2019届高考化学二轮复习专题五化学反应中的热效应备考备查清单学案

备考备查清单
[知识体系]
化学反应中的能量变化

[规律方法]
1.热化学方程式书写与正误判断的步骤
（1）书写一般“四步”。
―→―→―→
（2）正误判断“五审”

2.对比“三热”跳出误区
答题模板
关键信息
答题步骤（要点）
第一步：对比“三热”概念，谨防误区
反应热：化学反应过程中放出或吸收的热量；燃烧热：在25 ℃、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；中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O时所放出的热量
第二步：抓住要点，作出判断
反应热
反应放热时，ΔH<0；反应吸热时，ΔH>0。ΔH的数值大小与方程式的化学计量数成正比
中和热
（1）必须是酸和碱的稀溶液；（2）生成的水为1 mol，且生成的水为液态；（3）若溶液中存在浓酸或者弱酸（弱碱），均影响中和热
燃烧热
（1）以1 mol可燃物为标准；（2）可燃物燃烧必须生成稳定的氧化物

一、选择题
1.（2017·绿色联盟联考）根据能量变化示意图得出的结论正确的是（　　）

A.1 mol C完全燃烧生成CO2时放出的热量为393.5 kJ
B.2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221.0 kJ/mol
C.2CO2 （g）===2CO（g）＋O2（g）　ΔH＝＋283.0 kJ/mol
D.C（s）＋O2（g）===CO2 （g）　ΔH＝＋393.5 kJ/mol
解析　由题图可知：C（s）＋O2（g）===CO2 （g）　ΔH＝－393.5 kJ/mol　2CO（g）＋O2（g）===2CO2 （g）　ΔH＝－566.0 kJ/mol，C、D两项都错误，而A项未标出状态，由盖斯定律可知：2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221.0 kJ/mol，B项正确。
答案　B
2.（2018·余姚中学高三模拟）H2O2（l）在有MnO2条件下和无MnO2条件下分解的能量变化如图所示。下列说法正确是（　　）

A.有MnO2条件下的反应曲线是a曲线
B.该反应能量变化类型与CaCO3分解反应相同
C.加催化剂后，正反应速率加快，逆反应速率减小
D.b曲线的热化学方程式为：H2O2（l）===H2O（l）＋1/2O2（g）　ΔH＝（E1－E2） kJ·mol－1
解析　A.催化剂降低反应活化能而改变反应速率，但不影响平衡移动，则焓变不变，所以有MnO2条件下的反应曲线是b曲线，故A错误；B.该反应物能量高，生成物能量低，为放热反应，CaCO3分解是吸热反应，故B错误；C.加催化剂后正逆反应速率同时增大，故C错误；D.该反应的焓变为ΔH＝（E1－E2） kJ·mol－1，故D正确；本题选D。
答案　D
3.实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是（　　）
①CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1
②CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
③CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
A.仅有② B.仅有②④
C.仅有②③④ D.全部符合要求
解析　书写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点：（1）生成物的稳定状态，H2O为液态，C的稳定化合物为CO2；（2）单位是kJ·mol－1，不是kJ；（3）数值，ΔH的数值要与热化学方程式中化学计量数保持一致；（4）符号，吸热用“＋”标注，放热用“－”标注。仅②④符合要求。
答案　B
4.（2018·浙江嘉兴市第一中学高三）已知：H2（g）＋F2（g）===2HF（g）　ΔH＝－270 kJ·mol－1。下列说法正确的是（　　）
A.在相同条件下，1 mol H2（g）与1 mol F2（g）的能量总和小于2 mol HF（g）的能量
B.1 mol H2（g）与1 mol F2（g）反应生成2 mol液态HF放出的热量大于270 kJ
C.该反应的逆反应是放热反应
D.该反应过程的能量变化可用下图来表示

