第1节 化学反应的热效应 第4课时（同步讲义）化学鲁科版2019选择性必修1

第1章 化学反应与能量转化 第1节化学反应的热效应 第4课时 反应焓变的计算 教学目标 1.知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 2.学会有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力。 3.知道能源是人类生存和社会发展的重要基础，知道使用化石燃料的利弊和新能源的开发。 重点和难点 重点：反应焓变的计算。 难点：盖斯定律的应用。 ◆知识点一 盖斯定律 1．盖斯定律 (1)实验证明，一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是 。换句话说，在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的 和 有关，而与反应进行的 无关。 例：下图表示始态到终态的反应热。 (2)盖斯定律的意义 应用盖斯定律可以 计算出反应很慢的或不容易直接发生的或者伴有副反应的反应的反应热。 2．盖斯定律的应用：根据盖斯定律，利用已知反应的反应热可以计算未知反应的反应热。 例如：反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热无法直接测定，但下列两个反应的反应热却可以直接测定： C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 上述三个反应具有如下关系： 根据盖斯定律，则有：ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝ 。 【特别提醒】 1依据目标方程式中只在已知方程式中出现一次的物质调整已知方程式方向和化学计量数。 2ΔH与化学方程式一一对应调整和运算。 即学即练 1.已知反应： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1 ②N2(g)＋O2(g)===NO2(g) ΔH2 ③N2(g)＋H2(g)NH3(g) ΔH3 则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为( ) A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 C．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 2.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 ◆知识点二 ΔH的大小比较 1．同一物质不同聚集状态 H2O(s)===H2O(l)　ΔH1 H2O(s)===H2O(g)　ΔH2 由物质的能量E大小比较知热量：Q1<Q2，且均为吸热反应，ΔH为正值，ΔH1＝Q1 kJ·mol－1，ΔH2＝Q2 kJ·mol－1，得ΔH1<ΔH2。 2．同一反应，物质的聚集状态不同 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 由物质的能量(E)的大小知热量：Q1>Q2，此反应为放热反应，则ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1，ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1得ΔH1<ΔH2。 【特别提醒】 1ΔH的大小比较时包含“＋”“－”比较。 2先画出物质的能量E的草图，比较热量的大小，再根据吸、放热加上“＋”“－”进行比较。 3可逆反应的ΔH为完全反应时的值，因不能完全反应，吸收或放出的能量一般小于|ΔH|。 即学即练 1．已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 根据已述反应所得出的结论正确的是(　　) A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1>ΔH2 C．ΔH1<ΔH2 D．金刚石比石墨稳定 2．下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是(　　) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2 ②NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH3 NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH4 A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4 C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4 ◆知识点二 能源 1．能源及能源的综合利用 (1)能源的概念：能为人类提供能量的物质或物质运动，包括 、海洋能、核能、化石燃料等。 (2)我国的能源现状：目前，我国能源消费结构以 为主，以 为辅，以水能、核能、风能、太阳能为补充。 (3)能原的可持续发展：一方面必须“ ”，即开发 等新能源；另一方面需要“ ”，加大节能减排的力度，提高能源的利用效率。 2．煤的综合利用 (1)直接燃煤的危害：利用效率 ，而且会产生大量 和多种有害气体。 (2)煤的综合利用方法：工业上通过煤的 、 和 等方法来实现煤的综合利用。 (3)煤的干馏：在 的条件下，煤高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油等。 (4)煤的气化：将煤转化为 的过程。 (5)煤的液化：在一定条件下，将固体煤转化为液体有机物的过程。 即学即练 1．我国力争二氧化碳排放2030年前达到峰值、2060年前实现碳中和。要加快调整优化产业结构、能源结构，太阳能光催化分解水制氢、太阳能光催化二氧化碳转化为燃料等都是加快推动绿色低碳发展，降低碳排放强度的有效措施。下列说法错误的是 A．太阳能燃料属于一次能源 B．工业上通过煤的干馏、气化和液化等方法来实现煤的综合利用 C．用光催化分解水产生的H2是理想的绿色能源 D．研发和利用太阳能燃料，有利于经济的可持续发展 一、反应焓变的计算 1. 根据反应物和生成物的焓计算：ΔH＝H(生成物)－H(反应物) 2．根据反应物、生成物的键能计算：ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和)。 3．根据物质的燃烧热数值计算：Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|(燃烧热)。 4．根据热化学方程式计算 热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如， aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g) ΔH A b c d |ΔH| n(A) n(B) n(C) n(D) Q 则＝＝＝＝。 5．根据图像计算 二、应用盖斯定律计算ΔH的方法 1.“虚拟路径”法 若反应物A变为生成物D，可以有两个途径： ①由A直接变成D，反应热为ΔH； ②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 如图所示： 则：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 2.“加合”法 运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。 ⇒⇒⇒⇒ 实践应用 1..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键和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产物的总能量 D．该反应吸收的热量为(a-b) kJ·mol-1 2.发射“神五”时用肼(N2H4)作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH1＝＋67.7 kJ/mol；②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－534 kJ/mol。下列关于肼和NO2反应的热化学方程式正确的是(　　) A．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol B．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 000.3 kJ/mol C．N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol D．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol 考点一 盖斯定律及其应用 【例1】下列说法不正确的是(　　) A．应用盖斯定律，可计算某些难以测定的反应焓变 B．一个化学反应的焓变与反应途径无关 C．在特定条件下反应热可以等于焓变 D．一个反应一步完成或分几步完成，两者相比，经过的步骤越多，放出的热量越多 【解题要点】 (1)热化学方程式的系数加倍，ΔH也相应加倍。 (2)热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也要相应加减。 (3)将热化学方程式颠倒时，ΔH的正负必须随之改变。 【变式1-1】假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是(　　) A．|ΔH1|＞|ΔH2| B．|ΔH1|<|ΔH3| C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0 D．甲→丙的ΔH＝ΔH1＋ΔH2 【变式1-2】发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1 ②H2(g)===H2(l)　ΔH2＝－0.92 kJ·mol－1 ③O2(g)===O2(l)　ΔH3＝－6.84 kJ·mol－1 ④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4＝＋44.0 kJ·mol－1 则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为(　　) A．＋237.46 kJ·mol－1 B．－474.92 kJ·mol－1 C．－118.73 kJ·mol－1 D．