第1章 第1节 第2课时 反应焓变的计算-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1创新导学案全书Word（鲁科版2019）

化学 选择性必修1(鲁科) 第2课时　反应焓变的计算 核心素养 学业要求 能从反应途径和能量守恒等角度定量认识反应的热效应，并进行比较 能进行反应焓变的计算，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应进行“储存”能量和“释放”能量 一、反应焓变的计算——盖斯定律及其应用 1．盖斯定律的内容 一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，反应热都是一样的。此定律称为盖斯定律。 2．盖斯定律的理解 (1)从途径角度 (2)从能量守恒角度 下图表示从始态通过不同途径到达终态的焓变，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。 3．应用 对于那些无法或较难通过实验测得反应焓变的反应，可应用盖斯定律计算得出该反应的焓变。即一个化学反应的热化学方程式可由另外几个化学反应的热化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为另外几个化学反应焓变的代数和。 二、能源　摩尔燃烧焓 1．能源 自然界中，能为人类提供能量的物质或物质运动统称能源，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．能源开发的重要意义 (1)我国的能源结构 目前，我国能源消费快速增长，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。 (2)能源危机的解决方法 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。 3．摩尔燃烧焓 某物质的摩尔燃烧焓指在一定反应温度和压强条件下，1__mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变，并指定物质中所含有的氮元素氧化为N2(g)、氢元素氧化为H2O(l)、碳元素氧化为CO2(g)。 探究一　反应焓变的计算 根据盖斯定律计算ΔH 1．基本思路 (1)确定待求的热化学方程式。 (2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知热化学方程式的什么位置。 (3)根据待求热化学方程式中各物质的系数和位置的需要对已知热化学方程式进行处理，或调整系数，或调整反应方向。 (4)叠加并检验上述分析的正确与否。 2．常用方法 (1)虚拟路径法：若反应物A变为反应产物D，可以有两种途径： 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： 则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 (2)加和法：即运用所给热化学方程式通过乘除系数后再加减的方法得到所求热化学方程式。 ①已知热化学方程式的反应物与所求热化学方程式一致，则调整系数一致后作为“基础”或与“基础”相加和。 ②当热化学方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。 ③将一个热化学反应方程式调整反应方向时，ΔH的“＋”“－”符号必须互换，但数值不变。 如：已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝－241.8 kJ·mol－1　(a) H2O(g)===H2O(l)　ΔH2＝－44.0 kJ·mol－1　(b) 由(a)＋(b)得：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1＋(－44.0 kJ·mol－1)＝－285.8 kJ·mol－1 1．下列关于盖斯定律的描述中不正确的是(　　) A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B．盖斯定律遵守能量守恒定律 C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难以测定的反应的反应热 D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 答案：A 2．工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25 ℃，101 kPa时： CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－271 kJ/mol 5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===5H2O(l)＋Ca5(PO4)3F(s)　ΔH＝－937 kJ/mol 则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________。 答案：Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)=== 5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)　ΔH＝－418 kJ/mol 解析：将已知热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，5×①－②可推出Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式。 探究二　反应热的大小比较 1．比较ΔH的常用方法 (1)根据热化学方程式中系数比较 热化学方程式中的系数只表示物质的量，当反应物的系数较大时，表示参与反应的反应物多，吸收或放出热量多。 (2)根据反应进行的程度比较 ①对于分步进行的反应来说，反应进行得越彻底，其热效应的数值越大。如等量的碳燃烧生成一氧化碳放出的热量少于生成二氧化碳时放出的热量。 ②对于可逆反应来说，反应进行的程度越大，反应物的转化率越高，吸收或放出的热量越多。 (3)根据反应物和反应产物的聚集状态比较 ①同种物质所处的状态(气态、液态、固态能量依次减小)不同，所具有的能量不同。如气态水所具有的能量比等量液态水所具有的能量多。 ②生成相同状态的反应产物时，反应物处于高能量状态时放出的热量较多。如气态的硫蒸气比等量固态硫燃烧放出的热量多。 ③相同的反应物，反应产物所处状态的能量越低，则放出热量越多。如等量的氢气燃烧生成液态水比生成气态水放出热量多。 ④对于能量状态不同的同素异形体发生相同反应与②相似，如等量的金刚石燃烧较石墨放出热量多。 2．“ΔH”的大小比较的注意事项 (1)在比较ΔH的大小时，要注意其数值前的“＋”“－”。 (2)同一放热反应(吸热反应)，其他条件相同时，参加反应的反应物的物质的量越大，放出(吸收)的热量越多，ΔH越小(越大)。 (3)要注意其他条件相同，同种燃料燃烧时，燃料的聚集状态分别为气态、液态、固态时，放出的热量依次减小，ΔH依次增大。 (4)要注意其他条件相同，同种燃料燃烧时，燃烧产物越稳定，放出的热量越多，ΔH越小。 (5)要注意吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大，吸热反应的ΔH>0；放热反应的ΔH<0。 3．已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1＝a kJ/mol ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝b kJ/mol ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝c kJ/mol ④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4＝d kJ/mol 下列关系式中正确的是(　　) A．a<c<0 B．b>d>0 C．2a＝b<0 D．2c＝d>0 答案：C 解析：①②中反应物、反应产物的聚集状态均相同，①×2＝②，即2ΔH1＝ΔH2，2a＝b，因为H2的燃烧反应为放热反应，故2a＝b<0，C正确；同理，③×2＝④，有2c＝d<0，D错误；③－①得H2O(g)===H2O(l) ΔH＝(c－a) kJ/mol，气态水转变为液态水要放热，故有c－a<0，c<a<0，A错误；同理，d－b<0，d<b<0，B错误。 4．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者小于后者的有(　　) ①H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1 H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH2 ②N2O4(g)2NO2(g)　ΔH3 2NO2(g)N2O4(g)　ΔH4 ③CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH5 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH6 ④H2SO4(浓，aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH7 HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH8 A．1项 B．2项 C．3项 D．4项 答案：B 解析：①通过比较氢气与氯气、溴蒸气反应的条件及现象可知，氢气与氯气反应放出的热量多，则ΔH1<ΔH2；②N2O4(g)2NO2(g) ΔH3>0，2NO2(g)N2O4(g) ΔH4<0，则ΔH3>ΔH4；③CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)为吸热反应，ΔH5>0，CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)为放热反应，ΔH6<0，则ΔH5>ΔH6；④浓硫酸稀释要放出热量，ΔH7<ΔH8。 1．已知：①Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s)　ΔH1＝－348.3 kJ·mol－1； ②2Ag(s)＋O2(g)===Ag2O(s)　ΔH2＝－31.0 kJ·mol－1， 则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于(　　) A．－317.3 kJ·mol－1 B．－379.3 kJ·mol－1 C．－332.8 kJ·mol－1 D．＋317.3 kJ·mol－1 答案：A 解析：根据盖斯定律可知，①－②得Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)　ΔH，则ΔH＝(－348.3＋31.0) kJ·mol－1＝－317.3 kJ·mol－1。 2．已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－220 kJ·mol－1 H—H键、O===O键和O—H键的键能分别为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，由第一个反应×2－第二个反应得，2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH＝(2a＋220) kJ·mol－1。根据反应热与键能的关系计算，则2a＋220＝4×462－(436×2＋496)，解得a＝＋130。 3．以太阳能为热源分解Fe3O4，经铁氧化合物循环分解水制H2的过程如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．过程Ⅰ中的能量转化形式是太阳能→化学能 B．H2的摩尔燃烧焓ΔH<－(ΔH1＋ΔH2) C．过程Ⅱ中3 mol FeO(s)的总能量高于1 mol Fe3O4(s) D．铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点 答案：C 解析：过程Ⅰ利用太阳能将Fe3O4转化为O2和FeO，实现的能量转化形式是太阳能→化学能，A正确；根据图示可知，过程Ⅰ的热化学方程式为Fe3O4(s)===3FeO(s)＋O2(g)　ΔH1，过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)＋H2O(g)===Fe3O4(s)＋H2(g)　ΔH2，根据盖斯定律可知，－(过程Ⅰ＋过程Ⅱ)可得，H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－(ΔH1＋ΔH2)，H2的摩尔燃烧焓为1 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量，由气态水变为液态水放热，放出的热量越多，焓变越小，则ΔH<ΔH3＝－(ΔH1＋ΔH2)，B正确；根据图示可知，由过程Ⅱ无法比较3 mol FeO(s)与1 mol Fe3O4(s)的总能量的高低，C错误；根据流程信息可知，铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点，D正确。 