1.2 反应热的计算 同步练习 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

1.2 反应热的计算同步训练 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 一、单选题 1．已知： C(s)+O2(g)=CO2(g)，△H1 CO2(g)+C(s)=2CO(g)，△H2 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)，△H3 4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)，△H4 3CO(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s)，△H5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是 A．△H1>0，△H3<0 B．△H2>0，△H4>0 C．△H2=△H1+△H3 D．△H3=(△H4+2△H5) 2．已知：H2(g)+F2(g)=2HF(g)的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是（　　） A．氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是吸热反应 B．1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJ C．在相同条件下，1molH2与1molF2的能量总和小于2molHF气体的能量 D．断裂1molH－H键和1molF－F键吸收的能量大于形成2molH－F键放出的能量 3．已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1；4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2，则Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)的ΔH是（　　） A．3ΔH1-2ΔH2 B．ΔH2-ΔH1 C．ΔH1-ΔH2 D．ΔH2-ΔH1 4．下列说法错误的是（　　） A．利用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变 B．在指定状态下各物质的焓值都是确定且是唯一的 C．如果一个化学方程式通过其他几个化学方程式相加减而得到，那么该反应的焓变可由相关化学方程式的焓变相加减而得到 D．当同一个化学反应以不同的过程完成时，反应的焓变是不同的 5．知反应：，反应产物中的S实为，它是一个八元环状分子(即)，中可看成含2个键。部分共价键键能的数据如下：：；：；：；：。则a为（　　） A． B． C． D． 6．根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图： 下列说法正确的是（　　） A．ΔH5＞0 B．ΔH1＋ΔH2＝0 C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0 7．依据下列含硫物质转化的热化学方程式，得出的相关结论正确的是（　　） ① ② ③ ④ ⑤ A． B． C． D． 8．上海交通大学仇毅翔等研究了不同含金化合物催化乙烯加氢的反应历程如下图所示： 下列说法正确的是（　　） A．该反应的焓变： B．催化乙烯加氢效果较好的催化剂是 C．稳定性：过渡态1>过渡态2 D．催化剂可以改变速率，但不能改变平衡转化率 9．环戊二烯与氢气制备环戊烯的反应：C5H6( ·g) +H2 C5H8( ·g) 。已知： 化学键 键能/ 412 348 612 436 则 为（　　） A． B． C． D． 10．已知1mol下列物质分解为气态原子消耗能量与热化学方程式信息如下表： 物质 NO CO N2 能量/(kJ/mol) 632 1076 946 热化学方程式 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ∆H=-742kJ/mol 则CO2的碳氧双键能为（　　） A．-1606kJ/mol B．1606kJ/mol C．803kJ/mol D．-803kJ/mol 11．下列说法正确的是（　　） 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．进行中和热的测定实验时，用温度计测定HCl溶液的起始温度后，不需洗涤就可直接测定NaOH溶液的起始温度 C．500℃、30MPa下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热19.3kJ，其热化学方程式为： D．已知25℃、101KPa条件下：， ，则比稳定 12．