解析　A.根据H2（g）＋F2（g）===2HF（g）　ΔH＝－270 kJ·mol－1可知，该反应为放热反应，则在相同条件下，1 mol H2（g）与1 mol F2（g）的能量总和大于2 mol HF（g）的能量，故A错误；B.物质由气态变为液态时放出能量，则1 mol H2（g）与1 mol F2（g）反应生成2 mol液态HF放出的热量大于270 kJ，故B正确；C.因该反应的正反应为放热反应，所以逆反应是吸热反应，故C错误；D.由反应方程式可知，该反应的ΔH＜0，为放热反应，说明反应物的总能量大于生成物的总能量，故D错误；答案选B。
答案　B
5.（2018·浙江新高考研究联盟）根据如图的能量图，下列说法正确的是（　　）

A.A2（g）＋B2（g）===2AB（g）是一个放热反应
B.2 mol AB的总能量大于1 mol A2和1 mol B2的能量之和
C.1 mol A2（g）和1 mol B2（g）的能量之和为a kJ
D.2AB（g）===A2（l）＋B2（l）　ΔH<（b－a）kJ/mol
解析　A.根据能量图，反应物总能量小于生成物总能量，即此反应为吸热反应，故A错误；B.没有指明物质的状态，故B错误；C.a kJ·mol－1为活化能，不是A2（g）和B2（g）总能量，故C错误；D.A2（g）===A2（l）、B2（g）===B2（l）属于吸热过程，因此2AB（g）===A2（l）＋B2（l）　ΔH<（b－a）kJ/mol，故D正确。
答案　D
6.（2017·浙江湖州期末）下列关于吸热反应的分析正确的是（　　）
A.生成物化学键形成时也会吸收热量
B.生成物的总能量高于反应物的总能量
C.一定需要加热条件下才能实现
D.使用催化剂可以降低吸热反应的热效应
解析　A.形成化学键放出能量，故A错误；B.生成物的总能量高于反应物的总能量，为吸热反应，故B正确；C.吸热反应不一定加热才能进行，如氢氧化钡和氯化铵的反应，常温下可以进行，故C错误；D.催化剂不能改变反应热，故D错误。
答案　B
7.（加试题）黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：
S（s）＋2KNO3（s）＋3C（s）===K2S（s）＋N2（g）＋3CO2（g）　ΔH＝x kJ·mol－1
已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1
S（s）＋2K（s）===K2S（s）　ΔH2＝b kJ·mol－1
2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s）　ΔH3＝c kJ·mol－1，则x为（　　）
A.3a＋b－c B.c－3a－b
C.a＋b－c D.c－a－b
解析　由碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1，得①C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1＝a kJ·mol－1，将另外两个热化学方程式进行编号：②S（s）＋2K（s）===K2S（s）　ΔH2＝b kJ·mol－1，③2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s）　ΔH3＝c kJ·mol－1，运用盖斯定律，目标反应可由①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。
答案　A
8.（加试题）（2017·浙江嵊州高二期末）下列有关化学反应与能量变化的说法正确的是（　　）
A.甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4（g）＋O2（g）===CO（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
B.相同条件下，氢气和氧气反应生成液态水比生成等量的气态水所放出的热量少
C.根据下图金刚石在一定条件下转化成石墨提供的信息，可知生成物比反应物稳定，向外界放出的热量为E2－E3

D.同温同压下，H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH相同
解析　A.燃烧热指的是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，注意生成的水应为液态而不能为气态，故A错误；B.液态水的能量比等量的气态水的能量低，而氢气在氧气中燃烧为放热反应，故当生成液态水时放出的热量高于生成气态水时的热量，故B错误；C.放出的热量＝反应物的总能量－生成物的总能量＝E1－E3，故C错误；D.反应的热效应取决于反应物和生成物的总能量的差值，与反应条件无关，故D正确。
答案　D
9.（2017·浙江省嘉兴一中高二期末）已知化学反应A2（g）＋B2（g）===2AB（g）的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是（　　）