4．能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH(l)都是重要的能源物质，它们的摩尔燃烧焓依次为285.8 kJ·mol－1、282.5 kJ·mol－1、726.7 kJ·mol－1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为(　　) A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－127.4 kJ·mol－1 B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1 C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝－127.4 kJ·mol－1 D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝＋127.4 kJ·mol－1 答案：A 解析：根据题给三种物质的摩尔燃烧焓可以写出： H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1　① CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－282.5 kJ·mol－1　② CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－726.7 kJ·mol－1　③ 运用盖斯定律进行计算，即①×2＋②－③可得：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3＝2×(－285.8 kJ·mol－1)＋(－282.5 kJ·mol－1)－(－726.7 kJ·mol－1)＝－127.4 kJ·mol－1。 5．根据盖斯定律，结合下述热化学方程式，回答问题。 已知：(1)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH＝－176 kJ·mol－1 (2)HCl(g)＋H2O(l)===HCl(aq) ΔH＝－72.3 kJ·mol－1 (3)NH3(g)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq) ΔH＝－52.3 kJ·mol－1 (4)NH4Cl(s)＋H2O(l)===NH4Cl(aq)　ΔH＝Q 则第(4)个方程式中的反应热是________。 答案：＋51.4 kJ·mol－1 解析：利用盖斯定律知，(3)＋(2)－(1)＝(4)，则ΔH＝－52.3 kJ·mol－1＋(－72.3 kJ·mol－1)－(－176 kJ·mol－1)＝＋51.4 kJ·mol－1。 课时作业 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．反应A＋B―→C(放热)分两步进行：①A＋B―→X(吸热)；②X―→C(放热)，下列示意图中能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　) 答案：D 解析：由反应A＋B―→C是放热反应，知A和B的能量之和大于C，由①A＋B―→X是吸热反应，②X―→C是放热反应，知X的能量大于A和B的能量之和，X的能量大于C，D项符合题意。 2．氨气是一种重要的化工原料，工业上用N2和H2合成NH3。现已知N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量变化示意图如图所示。已知断裂1 mol H—H键需要吸收436 kJ能量、断裂1 mol N≡N键需要吸收946 kJ能量，则断裂1 mol N—H键需要吸收的能量为(　　) A．248 kJ B．391 kJ C．862 kJ D．431 kJ 答案：B 解析：题图表示生成1 mol NH3(g)过程中能量变化示意图，可知反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的焓变ΔH＝－2×(1173－1127) kJ/mol＝－92 kJ/mol，而ΔH＝反应物化学键断裂所吸收的能量－反应产物化学键形成所释放的能量＝946 kJ/mol＋3×436 kJ/mol－6×E(N—H)＝－92 kJ/mol，解得E(N—H)＝391 kJ/mol。 3．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 答案：D 解析：水蒸气变成液态水会放出热量，ΔH5<0，故A错误；氢氧化钙分解生成氧化钙固体和水蒸气，液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙，二者不是可逆过程，水蒸气变成液态水会放出热量，因此ΔH1＋ΔH2≠0，故B错误；由图可知，ΔH3>0，ΔH4<0，ΔH5<0，则ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，故C错误；根据盖斯定律，ΔH3＝－ΔH2－ΔH4－ΔH5－ΔH1，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正确。 4．如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)，下列说法不正确的是(　　) A．途径1和途径2的反应热是不相等的 B．含1 mol H2SO4的浓溶液、含1 mol H2SO4的稀溶液，分别与足量的NaOH溶液反应，二者放出的热量是相等的 C．1 mol S(g)燃烧放出的热量大于1 mol S(s)燃烧放出的热量 D．