=-159.47 kJ·mol-1
NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=+116.49 kJ·mol-1
H2O(l)H2O(g)　ΔH =+44.0 kJ·mol-1
试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式:　 。 
15.“低碳经济”备受关注,CO2的有效开发利用成为科学家研究的重要课题。
(1)已知:CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)　ΔH=-90.0 kJ·mol-1; H2O(l) H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1;C(s)的燃烧热ΔH=-394.0 kJ·mol-1。则表示H2燃烧热的热化学方程式为　　　　
　　 。 
16.(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH>0，则稳定性：金刚石 (填“>”“<”)石墨。
(2)已知：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2
则ΔH1 (填“>”或“<”)ΔH2。
(3)“嫦娥”五号预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)　ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－543 kJ·mol－1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式： 。
(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则CO的燃烧热为ΔH＝ 。
(5)0.50 L 2.00 mol·L－1 H2SO4溶液与2.10 L 1.00 mol·L－1 KOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中和热ΔH＝ 。
(6)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是 。
16.填写下列空白：
(1)2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1, 则CO(g)的燃烧热是______________________。
(2)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol－1，则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为________
_________________。
(3)氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为___________________。
(4)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______________________________。
(5)C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1，C8H18的燃烧热为 _________________________。