－237.46 kJ·mol－1 考点二 反应热大小的比较 【例2】比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系： (1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2 ΔH1________ΔH2(填“>”“<”或“＝”，下同)。 (2)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1 4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH2 ΔH1________ΔH2。 【解题要点】比较ΔH大小的注意事项 (1)首先明确比较ΔH大小时要带“＋”“—”号。 (2)其次判断反应是吸热还是放热，即ΔH＞0还是ΔH＜0，吸热反应的ΔH总比放热反应的ΔH大。 (3)注意反应物的状态，固态→液态→气态过程要吸热，反之要放热。 (4)灵活利用盖斯定律的桥梁作用，建立关系进行比较。了解等物质的量的不同物质与同一种物质反应时，性质不同，其反应热不同。例如，等物质的量的不同金属或非金属与同一种物质反应，金属或非金属越活泼，反应越容易发生，放出的热量就越多，ΔH越小。 【变式2-1】已知： ①2H2(g)＋O2 (g)===2H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 ②4H2(g)＋2O2(g)===4H2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3＝c kJ·mol－1 ④4H2(g)＋2O2(g)===4H2O(l)　ΔH4＝d kJ·mol－1 则a、b、c、d的关系正确的是(　　) A．2a＝b＜0　　　　　　 B．2c＝d＞0 C．a＜c＜0 D．b＞d＞0 【变式2-2】已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式用离子方程式可表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，又知弱电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中分别加入下列物质：①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸，恰好完全反应时的焓变分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是(　　) A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2 C．ΔH1＝ΔH3＞ΔH2 D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2 考点三 反应热的计算 【例3】已知： ①2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH1 ②CO2(g)＋C(s，石墨)===2CO(g)　ΔH2 ③C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3 ④2NO(g)===N2(g)＋O2(g)　ΔH4 下列关系正确的是(　　) A．ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3 B．ΔH2<ΔH3 C．ΔH4＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2＋ΔH4 【变式3-1】已知：1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O。有关键能数据如下表： 化学键 Si—O O===O Si—Si 键能/(kJ·mol－1) x 500 180 晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－990 kJ·mol－1，则表中x的值为(　　) A．462.5　　　 B．460 C．920 D．423.3 【变式3-2】已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1。现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况下)，使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，若实验测得反应放热3 845.8 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是(　　) A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3 基础达标 1．已知298 K、101 kPa时： 2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 2．氧化亚铜常用于制船底防污漆，用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O，已知反应： 2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)　ΔH＝－314 kJ·mol－1 2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s)　ΔH＝－292 kJ·mol－1 则CuO(s)＋Cu(s)===Cu2O(s)的ΔH等于(　　) A．－11 kJ·mol－1 B．＋11 kJ·mol－1 C．＋22 kJ·mol－1 D．－22 kJ·mol－1 3．已知：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH为(　　) A．＋262.6 kJ·mol－1 B．－131.3 kJ·mol－1 C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1 4．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 5.已知溴跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2、Q3均为正值)： H2(g)＋Br2(g)===2HBr(l)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－Q3 kJ·mol－1 下列判断正确的是(　　) A．Q1<Q2<Q3 B．Q1与Q3的大小无法判断 C．1 mol溴蒸气转化为1 mol液态溴需要放出(Q2－Q3) kJ的热量 D．1 L H2和1 L Br2蒸气反应生成2 L HBr气体时放出Q2 kJ热量 6．通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗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。已知：1 mol Si(s)含2 mol Si—Si， 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 工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的ΔH为(　　) A．＋236 kJ·mol－1 B．－236 kJ·mol－1 C．＋412 kJ·mol－1 D．－412 kJ·mol－1 7．已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1　 ②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ·mol－1 H—H、O==O和O—H的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　) A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130 8．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.5 kJ·mol－1 欲得到相同热量，需充分燃烧C和H2的质量比约为(　　) A．12∶3.25 B．3.25∶12 C．1∶1 D．6∶1 9．已知：弱碱MOH的电离方程式为MOHM＋＋OH－；MOH(aq)与 H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的反应热为ΔH＝－24.2 kJ·mol－1；强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热为ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。则 MOH在水溶液中电离的ΔH为(　　) A．－69.4 kJ·mol－1 B．－45.2 kJ·mol－1 C．＋69.4 kJ·mol－1 D．＋45.2 kJ·mol－1 10．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸反应为S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH。已知：①碳的燃烧热为 ΔH1，②S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2 ，③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3；则 ΔH为(　　) A．3ΔH1＋ΔH2－ΔH3 B．ΔH3 ＋3ΔH1－ΔH2 C．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 D．ΔH3＋ΔH1－ΔH2 综合应用 11．根据能量变化示意图，下列说法不正确的是(　　) A．相同质量的NO2(g)和N2O4(g)，前者具有的能量较高 B．ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4 C．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH6＝－ΔH5>0 D．N2H4＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O ΔH，则ΔH>ΔH4 12．已知将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低。