2018届一轮复习人教版反应热 盖斯定律学案
反应热 盖斯定律
【学识静思一】
1．化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大守恒：____守恒和_____守恒。
(2)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为_____的变化。
2．焓变、反应热 符号：ΔH
(1)定义：在一定温度下，当一个化学反应进行时，反应释放或吸收的热量称为此反应在该温度下的反应热。反应热用符号ΔH表示，单位一般采用 。放热反应ΔH 0，吸热反应ΔH 0。焓变是在 条件下进行的反应的 。
反应热的大小与参加反应的物质的多少有关，也与参加反应的物质状态和生成物状态有关，而与反应的途径 。
(2)单位：________或__________。
3．吸热反应和放热反应
(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。
ΔH=E( 的总能量)-E( 的总能量)
(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析
△H=__________的总和-_________键能的总和
l 注意：物质的结构
①1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键；
②1 mol SiO2中含4 mol Si—O键。
P4,NH3,C,石墨，中的化学键
(3)记忆常见的放热反应和吸热反应
放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。
吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
4．燃烧热和中和热
(1)燃烧热
①概念：在101 kPa时，______mol纯物质完全燃烧生成稳定的______时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。
其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。
②在书写热化学方程式时，应以燃烧 1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：
C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1。
(2)中和热
①概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1____液态______时的反应热叫中和热。
②用离子方程式可表示为OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。
③中和热的测定原理
ΔH＝
c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。
【初试规窍】
1．同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，放出的能量是否相同？放出的热量哪个多？为什么？
2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应( )
(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化( )来源:Zxxk.Com]
(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化( )
答案1 相同；在空气中燃烧放出的热量多；因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故放出的热量少。
答案2 (1)× (2)√ (3)×
【冷静归纳】
1．正确理解活化能与反应热的关系
(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。
2．反应热答题规范指导
(1)描述反应热时，无论是用“反应热”、“焓变”表示还是用ΔH表示，其后所跟数值都需要带“＋”、“－”符号。如：某反应的反应热(或焓变)为ΔH＝－Q kJ·mol－1或ΔH＝＋Q kJ·mol－1。
(2)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“－”号。如：某物质的燃烧热为ΔH＝－Q kJ·mol－1或Q kJ·mol－1。
3.反应的可逆性：当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的ΔH都表示反应进行到底(完全转化)时的反应热。如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-197 kJ·mol-1，是指 2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3时放出的热量。若在相同的温度和压强时，向容器中加2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，一定条件下反应达平衡时，放出的热量要 197 kJ。
【组题试练】
题组一
1．下列说法正确的是( )
A．吸热反应在任何条件下都不能发生
B．Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热
C．水蒸气变为液态水时，放出的能量就是该变化的反应热
D．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同
2．下列说法正确的是( )
A．葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol－1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
B．已知101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH＝－221 kJ·mol－1，则该反应的反应热为221 kJ·mol－1
C．已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量
D．已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水的中和热为－57.3 kJ·mol－1
题组二
3．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是( )
A．反应过程可表示为―→―→
B．E1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能
C．正反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以正反应为放热反应
D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以逆反应为放热反应
4．反应 A＋B―→C(ΔH＜0)分两步进行：①A＋B―→X (ΔH ＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
5．甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同？________，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
题组三
6．利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如上图装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么？
(3)怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？
(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：
实验序号[来源:学,科,网Z,X,X,K][来源:学§科§网]
起始温度t1/ ℃
终止温度t2/ ℃[来源:学科网][来源:Zxxk.Com][来源:Z&xx&k.Com]
混合溶液[来源:学科网ZXXK][来源:Zxxk.Com][来源:学#科#网]
盐酸
氢氧化钠溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝__________(结果保留一位小数)。
(5)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是________________________________________________________________________。
(6)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________________。
题组三
7．怎样理解可逆反应中的反应热？
8．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.64 kJ·mol－1，在一定温度下，向一固定容积的密闭容器中通入2 mol SO2、1 mol O2，达到平衡时放出热量为Q1 kJ，在同样条件下，向该容器中通入2 mol SO3，达到平衡时，吸收热量为Q2 kJ，则Q1和Q2的关系为________________________________________________________________________。
9．实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.64 kJ·mol－1，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为________。
答案1 D 答案2 A答案3 D答案4 D
