高考化學(xué)高分培養(yǎng)計劃一輪全國創(chuàng)新版高分講義第22講熱化學(xué)方程式蓋斯定律

第22講熱化學(xué)方程式蓋斯定律1．熱化學(xué)方程式(1)概念：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。(2)意義：不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。例如：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1，表示在25℃和1.01×105Pa下，1mol氫氣和0.5mol氧氣完全反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時放出285.8kJ(3)熱化學(xué)方程式的書寫2．蓋斯定律(1)蓋斯定律的內(nèi)容不論化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。(2)特點①反應(yīng)的熱效應(yīng)只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與途徑無關(guān)。②反應(yīng)熱總值一定，如圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應(yīng)熱。則ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。(3)蓋斯定律的意義蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得，但可通過間接的方法測定。如：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)反應(yīng)的ΔH無法直接測得，但下列兩個反應(yīng)的ΔH可以直接測得：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1則在此溫度下C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)反應(yīng)的ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5_kJ·mol－1。1．正誤判斷，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。(1)C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH>0，說明石墨比金剛石穩(wěn)定。()(2)已知：500℃、30MPa下，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH－92.4kJ·mol－1；將1.5molH2和過量的N2在此條件下充分反應(yīng)，放出熱量46.2kJ。()(3)2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)的焓變ΔH>0。()(4)已知相同條件下2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH1，反應(yīng)2SO2(s)＋O2(g)2SO3(g)ΔH2，則ΔH1>ΔH2。()(5)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1和2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2中的ΔH1＝ΔH2。()(6)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1和H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH2中的ΔH1＝－ΔH2。()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√2.物質(zhì)A在一定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化，完成下列填空。(1)A→F，ΔH＝________；(2)ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝________；(3)C→F，|ΔH|________|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|(填“＞”“＜”或“＝”，下同)；(4)|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|________|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|。答案(1)－ΔH6(2)0(3)＝(4)＝考點1熱化學(xué)方程式的書寫與判斷典例1(海南高考)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，氣態(tài)分子斷開1mol化學(xué)鍵的焓變稱為鍵焓。已知H—H、H—O和eq\a\vs4\al(O)O鍵的鍵焓ΔH分別為436kJ·mol－1、463kJ·mol－1和495kJ·mol－1。下列熱化學(xué)方程式正確的是()A．H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝－485kJ·mol－1B．H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋485kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝＋485kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－485kJ·mol－1解析1mol的氣態(tài)水分解產(chǎn)生1mol的氫氣和eq\f(1,2)mol的氧氣的能量變化是：2×463－436－eq\f(1,2)×495＝242.5，因此熱化學(xué)方程式為H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋242.5kJ·mol－1，A、B錯誤。2mol的氣態(tài)水分解產(chǎn)生2mol的氫氣和1mol的氧氣的反應(yīng)熱是ΔH＝＋485kJ，物質(zhì)分解吸收的熱量與產(chǎn)物燃燒放出的熱量數(shù)值相等，即熱化學(xué)方程式是2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－485kJ·mol－1，C錯誤，D正確。答案D名師精講1．下列熱化學(xué)方程式或敘述正確的是()A．1mol液態(tài)肼在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣，放出642kJ的熱量：N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋642kJ·mol－1B．12g石墨轉(zhuǎn)化為CO時，放出110.5kJ的熱量：2C(石墨，s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1C．已知：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1，則：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)的ΔH＝＋572kJ·mol－1D．已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，則在一定條件下向密閉容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反應(yīng)放出46.2kJ的熱量答案C解析A項，放熱反應(yīng)，ΔH<0，錯誤；B項，12gC的物質(zhì)的量為1mol，ΔH＝－221.0kJ·mol－1，錯誤；C項，已知反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則其逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH為“＋”，ΔH與化學(xué)計量數(shù)成正比，正確；D項，反應(yīng)是可逆反應(yīng)，0.5molN2和1.5molH2不能完全反應(yīng)，錯誤。