下列关于ΔH的判断不正确的是(　　) CuSO4·5H2O (s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　 ΔH1 CuSO4(s)===CuSO4(aq)　ΔH2 CuSO4(aq)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3 CuSO4·5H2O (s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　 ΔH4 A．ΔH1>ΔH4 B．ΔH1>0，ΔH2<0 C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4 D．ΔH2＋ΔH3>ΔH1 13．已知： Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 Ⅱ.H2(g)＋O2(g)===H2O (g)　ΔH2 Ⅲ.CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH3 Ⅳ.C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH4 下列说法正确的是(　　) A．ΔH1<0、ΔH3>0 B．ΔH4＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH1 C．ΔH2＋ΔH3<ΔH1 D．ΔH1 、ΔH2 、ΔH3分别对应C、H2、CO的燃烧热 14．以下反应可表示获得乙醇并用作汽车燃料的过程，下列有关说法正确的是(　　) ①6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)　ΔH1 ②C6H12O6(s)===2C2H5OH(l)＋2CO2(g)　ΔH2 ③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH3 A．2ΔH3＝ΔH1－ΔH2 B．ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于0 C．在不同油耗汽车中发生反应③，ΔH3会不同 D．植物的光合作用通过反应①将太阳能转化为化学能 15．已知25 ℃、101 kPa下，1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.0 kJ。 ①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1 ②2CH3OH(l)＋3O2(g)===4H2O(g)＋2CO2(g)ΔH2＝－1 277.0 kJ·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ΔH>ΔH2 B．CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol－1 C．CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH>－57.3 kJ·mol－1 D．液态水变为水蒸气过程中需要克服分子间作用力 16．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，其流程图如下： 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===SO2(g)＋H2O＋O2(g)　ΔH2＝＋327 kJ·mol－1 反应Ⅲ：2HI===H2(g)＋I2(g)　ΔH3＝＋172 kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　) 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剂的作用 C．总反应的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋286 kJ·mol－1 D．该过程使水分解制氢反应更加容易发生，但总反应的ΔH不变 拓展培优 17．断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B的键能。下表列出了一些化学键的键能E： 化学键 H—H Cl—Cl O===O C—Cl C—H O—H H—Cl E/(kJ·mol－1) 436 247 x 330 413 463 431 请回答下列问题： (1)如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为____________(填“吸热”或“放热”)反应，其中ΔH＝________(用含有a、b的关系式表示)。 (2)若图中表示反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，则b＝________kJ·mol－1，x＝________。 (3)历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是以CuCl2为催化剂，在450 ℃条件下利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为______________________________________________。 若忽略温度和压强对反应热的影响，由第(2)问中的有关数据，计算当反应中有1 mol电子转移时，反应的热量变化为______________。 18．根据已知信息，按要求写出指定反应的热化学方程式。 (1)LiH可用作飞船的燃料，已知下列反应： ①2Li(s)＋H2(g)===2LiH(s)　ΔH＝－182 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1 ③4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s)　ΔH＝－1 196 kJ·mol－1 试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式：________________________________________。 (2)工业上制取硝酸铵的流程图如图1所示： 图1 已知：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 745.2 kJ·mol－1； 6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 925.2 kJ·mol－1 则反应Ⅰ的热化学方程式可表示为_____________________________________________________。 (3)饮用水中的NO主要来自于NH。已知在微生物的作用下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如图2所示： 1 mol NH全部被氧化成NO的热化学方程式为 _______________________________________________________________________________。 19．回答下列问题： (1)中科院某研究团队通过设计一种新型Na­Fe3O4/HZSM­5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。 已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 试写出25 ℃、101 kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式：____________________________________________________________________。 (2)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。工业上常用催化还原法和碱吸收法处理SO2气体。1 mol CH4完全燃烧生成气态水和1 mol S(g)燃烧的能量变化如图所示： 在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________________________________________。 (3)合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中I2O5常用于定量测定CO的含量。已知：2I2(s)＋5O2(g)===2I2O5(s)　ΔH＝－76 kJ·mol－1；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1。则该测定反应的热化学方程式为_____________________________________________________。 (4)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。 已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1 CO2(g)===C(s)＋O2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1 则反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 (5)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。 已知：CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0) 2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－b kJ·mol－1(b>0) 若用CO将NO2还原为N2，当消耗标准状况下3.36 L CO时，放出的热量为________________kJ(用含有a和b的代数式表示，不用化简)。 20．化学反应的反应热通常可以通过实验进行测定，也可通过理论进行推算。 (1)实验测得5 g甲醇(CH3OH)液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_________________________________。 (2)已知4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－x kJ·mol－1。蒸发1 mol H2O(l)需要吸收的能量为44 kJ，其他相关数据如表： NH3(g) O2(g) NO(g) H2O(g) 1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ a b z d 则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为____________________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1章 化学反应与能量转化 第1节化学反应的热效应 第4课时 反应焓变的计算 教学目标 1.