答案5 (1)吸热 (2)相同 一个化学反应的反应热仅与反应的始态和终态有关，与反应途径无关
答案6 (1)确保盐酸被完全中和 (2)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。 (3)实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动；因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。 (4)－51.8 kJ·mol－1 (5)不能 H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响反应的反应热 (6)ΔH1＝ΔH2<ΔH3
答案7 无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.64 kJ·mol－1，ΔH是指2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强下，向某容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡时放出的能量为Q，因反应不能完全转化为SO3(g)，故Q<196.64 kJ。
答案8 Q1＋Q2＝196.64
答案9 80%
【学识静思二】热化学方程式
1．概念
表示参加反应物的______和______的关系的化学方程式。
2．书写热化学方程式的“五步”
3．判断热化学方程式正误的“五审”
【冷静归纳】
1．熟记反应热ΔH的基本计算公式
ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量
ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和
2．规避两个易失分点
(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过程都不是化学变化。
(2)常见物质中的化学键数目
物质
CO2
(C===O)
CH4
(C－H)
P4
(P－P)
SiO2
(Si－O)
石墨
金刚石
S8
(S－S)
Si
键数
2
4
6
4
1.5
2
8
2
【组题试练】
题组一 “五”看，快速判断热化学方程式的正误
1．判断下列热化学方程式书写是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(注：焓变数据均正确)
(1)CaCO3(s)===CaO＋CO2(g)； ΔH＝＋177.7 kJ( )
(2)C(s)＋H2O(s)===CO(g)＋H2(g)； ΔH＝－131.3 kJ·mol－1( )
(3)C(s)＋O2(g)===CO(g)；ΔH＝－110.5 kJ·mol－1( )
(4)CO(g)＋O2(g)===CO2(g)；ΔH＝－283 kJ·mol－1( )
(5)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；ΔH＝－571.6 kJ·mol－1( )
(6)500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ·mol－1( )
2．实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是( )
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
A．仅有② B．仅有②④
C．仅有②③④ D．全部符合要求
3．下列热化学方程式正确的是( )
A．表示硫的燃烧热的热化学方程式S(s)＋O2(g)===SO3(g) ΔH＝－315 kJ·mol－1
B．表示中和热的热化学方程式NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
C．表示H2燃烧热的热化学方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
D．表示CO燃烧热的热化学方程式2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1
题组二 多角度书写热化学方程式
角度一 依据反应事实书写热化学方程式
4．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
角度二 依据能量图像书写热化学方程式
5．已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反应的热化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6．化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)。
试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式。
答案6 N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)
ΔH＝－2(c＋b－a)kJ·mol－1
角度三 依据共价键数，利用键能计算反应热
7．(2015·北京四中模拟)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：
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
8．通常把拆开1 mol
某化学键所吸收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(ΔH)，化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。
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
工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH为______。
答案1 (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)×
答案2 B 答案3 B
答案4 (1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)
ΔH＝－1 427.2 kJ·mol－1
(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－2Q kJ·mol－1
答案5 A2(g)＋B2(g)===2AB(g)
ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1
答案7 C 答案8 ＋236 kJ·mol－1
【学识静思三】有关反应热的比较 盖斯定律
1．ΔH的比较
比较ΔH的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，ΔH越小；对吸热反应，吸热越多，ΔH越大。
2．反应热的有关计算
(1)根据热化学方程式计算
根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。
如：16 g固体硫完全燃烧放出148.4 kJ的热量，则1 mol固体硫完全燃烧放出的热量为______ kJ。
(2)根据物质燃烧放热的数值计算：Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|。
如：已知H2的燃烧热为ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，则1 g H2完全燃烧生成液态水放出的热量为__________kJ。
(3)根据盖斯定律计算、比较。根据下列反应过程，试判断ΔH的关系：
①aA→B；ΔH1,
A→B；ΔH2 则ΔH1＝aΔH2
②A→B；ΔH1,
aB→aA；ΔH2 则ΔH2＝－aΔH1
③
则ΔH＝ΔH1＋ΔH2
3.利用状态，迅速比较反应热的大小
若反应为放热反应
．当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。
．当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。
．在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。
注 在反应过程设计中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互变化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
【初试规窍】
1．试比较下列各组ΔH的大小。
(1)同一反应，生成物状态不同时
A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1<0
A(g)＋B(g)===C(l) ΔH2<0 则ΔH1____ΔH2(填“>”、“<”或“＝”，下同)。
(2)同一反应，反应物状态不同时
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2<0 则ΔH1____ΔH2。
(3)两个有联系的不同反应相比
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2<0 则ΔH1____ΔH2。
2．已知Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1。判断下列变化过程是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)3AlCl(g)＋3CO(g)===Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)
ΔH＝a kJ·mol－1( )
(2)AlCl(g)＋CO(g)===Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)