2．寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)已知拆開1molH—H鍵、1molN—H鍵、1molN≡N鍵需要的能量分別是436kJ、391kJ、946kJ，則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為_________________________________________。(2)在25℃、101kPa下，一定質(zhì)量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量QkJ，其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為______________________(3)已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示，請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________。(4)如圖是1molNO2和1molCO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_________________________________________________。答案(1)N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1(3)A2(g)＋B2(g)=2AB(g)ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1(4)NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1解析(1)N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝(946＋436×3－391×6)kJ·mol－1＝－92kJ·mol－1。(2)根據(jù)C原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100gCaCO3沉淀，乙醇為0.5mol，則1mol乙醇完全燃燒放出2QkJ熱量，據(jù)此可寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1。(3)由圖可知，生成物總能量高于反應(yīng)物總能量，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1。(4)由圖可知，產(chǎn)物總能量低于反應(yīng)物總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH＝E1－E2＝134kJ·mol－1－368kJ·mol－1＝－234kJ·mol－1?？键c2蓋斯定律及應(yīng)用典例2(2017·全國卷Ⅰ)下圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。通過計算，可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為_______________________、________________________，制得等量H2所需能量較少的是____________________。解析令題干中的四個熱化學(xué)方程式分別為：①H2SO4(aq)=SO2(g)＋H2O(l)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH1＝＋327kJ·mol－1②SO2(g)＋I(xiàn)2(s)＋2H2O(l)=2HI(aq)＋H2SO4(aq)ΔH2＝－151kJ·mol－1③2HI(aq)=H2(g)＋I(xiàn)2(s)ΔH3＝＋110kJ·mol－1④H2S(g)＋H2SO4(aq)=S(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)ΔH4＝＋61kJ·mol－1根據(jù)蓋斯定律，將①＋②＋③可得，系統(tǒng)(Ⅰ)中的熱化學(xué)方程式：H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝327kJ·mol－1－151kJ·mol－1＋110kJ·mol－1＝＋286kJ·mol－1同理，將②＋③＋④可得，系統(tǒng)(Ⅱ)中的熱化學(xué)方程式：H2S(g)=H2(g)＋S(s)ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－151kJ·mol－1＋110kJ·mol－1＋61kJ·mol－1＝＋20kJ·mol－1由所得兩熱化學(xué)方程式可知，制得等量H2所需能量較少的是系統(tǒng)(Ⅱ)。答案H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋286kJ·mol－1H2S(g)=H2(g)＋S(s)ΔH＝＋20kJ·mol－1系統(tǒng)(Ⅱ)典例3(1)(2017·全國卷Ⅱ節(jié)選)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}：正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：①C4H10(g)=C4H8(g)＋H2(g)ΔH1已知：②C4H10(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=C4H8(g)＋H2O(g)ΔH2＝－119kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH3＝－242kJ·mol－1反應(yīng)①的ΔH1＝________kJ·mol－1(2)(2016·全國卷Ⅰ節(jié)選)已知①2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH1②N2(g)＋2H2(g)=N2H4(l)ΔH2③O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝－1048.9kJ·mol－1上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為ΔH4＝_______________。解析(1)由蓋斯定律可知，①式＝②式－③式，即ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJ·mol－1－(－242kJ·mol－1)＝＋123kJ·mol－1。(2)由已知熱化學(xué)方程式①②③可得：N2O4(l)=2O2(g)＋N2(g)－ΔH12N2H4(l)=2N2(g)＋4H2(g)－2ΔH22O2(g)＋4H2(g)=4H2O(g)2ΔH3根據(jù)蓋斯定律，將上述三個熱化學(xué)方程式相加，可得2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。答案(1)＋123(2)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1名師精講利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式的一般步驟3．在298K、101kPa時，已知：①2H2O(g)=O2(g)＋2H2(g)ΔH1②Cl2(g)＋H2=2HCl(g)ΔH2③2Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g)ΔH3則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關(guān)系正確的是()A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2答案A解析根據(jù)蓋斯定律，由①＋②×2可以得到③，故ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3，A項正確。