第1章 化学反应的热效应 章末达标检测-（配套练习）【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

**基本信息** 聚焦化学反应与能量单元，通过基础概念辨析、原理应用及综合探究的三级分层设计，实现从知识理解到科学思维的递进巩固。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|化学能转化、焓变比较、燃烧热概念|结合古典诗词情境（如《石灰吟》）考查基础概念| |提升层|盖斯定律计算、反应历程分析、能量曲线解读|通过图表分析（如能量曲线）深化原理应用| |综合层|键能计算、实验探究设计、真实情境问题解决|以“双碳”背景（如CO₂转化）考查综合应用能力|

(本卷满分100分) 一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．下列古典文化中不包含化学能转化为热能的是(　　) A．《石灰吟》：“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲” B．《七步诗》：“煮豆燃豆萁，豆在釜中泣” C．《草》：“野火烧不尽，春风吹又生” D．《咏煤炭》：“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深” 解析　D　烈火焚烧，属于燃烧，是放热反应，化学能转化为热能，A错误；豆萁燃烧，是放热反应，化学能转化为热能，B错误；野火烧不尽，春风吹又生，涉及物质的燃烧，燃烧过程化学能转化为热能，C错误；“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深”没有化学反应发生，不包含化学能转化为热能，D正确。 2．“开源节流”是应对能源危机的有效举措，下列做法有悖于能源“开源节流”的是(　　) A．开发海洋能、生物质能等新能源，减少化石燃料使用 B．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源 C．减少资源消耗，增加资源的重复利用，注重资源的循环再生 D．大力开采煤、石油和天然气，以满足人们日益增长的能源需求 解析　D　开发海洋能、生物质能等新能源，减少化石燃料使用，能应对能源危机，A不符合题意；大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源，可充分利用资源，减少污染，符合开源节流的思想，B不符合题意；减少资源消耗，增加资源的重复利用，注重资源的循环再生，做到能源的“开源节流”，C不符合题意；大力开采煤、石油和天然气，会增加环境污染，能源快速消耗，有悖于能源的“开源节流”，D符合题意。 3．工业上常用硫制取硫酸。下列说法正确的是(　　) A．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，ΔH1<ΔH2 B．SO2(g)＋O2(g)＋H2O(l)===H2SO4(aq)　ΔH3，SO2(g)＋H2O2(aq)===H2SO4(aq)　ΔH4，ΔH3＝ΔH4 C．S(g)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH5，ΔH5是硫的燃烧热 D．H2SO4(浓，aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH6，ΔH6是中和反应的反应热 解析　A　两个反应均为放热反应，焓变为负值，由于气态硫单质能量高，气态硫转化为固态硫需要放热，则其反应放热多，故ΔH1<ΔH2，A正确； 两个反应的反应物不同而生成物相同，则其焓变不同，B错误；燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；硫单质的燃烧热应该为生成二氧化硫而非三氧化硫时的放热，C错误； 反应热是在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量；浓硫酸溶解过程中放出热量，导致浓硫酸和氢氧化钠反应过程中放热增多，故该反应热不是中和反应的反应热，D错误。 4．关于下列ΔH的判断正确的是(　　) OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)　ΔH1 OH－(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COO－(aq)＋H2O(l)　ΔH2 CO(aq)＋H＋(aq)===HCO(aq)　ΔH3 HCO(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)＋CO2(g)　ΔH4 A．ΔH1<ΔH2 B. ΔH3>ΔH4 C．ΔH1<0　ΔH2>0 D. ΔH3<0　ΔH4<0 解析　A　中和反应都是放热反应，则ΔH1<0，ΔH2<0，碳酸氢根的电离是吸热反应，则CO(aq)＋H＋(aq)===HCO(aq)是放热反应，ΔH3<0；而HCO(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)＋CO2(g)，反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，故为吸热反应，即ΔH4>0。因为醋酸电离吸热，所以ΔH1<ΔH2，A正确；根据分析知，ΔH3<0，ΔH4>0。即ΔH3<ΔH4，B错误；中和反应都是放热反应，则ΔH1<0，ΔH2<0，C错误；根据分析知，ΔH3<0，ΔH4>0，D错误。 5．(2025·重庆卷) 肼(N2H4)与氧化剂剧烈反应，释放大量的热量，可作火箭燃料。已知下列反应： ①2NH3(g)＋3N2O(g)===4N2(g)＋3H2O(l)ΔH1＝a kJ·mol-1 ②N2O(g)＋3H2(g)===N2H4(l)＋H2O(l)ΔH2＝b kJ·mol-1 ③N2H4(l)＋9H2(g)＋4O2(g)===2NH3(g)＋8H2O(l)ΔH3＝c kJ·mol-1 则反应N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)的ΔH(kJ·mol-1)为(　　) A．