知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 2.学会有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力。 3.知道能源是人类生存和社会发展的重要基础，知道使用化石燃料的利弊和新能源的开发。 重点和难点 重点：反应焓变的计算。 难点：盖斯定律的应用。 ◆知识点一 盖斯定律 1．盖斯定律 (1)实验证明，一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。换句话说，在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。 例：下图表示始态到终态的反应热。 (2)盖斯定律的意义 应用盖斯定律可以间接计算出反应很慢的或不容易直接发生的或者伴有副反应的反应的反应热。 2．盖斯定律的应用：根据盖斯定律，利用已知反应的反应热可以计算未知反应的反应热。 例如：反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热无法直接测定，但下列两个反应的反应热却可以直接测定： C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 上述三个反应具有如下关系： 根据盖斯定律，则有：ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－110.5__kJ·mol－1。 【特别提醒】 1依据目标方程式中只在已知方程式中出现一次的物质调整已知方程式方向和化学计量数。 2ΔH与化学方程式一一对应调整和运算。 即学即练 1.已知反应： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1 ②N2(g)＋O2(g)===NO2(g) ΔH2 ③N2(g)＋H2(g)NH3(g) ΔH3 则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为( ) A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 C．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 【答案】D 【解析】根据目标方程式中NH3、NO2、H2O在已知方程式中只出现一次的物质作为调整依据：①×③＋②×2－③×2得目标方程式，同时ΔH＝3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3。 2.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 【答案】A 【解析】碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1，其热化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1……①，S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1……②，2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) 　ΔH3＝c kJ·mol－1……③，将方程式3×①＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)，则ΔH＝x kJ·mol－1＝(3a＋b－c) kJ·mol－1，所以x＝3a＋b－c，故选A。 ◆知识点二 ΔH的大小比较 1．同一物质不同聚集状态 H2O(s)===H2O(l)　ΔH1 H2O(s)===H2O(g)　ΔH2 由物质的能量E大小比较知热量：Q1<Q2，且均为吸热反应，ΔH为正值，ΔH1＝Q1 kJ·mol－1，ΔH2＝Q2 kJ·mol－1，得ΔH1<ΔH2。 2．同一反应，物质的聚集状态不同 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 由物质的能量(E)的大小知热量：Q1>Q2，此反应为放热反应，则ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1，ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1得ΔH1<ΔH2。 【特别提醒】 1ΔH的大小比较时包含“＋”“－”比较。 2先画出物质的能量E的草图，比较热量的大小，再根据吸、放热加上“＋”“－”进行比较。 3可逆反应的ΔH为完全反应时的值，因不能完全反应，吸收或放出的能量一般小于|ΔH|。 即学即练 1．已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 根据已述反应所得出的结论正确的是(　　) A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1>ΔH2 C．ΔH1<ΔH2 D．金刚石比石墨稳定 【答案】C 【解析】已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1，则相同量的金刚石和石墨相比较，金刚石的能量高，燃烧放出的热量多，则ΔH1<ΔH2<0，能量越低越稳定，则石墨稳定，故C正确。 2．下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是(　　) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2 ②NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH3 NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH4 A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4 C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4 【答案】B 【解析】①中两个反应都是放热反应，后者生成液态水，所以放出的热量大于前者，而放热反应ΔH小于0，放热越多，焓变越小，故ΔH1＞ΔH2。②中两个反应的实质是酸碱中和，都是放热反应，两个反应生成水的物质的量都是1 mol，但是CH3COOH是弱电解质，电离过程吸收一部分热量，所以后者放出的热量少，所以ΔH3＜ΔH4。 ◆知识点二 能源 1．能源及能源的综合利用 (1)能源的概念：能为人类提供能量的物质或物质运动，包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能、核能、化石燃料等。 (2)我国的能源现状：目前，我国能源消费结构以煤为主，以石油、天然气为辅，以水能、核能、风能、太阳能为补充。 (3)能原的可持续发展：一方面必须“开源”，即开发核能、风能、太阳能等新能源；另一方面需要“节流”，加大节能减排的力度，提高能源的利用效率。 2．煤的综合利用 (1)直接燃煤的危害：利用效率低，而且会产生大量固体垃圾和多种有害气体。 (2)煤的综合利用方法：工业上通过煤的干馏、气化和液化等方法来实现煤的综合利用。 (3)煤的干馏：在隔绝空气的条件下，煤高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油等。 (4)煤的气化：将煤转化为可燃性气体的过程。 (5)煤的液化：在一定条件下，将固体煤转化为液体有机物的过程。 即学即练 1．我国力争二氧化碳排放2030年前达到峰值、2060年前实现碳中和。要加快调整优化产业结构、能源结构，太阳能光催化分解水制氢、太阳能光催化二氧化碳转化为燃料等都是加快推动绿色低碳发展，降低碳排放强度的有效措施。下列说法错误的是 A．太阳能燃料属于一次能源 B．工业上通过煤的干馏、气化和液化等方法来实现煤的综合利用 C．用光催化分解水产生的H2是理想的绿色能源 D．研发和利用太阳能燃料，有利于经济的可持续发展 【答案】A 【解析】太阳能属于一次能源，但太阳能燃料属于二次能源，A项错误；工业上通过煤的干馏、气化和液化等方法来实现煤的综合利用，B项正确；H2燃烧放出的热量多，无污染，是理想的绿色能源，C项正确；研发和利用太阳能燃料，消耗能量最低，有利于经济的可持续发展，D项正确。 一、反应焓变的计算 1. 根据反应物和生成物的焓计算：ΔH＝H(生成物)－H(反应物) 2．根据反应物、生成物的键能计算：ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和)。 3．根据物质的燃烧热数值计算：Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|(燃烧热)。 4．根据热化学方程式计算 热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如， aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g) ΔH A b c d |ΔH| n(A) n(B) n(C) n(D) Q 则＝＝＝＝。 5．根据图像计算 二、应用盖斯定律计算ΔH的方法 1.“虚拟路径”法 若反应物A变为生成物D，可以有两个途径： ①由A直接变成D，反应热为ΔH； ②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 如图所示： 则：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 2.“加合”法 运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。 ⇒⇒⇒⇒ 实践应用 1..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键和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产物的总能量 D．该反应吸收的热量为(a-b) kJ·mol-1 【答案】D 【解析】由图可知A2(g)+B2(g)═2AB(g)∆H=(a-b)kJ/mol，每生成2mol分子AB吸收(a-b)kJ能量，则生成2分子AB吸收kJ能量，A项错误；化学键的断裂吸收能量，断裂1molA-A键和1molB-B键，吸收akJ能量，B项错误；该反应为吸热反应，反应物的总能量低于产物的总能量，C项错误；由图可知，反应的热化学方程式为A2(g)+B2(g)═2AB(g)∆H=(a-b)kJ/mol，生成2molAB吸收的热量为(a-b)kJ·mol-1，D项正确。 