第一节　化学能与热能（考点考法剖析）-【高考引领教学】高考化学一轮针对性复习方案（全国通用）

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第一节　化学能与热能
【必备知识要求】
1.了解化学反应中能量转化的原因及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,能正确书写热化学方程式。
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。5.了解焓变(ΔH)与反应热的含义。
6.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。
【关键能力及高考要求】
关键能力要求：化学计算能力、实验和探究能力、理解辨析能力、微观想象能力。
高考要求：一是化学反应中能量变化有关概念的理解及计算，主要涉及能量变化的本质，以图象的形式表示能量变化过程的分析；
二是热化学方程式的正误判断与书写，主要根据题给信息正确书写热化学方程式及正误判断；
三是盖斯定律的应用，主要是利用盖斯定律计算反应热的数值。热化学方程式的正误判断主要以选择题形式考查；热化学方程式的书写及ΔH的计算往往结合盖斯定律在第Ⅱ卷以填空题形式考查，能量转化以图象形式出现在选择题中的可能性较大。
【学科核心素养解析】
1、变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析热化学方程式，运用热化学反应原理解决实际问题。
2、证据推理与模型认知：通过分析、推理等方法认识研究反应热的本质，建立盖斯定律模型。
3、科学态度与社会责任：赞赏化学对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。
必备知识点1 反应热与焓变
1．化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。
(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式
①吸热反应：热能―→化学能。
②放热反应：化学能―→热能。
③光合作用：光能―→化学能。
④燃烧反应：化学能―→热能，化学能―→光能。
⑤原电池反应：化学能―→电能。
⑥电解池反应：电能―→化学能。
2.焓变、反应热
(1)反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。
(2)焓变：在恒压条件下进行的反应的热效应，符号：ΔH，单位：kJ/mol或kJ·mol－1。
(3)焓变与反应热的关系：对于恒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，则有关系：ΔH＝Qp。
2.放热反应和吸热反应的判断
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。
　
(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析

3.理解反应历程与反应热的关系
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.化学反应热效应计算的三个角度
从宏观角度分析
ΔH=H1(生成物的总能量)-H2(反应物的总能量)
从微观角度分析
ΔH=E1(反应物的键能总和)-E2(生成物的键能总和)
从活化能角度分析
ΔH=E1(正反应活化能)-E2(逆反应活化能)
注意特殊物质中键数的判断
物质(1 mol)
P4
C(金刚石)
石墨
Si
SiO2
键数(mol)
6
2
1.5
2
4
【知识理解提点】
1.化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，任何化学反应都具有热效应。
2.不能根据反应条件判断反应是放热还是吸热，需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。
3.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。
4.物质三态变化时，能量的变化形式为固态液态气态。
活化能与焓变的关系

5.催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。
6.在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。
7.记忆常见的放热反应和吸热反应
A.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；⑥铝热反应等。
B.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。
【惑点辨析】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应。(　　)
2.吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量。(　　)
3.可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关。(　　)
4.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。(　　)
5.活化能越大,表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越高。(　　)
6.800 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-38.6 kJ·mol-1。(　　)
【答案】:1.×　2.√　3.√　4.×　5.×　6.×
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】 化学反应中能量变化图形探析
例1. (2022·福建福州市高三期末)已知几种物质之间的能量关系如图所示， 下列说法中正确的是(　　)

A．使用合适催化剂，能减小反应的焓变
B.
C. 中，热能转化为产物内部的能量
D. ，反应物的总能量低于生成物的总能量
【解析】A项：使用合适催化剂可降低反应的活化能，但不能减小反应的焓变，故A错误；
B项： ΔH＝237.1 kJ/mol－208.4 kJ/mol＝＋28.7 kJ/mol，故B正确；
C项： 　ΔH＝119.6 kJ/mol－237.1 kJ/mol＝－117.5 kJ/mol，产物内部的能量转化为热能，故C错误；
D项： 　ΔH＝－119.6 kJ/mol，反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故D错误；故选B。
【答案】B
【跟踪演练】
1.（2022·北京高三二模）我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示(其中吸附在金催化剂表面上的物种用❉标注)