(a＋3b－c) B．(a－3b＋c) C．(a－3b＋c) D．(a＋3b－c) 解析　B　根据目标方程式与原方程式的特点可知，将原方程式进行(①－3×②＋③)变换，可得目标方程式，所以ΔH应为(a－3b＋c)，据此可知应选B。 6．含硫物质在医药、农业、能源等领域都有广泛的应用，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为放热反应 B．储能过程中H2SO4被消耗 C．存储的能量不可能完全转化为电能 D．循环过程中SO2为储能物质 解析　C　反应Ⅰ的ΔS>0，如果ΔH<0，则硫酸在任何温度下都会分解，与事实不符，可知反应Ⅰ为吸热反应，A错误；储能过程中H2SO4循环利用，理论上不会被消耗，B错误；能量转化不可能达到100%，C正确；循环过程中S燃烧放出热量，因此S为储能物质，D错误。 7．H2与ICl的反应分两步完成，其能量曲线如下图所示。 反应①：H2(g)＋2ICl(g)===HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g) 反应②：HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g) 下列有关说法不正确的是(　　) A．反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量 B．总反应的活化能为(E1＋E3) kJ·mol-1 C．H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g) ΔH＝－218 kJ·mol-1 D．反应①的ΔH＝(E1－E2)kJ·mol-1 解析　B　由图像可知，反应①、②均是反应物总能量高于生成物总能量，A正确；E1和E3分别代表反应过程中各步反应的活化能，总反应活化能为能量较高的E1，B错误；反应①和②总的能量变化为218 kJ，并且是放热反应，所以H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)　ΔH＝－218 kJ·mol-1，C正确；反应①的ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝(E1－E2)kJ·mol-1，D正确。 8．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　) 选项 热化学方程式 结论 A 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ/mol H2的燃烧热为483.6 kJ/mol B OH－(aq)＋H＋(aq)=== H2O(g) ΔH＝－57.3 kJ/mol 含1 mol NaOH的稀溶液与浓H2SO4完全中和，放出热量小于57.3 kJ C 2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－a kJ/mol 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－b kJ/mol b＜a D C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.5 kJ/mol 金刚石比石墨稳定 解析　C　燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量，H2转化为液态水，故A错误；浓硫酸溶于水的过程放热，则用浓硫酸与NaOH溶液反应生成1 mol水，放出的热量大于57.3 kJ，故B错误；2 mol碳单质，完全燃烧时放出热量更多，故有a>b，故C正确；石墨转化为金刚石吸热，说明石墨的能量低于金刚石，而物质能量越低越稳定，故石墨比金刚石更稳定，故D错误。 9．已知几种离子反应如下，下列推断正确的是(　　) ① NH3·H2O(aq)＋H＋(aq)===NH(aq) ＋ H2O(l)　ΔH1 ② Ba2+(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s)　ΔH2 ③ Ba2+(aq)＋2H＋(aq)＋2OH－(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s) ＋ 2H2O(l)　ΔH3 ④ H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH4 A．ΔH1>0　ΔH2<0 B．ΔH2<ΔH3 C．ΔH3＝ΔH2＋ ΔH4 D．ΔH1>ΔH4 解析　D　中和反应为放热反应，则①NH3·H2O(aq) ＋ H＋(aq)===NH(aq) ＋ H2O(l)为放热反应，其焓变ΔH1＜0，A错误；由盖斯定律可知，反应②＋2×反应④＝反应③，则反应②＝反应③－2×反应④，ΔH2＝ΔH3－2×ΔH4，由于反应④为放热反应，ΔH4＜0，所以ΔH2＞ΔH3，B错误；根据盖斯定律可知，③＝②＋2×④，所以ΔH3＝ΔH2＋2ΔH4，C错误；反应①和反应④均为放热反应，且反应①中NH3·H2O的电离过程吸热，所以反应①放出的热量比反应④少，放热反应的焓变为负值，则ΔH1＞ΔH4，D正确。 10．某团队研究在硼基催化剂上丙烷氧化脱氢制丙烯的反应机理，部分反应历程(其中吸附在催化剂表面的物质用“*”表示)如图所示。 下列历程中属于放热过程的是(　　) A．C3H8(g)＋O2(g)⥫⥬C3H＋O2(g) B．C3H＋O2(g)⥫⥬C3H＋H*＋O2(g) C．C3H＋H*＋O⥫⥬C3H＋HO D．C3H6(g)＋H2O⥫⥬C3H6(g)＋H2O2(g) 解析　A　反应物的总能量高于生成物则为放热反应，反之则为吸热反应，由图可知，C3H＋O2(g)⥫⥬C3H＋H*＋O2(g)、C3H＋H*＋O⥫⥬C3H＋HO、C3H6(g)＋H2O⥫⥬C3H6(g)＋H2O2(g)均为吸热过程，B、C、D项均不符合题意。