ΔH＝－a kJ·mol－1( )
(3)2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s)===6AlCl(g)＋6CO(g)
ΔH＝－2a kJ·mol－1( )
答案1.（1） >（2） <（3） < 答案2。 (1)× (2)× (3)×
【组题试练】
组题一
l 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
④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH7
CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s) ΔH8
A. ① B. ④ C. ②③④ D. ①②③
【答案】 C
l 已知：①H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
④2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH4=d kJ·mol-1
下列关系式正确的是 ( )
A. 2a=b<0 B. a
d>0 D. 2c=d>0
【答案】 A
题组二
1．LiH可作飞船的燃料，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。
题组三
2．在25 ℃、101 kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、870.3 kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为( )
A．－488.3 kJ·mol－1 B．＋488.3 kJ·mol－1
C．－191 kJ·mol－1 D．＋191 kJ·mol－1
题组四
3．(2013·新课标全国卷Ⅱ，12)在1 200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1
2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g) ΔH2
H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) B．ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)
C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) D．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)
4．(2014·新课标全国卷Ⅱ，13)室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4(s)·5H2O(s)受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
答案1 2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l) ΔH＝－702 kJ·mol－1 答案2.A答案3 A 答案4 B
【实践出真知】
1．利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法，已知CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)反应过程中的能量变化情况如图所示，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是( )
A． 该反应的ΔH＝＋91 kJ·mol－1 B．加入催化剂，该反应的ΔH变小
B． C．反应物的总能量大于生成物的总能量D．如果该反应生成液态CH3OH，则ΔH增大
2．某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是( )
A．两步反应均为吸热反应B．加入催化剂会改变反应的焓变C．三种化合物中C最稳定
D．A→C反应中ΔH＝E1 － E2
3．将盛NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见( )
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B．NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应的热化学方程式为NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O ΔH＝＋Q kJ·mol－1
4．已知：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－297.23 kJ·mol－1①，2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＝－196.64 kJ·mol－1②
假设反应过程中无热量损失，则( )
A．1 mol S(s)完全反应，并转化为SO3(g)时，放出395.55 kJ热量
B．1个SO2和1个O2分子储存的能量之和大于1个SO3分子
C．1 L SO2(g)完全反应生成1 L SO3(g)，放出98.32 kJ热量 D．使用催化剂，可以减少反应②放出的热量
5．氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。在反应过程中，断裂 l mol H2中的化学键消耗的能量为 Q1kJ，断裂1 mol F2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol HF中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的( )
A．Q1＋Q2＜2Q3 B．Q1＋Q2＞2Q3
C．Q1＋Q2＜Q3 D．Q1＋Q2＞Q3
6．下列有关说法正确的是( )
A．已知：HI(g)H2(g)＋I2(s)；ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，由此可知1 mol HI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5 kJ的热量
B．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C．肼(N2H4)是火箭的原料，已知：2H2O(g)＋O2(g)===2H2O2(l) ΔH1＝＋108.3 kJ·mol－1①，N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.0 kJ·mol－1②则：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－642.3 kJ·mol－1
D．含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为：NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4 kJ·mol－1
7．已知乙醇、石墨和氢气的燃烧热分别为a、b、c(均为正值，单位均为kJ·mol－1)。则反应2C(s，石墨)＋2H2(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)的焓变为( )
A．(a－2b－2c) kJ·mol－1 B．(2b＋2c－a) kJ·mol－1 C．(b＋c－a) kJ·mol－1 D．(a－2b－c) kJ·mol－1
8．已知： HCN(aq)＋NaOH(aq)===NaCN(aq)＋H2O(l) ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；
HCl(aq )＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝ －57.3 kJ·mol－1；
则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( )
A．－69.4 kJ·mol－1 B．－45.2 kJ·mol－1 C．＋45.2 kJ·mol－1 D．＋69.4 kJ·mol－1
9．已知：H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g) ΔH＝－72 kJ·mol－1,1 mol Br2(g)液化放出的能量为30 kJ，其它相关数据如下表：
一定状态的分子
H2(g)
Br2(l)
HBr(g)
1 mol该分子中的化学键断裂吸收的能量/kJ
436
a
369
则上述表格中的a值为( )
A．404 B．344 C．260 D．200
10．炼铁的总反应为 Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝Q kJ·mol－1 ，可能发生了以下过程：
3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝Q1kJ·mol－1
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH2＝Q2 kJ·mol－1
FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH3＝Q3 kJ·mol－1
则Q与Q1、Q2、Q3的关系式正确的是( )
A．Q＝Q1＋Q2＋Q3 B．Q＝Q1－Q2－Q3 C．Q＝(Q1＋2Q2＋6Q3)/3 D．Q＝(Q1＋2Q2＋6Q3)/2
11．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化合物的污染。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