下列说法不正确的是
A．催化剂能够改变反应历程
B．H2O*转化为 H*和OH*时需要吸收能量
C．反应过程中，过渡态1比过渡态2更难达到
D．总反应方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NAeV/mol
【解析】A项：由反应历程图可知：在过渡态中，催化剂能够改变反应过程中的相对能量，改变的是反应的历程，但是最终反应物和生成物不会改变，故A正确；
B项：根据反应历程图可知，CO(g)+H2O(g)+H2O*的能垒为-0.32eV；CO(g)+H2O(g)+ H*+OH*的能垒为-0.16eV，所以H2O*转化为 H*和OH*时需要吸收能量，故B正确；
C项：由反应历程图可知：反应过程中生成过渡态1比过渡态2的能垒小，所以过渡态1反应更容易，故C错误；
D项：根据反应历程图可知，整个反应历程中1 mol CO(g)和2 mol H2O(g)生成1 mol CO2(g).和1 mol H2O(g)和1 mol H2(g)时，放出0.72 NAeV的能量，而△H为每1 mol反应对应的能量变化，所以该反应的总反应方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NAeV/mol，故D正确；故答案：C。
【答案】C
【基础例析】 依据键能或能量变化图计算反应热
例2.（2022·山东高三）下表为C、形成的部分化学键的键能数据。下列说法错误的是
化学键







键能/()
347
413
358
803
226
318
452
A．键能：，因此硬度：金刚石晶体硅
B．键能，因此熔点：
C． CH4的热稳定性大于SiH4，且二者燃烧的产物中SiO2更容易形成
D． CH4与SiH4分子中所含元素的电负性：
【解析】A项：金刚石、晶体硅都为共价晶体，键能越大，晶体的硬度越大，键能：，因此硬度：金刚石晶体硅，A正确；
B项：CO2为分子晶体，SiO2为共价晶体，晶体熔化时，分子晶体不需要破坏共价键，只需破坏分子间作用力，而共价晶体需破坏共价键，所以熔点：，B不正确；
C项：CH4、SiH4都为正四面体结构，且键能C-H＞Si-H，所以CH4的热稳定性大于SiH4，而燃烧的产物中，SiO2比H2O的稳定性强，所以更容易形成，C正确；
D项：CH4分子中，C显-4价，H显+1价，则电负性C＞H，SiH4分子中，Si显+4价，H显-1价，则电负性Si＜H，因此所含元素的电负性：，D正确；故选B。
【答案】B
【跟踪演练】
2.（2022·上海高三二模）理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是

A．HCN和HNC中碳氮键完全相同
B．HCN和HNC互为同素异形体
C．1molHNC(g)的能量高于1molHCN(g)
D．HCN(g)HNC(g)＋59.3kJ
【解析】A项：HCN中的碳氮键为C≡N键，HNC中碳氮键为N＝C键，二者的碳氮键不一样，A项错误；
B项：同素异形体是指由同样的单一化学元素组成，因排列方式不同，而具有不同性质的单质。HCN和HNC都不是单质，不符合同素异形体的定义，B项错误；
C项：由图可知，HNC的能量比HCN的能量高，C项正确；
D项：题中热化学方程式表示错误，应为：HCN(g)HNC(g) ΔH=＋59.3kJ∙mol-1，D项错误；答案选C。
【答案】C
必备知识点2 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。 系数表示物质的量，可以是分数。
3.书写要求
①注明反应的温度和压强(25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明)。
②注明反应物和生成物的状态：固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。
③热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量，而不表示分子个数(或原子个数)，因此可以写成分数。
④热化学方程式中不用“↑”和“↓”。
⑤由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
⑥同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。
4.热化学方程式与化学(离子)方程式的3个不同点
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。
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。
5.判断热化学方程式正误的“五看”
一看状态―→看各物质的聚集状态是否正确；
二看符号―→看ΔH的“＋”“－”是否正确；
三看单位―→看反应热的单位是否为kJ/mol；
四看数值―→看反应热数值与化学计量数是否相对应；
五看概念―→看燃烧热、中和热的热化学方程式。
【知识理解提点】
1.焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。
2.催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
3.在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。
4.判断热化学方程式正误的“五看”
一看状态―→看各物质的聚集状态是否正确；
二看符号―→看ΔH的“＋”“－”是否正确；
三看单位―→看反应热的单位是否为kJ/mol；
四看数值―→看反应热数值与化学计量数是否相对应；
五看概念―→看燃烧热、中和热的热化学方程式。
5.反应热大小的比较的四个注意点：
(1)看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下：

