第1章 化学反应的热效应 章末复习建构课-【名师导航】2023-2024学年高中化学选择性必修1同步讲义(人教版2019)

一、反应热 [提示]　①环境释放　②＜　③＞　④H(生成物)－H(反应物)　⑤释放　⑥吸收　⑦1　⑧CO2(g)　⑨H2O(l) ⑩SO2(g)　⑪N2(g) 二、反应热的计算 [提示]　①始　②终　③质量　④反应热 主题1　能量图像与焓变的计算 1．放热反应(ΔH＜0) 2．吸热反应(ΔH＞0) 主题2　热化学方程式的书写 1．注明反应温度和压强，常温常压不注明。 2．热化学方程式的化学计量数只表示各物质的物质的量。 3．注明聚集状态：固(s)、液(l)、气(g)、溶液(aq)。 4．焓变(ΔH)的单位为kJ·mol-1，数值与化学计量数成正比。 5．可逆反应的ΔH表示反应完全的能量变化。 主题3　利用“加和法”确定目标反应的焓变 第一步：确定目标反应，并分析目标反应与已知反应的关系；第二步：调整已知热化学方程式的化学计量数和ΔH；第三步：将调整好的热化学方程式和ΔH进行加和。 考点1　能量图像的分析 1．(2022·广东选择性考试，节选)Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)→Y(g)过程的焓变为_____________________________(列式表示)。 [解析]　设反应过程中第一步的产物为M，第二步的产物为N，则X→M　ΔH1＝(E1－E2)，M→N　ΔH2＝ΔH，N→Y　ΔH3＝(E3－E4)，根据盖斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓变为ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)。 [答案]　(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4) 2．(2021·全国甲卷，T28节选)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为 CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) 该反应一般认为通过如下步骤来实现： ①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋41 kJ·mol-1 ②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2＝－90 kJ·mol-1 总反应的ΔH＝________kJ·mol-1；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 [解析]　由盖斯定律可知，反应①＋反应②得总反应方程式，则总反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋41 kJ·mol-1＋(－90 kJ·mol-1)＝－49 kJ·mol-1。该总反应是放热反应，生成物的总能量比反应物的总能量低，B、D错误；反应①为慢反应，是总反应的决速步骤，则反应①的活化能比反应②的大，A正确，C错误。 [答案]　－49　A　ΔH1为正值，ΔH2和ΔH为负值，反应①活化能大于反应②的活化能 考点2　利用盖斯定律确定目标热化学方程式或焓变 3．(2022·精选真题)(1)(海南等级考)已知：电解液态水制备1 mol O2(g)，电解反应的ΔH＝＋572 kJ·mol-1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝________kJ·mol-1。 (2)(河北选择性考试)298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为____________________。 (3)(全国乙卷)已知下列反应的热化学方程式： ①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－1 036 kJ·mol-1 ②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝＋94 kJ·mol-1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－484 kJ·mol-1 计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________ kJ·mol-1。 [解析]　(1)根据题意可知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋572 kJ·mol-1，故H2的燃烧热ΔH＝－ kJ·mol-1＝－286 kJ·mol-1。 (2)根据题意可确定：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　 ΔH＝－242 kJ·mol-1，②H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol-1，根据盖斯定律，①－②得===H2O(l)　ΔH＝[－242－(＋44)]kJ·mol-1＝－286 kJ·mol-1。(3)根据盖斯定律(①＋②)×－③即得到2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝[－1 036+(+94)]kJ·mol-1 ×－(－484 kJ·mol-1 )＝＋170 kJ·mol-1。 [答案]　(1)－286　(2)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol-1　(3)＋170 4．(1)(2021·福建选择性考试)空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为： ①2Cu2O(s)＋O2(g)⥫⥬4CuO(s)　ΔH1＝－227 kJ·mol-1 ②8CuO(s)＋CH4(g)⥫⥬4Cu2O(s)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－348 kJ·mol-1 反应CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝________kJ·mol-1。 (2)(2021·河北选择性考试)已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表： 物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l) 燃烧热ΔH/(kJ·mol-1) －285.8 －393.5 －3 267.5 则25 ℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为______________。 [解析]　(1)根据盖斯定律，目标反应＝①×2＋② 故ΔH＝[－227×2＋(－348)]kJ·mol-1＝－802 kJ·mol-1。 (2)根据燃烧热可写出 ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol-1； ②C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ·mol-1； ③C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH3＝－3 267.5 kJ·mol-1； 根据盖斯定律：3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l)的ΔH＝3ΔH1＋6ΔH2－ΔH3＝＋49.1 kJ·mol-1。 [答案]　(1)－802　(2)3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l)　ΔH＝＋49.1 kJ·mol-1 　化学反应的热效应 一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求) 1．一种化学冰袋中含有适量的Na2SO4·10H2O、NH4NO3、(NH4)2SO4、NaHSO4，将Na2SO4·10H2O和其他三种盐分别盛于两只塑料袋中，使用时将它们混合并用手揉搓就可制冷，制冷效果能维持2～3 h。以下关于制冷原因的猜测肯定错误的是(　　) A．Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程 B．制冷时间较长是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程 C．铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热过程 D．NH4NO3溶于水会吸收热量 C　[Na2SO4·10H2O脱水是一个分解反应，该反应过程中吸收热量，故A项正确；制冷时间较长是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程，故B项正确；题给条件下铵盐不能发生复分解反应，故C项错误；NH4NO3溶于水会吸收热量，故D项正确。] 2．下列关于ΔH的说法正确的是(　　) A．反应过程中，消耗的反应物越多，ΔH越大 B．ΔH>0，吸热反应；ΔH<0，放热反应 C．ΔH越大，说明反应放出的热量越多 D．能量变化如图所示的化学反应为吸热反应，ΔH符号为“＋” B　[A项，ΔH与化学方程式中的化学计量数有关，与反应物的用量无关，错误；C项，ΔH有正、负，反应放出的热量越多，ΔH越小，反应吸收的热量越多，ΔH越大，错误；D项，由于反应物的总焓大于生成物的总焓，故能量变化如题图所示的化学反应为放热反应，ΔH符号为“－”，错误。] 3．(2023·广东清远模拟)下列物质间的能量变化与如图所示装置中的反应的能量变化相符的是(　　) A．液态水的汽化 B．氢氧化钡与氯化铵的反应 C．二氧化氮转化为四氧化二氮的反应 D．灼热的炭与二氧化碳的反应 C　[稀盐酸和氢氧化钠溶液反应是放热反应。液态水的汽化为吸热过程，故A错误；氢氧化钡与氯化铵的反应为吸热反应，故B错误；二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，故C正确；灼热的炭与二氧化碳的反应为吸热反应，故D错误。] 4．下列说法正确的是(　　) A．任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中，能量变化均相同 B．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 C．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol-1，②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－b kJ·mol-1，则a＞b D．已知：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol-1，②C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.0 kJ·mol-1，则C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝＋1.5 kJ·mol-1 D　[强酸与强碱稀溶液恰好反应生成1 mol水时放出的热量相同，但浓硫酸、弱酸等发生酸碱中和时，反应放出的热量不相同，A项错误；反应热大小与条件无关，因此同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同，B项错误；生成液态水放出热量更多，故－b＜－a，即b＞a，C项错误；由盖斯定律得C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝＋1.5 kJ·mol-1，D项正确。] 5．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH1＝－57.3 kJ·mol-1，H2SO4(浓，aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH2＝m kJ·mol-1。下列说法正确的是(　　) A．上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量 B．ΔH1＜ΔH2 C．ΔH2＝－57.3 kJ·mol-1 D．|ΔH1|＞|ΔH2| A　[热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，A项正确；浓硫酸溶于水放热，故含 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液反应时，放出的热量大于57.3 kJ，即|ΔH2|＞|ΔH1|，由于ΔH为负值，所以ΔH1＞ΔH2，B、C、D三项错误。] 