下列说法中错误的是( )
A．等物质的量的CH4在反应①、②中转移电子数相同
B．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l) ΔH>－574 kJ·mol－1
C．4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g) ΔH＝＋586 kJ·mol－1
D．若用标准状况下4.48 L CH4把NO2还原为N2，整个过程中转移的电子总数为1.6 NA
12．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1 ，CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3
2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s) ΔH4，CO(g)＋CuO(s)===CO2(g)＋Cu(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．ΔH2<0，ΔH4>0 C．ΔH2＝ΔH1－ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH1
13． “氢能”将是未来最理想的新能源。
Ⅰ.实验测得，1克氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为___________(填字母)。
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－142.9 kJ·mol－1
B. H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C. 2H2＋O2===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D. H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
Ⅱ.某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H2的反应步骤：
③HgBr2＋________________＋________
请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式：HgBr2＋________________＋________。请根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅲ.利用核能把水分解制氢气，是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程，其中用了过量的碘。
请写出化学方程式：
反应①________________________________________________________________________。
反应②________________________________________________________________________。
该法制取氢气的最大优点是_______________________________________。
14．按要求回答下列问题
(1)已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)；ΔH＝－1 275.6 kJ·mol－1
②H2O(l)===H2O(g)； ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式________________________________。
(2)已知：CH3OH(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g)；ΔH1＝－192.9 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)H2O(g)；ΔH2＝－120.9 kJ·mol－1
则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变ΔH3＝__________________。
(3)苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中用乙苯(C6H5—CH2CH3)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5—CH===CH2)的反应方程式为
C6H5—CH2CH3(g)??C6H5—CH===CH2(g)＋H2(g) ΔH1
已知：3C2H2(g)??C6H6(g) ΔH2
C6H6(g)＋C2H4(g)??C6H5—CH2CH3(g) ΔH3
则反应3C2H2(g)＋C2H4(g)??C6H5—CH===CH2(g)＋H2(g)的ΔH＝____________。
(4)氨的合成是最重要的化工生产之一。
工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：
①用焦炭跟水反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；
②用天然气跟水蒸气反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)
已知有关反应的能量变化如下图所示，则方法②中反应的ΔH＝____________。
答案1 C 2 C 3 B 4 B 5 A 6. C 7 A 8 C 9 C 10 C答案11 B答案12 C
答案13. Ⅰ.B Ⅱ.HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2 循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染 Ⅲ.①SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4 ②2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O SO2和I2可循环使用，无污染
答案14 (1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－725.8 kJ·mol－1
(2)－72.0 kJ·mol－1
(3)ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
(4)(a＋3b－c) kJ·mol－1
【高考通透】
1.（2016·课标全国卷Ⅱ，26，14分）联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
（1）联氨分子的电子式为 ，其中氮的化合价为 。
（2）实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为__________________________________________________________。
（3）①2O2（g）＋N2（g）===N2O4（l） ΔH1
②N2（g）＋2H2（g）===N2H4（l） ΔH2
③O2（g）＋2H2（g）===2H2O（g） ΔH3
④2N2H4（l）＋N2O4（l）===3N2（g）＋4H2O（g）
ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol－1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝ ，联氨和N2O4
可作为火箭推进剂的主要原因为________________________________________________
________________________________________________________________。
（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为 （已知：N2H4＋H＋N2H的K＝8.7×107；Kw＝1.0×10－14）。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为____________________________。
（5）联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是_____________________________________________________
______________________________________________________________。
联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2 kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是 。
2．(2015·广东理综，31，16分)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。
(1)传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。
其中，反应①为2HCl(g) ＋ CuO(s)?H2O(g)＋CuCl2(s) ΔH1
反应②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为_________________________________________________________________，
(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。
(2)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性，