4．(1)在微生物作用的條件下，NHeq\o\al(＋,4)經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NOeq\o\al(－,3)。兩步反應(yīng)的能量變化如圖1所示：1molNHeq\o\al(＋,4)(aq)全部氧化成NOeq\o\al(－,3)(aq)的熱化學(xué)方程式是____________________________________________。(2)納米級的Cu2O可作為太陽光分解水的催化劑?；鸱ㄟ€原CuO可制得Cu2O。已知：1gC(s)燃燒全部生成CO時放出熱量9.2kJ；Cu2O(s)與O2(g)反應(yīng)的能量變化如圖2所示；請寫出用足量炭粉還原CuO(s)制備Cu2O(s)的熱化學(xué)方程式______________________。答案(1)NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋2O2(g)=2H＋(aq)＋NOeq\o\al(－,3)(aq)＋H2O(l)ΔH＝－346kJ·mol－1(2)2CuO(s)＋C(s)=CO(g)＋Cu2O(s)ΔH＝＋35.6kJ·mol－1解析(1)由圖1可寫出①NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋1.5O2(g)=NOeq\o\al(－,2)(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)ΔH＝－273kJ·mol－1，②NOeq\o\al(－,2)(aq)＋0.5O2(g)NOeq\o\al(－,3)(aq)ΔH＝－73kJ·mol－1，利用蓋斯定律①＋②可得。(2)1molC燃燒全部生成CO放出的熱量為12g×9.2kJ·g－1＝110.4kJ，C與O2反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式為2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－220.8kJ·mol－1；由圖2可知，Cu2O與O2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Cu2O(s)＋O2(g)=4CuO(s)ΔH＝－292kJ·mol－1；第一個熱化學(xué)方程式減去第二個熱化學(xué)方程式，然后除以2，即得熱化學(xué)方程式：2CuO(s)＋C(s)=CO(g)＋Cu2O(s)ΔH＝＋35.6kJ·mol－1?？键c3反應(yīng)熱大小的比較典例4(全國卷Ⅱ)室溫下，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為ΔH2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3。則下列判斷正確的是()A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3解析方法一：1molCuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，為吸熱反應(yīng)，故ΔH1＞0,1molCuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，為放熱反應(yīng)，故ΔH2＜0,1molCuSO4·5H2O(s)溶于水可以分為兩個過程，先分解成1molCuSO4(s)和5mol水，然后1molCuSO4(s)再溶于水，CuSO4·5H2O的分解為吸熱反應(yīng)，即ΔH3＞0，根據(jù)蓋斯定律得到關(guān)系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1＜ΔH3。方法二：本題還可以用圖示法進(jìn)行比較，方法如下。畫出化學(xué)變化過程中的能量變化圖后，依據(jù)反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的高低關(guān)系可以很方便地比較ΔH的大小。如圖，從圖中關(guān)系再確定各選項。答案B名師精講比較反應(yīng)熱大小的注意要點(1)反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱關(guān)系：(2)ΔH的符號：比較反應(yīng)熱大小時不要只比較ΔH數(shù)值的大小，還要考慮其符號。(3)化學(xué)計量數(shù)：當(dāng)反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)相同時，化學(xué)計量數(shù)越大，放熱反應(yīng)的ΔH越小，吸熱反應(yīng)的ΔH越大。(4)根據(jù)反應(yīng)物的本性比較等物質(zhì)的量的不同物質(zhì)與同一種物質(zhì)反應(yīng)時，性質(zhì)不同其反應(yīng)熱不同，一般情況，等物質(zhì)的量的不同金屬或非金屬與同一物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，金屬或非金屬越活潑，反應(yīng)就越容易，放出的熱量就越多，ΔH越小。如：①2K(s)＋2H2O(l)=2KOH(aq)＋H2(g)ΔH12Na(s)＋2H2O(l)=2NaOH(aq)＋H2(g)ΔH2ΔH1<ΔH2②H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH3H2(g)＋Br2(g)=2HBr(g)ΔH4ΔH3<ΔH4(5)對于燃燒反應(yīng)，燃燒越充分放出的熱量就越多，ΔH越小。如：2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH12C(s)＋2O2(g)=2CO2(g)ΔH2ΔH1>ΔH2(6)對于可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越大，則反應(yīng)放出的熱量就越多，若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)程度越大，則反應(yīng)吸收的熱量就越多。(7)正確理解可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)，如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1中的92.4kJ是1molN2(g)與3molH2(g)完全反應(yīng)生成2molNH3(g)時放出的熱量。5．下列各組變化中，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱前者小于后者的一組是()①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1；CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2；②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH1；H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH2；③CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH1；CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH2。A．①②③B．①②C．①③D．②③答案B解析①中ΔH1和ΔH2均小于零，由于H2O(l)=H2O(g)吸收能量，故|ΔH1|>|ΔH2|，因此ΔH1<ΔH2。②中ΔH1＝2ΔH2，又ΔH1、ΔH2均小于零，所以ΔH1<ΔH2。③中ΔH1>0，ΔH2<0，所以ΔH1>ΔH2。故選B。6．已知強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，又知電解質(zhì)的電離是吸熱過程。