6．物质C、H2、CH4、CH3OH完全燃烧放出的热量依次是33 kJ·g-1、143 kJ·g-1、56 kJ·g-1、23 kJ·g-1，则下列热化学方程式正确的是(　　) A．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－396 kJ·mol-1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－896 kJ·mol-1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol-1 D．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝＋736 kJ·mol-1 B　[C的热值是33 kJ·g-1，则1 mol C即12 g C完全燃烧放出的热量为396 kJ，所以热化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－396 kJ·mol-1，A错误；CH4的热值是56 kJ·g-1，则1 mol CH4即16 g CH4完全燃烧放出的热量为896 kJ，所以热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－896 kJ·mol-1，B正确；氢气的热值是143 kJ·g-1，则2 mol H2即4 g H2完全燃烧放出的热量为572 kJ，所以热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol-1，C错误；甲醇(CH3OH)的热值是23 kJ·g-1，则1 mol CH3OH即32 g CH3OH完全燃烧放出的热量为736 kJ，所以热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－736 kJ·mol-1，D错误。] 7．已知断开1 mol H2(g)中H—H需要吸收436 kJ能量，根据能量变化示意图，下列说法或热化学方程式错误的是(　　) A．断开1 mol HCl(g)中H—Cl要吸收432 kJ能量 B．生成1 mol Cl2(g)中的Cl—Cl放出243 kJ能量 C．HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋92.5 kJ·mol-1 D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(l)　ΔH(ΔH＞－185 kJ·mol-1) D　[HCl由气态变为液态要放出热量，所以生成2 mol液态HCl放出的热量大于185 kJ，即H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(l)　ΔH＜－185 kJ·mol-1，D项错误。] 8．一定条件下，2.24 L(标准状况)CO与O2的混合气体燃烧时，放出11.32 kJ的热量，反应后恢复至原状态，产物的密度为原来气体密度的1.25倍，则CO的燃烧热ΔH为(　　) A．－283 kJ·mol-1 B．－1 132 kJ·mol-1 C．－141.5 kJ·mol-1 D．－566 kJ·mol-1 A　[根据质量守恒定律可知，反应前后气体总质量一定，CO和O2反应后的气体密度为原气体密度的1.25倍，则反应后的气体体积为反应前的气体体积的，即反应后气体体积为2.24 L×＝1.792 L，物质的量为0.08 mol；根据CO与O2反应的化学方程式2CO＋O22CO2可知，气体的减少量等于反应消耗的O2的量，因此反应消耗的O2为0.02 mol，则消耗的CO为0.04 mol，0.04 mol的CO完全燃烧放出11.32 kJ热量，则CO的燃烧热ΔH＝＝－283 kJ·mol-1。] 9．甲烷燃烧时的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是(　　) A．图1中反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝＋890.3 kJ·mol-1 B．图2中反应的热化学方程式为CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－607.3 kJ·mol-1 C．由图可以推出CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol-1 D．CH4的燃烧热ΔH＝－607.3 kJ·mol-1 C　[根据图1可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则图1中反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol-1，A项错误；根据图2可知，生成物水的状态是液态，则图2中反应的热化学方程式为CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－607.3 kJ·mol-1，B项错误；将图1和图2中的热化学方程式依次编号为①和②，根据盖斯定律，由①－②得CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol-1，C项正确；1 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时所放出的热量为CH4的燃烧热，故CH4的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol-1，D项错误。] 10．(2023·郑州模拟)已知断裂1 mol某些化学键所需的能量数据如表所示： 化学键 C—H C—Cl H—Cl Cl—Cl 能量/kJ 413 328 431 243 则CH4(g)＋4Cl2(g)===CCl4(g)＋4HCl(g)的反应热ΔH为(　　) A．－103 kJ·mol-1 B．＋103 kJ·mol-1 C．－412 kJ·mol-1 D．＋412 kJ·mol-1 C　[CH4(g)＋4Cl2(g)===CCl4(g)＋4HCl(g)的反应热ΔH＝4×413 kJ·mol-1＋4×243 kJ·mol-1－4×328 kJ·mol-1－4×431 kJ·mol-1＝－412 kJ·mol-1。] 二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求) 11．