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如下图：
则总反应的ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是________。
②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由________________________________________________。
③下列措施中，有利于提高α(HCl)的有________。
A．增大n(HCl) B．增大n(O2)
C．使用更好的催化剂 D．移去H2O
(3)一定条件下测得反应过程中 n(Cl2)的数据如下：
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n(Cl2)/10－3 mol
0
1.8
3.7
5.4
7.2
计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)。
(4)Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式。
3．(2014·课标全国卷Ⅰ，28，15分)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)，再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式____________________________
__________________________________________________________________。
(2)已知：
甲醇脱水反应 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1
甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1
乙醇异构化反应 C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是____________________。
(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝_____________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
②图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为________，理由是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
③气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃、压强6.9 MPa，nH2O∶nC2H4＝0.6∶1。乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有__________________、__________________。
【高考答案】
1.解析 （1）根据联氨的化学式N2H4知，联氨是共价化合物，其电子式为；再依据化合物中各元素的化合价代数和为零，氢元素的化合价为＋1价，则氮元素的化合价为－2价。（2） 次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨的反应中，氮元素的化合价由氨分子中的－3价升高到联氨分子中－2价，氯元素的化合价由次氯酸钠中的＋1价降低到－1价，根据化合价升高与降低总数相等和原子守恒配平化学方程式为NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O。（3）对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数，利用盖斯定律，将热化学方程式③×2，减去热化学方程式②×2，再减去热化学方程式①，即可得出热化学方程式④，故ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；联氨具有强还原性，N2O4具有强氧化性，两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应，反应放热量大，并产生大量的气体，可为火箭提供很大的推进力。（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方程式与氨相似，则联氨第一步电离的方程式为N2H4＋H2ON2H＋OH－，再根据已知：N2H4＋H＋N2H的K＝8.7×107及Kw＝1.0×10－14，故联氨第一步电离平衡常数为K＝＝＝×c（OH－）·c（H＋） ＝8.7×107×1.0×10－14＝8.7×10－7；联氨为二元弱碱，酸碱发生中和反应生成盐，则联氨与硫酸形成酸式盐的化学式为N2H6（HSO4）2。（5）联氨是一种常用的还原剂，AgBr具有氧化性，两者发生氧化还原反应生成银，则向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，可观察到固体逐渐变黑，并有气泡产生；联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀，发生的反应为N2H4＋O2===N2＋2H2O，理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的氧气为1 kg÷32 g·mol－1×32 g·mol－1＝1 kg；与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是N2H4的用量少，且不产生其他杂质，N2H4还原产物是N2和H2O，对环境无污染，而Na2SO3的氧化产物为Na2SO4。
答案 （1） －2 （2）NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O
（3）2ΔH3－2ΔH2－ΔH1 反应放热量大，产生大量的气体 （4） 8.7×10－7
N2H6（HSO4）2 （5）固体逐渐变黑，并有气泡产生 1 N2H4的用量少，不产生其他杂质（还原产物是N2和H2O，而Na2SO3的氧化产物为Na2SO4）
2． 解析 (1)根据题中催化循环图示得出：CuCl2(s)＋O2(g)CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2，然后利用盖斯定律将两个热化学方程式相加即可得出2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2。(2)①结合题中α(HCl)～T图像可知，随着温度升高，α(HCl)降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即ΔH＜0；A、B两点A点温度低，平衡常数K(A)大。②结合可逆反应2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，α(HCl)增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大，曲线如答案中图示所示。③有利于提高α(HCl)，则采取措施应使平衡2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)正向移动。A项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但α(HCl)减小，错误；B项，增大n(O2)即增大反应物的浓度，D项，移去H2O即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，两项都正确；C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。(3)用在时间段2.0～6.0 min内的HCl物质的量的变化量除以这段时间，即可得2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率，计算过程见答案。
答案 (1) 2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2 (2) ①＜ K(A) ②见下图
增大压强，平衡右移，α(HCl)增大，相同温度下，HCl的平衡转化率比之前的大 ③BD
(3) 设2.0～6.0min时间内，HCl转化的物质的量为n，则
2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)
2mol 1mol
n (5.4－1.8)×10－3mol
n＝7.2×10－3 mol
所以v(HCl) ＝＝1.8×10－3mol·min－1
(4) 2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O
3． 解析 (2)将题给反应依次编号为①、②、③，反应①减去反应②再减去反应③即得C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)，故ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝－23.9 kJ·mol－1－(－29.1 kJ·mol－1)－(＋50.7 kJ·mol－1)＝－45.5 kJ·mol－1。与间接水合法相比，气相直接水合法没有使用浓硫酸，减轻了酸对设备的腐蚀，且无酸性废液产生，污染小。(3)②由题给曲线知，相同温度、不同压强下乙烯的转化率大小是p4>p3>p2>p1，而C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)为气体分子数(总体积)减小的反应，压强越高，C2H4转化率越高，故压强大小关系是p1
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