2.发射“神五”时用肼(N2H4)作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH1＝＋67.7 kJ/mol；②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－534 kJ/mol。下列关于肼和NO2反应的热化学方程式正确的是(　　) A．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol B．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 000.3 kJ/mol C．N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol D．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 135.7 kJ/mol 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，将2×②－①得，2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，ΔH＝2ΔH2－ΔH1＝2×(－534 kJ/mol)－67.7 kJ/mol＝－1 135.7 kJ/mol，故D正确。 考点一 盖斯定律及其应用 【例1】下列说法不正确的是(　　) A．应用盖斯定律，可计算某些难以测定的反应焓变 B．一个化学反应的焓变与反应途径无关 C．在特定条件下反应热可以等于焓变 D．一个反应一步完成或分几步完成，两者相比，经过的步骤越多，放出的热量越多 【答案】D。A.有些化学反应的焓变难以测定，应用盖斯定律，通过易测定反应的焓变，可计算某些难以测定的反应焓变，A说法正确；B.一个化学反应的焓变与反应的始态和终态有关，与反应途径无关，B说法正确；C.在特定条件下反应热可以等于焓变，如燃烧热，C说法正确；D.一个反应一步完成或分几步完成，两者相比，经过不同的步骤，反应的焓变是相同的，D说法错误。 【解题要点】 (1)热化学方程式的系数加倍，ΔH也相应加倍。 (2)热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也要相应加减。 (3)将热化学方程式颠倒时，ΔH的正负必须随之改变。 【变式1-1】假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是(　　) A．|ΔH1|＞|ΔH2| B．|ΔH1|<|ΔH3| C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0 D．甲→丙的ΔH＝ΔH1＋ΔH2 【答案】A。由盖斯定律可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0，甲→丙的ΔH＝ΔH1＋ΔH2，C、D项正确；在题述过程中ΔH1与ΔH2的相对大小无法判断，A项错误；由|ΔH3|＝|ΔH1|＋|ΔH2|可知，|ΔH1|＜|ΔH3|，B项正确。 【变式1-2】发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧，已知下列热化学方程式： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1 ②H2(g)===H2(l)　ΔH2＝－0.92 kJ·mol－1 ③O2(g)===O2(l)　ΔH3＝－6.84 kJ·mol－1 ④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4＝＋44.0 kJ·mol－1 则反应H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为(　　) A．＋237.46 kJ·mol－1 B．－474.92 kJ·mol－1 C．－118.73 kJ·mol－1 D．－237.46 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，将反应①－②－③×＋④可得目标反应化学方程式，其反应热ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3×＋ΔH4＝－237.46 kJ·mol－1。 考点二 反应热大小的比较 【例2】比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系： (1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2 ΔH1________ΔH2(填“>”“<”或“＝”，下同)。 (2)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1 4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH2 ΔH1________ΔH2。 【解析】(1)水蒸气变为液态水是放热过程，生成液态水的反应放出的热量多，但ΔH为负值，所以ΔH1<ΔH2。(2)两式相减得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，铝热反应很剧烈，是典型的放热反应，所以ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。 【答案】(1)<　(2)< 【解题要点】比较ΔH大小的注意事项 (1)首先明确比较ΔH大小时要带“＋”“—”号。 (2)其次判断反应是吸热还是放热，即ΔH＞0还是ΔH＜0，吸热反应的ΔH总比放热反应的ΔH大。 (3)注意反应物的状态，固态→液态→气态过程要吸热，反之要放热。 (4)灵活利用盖斯定律的桥梁作用，建立关系进行比较。了解等物质的量的不同物质与同一种物质反应时，性质不同，其反应热不同。例如，等物质的量的不同金属或非金属与同一种物质反应，金属或非金属越活泼，反应越容易发生，放出的热量就越多，ΔH越小。 【变式2-1】已知： ①2H2(g)＋O2 (g)===2H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 ②4H2(g)＋2O2(g)===4H2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3＝c kJ·mol－1 ④4H2(g)＋2O2(g)===4H2O(l)　ΔH4＝d kJ·mol－1 则a、b、c、d的关系正确的是(　　) A．2a＝b＜0　　　　　　 B．2c＝d＞0 C．a＜c＜0 D．b＞d＞0 【答案】A 【解析】反应②的系数是反应①的2倍，所以反应②的反应热为反应①的2倍，即2a＝b，燃烧反应放热，所以ΔH<0，即2a＝b<0，故A正确；反应④的系数是反应③的2倍，所以反应④的反应热为反应③的2倍，即2c＝d，燃烧反应放热，所以ΔH<0，即2c＝d<0，故B错误；等物质的量的氢气，生成液态水比生成气态水放热多，a、b、c、d为负值，所以a>c，d<b<0，故C、D错误。 【变式2-2】已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式用离子方程式可表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，又知弱电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中分别加入下列物质：①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸，恰好完全反应时的焓变分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是(　　) A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2 C．ΔH1＝ΔH3＞ΔH2 D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2 【答案】D 【解析】因为稀醋酸是弱酸，电离时吸热，浓硫酸溶于水时会放出较多热量，故中和反应时放出的热量Q(浓硫酸)＞Q(稀硝酸)＞Q(稀醋酸)，又因放热反应中焓变为负值，则ΔH2＜ΔH3＜ΔH1。 考点三 反应热的计算 【例3】已知： ①2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH1 ②CO2(g)＋C(s，石墨)===2CO(g)　ΔH2 ③C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3 ④2NO(g)===N2(g)＋O2(g)　ΔH4 下列关系正确的是(　　) A．ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3 B．ΔH2<ΔH3 C．ΔH4＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2＋ΔH4 【答案】A。根据盖斯定律可得，反应①＋反应②－反应③＝反应④，故ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3，A正确，C、D错误；CO2(g)＋C(s，石墨)===2CO(g)为吸热反应，ΔH2>0，C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)为放热反应，ΔH3<0，所以ΔH2>ΔH3，故B错误。 【变式3-1】已知：1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O。有关键能数据如下表： 化学键 Si—O O===O Si—Si 键能/(kJ·mol－1) x 500 180 晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－990 kJ·mol－1，则表中x的值为(　　) A．462.5　　　 B．460 C．920 D．423.3 【答案】A。ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，1 mol Si中含有2 mol Si—Si，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O，则ΔH＝ kJ·mol－1＝－990 kJ·mol－1，解得x＝462.5，答案选A。 【变式3-2】已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1。