A.每生成2分子AB吸收b kJ热量
B.断裂1 mol A—A和1 mol B—B键，放出a kJ能量
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.该反应热ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1
解析　A.依据图像分析判断1 mol A2和1 mol B2反应生成2 mol AB，每生成2 mol AB吸收（a－b） kJ的热量，故A错误；B.断裂1 mol A—A和1 mol B—B键，吸收a kJ能量，故B错误；C.依据能量图像分析可知反应物能量低于生成物能量，故C错误；D.反应热ΔH＝反应物能量总和－生成物能量总和，所以反应热ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1，故D正确。
答案　D
10.（2018·浙江温州共美联盟）如图所示，ΔH1＝－393.5 kJ· mol－1，ΔH2＝－395.4kJ· mol－1，下列说法或表示式正确的是（　　）

A.C（s、石墨）===C（s、金刚石）　ΔH＝＋1.9 kJ· mol－1
B.石墨和金刚石的转化是物理变化
C.金刚石的稳定性强于石墨
D.石墨的总键能比金刚石的总键能小1.9 kJ
解析　A项由图像可知石墨能量低，金刚石能量高，故C（s、石墨）===C（s、金刚石）　ΔH＝＋（395.4－393.5）＝＋1.9 kJ· mol－1，正确；B项石墨和金刚石的转化是同素异形体之间的化学变化，错误；C项，能量越低越稳定，故金刚石的稳定性弱于石墨，错误；D项石墨能量低，更稳定，总键能比金刚石的总键能大1.9 kJ，错误。
答案　A
11.（2016·宁波市效实中学高一下期中）一定温度和压强条件下，已知下列三个热化学方程式：
①2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）
ΔH1＝－566 kJ·mol－1
②N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH2＝＋180 kJ·mol－1
③2CO（g）＋2NO（g）N2（g）＋2CO2（g）
ΔH3＝a kJ·mol－1
下列叙述正确的是（　　）
A.反应①和反应②转移相同的电子数时，放出的热量之比为283∶90
B.反应②在高温和闪电两个条件下的反应热不同
C.反应③的a＝－746
D.反应③的热量变化为a kJ时，CO的转化率为100%
解析　尽管反应①和反应②转移相同的电子数时，热量变化量之比为283∶90，但反应①放出热量，反应②吸收热量，A项错误；一个化学反应的反应热与反应条件无关，B项错误；根据盖斯定律，③＝①－②，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－566 kJ·mol－1－180 kJ·mol－1＝－746 kJ·mol－1，C项正确；反应③为可逆反应，CO的转化率不可能是100%，D项错误。
答案　C
12.（加试题）（2017·名校协作高二下）如图是298 K 时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是（　　）

A.该反应的热化学方程式为： N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝＋92 kJ·mol－1
B.b曲线是升高温度时的能量变化曲线
C.加入催化剂， 该化学反应的活化能和反应热都改变
D.在温度体积一定的条件下， 通入1 mol N2和3 mol H2 反应后放出的热量为Q1 kJ，若通入2 mol N2和6 mol H2 反应后放出的热量为Q2 kJ，则184>Q2 >2Q1
解析　A项中图像中未注明各物质的状态，热化学方程式不合理，且反应是放热的，错误；B项中曲线b是加入催化剂后的能量变化关系，错误；C项中加入催化剂， 该化学反应的活化能改变，但反应热不变，错误；D项体积一定，投入的原料为原来的两倍，则转化率更大，因此Q2 >2Q1，但不能彻底反应因此184>Q2，正确。
答案　D
13.（2018·温州市十校联盟）根据如下能量关系示意图分析，下列说法正确的是（　　）

A.1 mol C（g）与1 mol O2（g）的能量之和为393.5 kJ
B.反应2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）中，反应物的总键能小于生成物的总键能
C.C→CO的热化学方程式为：2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－110.6 kJ/mol
D.热值是指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO的热值ΔH＝＋10.1 kJ/g
解析　A项，由图知1 mol C（s）与1 mol O2（g）的能量之和比1 mol CO2（g）的能量多393.5 kJ，无法得出1 mol C（g）与1 mol O2（g）的能量之和，错误；B项，根据图示可写出热化学方程式：CO（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－282.9 kJ/mol，该反应为放热反应，断裂反应物中的化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键释放的能量，则反应物的总键能小于生成物的总键能，正确；C项，根据图示写出热化学方程式：C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ/mol（①式），CO（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－282.9 kJ/mol（②式），应用盖斯定律，①式－②式得C（s）＋O2（g）===CO（g）　ΔH＝－110.6 kJ/mol，则2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221.2 kJ/mol，错误；D项，根据热化学方程式：CO（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－282.9kJ/mol，1 g CO完全燃烧放出10.1kJ热量，CO的热值ΔH＝－10.1 kJ/g，错误；答案选B。
答案　B
二、填空题
14.（加试题）（2016·9月嘉兴选考测试，30节选）最近几年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）＋2CO（g）2CO2（g）＋N2（g），在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如下图所示，据此判断：