已知煤转化成水煤气及其燃烧过程的能量变化如图，下列说法不正确的是(　　) A．由ΔH3可知，该步反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和 B．ΔH1－ΔH2＋ΔH3＝0 C．ΔH1＜ΔH2 D．若用C(s)和H2O(l)转化为H2(g)和CO(g)，则ΔH2变大 AB　[燃烧为放热反应，ΔH3＜0，则该步反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和，故A项错误；由盖斯定律可知，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，ΔH1－ΔH2－ΔH3＝0，故B项错误；ΔH2＞0，而ΔH1＜0，则ΔH1＜ΔH2，故C项正确；C(s)与水蒸气的反应为吸热反应，且气态水的能量比液态水的能量高，若用C(s)和H2O(l)转化为H2(g)和CO(g)，则ΔH2变大，故D项正确。] 12．用CH4催化还原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如： ①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－574 kJ·mol-1 ②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1 160 kJ·mol-1 下列说法错误的是(　　) A．若用标准状况下4.48 L CH4(g)还原NO2(g)至N2(g)，放出的热量为173.4 kJ B．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＜－574 kJ·mol-1 C．反应①②转移的电子数相同 D．反应②中，当4.48 L CH4反应完全时转移电子1.60 mol D　[根据盖斯定律，将①②相加除以2得到如下热化学方程式：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol-1，标准状况下4.48 L CH4(g)的物质的量为0.2 mol，用其还原NO2(g)至N2(g)，放出的热量为0.2 mol×867 kJ·mol-1＝173.4 kJ，A项正确；由于气态水生成液态水需要放出热量，所以生成液态水的反应放出的热量更多，放热越多，ΔH越小，即ΔH＜－574 kJ·mol-1，B项正确；反应①②中每1 mol CH4完全反应时转移的电子均为8 mol，C项正确；4.48 L CH4的物质的量无法求算，因为没有指明气体所处的状况，D项错误。] 13．向足量稀H2SO4中加入溶液，放出的热量是5.12 kJ。如果向足量溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1盐酸时，放出的热量为2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为(　　) (aq)===BaSO4(s)　ΔH＝－2.92 kJ·mol-1 (aq)===BaSO4(s)　ΔH＝－18 kJ·mol-1 (aq)===BaSO4(s)　ΔH＝－73 kJ·mol-1 (aq)===BaSO4(s)　ΔH＝－0.72 kJ·mol-1 B　[由题给条件可知： (aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－128 kJ·mol-1① OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)　ΔH＝－55 kJ·mol-1② 根据盖斯定律①－2×②可得(aq)===BaSO4(s)　ΔH＝－18 kJ·mol-1。] 14．CH4、CO2在催化剂作用下可以反应生成CH3COOH，该反应历程(化学吸附至脱附)可以用下图表示。下列说法不正确的是(　　) A．CH4在催化剂表面发生化学吸附可表示为(*表示吸附态) B．②过程表示CH3COOH分子的脱附过程 C．反应过程中有C—H、C—C、O—H生成 D．该合成反应是吸热反应 CD　[由题图可知，CH4在催化剂表面发生化学吸附生成H*和，表示为，A项正确；②过程H*和CH3COO*在催化剂的作用下生成CH3COOH，则②过程表示CH3COOH分子的脱附过程，B项正确；由题图可知，反应中只有C—C和O—H的生成，C项错误；反应物的总能量大于生成物的总能量，该合成反应是放热反应，D项错误。] 15．以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程如图所示。 相关反应的热化学方程式为 反应Ⅰ：SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH1＝－213 kJ·mol-1 反应Ⅱ：H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋O2(g)　ΔH2＝＋327 kJ·mol-1 反应Ⅲ：2HI(aq)===H2(g)＋I2(g)　ΔH3＝＋172 kJ·mol-1 下列说法错误的是(　　) A．该过程实现了太阳能到化学能的转化 B．SO2和I2对总反应起到了催化作用 C．总反应的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋286 kJ·mol-1 D．该制氢方法生成1 mol H2(g)的反应热与直接电解水生成1 mol H2(g)的反应热不相等 CD　[由题图可知，反应Ⅱ和Ⅲ实现了太阳能到化学能的转化，A项正确；总反应为H2O===H2↑＋O2↑，故SO2和I2起到催化作用，B项正确；由反应Ⅰ＋反应Ⅱ＋反应Ⅲ得H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋286 kJ·mol-1，则2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋572 kJ·mol-1，C项错误；ΔH只与反应体系的始态和终态有关，D项错误。] 三、非选择题 16．(2023·六安模拟)如图是某实验小组改进的中和反应的反应热测定实验装置。先在塑料瓶中加入50 mL 0.50 mol·L-1盐酸，然后通过注射器注入50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液，通过测定反应过程中所放出的热量可计算反应热。 回答下列问题。 (1)塑料瓶外的泡沫板的作用是_________________________________________ ____________________________________________________________________。 (2)该实验小组测得的实验数据如下： 实验 次数 起始温度t1/℃ 终止温 度t2/℃ 温度差 (t2－t1)/℃ 盐酸 NaOH 溶液 平均值 1 19.2 21.2 20.2 23.6 3.4 2 19.2 20.8 20.0 23.5 3.5 3 19.2 21.0 20.1 23.4 3.3 表中记录的终止温度是指________________；根据实验数据计算该中和反应生成1 mol液态水时的ΔH＝________(保留两位小数，近似认为盐酸和NaOH溶液的密度都是1 g·cm-3，生成的溶液的比热容c＝4.18 J·g-1·℃-1)。 (3)有同学考虑注射器针筒中会有NaOH溶液残留(不超过0.5 mL)，认为上述实验会导致所测得的反应热偏大，请判断该观点是否正确并说明理由：____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)如果用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与60 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”，下同)，所求ΔH________。 [解析]　(2)Δt＝ ℃＝3.4 ℃； ΔH＝－ kJ·mol-1≈－56.85 kJ·mol-1。 [答案]　(1)隔热保温、防止热量散失 (2)反应的最高温度　－56.85 kJ·mol-1 (3)否；实验中NaOH溶液过量，即使有少量残留，加入的NaOH溶液也能保证盐酸完全反应 (4)不相等　相等 17．(2023·济宁高二月考)Ⅰ.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态H2O2。0.4 mol液态肼和0.8 mol H2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256 kJ的热量(相当于25 ℃、101 kPa下测得的热量)。 (1)反应的热化学方程式为_____________________________________________ ____________________________________________________________________。 (2)又已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol-1。则16 g液态肼与液态H2O2反应生成液态水时放出的热量是________________kJ。 (3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是________________________________________________________。 Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。 (4)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图，请写出1 mol N2(g)和H2(g)反应的热化学方程式：______________________________。 (5)若已知下列数据： 化学键 H—H N≡N 键能/(kJ·mol-1) 436 946 根据表中及图中数据计算N—H的键能是______kJ·mol-1。 (6)用NH3催化还原NO，还可以消除氮氧化物的污染。已知： 4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1＝－a kJ·mol-1① N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH2＝－b kJ·mol-1② 求：若1 mol NH3还原NO生成N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝______kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。 [解析]　(1)由题意可知，肼与H2O2反应生成氮气和水，反应的化学方程式为N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O，0.4 mol液态肼与0.8 mol H2O2恰好完全反应放出256 kJ的热量，则1 mol液态肼反应放出的热量为＝640 kJ，反应的热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－640 kJ·mol-1。 (2)将肼与液态H2O2反应生成氮气和气态水的过程设为①，液态水转化为气态水的过程设为②，由盖斯定律可知，反应①－②×4得到N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－816 kJ·mol-1，16 g液态肼物质的量为0.5 mol，所以16 g液态肼与液态H2O2反应生成液态水时放出408 kJ的热量。 (5)设N—H的键能为a kJ·mol-1，由反应热等于反应物的总键能与生成物的总键能之差可得ΔH＝946 kJ·mol-1＋3×436 kJ·mol-1－6a kJ·mol-1＝－92 kJ·mol-1，解得a＝391。 (6)将已知反应依次编号为①、②，由盖斯定律可知，反应①－3×②可得反应4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝还原NO生成N2的反应热ΔH3＝ kJ·mol-1。 [答案]　Ⅰ.(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－640 kJ·mol-1　(2)408　(3)产物不会造成环境污染　Ⅱ.(4)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol-1 (5)391　(6) 18．(1)已知反应器中存在如下反应： 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。 (2)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＝__________________。 (3)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝＋175.4 kJ·mol-1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220.9 kJ·mol-1 TiO2加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_______________ _____________________________________________________________________。 [解析]　(1)ⅰ－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)，因此还需要利用C(s)＋CO2(g)===2CO(g)反应的焓变[或ⅰ＋ⅱ可得CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)，设为ⅳ，用ⅳ－ⅲ可得C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)]。(2)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。(3)根据盖斯定律，将已知的两个热化学方程式相加即可得到所求热化学方程式。 [答案]　(1)C(s)＋CO2(g)===2CO(g)[或C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)] (2)2ΔH1－3ΔH2－ΔH3 (3)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH＝－45.5 kJ·mol-1 19．(1)乙烷在一定条件下可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1，相关物质的燃烧热数据如表所示： 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) 燃烧热ΔH/(kJ·mol-1) －1 560 －1 411 －286 ΔH1＝________kJ·mol-1。 (2)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) 已知上述反应中相关的化学键键能数据如下： 化学键 C—H C===O H—H C O(CO) 键能/(kJ·mol-1) 413 745 436 1 075 则该反应的ΔH＝________kJ·mol-1。 (3)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。 [解析]　(1)根据题表中数据信息可写出热化学方程式 (ⅰ)C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 560 kJ·mol-1、 (ⅱ)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 411 kJ·mol-1、 (ⅲ)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol-1，根据盖斯定律，由(ⅰ)－(ⅱ)－(ⅲ)得C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋137 kJ·mol-1。 (2)该反应的ΔH＝(413×4＋745×2)kJ·mol-1－(1 075×2＋436×2) kJ·mol-1＝＋120 kJ·mol-1。 (3)已知中3个反应依次记为①、②、③，根据盖斯定律③×2－①－②得该催化重整反应的ΔH＝[(－111)×2－(－75)－(－394)] kJ·mol-1＝＋247 kJ·mol-1。 [答案]　(1)＋137　(2)＋120　(3)＋247 20．(1)已知部分物质燃烧的热化学方程式如下： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol-1 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol-1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802 kJ·mol-1 “二次转化”时CH4和O2反应生成CO和H2的热化学方程式为____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (2)NH3是造成水体富营养化的重要因素之一，用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的NH3转化为氮气除去，其相关反应的热化学方程式如下： 反应Ⅰ：NH3(aq)＋HClO(aq)===NH2Cl(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝a kJ·mol-1； 反应Ⅱ：NH2Cl(aq)＋HClO(aq)===NHCl2(aq) ＋H2O(l)　ΔH2＝b kJ·mol-1； 反应Ⅲ：2NHCl2(aq)＋H2O(l)===N2(g)＋HClO(aq)＋3HCl(aq)　ΔH3＝c kJ·mol-1。 则2NH3(aq)＋3HClO(aq)===N2(g)＋3HCl(aq)＋3H2O(l)　ΔH＝______________ kJ·mol-1。 [解析]　(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol-1 　①，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol-1 　②，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802 kJ·mol-1　③，将2×③－2×①－②得，2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)　ΔH＝－70 kJ·mol-1。 (2)反应Ⅰ×2＋反应Ⅱ×2＋反应Ⅲ，得出目标方程式的ΔH＝(2a＋2b＋c) kJ·mol-1。 [答案]　(1)2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)　ΔH＝－70 kJ·mol-1 (2)2a＋2b＋c 18/18 学科网（北京）股份有限公司 $$