现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况下)，使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，若实验测得反应放热3 845.8 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是(　　) A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3 【答案】C 【解析】设混合气体中含有x mol H2，则CH4的物质的量为(5－x) mol，则x＋890×(5－x)＝3 845.8，得x＝1，C项正确。 基础达标 1．已知298 K、101 kPa时： 2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 【答案】A 【解析】应用盖斯定律，将第一个热化学方程式与第二个热化学方程式的2倍相加，即得2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH＝ΔH1＋2ΔH2，故ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，A项正确。 2．氧化亚铜常用于制船底防污漆，用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O，已知反应： 2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)　ΔH＝－314 kJ·mol－1 2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s)　ΔH＝－292 kJ·mol－1 则CuO(s)＋Cu(s)===Cu2O(s)的ΔH等于(　　) A．－11 kJ·mol－1 B．＋11 kJ·mol－1 C．＋22 kJ·mol－1 D．－22 kJ·mol－1 【答案】A 【解析】根据盖斯定律，反应中得CuO(s)＋Cu(s)===Cu2O(s)，故ΔH＝ kJ·mol－1＝－11 kJ·mol－1。 3．已知：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。则制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH为(　　) A．＋262.6 kJ·mol－1 B．－131.3 kJ·mol－1 C．－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，将①－②得2C(s)＋2H2O(g)===2H2(g)＋2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1－(－483.6 kJ·mol－1)＝＋262.6 kJ·mol－1，则C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH＝ kJ·mol－1＝＋131.3 kJ·mol－1。 4．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 【答案】A 【解析】碳燃烧的热化学方程式为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，①×3＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝(3a＋b－c) kJ·mol－1，则x＝3a＋b－c，故A正确。 5.已知溴跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2、Q3均为正值)： H2(g)＋Br2(g)===2HBr(l)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1 H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－Q3 kJ·mol－1 下列判断正确的是(　　) A．Q1<Q2<Q3 B．Q1与Q3的大小无法判断 C．1 mol溴蒸气转化为1 mol液态溴需要放出(Q2－Q3) kJ的热量 D．1 L H2和1 L Br2蒸气反应生成2 L HBr气体时放出Q2 kJ热量 【答案】C 【解析】气态的反应物生成液态的生成物时，放出的能量多于生成气态的生成物；都生成气态的生成物时，液态的反应物要比气态的反应物放出的能量少，因此，Q1＞Q2＞Q3，A、B 不正确；根据盖斯定律可知，1 mol溴蒸气转化为1 mol液态溴需要放出(Q2－Q3) kJ的热量，C正确；1 mol H2和1 mol Br2蒸气反应生成2 mol HBr气体时放出Q2 kJ热量，D不正确。 6．通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗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。已知：1 mol Si(s)含2 mol Si—Si， 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 工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的ΔH为(　　) A．＋236 kJ·mol－1 B．－236 kJ·mol－1 C．＋412 kJ·mol－1 D．－412 kJ·mol－1 【答案】A 【解析】ΔH＝E(反应物的键能之和)－E(生成物的键能之和)，即ΔH＝360 kJ·mol－1×4＋436 kJ·mol－1×2－176 kJ·mol－1×2－431 kJ·mol－1×4＝＋236 kJ·mol－1。 7．已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1　 ②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ·mol－1 H—H、O==O和O—H的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　) A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130 【答案】D 【解析】根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。结合题中给出的键能可得出热化学方程式：③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝(2×436＋496－4×462) kJ·mol－1，即③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－480 kJ·mol－1，题中②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ· mol－1，(②－③)×得①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝(ΔH2－ΔH3)×，即a＝(－220＋480)×＝＋130，选项D正确。 8．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.5 kJ·mol－1 欲得到相同热量，需充分燃烧C和H2的质量比约为(　　) A．12∶3.25 B．3.25∶12 C．1∶1 D．6∶1 【答案】A 【解析】设需要碳和氢气的质量分别是x、y，则×393.5＝×241.5，解得x∶y≈12∶3.25。 9．已知：弱碱MOH的电离方程式为MOHM＋＋OH－；MOH(aq)与 H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的反应热为ΔH＝－24.2 kJ·mol－1；强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热为ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。则 MOH在水溶液中电离的ΔH为(　　) A．－69.4 kJ·mol－1 B．－45.2 kJ·mol－1 C．＋69.4 kJ·mol－1 D．＋45.2 kJ·mol－1 【答案】D 【解析】弱碱 MOH(aq)与 H2SO4(aq)反应生成 1 mol 正盐的热化学方程式为2MOH(aq)＋H2SO4(aq)===M2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－24.2 kJ·mol－1，则①MOH(aq)＋H＋(aq)===M＋(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－12.1 kJ·mol－1，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1。根据盖斯定律，由①－②可得MOH(aq)M＋(aq)＋OH－(aq)　ΔH＝ΔH1－ΔH2＝(－12.1 kJ·mol－1)－(－57.3 kJ·mol－1)＝＋45.2 kJ·mol－1，故选D。 10．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸反应为S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH。已知：①碳的燃烧热为 ΔH1，②S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2 ，③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3；则 ΔH为(　　) A．3ΔH1＋ΔH2－ΔH3 B．ΔH3 ＋3ΔH1－ΔH2 C．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 D．ΔH3＋ΔH1－ΔH2 【答案】A 【解析】①的热化学反应式为C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1，由盖斯定律可得总反应＝3×①＋②－③，故ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，故选A。 综合应用 11．根据能量变化示意图，下列说法不正确的是(　　) A．相同质量的NO2(g)和N2O4(g)，前者具有的能量较高 B．ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4 C．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH6＝－ΔH5>0 D．