根据以下三个热化学方程式： 判断、、三者关系正确的是（　　） A． B． C． D． 13．煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用：a.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧；b.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热。这两个过程的热化学方程式如下： a.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H1=Q1kJ•mol-1① H2+O2(g)=H2O(g) △H2=Q2kJ•mol-1② CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H3=Q3kJ•mol-1③ b.C(s)+O2(g)=CO2(g) △H4=Q4kJ•mol-1④ 下列说法正确的是（　　） A．△H3>0 B．△H2+△H3>△H4 C．Q1<0 D．Q1+Q2+Q3<-Q4 14．已知CO(g)的燃烧热△H=-283kJ·mol-1，结合如图信息，则2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的反应△H(kJ·mol-1)为（　　） A．-152 B．-76 C．+76 D．+152 15．转化为的方法有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下： I．直接氯化： Ⅱ．碳氯化： 下列说法正确的是 A．1mol的能量低于1mol的能量 B．反应Ⅱ中正反应的活化能大于逆反应的活化能 C． D．加入碳粉不利于反应I中转化为 16．NH3·H2O(aq)与H2SO4(aq)反应生成1 mol (NH4)2SO4的ΔH＝－24.2 kJ·mol－1；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。则NH3·H2O在水溶液中电离的ΔH等于 A．＋45.2 kJ·mol－1 B．－45.2 kJ·mol－1 C．＋69.4 kJ·mol－1 D．－69.4 kJ·mol－1 17．标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质(g) O H HO H2 O2 H2O 能量/ (kJ·mol-1) 249 218 39 0 0 -242 下列说法不正确的是（　　） A．H2的键能为436 kJ·mol-1 B．1molO2分解生成2molO时吸收能量498kJ C．由表可知键能越大物质的能量越低 D．HO(g)＋H(g)=H2O(g) ΔH=-709 kJ·mol-1 18．根据能量变化示意图(如图所示)，下列说法错误的是（　　） A．相同质量的 和 ，前者具有的能量较高 B．破坏相同物质的量的 和 中所有的化学键，后者所需的能量高 C． D． ，则 19．与重整生成和CO的过程中主要发生下列反应： 在恒压、反应物起始物质的量比条件下，和的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．曲线B表示的平衡转化率随温度的变化 B．反应 C．升高温度、减小压强均有利于提高的平衡转化率 D．恒压、800K、条件下，反应至转化率达到X点的值，可通过改变的量或使用高效催化剂等特定条件继续反应，转化率能达到Y点的值 20．科学家已获得极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如下图所示），与白磷分子相似。已知断裂1 mol N-N键吸收193 kJ热量 ，形成1 mol N≡N叁键放出941 kJ热量，则（　　） A．N4分子中含有4个N-N键 B．N4是一种新型的化合物 C．N4和N2互为同位素 D．1 mol N4气体转化为N2时放出724 kJ 能量 二、综合题 21．多晶硅是制作光伏电池的关键材料。以下是由粗硅制备多晶硅的简易过程。 回答下列问题： （1）硅粉与HCl在300℃时反应生成SiHCl3气体和H2，当有1gSi反应时放出8.4kJ热量，该反应的热化学方程式为　 　。 （2）将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为： ①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g) △H1＞0 ②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) △H2＜0 ③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g) △H3 反应③的△H3　 　0(填“>”或“<”)。 （3）由粗硅制备多晶硅过程中循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3、Si外，还有　 　(填化学式)。 （4）通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能，利用键能可以衡量化学键的强弱，也可以计算化学反应的焓变。已知： 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 则SiO2与SiC中比较稳定的是　 　(填化学式)，工业上高纯硅可以通过下列反应制取：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)，该反应的△H=　 　。(提示：1mol晶体Si中含有2molSi－Si键) 22．回答下列问题： （1）已知拆开键、键、键分别需要吸收的能量为、、。则由氢气和碘反应生成1molHI(碘化氢)需要　 　(填“放出”或“吸收”)　 　的热量。 （2）发射卫星时可用肼()为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。 已知：① ② 写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式：　 　。 23．将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一，煤转化为水煤气的主要化学反应为：。C(s)、CO(g)和完全燃烧的热化学方程式分别为： ① ； ② ； ③ 。 试回答： （1）请你根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和的热化学方程式：　 　。 （2）比较反应热数据可知，和完全燃烧放出的热量之和，比完全燃烧放出的热量　 　(填“多”或“少”)。 甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量”。 乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图 （3）请你写出、、、之间存在的关系式　 　。 （4）乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析：甲、乙两同学的观点正确的是　 　(填“甲”或“乙”)同学，另一同学出现不正确观点的原因是　 　。 24．二氧化硫直接排放会危害环境。利用工业废碱渣（主要成分Na2CO3）可吸收烟气中的SO2并制备无水Na2SO3，其流程如图1。 已知：H2SO3、HSO3−、SO32−在水溶液中的物质的量分数随pH的分布如图2，Na2SO3·7H2O和Na2SO3的溶解度曲线如图3。 （1）Na2CO3溶液显碱性，用离子方程式解释其原因：　 　。 （2）吸收烟气 ①为提高NaHSO3的产率，应控制吸收塔中的pH为　 　。 ②已知下列反应： SO2(g)+2OH−(aq)=SO32−(aq)+H2O(l)ΔH1＝−164.3kJ·mol−1 CO2(g)+2OH−(aq)=CO32−(aq)+H2O(l)ΔH2＝−109.4kJ·mol−1 2HSO3−(aq)=SO32−(aq)+SO2(g)+H2O(l)ΔH3＝+34.0kJ·mol−1 吸收塔中Na2CO3溶液吸收SO2生成HSO3−的热化学方程式是　 　。 ③吸收塔中的温度不宜过高，可能的原因是　 　（写出1种即可）。 （3）制备无水Na2SO3 ①中和塔中反应的离子方程式为　 　。 ②从中和塔得到的Na2SO3溶液中要获得无水Na2SO3固体，需控制温度　 　，同时还要　 　，以防止Na2SO3氧化。 25．人类的生活离不开化学反应，在关注反应物质变化的同时也要关注能量变化。 （1）Ⅰ.金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，氧气充足时燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。 在通常状况下，　 　(填“金刚石”或“石墨”)更稳定；石墨的燃烧热ΔH为　 　 （2）若12 g金刚石在24 g氧气中燃烧，生成气体36 g，则该过程放出的热量为　 　。 （3）已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 mol·L－1、497 mol·L－1，N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH＝＋180.0 kJ·mol－1，综合上述有关信息请写出CO和NO反应生成两种无毒气体的热化学方程式：　 　 （4）Ⅱ.Cl、C、Si在工业生产、生活中有重要应用 用液氯消毒自来水会产生微量有机氯代物，危害人体健康，可使用二氧化氯(ClO2)代替液氯工业上以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠(NaClO3)和硫酸溶液混合制备二氧化氯。