故选A。 11．已知：在标准压强(100 kPa)、298 K，由最稳定的单质合成1 mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用ΔH(kJ/mol)表示。有关物质的ΔH有如图所示关系。下列有关判断正确的是(　　) A．H2O(l)的ΔH>－241.8 kJ·mol-1 B．NH3比N2H4稳定 C．2 mol NO(g)的键能大于N2(g)与O2(g)的键能之和 D．N2H4(l)标准燃烧热为534.2 kJ·mol-1 解析　B　 H2O(g)→ H2O(l)，需要继续放热，放出的热量越多，对应焓变的数值越小，所以ΔH<－241.8 kJ·mol-1，A错误；由NH3和N2H4的标准摩尔生成焓知生成NH3放热，生成N2H4吸热，所以NH3更稳定，B正确；由图像知： 2NO(g)=== N2(g)＋O2(g) ΔH＝－182.6 kJ·mol-1<0，所以2 mol NO(g)的键能小于N2(g)与O2(g)的键能之和，C错误；N2H4(l)标准燃烧热应该生成N2和H2O(l)，题干中无H2O(l)的相对能量，无法计算，D错误。 12．已知含四个碳原子的部分烃类与氢气的相对能量如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．断开1，3-丁二烯中的两个碳碳双键需要的能量为断开一个碳碳双键的2倍 B．反应C4H6(g)＋H2(g)===C4H8(g)的ΔH＝－121.1 kJ·mol-1 C．1，3-丁二烯中的两个碳碳双键存在相互作用 D．因烯烃加氢是碳碳双键断键的过程，故是吸热反应 解析　C　由图表中相对能量可知，1，3-丁二烯中第一个碳碳双键和氢气加成放出能量121.1 kJ·mol-1，1，3-丁二烯中第二个碳碳双键和氢气加成放出能量115.5 kJ·mol-1，能量不相等，故A错误；C4H6可能代表1，3-丁二烯，也可能代表1-丁炔，故不能得出反应C4H6(g)＋H2(g)===C4H8(g)的ΔH，故B错误；1，3-丁二烯中的两个碳碳双键存在相互作用，使两个双键和氢气加成放出的能量不同，故C正确；由图表中相对能量可知，烯烃加氢是放热反应，故D错误。 13．钌(Ru)是极好的催化剂，常用于氢化、异构化、氧化等重要反应。用钌(Ru)基催化剂催化CO2(g)和H2(g)的反应时，每生成92 g液态HCOOH放出62.4 kJ的热量，反应机理如图所示，下列说法正确的是(　　) A．图示中物质Ⅱ为该反应的催化剂 B．图示中参与循环的物质有CO2、H2和H2O C．反应的活化能为62.4 kJ·mol-1 D．该反应的热化学方程式为H2(g)＋CO2(g)===HCOOH(l)　ΔH＝－31.2 kJ·mol-1 解析　D　图示中物质Ⅱ为该反应的中间产物，A错误；图示中参与循环的物质有催化剂和水，B错误；62.4 kJ的热量是生成92 g液态HCOOH时反应物与生成物的能量差值，不是反应的活化能，C错误；根据题意，生成92 g液态HCOOH，即2 mol HCOOH，放出62.4 kJ的热量，该反应的热化学方程式为H2(g)＋CO2(g)===HCOOH(l)　ΔH＝－31.2 kJ·mol-1，D正确。 14．尿素是第一种人工合成的有机物。以NH3、CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]反应过程中能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．总反应的ΔH＝(E1－E4)kJ·mol-1 B．第二步反应是合成尿素的决速步骤 C．该反应过程中N的化合价发生了变化 D．升高温度，第二步反应速率和限度均增加，有利于提高尿素的平衡产率 解析　B　以NH3、CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]的第一步反应为2NH3(l)＋CO2(l)===NH2COONH4(l)　ΔH1＝(E1－E2)kJ·mol-1，第二步反应为NH2COONH4(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　ΔH2＝(E3－E4)kJ·mol-1；则总反应为2NH3(l)＋CO2(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝(E1－E2)kJ·mol-1＋(E3－E4)kJ·mol-1＝(E1－E2＋E3－E4)kJ·mol-1。由分析可知，总反应的ΔH＝(E1－E2＋E3－E4)kJ·mol-1，A错误；第二步反应所需活化能大，反应速率慢，是决速步骤，B正确；NH3和[CO(NH2)2]中，N元素的化合价均为－3价，C错误；第一步反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，使生成的NH2COONH4减少，不利于提高尿素的产率，D错误。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15．(14分)习近平总书记在8月15日第二个全国生态日到来之际作出重要指示，生态文明建设是关系中华民族永续发展的根本大计，以“双碳”工作为引领，推动能耗双控逐步转向碳排放双控，持续推进生产方式和生活方式绿色低碳转型。我国力争于2030年前完成“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要的研究价值。 (1)“碳达峰”中的“碳”是指________(填字母)。 A．碳元素 B．甲烷 C．一氧化碳 D．二氧化碳 (2)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图所示。 ①图中可循环利用的物质有______________(填化学式)。 ②若产生等物质的量的CO、H2，写出反应Ⅱ的化学方程式：________________________________________________________________________。 (3)燃煤烟气中CO2的捕集可通过如图所示的物质转化实现。