图甲
①该反应的ΔH　　　　0（选填“>”、“<”）。
②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2，在图甲中画出c（CO2）在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
③研究表明在紫外线照射下，由于TiO2的催化作用，空气中的某些物质会产生OH自由基，如图乙所示，OH与NO2反应为NO2＋OH===HNO3，写出NO与OH反应的化学方程式__________________________________________。

图乙
（2）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）＋2H2O（g）　ΔH＝－867 kJ·mol－1
2NO2（g）N2O4（g）　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1；
H2O（g）===H2O（l）　ΔH＝－44.0 kJ·mol－1
写出CH4催化还原N2O4（g）生成N2（g）、CO2（g）和H2O（l）的热化学方程式___________________________________________________________。
解析　（1）根据图甲先拐先平规律知，T1、S1条件下先达到平衡，故T1＞T2，但T1条件下c（CO2）小于T2条件下的c（CO2），所以该反应为放热反应ΔH＜0。T2、S2条件下应比T2、S1条件下反应的慢，但温度不变故平衡后c（CO2）不变。
答案　（1）①＜
②

③NO＋3OH===HNO3＋H2O
（2）CH4（g）＋N2O4（g）===N2（g）＋2H2O（l）＋CO2（g）　ΔH＝－898.1 kJ/mol
15.（加试题）（2015·新课标全国Ⅱ节选）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）ΔH1
②CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH2
③CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）ΔH3
回答下列问题：已知反应①中的相关的化学键键能数据如表：
化学键
H—H
C—O

H—O
C—H
E/（kJ·mol－1）
436
343
1 076
465
413
由此计算ΔH1＝　　　　 kJ·mol－1，已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝　　　　 kJ·mol－1。
解析　反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则根据方程式CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）可知ΔH1＝1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－3×413 kJ·mol－1－343 kJ·mol－1－465 kJ·mol－1＝－99 kJ·mol－1。根据盖斯定律可知②－①即可得到反应③，则ΔH3＝－58 kJ·mol－1＋99 kJ·mol－1＝＋41 kJ·mol－1。
答案　－99　＋41
16.（2018·宁波北仑中学）（1）根据以下部分键能数据，以及热化学方程式CH4（g）＋4F2（g）===CF4（g）＋4HF（g）　ΔH＝－1 940 kJ/mol，计算H—F键的键能为　　　　。
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/（kJ/mol）
414
489
？
155
（2）0.1 mol的氯气和焦炭、TiO2固体完全反应，生成TiCl4液体和一种还原性的气体，放出热量4.28 kJ，写出该反应的热化学方程式___________________________________________________________
___________________________________________________________。
解析　（1）根据断键吸收能量，成键放出能量计算焓变（设H—F键的键能为X）：ΔH＝414×4＋155×4－489×4－4X＝－1 940（kJ/mol），则H—F键的键能为565 kJ/mol。（2）配平方程式，反应需要氯气2 mol，则放出的热量也应该扩大20倍，为85.6 kJ，写出热化学方程式为：2Cl2（g）＋2C（s）＋TiO2（s）===TiCl4（l）＋2CO（g）　ΔH＝－85.6 kJ/mol。
答案　（1）565 kJ/mol
（2）2Cl2（g）＋2C（s）＋TiO2（s）===TiCl4（l）＋2CO（g）　ΔH＝－85.6 kJ/mol