(2)看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。
(3)看化学计量数。当反应物与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。
(4)看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。
5.可逆反应的ΔH表示完全反应的热量变化，与反应是否可逆无关。如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，表示在101 kPa、25 ℃时，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。
【惑点辨析】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
1.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，表示在1L的容器中，加入1molN2和3molH2,反应放出的热量就是92.4KJ。
2.S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1
表示1 mol S和氧气完全反应生成1 mol SO2气体，放出热量为a kJ。(　　)
3.2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH>0(　　)
4.C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定(　　)
5.已知：500 ℃，30 ΜPa下，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下，充分反应，放出热量46.2 kJ(　　)
答案　1.× 2.×　3√　4√　5×
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】 考查热化学方程式的正误判断
例3．（2022·河北英才国际学校高三月考）下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A．氢气的燃烧热为-285.5kJ/mo1，则电解水的热化学方程式为：2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)△H=+285.5kJ/mo1
B．1mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890kJ热量，则它的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)△H=-890kJ/mol
C．已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-1，则C的燃烧热为-110.5kJ/mo1
D．HF与NaOH溶液反应：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)△H=-57.3kJ/mol
【解析】A项：氢气燃烧是放热反应，焓变为负值，水电解过程是吸热反应，2mol水电解吸收热量为571.0 kJ，故A错误；
B项：1mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890kJ热量，则它的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)△H=-890kJ/mol，故B正确；
C项：该反应生成的CO不是稳定的氧化物，反应热不是燃烧热，故C错误；
D项：HF是弱酸存在电离平衡，电离过程是吸热过程，热化学方程式中不能拆成离子，NaOH溶液与HF溶液反应放热小于57.3kJ，故D错误；答案选B。
【答案】B
【跟踪演练】
3.（2022·湖南高三月考）下列热化学方程式中，错误的是
A．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：
B．、下，将和置于密闭容器中充分反应生成放热，其热化学方程式为：
C．稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热为，则表示稀硫酸与稀氢氧化钡溶液发生反应的热化学方程式为：
D．反应的可通过下式估算：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
【解析】A项：甲烷的燃烧热为，要生成液态水，甲烷燃烧的热化学方程式可表示为： ，A项正确；
B项：、下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热，由于反应为可逆反应，则完全反应放热大于，其热化学反应方程式为： ，B项错误；
C项：中和热是稀强酸溶液和稀强碱溶液恰好反应生成水放出的热量，因和反应生成沉淀会放出热量，所以反应热小于，C项错误；
D项：反应中，应该如下估算：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项正确；答案选BC。
【答案】BC
必备知识点3燃烧热、中和热、能源
1.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，即C―→CO2(g)、H―→H2O(l)、S―→SO2(g)。
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
2.中和热的测定
(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)实验步骤
①绝热装置组装―→②量取一定体积酸、碱稀溶液―→③测反应前酸碱液温度―→④混合酸碱液测反应时最高温度―→⑤重复2～3次实验―→⑥求平均温度差(t终－t始)―→⑦计算中和热ΔH。
(4)误差分析
若实验时有热量损失，所测中和热偏小，ΔH偏大。
(5)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。
③中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量，为57.3 kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。若用浓硫酸发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