“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应的离子方程式为________________________________________。 (4)将CO2转化为有价值的甲酸和尿素[CO(NH2)2]、甲醇等是实现“碳中和”的途径之一。 ①合成尿素是利用CO2的途径之一、通过两步反应实现，其能量变化示意图如图所示。 则生成尿素的热化学方程式为_______________________________________。 ②CO2与H2在Cu/ZnO催化下发生反应可合成清洁能源甲醇：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)，该反应实际上分两步进行。 第一步：Cu/ZnO*＋H2===Cu/Zn*＋H2O； 第二步：____________________(写出化学方程式)。 断开(或形成)1 mol化学键的能量变化数据如表所示，利用表中的数据可知，该反应每生成1 mol 甲醇，需要________(填“吸收”或“放出”)________kJ的热量。 化学键 H—H C—O C==O O—H C—H ΔE/(kJ/mol) 436 326 803 463 414 解析　(1)“碳达峰”指在某一个时间点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，之后逐步回落，“碳达峰”中的“碳”指二氧化碳。(2)①反应Ⅰ为CO2＋CaO===CaCO3，反应Ⅱ为CaCO3＋CH4―→CaO＋CO＋2H2，CaO、CaCO3可循环利用；②发生反应Ⅱ，反应物为CaCO3和CH4，生成CO、H2的物质的量相等，反应Ⅱ的化学方程式为CaCO3＋CH4CaO＋2CO＋2H2。(3)由图可知“吸收”后所得的KHCO3溶液与石灰乳反应生成碳酸钙则用于煅烧产生二氧化碳，产物KOH可回收利用，故离子方程式为HCO＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋OH－＋H2O。(4)①观察知，NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的反应方程式可通过图中第一步和第二步的反应方程式相加得到，由盖斯定律可得该反应的ΔH＝－272 kJ/mol＋138 kJ/mol＝－134 kJ/mol，热化学方程式为2NH3(g)＋CO2(g)⥫⥬H2O(l)＋CO(NH2)2(s)　 ΔH＝－134 kJ/mol。②根据催化剂的催化机理与原子守恒定律，可推出第二步反应的化学方程式为Cu/Zn*＋CO2＋2H2===Cu/ZnO*＋CH3OH；根据化学方程式知，每生成1 mol甲醇，需要断开2 mol C===O、3 mol H—H，生成3 mol C—H、1 mol C—O、3 mol O—H，断开化学键共吸收能量：(2×803＋3×436)kJ＝2914 kJ，形成化学键共放出能量：(3×414＋326＋3×463)kJ＝2957 kJ，故每生成1 mol甲醇，共放出43 kJ的热量。 答案　(1)D　(2)①CaO、CaCO3 ②CaCO3＋CH4CaO＋2CO＋2H2 (3)HCO＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋OH－＋H2O (4)①2NH3(g)＋CO2(g)⥫⥬H2O(l)＋CO(NH2)2(s)　ΔH＝－134 kJ/mol　②Cu/Zn*＋CO2＋2H2===Cu/ZnO*＋CH3OH　放出　43 16．(14分)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝cρV总·ΔT计算获得。 (1)配制盐酸溶液：配制100 mL 0.550 0 mol·L-1 HCl溶液，需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、________(从下列图中选择，写出名称)。 (2)热量的测定：取0.500 0 mol·L-1 NaOH溶液和上述浓度盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为_______________J。(c和ρ分别取4.18 J/(g·℃)和1.0 g/mL，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。 (3)借鉴(2)的方法，甲同学测定放热反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 ⅰ 100 mL 0.20 mol·L-1 CuSO4溶液 1.20 g Fe粉 a b ⅱ 0.56 g Fe粉 a c ①温度：b_______________c(填“>”“<”或“＝”)。 ②ΔH＝_______________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。 (4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变。 查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。 提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。 验证猜想：用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和______________________(用离子方程式表示)。 实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。 教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。 优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用_______________。 