N2H4＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O ΔH，则ΔH>ΔH4 【答案】D 【解析】A.ΔH3＜0，相同质量的NO2(g)和N2O4(g)，前者具有的能量较高，A项正确；B.由盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，B项正确；C.H2与O2的反应为放热反应，逆向则为吸热反应，所以ΔH6＝－ΔH5>0，C项正确；D.N2H4＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O　ΔH＝ΔH4＋ΔH3，ΔH3＜0，则ΔH＜ΔH4，D项错误。 12．已知将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低。下列关于ΔH的判断不正确的是(　　) CuSO4·5H2O (s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　 ΔH1 CuSO4(s)===CuSO4(aq)　ΔH2 CuSO4(aq)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3 CuSO4·5H2O (s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　 ΔH4 A．ΔH1>ΔH4 B．ΔH1>0，ΔH2<0 C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4 D．ΔH2＋ΔH3>ΔH1 【答案】D 【解析】CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s)，为吸热反应，ΔH1＞0，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，ΔH2＋ΔH3＜0，CuSO4(aq)电离需要吸收热量，则ΔH3>0，故ΔH2<0，由盖斯定律可知，ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，则ΔH4>0，又因ΔH1＞0，ΔH2＋ΔH3<0，则ΔH1>ΔH4，A正确；由上述分析可知，ΔH1>0，ΔH2<0，B正确；由上述分析可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，C正确；由上述分析可知，ΔH2＋ΔH3<0，ΔH1＞0，故ΔH2＋ΔH3<ΔH1，D错误。 13．已知： Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 Ⅱ.H2(g)＋O2(g)===H2O (g)　ΔH2 Ⅲ.CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH3 Ⅳ.C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH4 下列说法正确的是(　　) A．ΔH1<0、ΔH3>0 B．ΔH4＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH1 C．ΔH2＋ΔH3<ΔH1 D．ΔH1 、ΔH2 、ΔH3分别对应C、H2、CO的燃烧热 【答案】C 【解析】A.反应Ⅰ和反应Ⅲ都是燃烧反应，都是放热反应，ΔH1<0、ΔH3<0，选项A错误；B.根据盖斯定律可得，反应Ⅰ－反应Ⅱ－反应Ⅲ＝反应Ⅳ，则ΔH4＝ΔH1－ΔH2－ΔH3，选项B错误；C.根据盖斯定律可得，反应Ⅳ＝反应Ⅰ－反应Ⅱ－反应Ⅲ，且反应Ⅳ为吸热反应，则ΔH2＋ΔH3<ΔH1，选项C正确；D.燃烧热指在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，H2的指定产物应为液态水，选项D错误。 14．以下反应可表示获得乙醇并用作汽车燃料的过程，下列有关说法正确的是(　　) ①6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)　ΔH1 ②C6H12O6(s)===2C2H5OH(l)＋2CO2(g)　ΔH2 ③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH3 A．2ΔH3＝ΔH1－ΔH2 B．ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于0 C．在不同油耗汽车中发生反应③，ΔH3会不同 D．植物的光合作用通过反应①将太阳能转化为化学能 【答案】D 【解析】由盖斯定律可知，2ΔH3＝－ΔH1－ΔH2，故A错误；假设反应热均小于0，根据2ΔH3＝－ΔH1－ΔH2可知，ΔH2＝－ΔH1－2ΔH3，若ΔH1＜0，ΔH3＜0，则ΔH2＞0，与假设矛盾，故B错误；焓变与反应的始态和终态有关，则在不同油耗汽车中发生反应③，ΔH3相同，故C错误；植物的光合作用通过反应①将太阳能转化为化学能，故D正确。 15．已知25 ℃、101 kPa下，1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.0 kJ。 ①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1 ②2CH3OH(l)＋3O2(g)===4H2O(g)＋2CO2(g)ΔH2＝－1 277.0 kJ·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ΔH>ΔH2 B．CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol－1 C．CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH>－57.3 kJ·mol－1 D．液态水变为水蒸气过程中需要克服分子间作用力 【答案】A 【解析】A.液态转化为气态的过程吸热，若反应②中CH3OH变为气态，则相同条件下燃烧，气态CH3OH放出热量多，即反应热：ΔH<ΔH2，故A错误； B．1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.0 kJ，可得③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1，由盖斯定律，②－4×③可得：2CH3OH(l)＋3O2(g)===4H2O(l)＋2CO2(g)　ΔH＝－1 453.0 kJ·mol－1，则甲醇的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，故B正确； C．醋酸是弱电解质，电离吸热，故1 mol NaOH与1 mol醋酸反应时放出的热量小于57.3 kJ，故CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH>－57.3 kJ·mol－1，故C正确；D.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。 16．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，其流程图如下： 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===SO2(g)＋H2O＋O2(g)　ΔH2＝＋327 kJ·mol－1 反应Ⅲ：2HI===H2(g)＋I2(g)　ΔH3＝＋172 kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　) 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剂的作用 C．总反应的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋286 kJ·mol－1 D．该过程使水分解制氢反应更加容易发生，但总反应的ΔH不变 【答案】C 【解析】A.通过流程图可知，反应Ⅱ和Ⅲ实现了太阳能到化学能的转化，故A正确；B.根据流程图可知，总反应为H2O===H2↑＋O2↑，SO2和I2起到催化剂的作用，故B正确；C.根据盖斯定律，由反应Ⅰ＋反应Ⅱ＋反应Ⅲ得到H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝(－213＋327＋172) kJ·mol－1＝＋286 kJ·mol－1，则2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋572 kJ·mol－1，故C错误；D.ΔH只与始态和终态有关，该过程降低了水分解制氢的活化能，使反应更加容易发生，但ΔH不变，故D正确。 拓展培优 17．断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B的键能。下表列出了一些化学键的键能E： 化学键 H—H Cl—Cl O===O C—Cl C—H O—H H—Cl E/(kJ·mol－1) 436 247 x 330 413 463 431 请回答下列问题： (1)如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为____________(填“吸热”或“放热”)反应，其中ΔH＝________(用含有a、b的关系式表示)。 (2)若图中表示反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，则b＝________kJ·mol－1，x＝________。 (3)历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是以CuCl2为催化剂，在450 ℃条件下利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为______________________________________________。 若忽略温度和压强对反应热的影响，由第(2)问中的有关数据，计算当反应中有1 mol电子转移时，反应的热量变化为______________。 【解析】(1)反应物的能量高于生成物，因此是放热反应。反应热为反应物断键吸收的能量与生成物成键放出的能量之差，即ΔH＝(a－b) kJ·mol－1。(2)b为1 mol水中含有的化学键的键能，即为2倍的O—H的键能，则b＝463 kJ·mol－1×2＝926 kJ·mol－1；根据焓变ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和可知，436 kJ·mol－1＋x kJ·mol－1－926 kJ·mol－1＝－241.8 kJ·mol－1，解得x＝496.4。