④中和热测定实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动，不能用金属丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是金属传热快，热量损失大。
⑤计算时应注意单位的统一，且要注意数据的取舍，无效数据要舍去。
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。
【知识理解提点】
1.中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热，生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
2.对于中和热、燃烧热，由于它们反应放热是确定的，所以描述中不带“一”，但其焓变为负值。
3.当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。
4.测定中和热的易错细节
(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。
(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5 mol·L－1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。
(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。
(4)使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。
5.浓H2SO4稀释时放热，浓H2SO4与强碱溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
6.当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。
【惑点辨析】
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
1.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能。(　　)
2.随着科技的发展,氢气将成为主要能源之一。(　　)
3.葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol-1,则12C6H12O6(s)+3O2(g)3CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 400 kJ·mol-1。(　　)
4.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)　ΔH=-192.9 kJ· mol-1,则CH3OH(g)的燃烧热为 192.9 kJ· mol-1。(　　)
5.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。(　　)
6.中和热的测定实验中,分多次将NaOH溶液倒入装盐酸的小烧杯中,测出来的中和热的数值偏小。(　　)
【答案】1.√　2.√　3.√　4.×　5.×　6.√
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】考查对燃烧热、中和热的理解
例4．（2022·张家口市崇礼区第一中学高三期中）已知25℃、101kPa下，1mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.0kJ
①H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H1=-57.3kJ•mol-1
②2CH3OH(l)+3O2(g)=4H2O(g)+2CO2(g)△H2=-1277.0kJ•mol-1
下列有关说法错误的是
A．若反应②中CH3OH变为气态，则该反应的反应热△H>△H2
B．CH3OH(l)的燃烧热△H=-726.5kJ•mol-1
C．CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H>﹣57.3kJ•mol-1
D．液态水变为水蒸气过程中需要克服分子间作用力
【解析】A项：液态转化为气态的过程吸热，燃烧焓变为负，若反应②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；
B项：1mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.0kJ，可得③H2O(l)=H2O(g)△H=44kJ•mol-1，由盖斯定律，②-4③可得：2CH3OH(l)+3O2(g)=4H2O(g)+2CO2(g)△H2=-1453.0kJ•mol-1，则甲醇的燃烧△H=-726.5kJ.mo-1，故B正确；
C项：醋酸是弱电解质，电离吸热，故1mol NaOH与1mol醋酸反应时放热小于57.3kJ，故CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) △H>﹣57.3kJ•mol-1，故C正确；
D项：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；答案选A。
【答案】A
【跟踪演练】
例4.（2022·河北高三）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∆H=-57.3 kJ/mol
B．甲烷的标准燃烧热∆H=-890.3kJ/mol，则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H<-890.3 kJ/mol
C．500℃、30 MPa下，N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)∆H =-92.4kJ/mo1，将1.5mol H2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2kJ