已知黄铁矿中的硫元素( 价)被氧化成SO42-，制备二氧化氯的离子方程式为　 　。 （5）下列关于C、Si元素及化合物的说法中正确的是 A．碳纳米材料包括：富勒烯、碳纳米管、石墨烯、炭黑 B．云母、沙土、宝石的主要成分为二氧化硅 C．工业制水泥、玻璃的主要原料中都有碳酸钙 D．实验室中氢氟酸能用玻璃瓶盛装但不能用玻璃塞 E．氮化硅熔点高，硬度大，电绝缘性好可用于制作坩埚、耐高温轴承、制作切削刀具 答案解析部分 1．【答案】D 2．【答案】A 【解析】【解答】A．由分析可知，氢气与氟气化合生成氟化氢的反应为放热反应，则氟化氢分解生成氢气和氟气的反应为吸热反应，故A符合题意； B．液态氟化氢的能量小于气态氟化氢，则1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量大于270kJ，故B不符合题意； C．由分析可知，该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，则在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量，故C不符合题意； D．由分析可知，该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，则断裂1mol H—H键和1mol F—F键吸收的能量小于形成2mol H—F键放出的能量，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A、反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反之反应吸热； B、气体转化为液体需要放出热量； C、△H=生成物总内能-反应物总内能 D、△H=反应物总键能-生成物总键能。 3．【答案】C 【解析】【解答】①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1； ②4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2； 根据盖斯定律①-②得Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)的ΔH=ΔH1-ΔH2， 故答案为：C。 【分析】利用盖斯定律进行计算时注意几点： 1.当反应方程式乘以或除以某数时，△H也应乘以或除以该数。 2.反应方程式进行加减运算时，△H也同样要进行加减运算，且计算过程中要带“＋”“－”。 3.当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 4．【答案】D 【解析】【解答】A． 利用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变 ，A不符合题意； B．物质的焓值与所处的温度、压强、状态等因素有关， 在指定状态下各物质的焓值都是确定且是唯一的 ，B不符合题意； C．盖斯定律可知， 如果一个化学方程式通过其他几个化学方程式相加减而得到，那么该反应的焓变可由相关化学方程式的焓变相加减而得到 ，C不符合题意； D．反应无论经历怎样的过程，始态与终态相同，焓变也不变，D符合题意； 故答案为：D 【分析】A． 利用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变 ； B．物质的焓值与所处的温度、压强、状态等因素有关， 在指定状态下各物质的焓值都是确定且是唯一的 ； C．一个化学方程式通过其他几个化学方程式相加减得到，反应的焓变也是相加减得到 ； D．反应无论经历怎样的过程，始态与终态相同，焓变也不变。 5．【答案】A 【解析】【解答】ΔH=(2×2×364+2×522)kJ/mol－(×8×266+2×2×463) kJ/mol=－150kJ/mol，A符合题意； 答案为A。 【分析】反应热＝反应物的总键能−生成物的总键能。 6．【答案】D 【解析】【解答】A.H2O(g)转化为H2O(l)为放热过程，其ΔH<0，因此ΔH5<0，A不符合题意； B.两个反应中，H2O的状态不同，Ca(OH)2所处的温度不同，因此ΔH1＋ΔH2≠0，B不符合题意； C.由图可知，ΔH3>0，ΔH4<0、ΔH5<0，因此ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，C不符合题意； D.根据盖斯定律可得，ΔH3=－ΔH1－ΔH2－ΔH4－ΔH5，所以ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5=0，D符合题意；不符合题意； 故答案为：D 【分析】A、H2O(g)转化为H2O(l)为放热过程； B、两个反应中H2O的状态不同； C、结合ΔH的正负分析； D、根据盖斯定律分析； 7．