(3)反应的ΔH＝(496.4＋431×4－247×2－463×4) kJ·mol－1＝－125.6 kJ·mol－1，则转移1 mol 电子时反应放出的热量为31.4 kJ。 【答案】(1)放热　(a－b) kJ·mol－1　(2)926　496.4 (3)O2＋4HCl2Cl2＋2H2O　放出热量31.4 kJ 18．根据已知信息，按要求写出指定反应的热化学方程式。 (1)LiH可用作飞船的燃料，已知下列反应： ①2Li(s)＋H2(g)===2LiH(s)　ΔH＝－182 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1 ③4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s)　ΔH＝－1 196 kJ·mol－1 试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式：________________________________________。 (2)工业上制取硝酸铵的流程图如图1所示： 图1 已知：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 745.2 kJ·mol－1； 6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 925.2 kJ·mol－1 则反应Ⅰ的热化学方程式可表示为_____________________________________________________。 (3)饮用水中的NO主要来自于NH。已知在微生物的作用下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如图2所示： 1 mol NH全部被氧化成NO的热化学方程式为 _______________________________________________________________________________。 【解析】(1)根据盖斯定律，由②×＋③×－①得：2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)　ΔH＝－702 kJ·mol－1。 (2)将已知的两个热化学方程式从上到下依次标记为①和②，根据盖斯定律由①×5－②×4得：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025.2 kJ·mol－1。 (3)第一步热化学方程式为NH(aq)＋O2(g)===2H＋(aq)＋NO(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－273 kJ·mol－1①，第二步热化学方程式为NO(aq)＋O2(g)===NO(aq)　ΔH＝－73 kJ·mol－1②，由盖斯定律可知①＋②得1 mol NH(aq)全部被氧化成NO(aq)的热化学方程式：NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ·mol－1。 【答案】(1)2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)　ΔH＝－702 kJ·mol－1 (2)4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025.2 kJ·mol－1 (3)NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ·mol－1 19．回答下列问题： (1)中科院某研究团队通过设计一种新型Na­Fe3O4/HZSM­5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。 已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 试写出25 ℃、101 kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式：____________________________________________________________________。 (2)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。工业上常用催化还原法和碱吸收法处理SO2气体。1 mol CH4完全燃烧生成气态水和1 mol S(g)燃烧的能量变化如图所示： 在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________________________________________。 (3)合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中I2O5常用于定量测定CO的含量。已知：2I2(s)＋5O2(g)===2I2O5(s)　ΔH＝－76 kJ·mol－1；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1。则该测定反应的热化学方程式为_____________________________________________________。 (4)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。 已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1 CO2(g)===C(s)＋O2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1 则反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 (5)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。 已知：CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0) 2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－b kJ·mol－1(b>0) 若用CO将NO2还原为N2，当消耗标准状况下3.36 L CO时，放出的热量为________________kJ(用含有a和b的代数式表示，不用化简)。 【解析】(1)已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1，②C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①×25－②得8CO2(g)＋25H2(g)===C8H18(l)＋16H2O(l)　 ΔH＝25ΔH1－ΔH2＝－(25a－b) kJ·mol－1。 (2)根据图像可知，①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝Ea1－Ea2＝126 kJ·mol－1－928 kJ·mol－1＝－802 kJ·mol－1； ②S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－577 kJ·mol－1；根据盖斯定律可知，①－②×2即得到CH4(g)＋2SO2(g)===CO2(g)＋2S(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ·mol－1。 (3)依次设反应为①②，根据盖斯定律，由反应①×(－)＋②×得到5CO(g)＋I2O5(s)===5CO2(g)＋I2(s)　ΔH＝－1 377 kJ·mol－1。 (4)将反应依次编号为①②③，根据盖斯定律，由－(①＋②＋③×2)得反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝－746.5 kJ·mol－1。 (5)依次设反应为①②，根据盖斯定律，反应①×2＋②得4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＝－(2a＋b) kJ·mol－1，标准状况下3.36 L CO的物质的量是0.15 mol，放出的热量为 kJ。 【答案】(1)8CO2(g)＋25H2(g)===C8H18(l)＋16H2O(l)　ΔH＝－(25a－b) kJ·mol－1 (2)CH4(g)＋2SO2(g)===2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ·mol－1 (3)5CO(g)＋I2O5(s)===5CO2(g)＋I2(s)　ΔH＝－1 377 kJ·mol－1 (4)－746.5　(5) 20．化学反应的反应热通常可以通过实验进行测定，也可通过理论进行推算。 (1)实验测得5 g甲醇(CH3OH)液体在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_________________________________。 (2)已知4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－x kJ·mol－1。蒸发1 mol H2O(l)需要吸收的能量为44 kJ，其他相关数据如表： NH3(g) O2(g) NO(g) H2O(g) 1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ a b z d 则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为____________________。 【解析】(1)5 g液态CH3OH在氧气中充分燃烧生成CO2气体和液态水时放出113.5 kJ热量，故32 g即1 mol液态CH3OH在氧气中充分燃烧生成CO2气体和液态水时放出×113.5 kJ＝726.4 kJ热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol－1。(2)根据题意可知蒸发1 mol H2O(l)需要吸收的能量为44 kJ，因此6 mol H2O(g)变成液态水需要放出的能量为6×44 kJ。根据ΔH＝E(反应物的总键能)－E(生成物的总键能)可知，在反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)　－x kJ＝4a kJ＋5b kJ－4z kJ－6d kJ－6×44 kJ，解得z＝。 【答案】(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol－1 (2) 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$