D．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的∆H=+566.0kJ/mol
【解析】A项：稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时的反应热叫做中和热，因此HCl和NaOH反应的中和热∆H=-57.3 kJ/mol，A项正确；
B项：生成物水由气态变成液态会放出热量，因此CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H>-890.3 kJ/mol，B项错误；
C项：该反应为可逆反应，不能进行到底，放出的热量小于46.2kJ，C项错误；
D项：CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则2CO(g)+O2(g) =2CO2(g)的∆H=-566.0kJ/mol，因此2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的∆H=+566.0kJ/mol，D项正确；故答案为AD。
【答案】AD
【基础例析】 考查中和热测定及误差分析和数据处理
例5．（2022·陕西长安一中高三月考）在测定中和热的实验中，下列说法正确的是
A．使用环形玻璃棒是为了使酸碱充分反应，减小实验误差
B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C．用0.5mol·L-1NaOH溶液分别与0.5mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同
D．测定中和热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计、环形玻璃搅拌棒
【解析】A项： 使用环形玻璃棒是为了使酸碱充分反应，能加快反应速率，减小实验误差，故A正确；
B项： 温度计水银球测烧杯内的热水的温度，不能接触烧杯底部接触烧杯底部，故B错误；C项： 用0.5mol·L-1NaOH溶液分别与0.5mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，醋酸是弱酸，电离吸热，测出的中和热数值偏小，故C错误；
D项： 中和热测定用不到天平，故D错误；故选A。
【答案】A
【跟踪演练】
5.中和热测定实验中，用50mL0.50mol/L盐酸和50mL0.55mol/LNaOH进行实验，下列说法错误的是
A．改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液反应，求得中和热数值和原来相同
B．测了酸后的温度计应用水清洗再去测碱的温度，否则中和热数值偏小
C．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应慢慢倒入小烧杯中以免溶液溅出，再用环形玻璃搅拌棒搅拌
D．装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减少热量损失
【解析】A项：中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，测得中和热数值相等，故A正确；
B项：测了酸后的温度计应用水清洗再去测碱的温度，否则碱液的起始温度偏高，从而导致中和热数值偏小，故B正确；
C项：量筒中NaOH溶液应慢慢倒入小烧杯中，热量散失，导致反应后的温度低，ΔT偏小，由Q=m•c•ΔT可知测量结果偏低，故C错误；
D项：大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是：保温、隔热、减少实验过程中的热量散失，故D正确；故答案选C。
【答案】C
【基础例析】 能源的开发与利用
例6.（2022·安徽高三）能源的开发与利用促进了人类发展和社会进步，下列有关能源及利用说法正确的是
A．古代曾使用木炭、铁矿石熔炼铸铁，其中木炭的作用只是燃烧供热
B．《世说新语》记载“······用蜡烛作炊”，其中蜡烛的主要成分是油脂，属于天然高分子化合物
C．植物油、煤油等都曾用于提供照明，二者组成元素相同，其中煤油主要来自煤的干馏
D．天然气不仅是一种清洁的化石燃料，还可作为化工原料用于合成氨和生产甲醇等
【解析】A项：古代曾使用木炭、铁矿石熔炼铸铁，木炭燃烧放热，木炭不完全燃烧产生的CO把铁矿石还原为铁单质，故A错误；
B项：蜡烛的主要成分是固体烷烃，故B错误；
C项：植物油、煤油等都曾用于提供照明，植物油的组成元素是C、H、O，煤油的组成元素是C、H，二者组成元素不相同，煤油主要来自石油的分馏，故C错误；
D项：天然气主要成分是甲烷，可作为化工原料用于合成氨和生产甲醇等，故D正确；选D。
【答案】D
【跟踪演练】
6.（2022·甘肃高三期末）化学与环境、生产信息、能源关系密切，下列说法中不正确的是
A．开发高效氢能、太阳能等新型汽车以解决城市机动车尾气排放问题
B．煤炭经气化、液化和干馏等过程可获得清洁能源和化工原科
C．自然界中含有大量游离态的硅，纯净的硅品体可用于制作计算机芯片
D．干电池放置过久可能漏液失效其原因是显酸性的NH4Cl溶液和外壳锌反应
【解析】A项：开发高效氢能、太阳能等新型电动汽车，可以减少化石燃料的使用，可以解决城市机动车尾气排放问题，故A正确；
B项：煤的气化是煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H2、CO等气体的过程；煤的液化是将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料或者利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或者其他液体化工产品的过程；煤的干馏是指隔绝空气加强热，使煤分解的过程，所以煤炭经气化、液化和干馏等过程，可获得清洁能源和重要的化工原料，故B正确；
C项：硅为亲氧元素，在自然界以化合态存在，无单质，故C错误；
D项：干电池中电解质溶液NH4Cl显酸性，能和外壳锌反应，导致干电池放置过久可能漏夜而失效，故D正确。答案选C。
【答案】C
必备知识点4 盖斯定律、反应热的计算与比较
1.盖斯定律
(1)内容
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)应用
转化关系
反应热间的关系
aAB、AB
ΔH1＝aΔH2
AB
ΔH1＝－ΔH2