【答案】D 【解析】【解答】 A.气态S的能量大于固态S，则，记作反应⑥，反应②可看①-⑥得， 则， 故A不符合题意； B.反应④可看③+2②得，则，燃烧反应为放热反应，则， 故B不符合题意； C.反应④可看③+2②得，则，故C不符合题意； D.反应⑤可看3③－④得，则 ，故D符合题意； 故答案为：D 【分析】根据盖斯定律，若一个化学方程式可由另外几个化学反应方程式相加减而成，则反应热可作同样的加减进行计算。 8．【答案】D 【解析】【解答】A、由图可知，该反应的反应热ΔH=－129.6kJ·mol－1，A不符合题意。 B、由图可知，使用催化剂AuPF3＋时，反应所需的活化能更小，反应速率更快。因此催化乙烯加氢效果较好的催化剂为AuPF3＋，B不符合题意。 C、由图可知，过渡态1所具有的能量高于过渡态2，物质具有的能量越高，越不稳定。因此稳定性：过渡态1＜过渡态2，C不符合题意。 D、使用催化剂，可降低反应所需的活化能，从而加快反应速率。但不影响平衡移动，因此加入催化剂不能改变平衡转化率，D符合题意。 故答案为：D 【分析】A、根据图示能量变化确定反应热ΔH。 B、反应所需的活化能越小，催化效果越好。 C、物质所具有的能量越高，越不稳定。 D、催化剂可以改变反应速率，但不影响平衡移动。 9．【答案】A 【解析】【解答】 =∑反应物键能-∑生成物键能，从结构简式可以看出环戊烯比环戊二烯在结构上少了一个双键，但多了两个 ，所以 =（612+436） -（348+412 2） = ， 故答案为：A。 【分析】依据 =∑反应物键能-∑生成物键能计算。 10．【答案】C 【解析】【解答】1mol下列物质分解为气态原子消耗能量即该物质的键能，设CO2的碳氧双键能为x，由∆H=反应物的总键能-生成物的总键能=(2×632+2×1076)-(946+2×2x)= -742，解得x=803， 故答案为：C。 【分析】根据反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和进行计算。 11．【答案】D 【解析】【解答】A. 甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为： ，故A不符合题意； B. 进行中和热的测定实验时，用温度计测定HCl溶液的起始温度后，需洗涤就可直接测定NaOH溶液的起始温度，故B不符合题意； C.合成氨反应是可逆反应， 将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热19.3kJ， 说明完全反应放出的热量大于19.3KJ，因此其热化学方程式的焓变小于-38.6KJ/mol，故C不符合题意； D. 已知25℃、101KPa条件下：，① ②，①-②得到3O2(g)=2O3(g)，焓变大于0，因此氧气比臭氧稳定，故D符合题意； 故答案为：D 【分析】A.燃烧热是生成稳定化合物放出的热量； B.测定中和热时测量温度后应该洗涤后再测温； C.根据给出的热量判断出完全反应放出的能量即可判断； D.根据利用盖斯定律计算出氧气和臭氧的能量高低。 12．【答案】B 【解析】【解答】H2S完全燃烧放热多，但放热越多，△H越小，则△H2＞△H1；气态水的能量高于液态水，所以生成液态水时放热多，则△H3＞△H2，即△H3＞△H2＞△H1， 故答案为：B。 【分析】利用盖斯定律判断。 13．【答案】D 【解析】【解答】A．CO燃烧放热，故△H3＜0，A不符合题意； B. 由盖斯定律可知：，则△H1+△H2+△H3=△H4，所以△H2+△H3=△H4-△H1，其中②③④为燃烧放热反应，①为吸热反应，所以△H1＞0，则△H2+△H3＜△H4，B不符合题意； C．该反应为吸热反应，△H1=Q1kJ•mol-1>0，C不符合题意； D．由盖斯定律可知：，则△H1+△H2+△H3=△H4，即、、、之间的关系为，其中④为燃烧放热反应，所以，则，故，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】依据盖斯定律和反应热以及燃烧热的相关知识分析解答。 14．【答案】A 【解析】【解答】据题中信息可依次书写出热化学方程式：①；②；根据盖斯定律，2×(②-①)得反应， 故答案为：A。 【分析】盖斯定律的应用要注意，判断列出的热化学方程式的对应关系，左右两边相同的物质互相抵消则相加，在同一边相同的物质互相抵消则相减。 15．【答案】D 16．【答案】A 【解析】【解答】NH3·H2O(aq)与H2SO4(aq)反应生成1 mol (NH4)2SO4的ΔH＝－24.2 kJ·mol－1，则 2NH3·H2O(aq)+ H2SO4(aq)= (NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH＝－24.2 kJ·mol－1，即：2NH3·H2O(aq)+ 2H+ (aq)= 2NH4+(aq)+2H2O(l) ΔH＝－24.2 kJ·mol－1，整理可得：①NH3·H2O(aq)+ H+ (aq)= H2O(l) ΔH＝－12.1 kJ·mol－1，②H+ (aq)+OH-(aq)= H2O(l) ΔH＝－57.3kJ·mol－1，①-②可得NH3·H2O(aq)= NH4+(aq)+OH-(aq) ΔH＝+45.2kJ·mol－1，所以氨水在水溶液中电离的ΔH为+45.2 kJ·mol－1。 