解析　测定反应热的实验中需要测定反应的变化量，根据Q＝cρV总(T1－T0)计算放出的热量，测量反应Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变时，由于存在铁与酸反应干扰实验，可以设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe的反应，故可将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu＋Fe2(SO4)3===CuSO4＋2FeSO4的焓变ΔH1，根据(3)中实验计算得到反应Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4的焓变ΔH2，根据盖斯定律计算得到反应Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4的焓变为ΔH1＋ΔH2，以此解答。 (1)配制盐酸溶液：配制100 mL 0.550 0 mol·L-1 HCl溶液，需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管。 (2)反应前后质量为100 g，放出热量Q＝cρV总(T1－T0)＝ 4.18 J/g·℃×1 g/mL×(50 mL＋50 mL)×(T1－T0)℃＝418(T1－T0)J。 (3)①100 mL 0.20 mol·L-1 CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02 mol，1.20 g铁粉和0.56 g铁粉的物质的量分别为0.021 mol、0.01 mol，实验ⅰ中有0.02 mol CuSO4发生反应，实验 ⅱ中有0.01 mol CuSO4发生反应，实验ⅰ放出的热量多，则b>c；②若按实验ⅰ进行计算，ΔH＝－＝－20.9(b－a) kJ·mol-1；若按实验ⅱ进行计算，ΔH＝－＝－41.8(c－a) kJ·mol-1。 (4)用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1，向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，气泡为氢气，还存在铁与酸反应，离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑；乙同学根据相关原理，重新设计优化的实验方案的重点为如何防止Fe与酸反应产生影响，可以借助盖斯定律，设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe的反应，故可将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu＋Fe2(SO4)3===CuSO4＋2FeSO4的焓变ΔH1，根据(3)中实验计算得到反应Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4的焓变ΔH2，根据盖斯定律计算得到反应Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4的焓变为ΔH1＋ΔH2。(5)化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛，化石燃料的燃烧、炸药开山、发射火箭等都是化学能转化为热能的应用，另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化为热能的应用。 答案　(1)100 mL容量瓶、胶头滴管 (2)418(T1－T0) (3)①>　②－20.9(b－a) kJ·mol-1或－41.8(c－a) kJ·mol-1 (4)Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑　将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu＋Fe2(SO4)3===CuSO4＋2FeSO4的焓变ΔH1，根据(3)中实验计算得到反应Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4的焓变ΔH2，根据盖斯定律计算得到反应Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4的焓变为ΔH1＋ΔH2 (5)燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等) 17．(16分)根据所学内容，回答下列问题： (1)在微生物作用的条件下，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下所示： ①第一步反应是__________(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是________________________________________________________________________。 ②1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是________________________________________________________________________。 (2)白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足时生成P4O10。 ①已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为： P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2983.2 kJ·mol-1 P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2＝－738.5 kJ·mol-1 则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为_____________________________。