ΔH＝ΔH1＋ΔH2
2.反应热的计算
(1)利用热化学方程式进行有关计算
根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。
(2)根据燃烧热数据，计算反应放出的热量
计算公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量)
(3)利用盖斯定律计算
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。
【知识理解提点】
1.反应热大小的比较直接比较法
①物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。
②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。
③生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。
④对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时，放出的热量为197 kJ，实际上向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。
2.盖斯定律比较法
①同一反应，生成物状态不同时
如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0
A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0
C(g)===C(l)　ΔH3<0

ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，
所以ΔH2<ΔH1。
②同一反应，反应物状态不同时
如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0
S(g)===S(s)　ΔH3<0

ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，
所以ΔH1<ΔH2。
3.运用盖斯定律的技巧——“三调一加”
一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置，改写已知的热化学方程式。
二调：根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。
三调：调整中间物质的化学计量数。
一加：将调整好的热化学方程式及其ΔH加起来
【惑点辨析】
1.已知：①2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-3 116 kJ· mol-1
②C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ· mol-1
③2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ· mol-1
则乙烷标准摩尔生成焓的热化学方程式:2C(石墨,s)+3H2(g)C2H6(g)　ΔH=-86.4 kJ· mol-1 （ ）
2.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(　　)
3.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(　　)
4.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(　　)
【答案】1.√　2.×　3.×　4.√
【夯基例析·跟踪演练】
【基础例析】 考查盖斯定律在反应热大小比较中的应用
例7.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。
【答案】(1)>　(2)<　(3)<
【解析】设每小题中的两个热化学方程式依次为①式和②式。
(1)依据盖斯定律，①式－②式得：C(l)===C(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于C(l)===C(g)为吸热过程，即ΔH>0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2>0，即ΔH1>ΔH2。
(2)依据盖斯定律，①式－②式得：S(g)===S(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于S(g)===S(s)为放热过程，即ΔH<0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。
(3)依据盖斯定律，①式－②式得：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于该反应为放热反应，即ΔH<0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。
【跟踪演练】
7.已知燃料丙烷(C3H8)完全燃烧后只有CO2和H2O不会造成环境污染，已知有以下四个热化学反应方程式：
①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－a kJ/mol
②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－b kJ/mol
③2C3H8(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋2CO(g)＋8H2O(l) ΔH＝－c kJ/mol
④C3H8(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－d kJ/mol
其中a、b、c、d最大的是(　　)
A．a B．b C．c D．d
【答案】C
【解析】①与②相比生成液态水比气态水放出的热量多，所以b>a，④中各物质的量均为①中的一半，所以d＝a，③中与②相比，2 mol C3H8燃烧生成4 mol CO2和2 mol CO，相当于此反应中的2 mol C3H8有1 mol完全燃烧，1 mol不完全燃烧，故放出的热量c大于b，所以c最大，选C。
【基础例析】 考查盖斯定律在反应热计算中的应用
例8.已知下列热化学方程式：
2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)　ΔH1＝－702.2 kJ·mol－1；
Hg(l)＋O2(g)===HgO(s)　ΔH2＝－90.7 kJ·mol－1。
由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)　ΔH3中ΔH3的值是(　　)
A．－260.4 kJ·mol－1 B．－254.6 kJ·mol－1
C．－438.9 kJ·mol－1 D．－441.8 kJ·mol－1
【答案】A　
【解析】将题给两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①×－②可得Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)，则该反应的ΔH3＝(－702.2 kJ·mol－1)×－(90.7 kJ·mol－1)＝－260.4 kJ·mol－1。
【跟踪演练】
8.(2020·河南洛阳市高三期末)已知
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1＝－572 kJ/mol
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ/mol
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH3＝－1367 kJ/mol
则2C(s)＋3H2(g)＋O2(g)===C2H5OH(l)，ΔH为(　　)
A．＋278 kJ/mol B．－278 kJ/mol
C．＋401.5 kJ/mol D．－401.5 kJ/mol
【答案】B
【解析】①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－572 kJ/mol
②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ/mol
③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH3＝－1 367 kJ/mol
根据盖斯定律②×2＋①×－③
得2C(s)＋3H2(g)＋O2(g)===C2H5OH(l)，ΔH＝－278 kJ/mol，故选B。
【高考应用】
高频考点1 盖斯定律计算反应热以及热化学方程式的书写
1.盖斯定律
（1）.概念: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。即反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关。
（2）.应用:间接计算某些反应的反应热。如:,则ΔH=ΔH1+ΔH2。
2.热化学方程式的书写
（1）.热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化，系数代表物质的量，可以是分数。
（2）.书写

【高考实例】
例1.（2020年新课标Ⅰ）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=−98 kJ·mol−1。回答下列问题：
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为：_________。