故答案为：A。 【分析】本题考查的是盖斯定律在热化学方程式计算中的应用，明确中和热是指强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量，弱酸或弱碱电离吸热是解题的关键。 17．【答案】D 【解析】【解答】 A. H2的键能为218 kJ·mol-1 ×2=436 kJ·mol-1 ，故A不符合题意； B. 1molO2分解生成2molO时吸收能量249k×2=498kJ ，故B不符合题意； C. 由表可知键能越大物质的能量越低，故C不符合题意； D. 反应热=生成物的能量-反应物的能量， ΔH=-242kJ·mol-1 ×2-218kJ·mol-1 -39kJ·mol-1 =-741 kJ·mol-1 ，故D符合题意； 故答案为：D 【分析】反应热=生成物的能量-反应物的能量， 键能越大物质的能量越低 。 18．【答案】D 【解析】【解答】A． 转化为 要吸收热量，故相同质量的 和 ， 具有的能量高于 ，故A不符合题意； B． 转化为 的反应为放热反应， ，所以破坏 中的化学键所吸收的能量比形成 中的化学键放出的能量少，所以破坏相同物质的量的 和 中所有的化学键，后者所需的能量高，故B不符合题意； C．由盖斯定律可知， ，故C不符合题意； D． ， ，因 ，故 ，故D符合题意。 故答案为：D。 【分析】A． 同一物质状态从固态、液态、气态，能量逐渐增大 ； B． 能量越低越稳定，生成原子时消耗能量越高； C．由盖斯定律分析； D．由盖斯定律分析。 19．【答案】C 【解析】【解答】A．由分析可知，A表示CO2的平衡转化率随温度的变化，故A不符合题意； B．由盖斯定律可知，①+②×2得到反应反应3CO2(g)+CH4(g)⇌2H2O(g)+4CO(g)∆H，则，故B不符合题意； C． CH4与CO2重整的反应是一个气体体积增大的吸热反应，升高温度和减小压强，平衡均向正反应方向移动，有利于提高CH4的平衡转化率，故C符合题意； D． 催化剂只能改变化学反应速率，不影响平衡移动，所以使用高效催化剂不能改变CH4转化率，故D不符合题意； 故答案为：C。 【分析】A．依据已知的热化学方程式，利用影响化学平衡移动的因素分析； B．依据盖斯定律； C． 利用影响化学平衡移动的因素分析； D． 催化剂只能改变化学反应速率，不影响平衡移动。 20．【答案】D 【解析】【解答】A．从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N-N键，A不符合题意； B．N4中只含有氮元素一种元素，属于单质，B不符合题意； C．N4与N2是由同一元素组成的不同性质的单质，二者互为同素异形体，而不是同位素，C不符合题意； D．从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N-N键，根据N4（g）=2N2（g） △H，则△H=6×193 kJ/mol-2×941 kJ/mol= -724 kJ/mol，即1 mol N4气体转化为N2时放出724 kJ 能量，D符合题意； 故答案是选项D。 【分析】A．根据N4分子的结构确定其所含的化学键； B．N4是只由一种元素组成的纯净物，为单质； C．同位素是指质子数相同，中子数不同的一类原子； D．根据化学键的键能确定反应的热效应； 21．【答案】（1）Si(s)+3HCl(g)=SiHCl3(g)+H2(g) △H=-235.2kJ·mol-1 （2）< （3）H2、HCl （4）SiO2；+236kJ·mol-1 【解析】【解答】（1）当有1gSi反应时放出8.4kJ热量，则1molSi反应时，放出热量为235.2kJ，则该反应的热化学方程式为：Si(s)+3HCl(g)=SiHCl3(g)+H2(g) △H=-235.2kJ·mol-1； （2）根据盖斯定律，①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)|△H1＞0 ②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)|△H2＜0 将方程式②-①得③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g)，则△H3=△H2-△H1<0； （3）在最后一步反应中H2还原SiHCl3，过程中若混入O2，除可能引起爆炸外，还可能使得生成的Si与O2反应导致产物不纯；如图所示，由粗硅制备多晶硅的过程中，循环使用的物质除SiCl4、SiHCl3、Si外， 还有HCl、H2； （4）由表格中的数据可知，Si－O键的键能较大，键能越大，越稳定，则则SiO2与SiC中比较稳定的是SiO2；根据反应热=反应物的键能和-产物的键能和，则。 