若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，则2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)为放热反应 答案：B 解析：反应热的大小只与反应物和反应产物有关，与反应途径无关，途径1的反应物为SO2(g)和H2O2(aq)，途径2的反应物为SO2(g)、O2(g)和H2O(l)，反应物不同，故反应热是不相等的，故A正确；浓硫酸溶于水放热，故二者与足量的NaOH溶液反应放出的能量不同，故B错误；相同条件下，S(g)的能量大于S(s)的能量，1 mol物质燃烧时，S(g)放出的热量多，故C正确；①SO2(g)＋H2O2(aq)===H2SO4(aq)　ΔH1，②SO2(g)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH2，③SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(aq)　ΔH3，①－(②＋③)即得反应H2O2(aq)===H2O(l)＋O2(g)，所以ΔH＝ΔH1－(ΔH2＋ΔH3)。若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，ΔH＝ΔH1－(ΔH2＋ΔH3)<0，则2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)为放热反应，故D正确。 5．如图所示，ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，ΔH2＝－395.4 kJ·mol－1，下列说法或表达式正确的是(　　) A．C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1 B．石墨和金刚石之间的转化是物理变化 C．石墨的稳定性强于金刚石 D．1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ 答案：C 解析：已知ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，ΔH2＝－395.4 kJ·mol－1，则运用盖斯定律可知，C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1，A错误；石墨和金刚石是不同的物质，二者之间的转化是化学变化，B错误；等物质的量的石墨的总能量低于金刚石，则石墨的稳定性强于金刚石，C正确；物质越稳定，所具有的总键能越大，1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能大1.9 kJ，D错误。 6．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是(　　) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH5 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6 ④2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH7 2Na(s)＋2H2O(l)===2NaOH(aq)＋H2(g)　ΔH8 A．① B．④ C．②③④ D．①②③ 答案：C 解析：①中碳充分燃烧放出的热量多于不完全燃烧放出的热量，②中硫从固态变成气态要吸收热量，因而固体硫生成SO2放出的热量少，③中后者反应物的物质的量是前者的两倍，故放出的热量多，因ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5、ΔH6均为负数，放热少的ΔH大，故ΔH1<ΔH2、ΔH3>ΔH4、ΔH5>ΔH6；④中H2O(l)分解为吸热反应(ΔH7>0)，Na与水的反应为放热反应(ΔH8<0)，故ΔH7>ΔH8。 7．已知△(g)＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g)　ΔH＝－157 kJ/mol。已知环丙烷(g)的燃烧热ΔH＝－2092 kJ/mol，丙烷(g)的燃烧热ΔH＝－2220 kJ/mol，1 mol液态水蒸发为气态水的焓变为ΔH＝＋44 kJ/mol。则2 mol氢气完全燃烧生成气态水的ΔH(kJ/mol)为(　　) A．－658 B．－482 C．－329 D．－285 答案：B 解析：已知反应①为△(g)＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g)　ΔH1＝－157 kJ/mol。反应②：△(g)＋O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH2＝－2092 kJ/mol。反应③：CH3CH2CH3(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH3＝－2220 kJ/mol，变化④H2O(l)===H2O(g)　ΔH4＝＋44 kJ/mol，则按盖斯定律，反应①－反应②＋反应③＋变化④得到反应：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH，ΔH＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－241 kJ/mol，则2 mol氢气完全燃烧生成气态水的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－482 kJ/mol。 8．已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1 C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1 C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1 若使23 g液态乙醇完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为(　　) A．(Q1＋Q2＋Q3) kJ B．0.5(Q1＋Q2＋Q3) kJ C．(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3) kJ D．(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3) kJ 答案：D 解析：设计以下变化过程： 根据盖斯定律ΔH＝(－Q3＋Q2－3Q1) kJ·mol－1，即C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－(Q3－Q2＋3Q1) kJ·mol－1。