【答案】（1）2V2O5(s)+ 2SO2(g)⇌ 2VOSO4(s)+ V2O4(s) ∆H= -351 kJ∙mol-1
【解析】根据盖斯定律，用已知的热化学方程式通过一定的数学运算，可以求出目标反应的反应热；根据压强对化学平衡的影响，分析图中数据找到所需要的数据；根据恒压条件下总压不变，求出各组分的分压，进一步可以求出平衡常数；根据题中所给的速率公式，分析温度对速率常数及二氧化硫的转化率的影响，进一步分析对速率的影响。
(1)由题中信息可知：
①SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g) ∆H= -98kJ∙mol-1
②V2O4(s)+ SO3(g)⇌V2O5(s)+ SO2(g) ∆H2= -24kJ∙mol-1
③V2O4(s)+ 2SO3(g)⇌2VOSO4(s) ∆H1= -399kJ∙mol-1
根据盖斯定律可知，③-②´2得2V2O5(s)+ 2SO2(g)⇌ 2VOSO4(s)+ V2O4(s)，则∆H= ∆H1-2∆H2=( -399kJ∙mol-1)-( -24kJ∙mol-1)´2= -351kJ∙mol-1，所以该反应的热化学方程式为：2V2O5(s)+ 2SO2(g)⇌ 2VOSO4(s)+ V2O4(s) ∆H= -351 kJ∙mol-1；
【考点演练】
1.（2021·全国高考甲卷试题）二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：

该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①
②
总反应的_______；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_______(填标号)，判断的理由是_______。
A．B．C．D．
【答案】（1）-49 A ΔH1为正值，ΔH2为和ΔH为负值，反应①的活化能大于反应②的
【解析】
(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：，该反应一般认为通过如下步骤来实现：①，②，
根据盖斯定律可知，①+②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应为： ；该反应总反应为放热反应，因此生成物总能量低于反应物总能量，反应①为慢反应，因此反应①的活化能高于反应②，同时反应①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，因此示意图中能体现反应能量变化的是A项，故答案为：-49；A；ΔH1为正值，ΔH2为和ΔH为负值，反应①的活化能大于反应②的。
2.（2021·广东高考试题）我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1
b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2
c)CH4(g)C(s)+2H2(g) ∆H3
d)2CO(g)CO2(g)+C(s) ∆H4
e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) ∆H5
(1)根据盖斯定律，反应a的∆H1=_______(写出一个代数式即可)。
【答案】∆H2+∆H3-∆H5或∆H3-∆H4
【解析】
(1)根据题目所给出的反应方程式关系可知，a=b+c-e=c-d，根据盖斯定律则有∆H1=∆H2+∆H3-∆H5=∆H3-∆H4；
高频考点2键能与反应热的计算
ΔH=E1(反应物的键能总和)-E2(生成物的键能总和)
ΔH=E1(正反应活化能)-E2(逆反应活化能)
【高考实例】
例2.（2021年湖北高考试题）丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。
反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)△H1=+125kJ·mol-1
反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)+O2(g)===C3H6(g)+H2O(g)△H2=-118kJ·mol-1
（1）已知键能：E(C—H)=416kJ·mol-1，E(H—H)=436kJ·mol-1，由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为___kJ。
【答案】271
【解析】 由C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H1=+125kJ·mol-1可知反应需要中断裂2mol C—H键、形成1mol碳碳π键和1mol H—H键，416kJ·mol-1×2- E (碳碳π键) -436kJ·mol-1= +125kJ.mol-1，解得：E(碳碳π键)= +271kJ. mol-1，所以形成1mol碳碳π键放出的能量为271kJ；
【考点演练】
3.（2021年湖南高考试题）氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法I：氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
化学键



键能
946
436.0
390.8
一定温度下，利用催化剂将分解为和。回答下列问题：
(1)反应_______；
【答案】+90.8
【解析】
(1) 根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，ΔH=390.8kJmol-1-(946 kJmol-1+436.0kJmol-1)= +90.8kJmol-1，故答案为：+90.8；
4.（2021·河北高考试题）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表：
物质
H2(g)
C(石墨，s)
C6H6(l)
燃烧热△H(kJ•mol-1)
-285.8
-393.5
-3267.5
(1)则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为________。
【答案】6C(石墨，s)+3H2(g)= C6H6(l) ΔH=49.1kJmol-1
【解析】
(1)根据表格燃烧热数据可知，存在反应①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJmol-1，②H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2=-285.8kJmol-1，③C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH3=-3267.5kJmol-1，根据盖斯定律，[①12+②6] -③得反应：6C(石墨，s)+3H2(g)= C6H6(l)，ΔH=[(-393.5kJmol-1)+(-285.8kJmol-1)6]-(-3267.5kJmol-1)=49.1kJmol-1，故答案为：6C(石墨，s)+3H2(g)= C6H6(l) ΔH=49.1kJmol-1；