【分析】反应中，石英砂中的SiO2和焦炭发生反应得到粗硅；反应中，粗硅和干燥的HCl反应生成含SiCl4、SiHCl3.、H2等的混合物；反应中，SiCl4经氢化后生成SiHCl3，反应中，SiHCl3和H2反应生成多晶硅和HCl，以此解题。 22．【答案】（1）放出；5.5 （2） 【解析】【解答】（1）由反应H2+I2=2HI可知，反应需要吸收能量为436kJ+151kJ=587kJ，放出的能量为299kJ×2=598kJ，所以反应放出的能量为598kJ-587kJ=11kJ，故生成1molHI(碘化氢)需要放出能量5.5kJ。 （2）肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的化学方程式为，由盖斯定律可得反应2②-①，故。 【分析】（1）∆H=反应物的总键能-生成物的总键能，∆H＞0为吸热反应，∆H＜0为放热反应。 （2）注意运用盖斯定律进行加减计算时，△H也同样要进行加减计算，计算过程中要带“+”“-”。 23．【答案】（1）C(s) （2）多 （3） （4）乙；甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量 【解析】【解答】这题主要考热化学方程式及盖斯定律的运用，将煤转化为水煤气再燃烧和直接燃烧煤根据盖斯定律可知，放出的热量其实相同，熟练掌握盖斯定律和热化学方程式的书写即可解答这题。 （1）将反应①-反应②-反应③得到C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式， ΔH=+131.5kJ/mol （2）由反应②③可知，1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和为525kJ，1molC(s)完全燃烧放出的热量为393.5kJ，故1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和多于1molC(s)完全燃烧放出的热量。 （3）由图中可知，C(s)+H2O(g)+O2(g)→CO2(g)+H2O(g)，焓变为ΔH1，此为一步反应，如果C(s)+H2O(g)+O2(g)→CO(g)+O2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)+O2(g)→CO2(g)+H2O(g)，焓变分别为ΔH2、ΔH3、ΔH4，此为三步反应，但是最终反应物和产物及其状态与之前的一步反应相同，根据盖斯定律可得ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 （4）煤直接燃烧产生二氧化碳，C(s)+O2 (g)=CO2 (g)，将煤转化成水煤气，生成的一氧化碳和氢气再燃烧生成水和二氧化碳，H2(g)+O2(g)=H2O(g)；CO(g)+O2(g)=CO2(g)，观察以上几个方程可知，将煤转化成水煤气最终的反应物和产物及其状态与直接燃烧煤相同，故乙同学的观点正确。甲同学忽略了煤转化成水煤气需要吸收热量。 【分析】（1）根据盖斯定律； （2）依据热化学方程式计算； （3）根据盖斯定律分析； （4）依据初始反应物和终态产物是否相同分析。 24．【答案】（1）CO32−+H2O OH−+HCO3− （2）4～5；2SO2(g)+CO32−(aq)+H2O(l)==2HSO3−(aq)+CO2(g)ΔH＝−88.9kJ·mol−1；防止SO2的溶解度下降；防止HSO3−受热分解；防止HSO3−的氧化速率加快等 （3）HSO3−+OH−=H2O+SO32−；高于34℃；隔绝空气 【解析】【解答】(1)Na2CO3为强碱弱酸盐，碳酸根水解呈碱性，离子方程式为CO32-+H2O⇌OH-+HCO3-； (2)①由图象可知pH在4～5时NaHSO3的物质的量分数最高；②已知：i：SO2(g)+2OH- (aq)=SO32- (aq)+H2O(l)△H1=-164.3kJ•mol-1 ii：CO2(g)+2OH- (aq)=CO32- (aq)+H2O(l)△H2=-109.4kJ•mol-1 Iii：2HSO3- (aq)=SO32- (aq)+SO2(g)+H2O(l)△H3=+34.0kJ•mol-1， 利用盖斯定律将i-ii-iii可得Na2CO3溶液吸收SO2生成HSO3-的热化学方程式为2SO2(g)+CO32- (aq)+H2O(l)=2HSO3-(aq)+CO2 (g)△H=-88.9 kJ•mol-1，③HSO3-不稳定，受热易分解；如温度过高，可导致气体的溶解度下降；且HSO3-易被氧化，所以吸收塔的温度不易过高； (3)①中和塔中亚硫酸氢钠和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，离子方程式为：HSO3−+OH−=H2O+SO32−； ②据图可知温度高于34℃时亚硫酸钠的溶解度随温度升高开始下降，所以需控制温度高于34℃，便于析出无水亚硫酸钠；同时要隔绝空气，以防止Na2SO3氧化。 