故23 g液态乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态水放出热量为(0.5Q3－0.5Q2＋1.5Q1) kJ。 9．已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ，18 g水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。其他相关数据如下表： 化学键 O===O H—H H—O(g) 1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 496 436 x 则表中x为(　　) A．920 B．557 C．463 D．188 答案：C 解析：根据题意，可得H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1；而18 g水蒸气变成液态水时放出44 kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1，即－484＝2×436＋496－4x，解得x＝463。 10．如图是1 mol金属镁和卤素反应的ΔH(单位：kJ·mol－1)示意图，反应物和生成物均为常温时的稳定状态。下列选项不正确的是(　　) A．电解MgCl2制Mg是吸热反应 B．MgBr2与Cl2反应的ΔH<0 C．MgF2(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)＋F2(g)　ΔH＝＋600 kJ·mol－1 D．化合物的热稳定性顺序：MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2 答案：D 解析：由题意可得Mg(s)＋F2(g)===MgF2(s)　ΔH1＝－1124 kJ·mol－1①，Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)　ΔH2＝－641.3 kJ·mol－1②，Mg(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)　ΔH3＝－524 kJ·mol－1③，②的逆反应ΔH>0，A正确；②－③得Cl2(g)＋MgBr2(s)===Br2(l)＋MgCl2(s)的ΔH＝ΔH2－ΔH3<0，B正确；③－①得MgF2(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)＋F2(g)　ΔH＝ΔH3－ΔH1＝＋600 kJ·mol－1，C正确；化合物的热稳定性：MgI2<MgBr2<MgCl2<MgF2，D错误。 11．向Na2CO3溶液中滴加盐酸，反应过程中能量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．反应HCO(aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应 B．CO(aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3 C．ΔH1>ΔH2，ΔH2<ΔH3 D．CO(aq)和H＋(aq)的反应是放热反应 答案：C 解析：根据题图可知，反应物HCO(aq)和H＋(aq)的总能量小于反应产物CO2(g)和H2O(l)的总能量，故反应HCO(aq)＋H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)为吸热反应，A正确；根据题图，结合盖斯定律，CO(aq)＋2H＋(aq)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，B正确；ΔH1<0，ΔH2<0，根据题图分析，ΔH1<ΔH2，C错误；根据题图知，CO(aq)和H＋(aq)反应，不论生成HCO(aq)，还是生成CO2(g)和H2O(l)，均为放热反应，D正确。 12．已知： ①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1 ②3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2 ③2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3 ④2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4 ⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　) A．ΔH1<0，ΔH3>0 B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3 C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 答案：B 解析：反应2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)为放热反应，故ΔH3<0，A错误；反应2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)为放热反应，ΔH5<0，根据盖斯定律有④－③＝⑤，故ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，则ΔH4<ΔH3，B正确，D错误；根据盖斯定律有①＝(②＋③)×，故ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)×，C错误。 二、非选择题 13．2023杭州亚运会火炬塔燃料首次使用新型燃料—绿色零增碳甲醇，用实际行动向世界展示了我国对碳中和的决心和成果，具体流程如下图。 回答下列问题： (1)整个过程只消耗太阳能。H2O和CO2仅充当能量的媒介且可实现完美循环，这是典型的人工光合过程，则过程H2O＋CO2―→CH3OH＋O2为________反应(填“吸热”或“放热”)。 (2)CO2催化加氢制备甲醇，反应如下： 主反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1 副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1 表中数据是该反应中相关物质的标准摩尔生成焓(ΔfH)(标准摩尔生成焓是指在298.15 K、100 kPa由稳定态单质生成1 mol化合物时的焓变)，则ΔH1＝________kJ·mol－1。 