相同状况下，能量较低的是__________(填“红磷”或“白磷”)，白磷的稳定性比红磷__________(填“高”或“低”)。 ②已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s，白磷)＋3O2(g)===P4O6(s)　ΔH＝－1638 kJ·mol-1，在某密闭容器中加入12.4 g白磷和8.96 L氧气(标准状况下)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10和P4O6的物质的量之比为__________，反应过程中放出的热量为__________。 (3)已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－72 kJ·mol-1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表： 物质 H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 200 a 则表中a＝__________。 解析　(1)②根据盖斯定律则NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ/mol。 (2)①根据盖斯定律，反应Ⅰ－4×Ⅱ得：P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH＝－29.2 kJ·mol-1，能量越低物质越稳定，则能量较低的是红磷，白磷的稳定性比红磷低； ②设有x mol白磷生成P4O10，有y mol白磷生成P4O6，则有，解得，则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为1∶1，反应放出的热量＝0.05 mol×2983.2 kJ·mol-1＋0.05 mol×1638 kJ·mol-1＝231.06 kJ。 (3)蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，结合反应及表格中数据可知，436＋(200＋30)－2a＝－72，解得a＝369。 答案　(1)①放热　ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)　②NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ·mol-1 (2)①P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH＝－29.2 kJ·mol-1　红磷　低　②1∶1 231．06 kJ　(3)369 18．(14分)已知几种含碳物质间的转化及能量变化关系如图所示。 (1)写出表示CO标准燃烧热的热化学方程式：__________________________________。 (2)反应C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝________ kJ·mol-1，该反应中反应物的总键能_______________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总键能。若18 g C(s)与H2(g)反应，完全转化成CH4(g)，需要_______________(填“吸收”或“放出”)_______________ kJ能量。 (3)在25 ℃、101 kPa下，30 g由CH4和CO组成的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水，放出热量1031.8 kJ。则混合气体中CH4和CO的物质的量分别为_____________ mol、_____________ mol。 解析　由图像知：①C(s)＋2H2(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－1137.5 kJ·mol-1，②C(s)＋2H2(g)＋2O2(g)===CO(g)＋O2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－854.5 kJ·mol-1，③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH3＝－890.3 kJ·mol-1。(1)由盖斯定律可知，反应①－②可得CO在氧气中燃烧生成CO2的热化学方程式是CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)，则反应ΔH ＝(－1 137.5 kJ·mol-1)－(－854.5 kJ·mol-1)＝ －283 kJ·mol-1，则表示CO燃烧热的热化学方程式为CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol-1； (2)由盖斯定律可知，反应①－③可得反应C(s)＋2H2(g)===CH4(g)，则反应ΔH＝(－1137.5 kJ·mol-1)－(－890.3 kJ·mol-1)＝ －247.2 kJ·mol-1，所以该反应为反应物的总键能小于生成物的总键能，18 g碳与氢气反应生成甲烷放出的热量为×247.2 kJ·mol-1＝370.8 kJ； (3)设混合气体中甲烷和CO的物质的量分别为a mol和b mol，由混合气体的质量可得：16a＋28b＝30，由燃烧放出的热量可得：890.3a＋283b＝1031.8，解联立方程可得a＝1、b＝0.5。 答案　(1)CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol-1 (2)－247.2　小于　放出　370.8　(3)1　0.5 学科网（北京）股份有限公司 $