【分析】（1）Na2CO3为强碱弱酸盐，水解呈碱性； （2）①由图象可知pH在4～5时NaHSO3的物质的量分数最高； ②利用盖斯定律将Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ可得Na2CO3溶液吸收SO2生成HSO3-的热化学方程式； ③HSO3-不稳定，易分解，如温度过高，可导致气体的溶解度下降，且HSO3-易被氧化； （3）①NaHSO3与碱反应生成Na2SO3； ②得无水Na2SO3固体，温度应高于34℃，且防止被氧化。 25．【答案】（1）石墨；－393.5 kJ·mol－1 （2）253.9kJ （3）2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.0 kJ·mol－1 （4） （5）C；E 【解析】【解答】（1）由反应能量图可知，金刚石所具有的能量高于石墨所具有的能量，而物质具有的能量越高，越不稳定。因此在通常状态下，石墨更稳定。 由反应能量图可知，1mol石墨固体完全燃烧，生成CO2(g)时，其反应热ΔH=(-110.5kJ/mol)+(-283.0kJ/mol)=-393.5kJ/mol，因此石墨的燃烧热为-393.5kJ/mol。 （2）12g金刚石的物质的量，24g氧气的物质的量，因此氧气的量不足，反应生成的36g气体为CO和CO2的混合气体。根据碳元素守恒可得，n(CO)+n(CO2)=1mol···①；根据混合气体的质量可得，n(CO)×28g/mol+n(CO2)×44g/mol=36g···②。由①②两式可得，n(CO)=n(CO2)=0.5mol。由反应能量图可知，当金刚石反应生成1molCO(g)时，放出的热量为(395.4-283)=112.4kJ；当金刚石反应生成1molCO2(g)时，放出的热量为395.4kJ。因此当反应生成0.5molCO和0.5molCO2时，反应放出的热量为：11.24kJ/mol×0.5mol+395.4kJ/mol×0.5mol=253.9kJ。 （3）CO和NO反应生成的两种无毒气体为N2和CO2，该反应的化学方程式为2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)。由反应能量图可得热化学方程式：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH=－566kJ·mol－1。结合盖斯定律可得，目标反应的反应热ΔH=(－566kJ·mol－1)－(＋180.0kJ·mol－1)=－746.0kJ·mol－1。因此所求热化学方程式为：2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g) ΔH=－746.0kJ·mol－1。 （4）由题干信息可得，该反应中反应物为NaClO3、FeS2，生成物为ClO2、Fe3＋和SO42－；由得失电子守恒可得， ClO3－、ClO2的系数为15，FeS2、Fe3＋的系数为1，SO42－的系数为2；由电荷守恒可得，反应物中含有H＋，且其系数为14。由氢原子守恒可得，生成物中有H2O，其系数为7。因此该反应的离子方程式为：15ClO3－＋FeS2＋14H＋=15ClO2↑＋Fe3＋＋2SO42－＋7H2O。 （5）A、炭黑不属于纳米材料，A不符合题意； B、宝石的主要成分是氧化铝，B不符合题意； C、工业生产水泥和玻璃都需使用碳酸钙，C符合题意； D、玻璃中含有SiO2，HF能与SiO2反应，因此氢氟酸不能用玻璃瓶盛装，D不符合题意； E、氮化硅为原子晶体，其熔点高、硬度大，电绝缘性能强，可用于制作坩埚、耐高温仪器，E符合题意； 故答案为：CE 【分析】（1）物质所具有的能量越低，越稳定。燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧，生成稳定氧化物时放出的热量。 （2）由所给的碳、氧气的质量可知氧气的量不足，反应生成CO和CO2的混合物，结合反应的热化学方程式进行计算即可。 （3）先写出CO和NO反应的化学方程式，再根据盖斯定律计算反应热，从而得出热化学方程式。 （4）根据题干信息确定反应物和生成物，结合得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒书写反应的离子方程式。 （5）A、炭黑不属于纳米材料； B、宝石的成分为氧化铝； C、根据制水泥、玻璃的原料进行分析； D、氢氟酸不能用玻璃瓶盛装； E、氮化硅属于原子晶体，结合原子晶体的性质分析； 学科网（北京）股份有限公司 $$