物质 H2(g) CO2(g) H2O(g) CH3OH(g) ΔfH/kJ·mol－1 0 －394 －242 －201 答案：(1)吸热　(2)－49 解析：(2)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝[(－201 kJ·mol－1)＋(－242 kJ·mol－1)]－(－394 kJ·mol－1)＝－49 kJ·mol－1。 14．(1)已知： 2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1 2NO2(g)===N2O4(g)　 ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1 则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 (2)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。 (3)SO2会对环境和人体健康带来危害，Fe3＋可用于除去烟气中的SO2。 该反应体系主要涉及以下反应： SO2吸收：2Fe3＋(aq)＋2H2O(l)＋SO2(g)===2Fe2＋(aq)＋4H＋(aq)＋SO(aq)　ΔH1 Fe3＋再生：4Fe2＋(aq)＋O2(g)＋4H＋(aq)===4Fe3＋(aq)＋2H2O(l)　ΔH2 该体系还涉及以下反应： a)SO2(g)＋H2O(l)===H2SO3(aq)　ΔH3 b)2H2SO3(aq)＋O2(g)===4H＋(aq)＋2SO(aq)　ΔH4 c)2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(l)===4H＋(aq)＋2SO(aq)　ΔH5 根据盖斯定律，SO2吸收反应的ΔH1＝________________________(写出一个代数式即可)。 答案：(1)＋53.1　(2)＋247　(3)×(ΔH5－ΔH2)或ΔH3＋(ΔH4－ΔH2) 解析：(1)将已知热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由×a－b得N2O5(g)===2NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＝ kJ·mol－1＝＋53.1 kJ·mol－1。 (2)将已知中3个热化学方程式依次记为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。 (3)根据盖斯定律，SO2吸收反应×2＋Fe3＋再生反应＝反应c，即2ΔH1＋ΔH2＝ΔH5，则ΔH1＝(ΔH5－ΔH2)，或者反应a＋×(反应b－Fe3＋再生反应)＝SO2吸收反应，则ΔH1＝ΔH3＋ΔH4－ΔH2＝ΔH3＋(ΔH4－ΔH2)。 15．(1)在Al2O3、Ni催化下气态甲酸发生下列反应： 甲酸(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH1＝＋34.0 kJ/mol 甲酸(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－7.0 kJ/mol 则甲酸的分子式为________________，在该条件下，气态CO2和气态H2生成气态CO和气态H2O的热化学方程式为______________________________。 (2)CO、CH4均为常见的可燃性气体。已知在101 kPa时，CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ/mol。相同条件下，若2 mol CH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为1 mol CO完全燃烧放出热量的6.30倍，CH4完全燃烧反应的热化学方程式是________________________ __________________。 (3)用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如： 4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1＝－a kJ/mol　① N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH2＝－b kJ/mol　② 若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝________kJ/mol(用含a、b的式子表示)。 答案：(1)CH2O2　CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.0 kJ/mol (2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－891.45 kJ/mol (3) 解析：(1)根据原子守恒，由甲酸(g)===CO(g)＋H2O(g)可知，甲酸的分子式为CH2O2；已知：①甲酸(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋34.0 kJ/mol，②甲酸(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－7.0 kJ/mol，气态CO2和气态H2生成气态CO和气态H2O的化学方程式为CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)，可以根据①－②得到，所以ΔH＝34.0 kJ/mol－(－7.0 kJ/mol)＝41.0 kJ/mol。 (2)由题意可知，1 mol CO完全燃烧放出热量283 kJ，则1 mol CH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为×6.30×283 kJ＝891.45 kJ，则CH4完全燃烧反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－891.45 kJ/mol。 (3)①－②×3得4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1－3ΔH2＝(3b－a) kJ/mol，若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝ kJ/mol。 18 学科网（北京）股份有限公司 $$