向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物質(zhì)：①稀醋酸②濃硫酸③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)。其焓變ΔH1、ΔH2、ΔH3的關(guān)系是()A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2C．ΔH1＝ΔH3＞ΔH2 D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2答案D解析因為醋酸是弱電解質(zhì)，電離時吸熱，濃硫酸溶于水時放熱，故中和反應(yīng)時放出的熱量Q(濃硫酸)＞Q(稀硝酸)＞Q(稀醋酸)，又因放熱反應(yīng)中，ΔH為負(fù)值，即ΔH＝－Q，故ΔH2＜ΔH3＜ΔH1。(建議用時：40分鐘)一、選擇題(每題7分，共63分)1．書寫熱化學(xué)方程式時要注明物質(zhì)的狀態(tài)，其主要原因是()A．為了區(qū)別一般的化學(xué)方程式B．物質(zhì)的狀態(tài)與反應(yīng)熱有關(guān)C．可以具體說明反應(yīng)進(jìn)行的情況D．可以具體說明反應(yīng)發(fā)生的條件答案B解析因為物質(zhì)的狀態(tài)與反應(yīng)熱有關(guān)，所以書寫熱化學(xué)方程式時要注明物質(zhì)的狀態(tài)，B正確。2．(2017·佛山高三質(zhì)檢)下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(ΔH的絕對值均正確)()A．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1367.0kJ·mol－1(燃燒熱)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ·mol－1(中和熱)C．S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.8kJ·mol－1(反應(yīng)熱)D．2NO2=O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ·mol－1(反應(yīng)熱)答案C解析燃燒熱是在一定條件下，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，水的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài)，A不正確；中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，B不正確；C正確；D不正確，沒有注明物質(zhì)的狀態(tài)。3．下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是()A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則含40.0gNaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和，放出小于57.3kJ的熱量B．已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1，則氫氣的燃燒熱為241.8kJ·mol－1C．已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g)ΔH＝a2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝b，則a＞bD．已知P(白磷，s)=P(紅磷，s)ΔH＜0，則白磷比紅磷穩(wěn)定答案A解析稀的強酸和強堿溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時所放出的熱量為57.3kJ，醋酸是弱酸，其電離過程是吸熱過程，40.0g即1molNaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和，放出小于57.3kJ的熱量，故A正確；氫氣的燃燒熱必須是生成液態(tài)水的過程所放出的熱量，故B錯誤；焦炭完全燃燒放出的熱量高于不完全燃燒放出的熱量，焓變是負(fù)值，即a＜b，故C錯誤；P(白磷，s)=P(紅磷，s)ΔH＜0，所以紅磷的能量低于白磷的能量，所以白磷不如紅磷穩(wěn)定，故D錯誤。4．鐵系氧化物材料在光催化、電致變色、氣敏傳感器以及光電化學(xué)器件中有著廣泛的應(yīng)用和誘人的前景。實驗室中可利用FeCO3和O2為原料制備少量鐵紅，每生成160g固體鐵紅放出130kJ熱量，則下列有關(guān)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式書寫正確的是()A．2FeCO3(s)＋O2(g)=Fe2O3(s)＋2CO2(g)ΔH＝－130kJ·mol－1B．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝＋260kJ·mol－1C．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260kJ·mol－1D．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝＋130kJ·mol－1答案C解析每生成160g固體鐵紅的物質(zhì)的量為eq\f(160g,160g·mol－1)＝1mol，放出130kJ熱量，所以生成2mol氧化鐵放出的熱量為260kJ，所以熱化學(xué)方程式為4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260kJ·mol－1，選C。5．(2017·蘭州一中高三月考)已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－12CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452kJ·mol－1H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1下列說法正確的是()A．H2(g)的燃燒熱為142.9kJ·mol－1B．同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒，H2(g)放出的熱量多C.eq\f(1,2)H2SO4(aq)＋eq\f(1,2)Ba(OH)2(aq)=eq\f(1,2)BaSO4(s)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1D．3H2(g)＋CO2(g)=CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝＋131.4kJ·mol－1答案B解析根據(jù)燃燒熱的定義可知，H2(g)的燃燒熱為285.8kJ·mol－1，A項錯誤；2mol(即4g)H2(g)完全燃燒放出571.6kJ的熱量，2mol(即64g)CH3OH(l)完全燃燒放出1452kJ的熱量，故單位質(zhì)量的H2(g)放出的熱量多，B項正確；中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，硫酸和氫氧化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀的過程也是放熱的，所以反應(yīng)ΔH<－57.3kJ·mol－1，C項錯誤；將題干中的熱化學(xué)方程式依次編號為①②③，根據(jù)蓋斯定律，由eq\f(①×3－②,2)，可得熱化學(xué)方程式：3H2(g)＋CO2(g)=CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝－131.4kJ·mol－1，D項錯誤。6．在1200℃①H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)ΔH1②2H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O(g)ΔH2③H2S(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=S(g)＋H2O(g)ΔH3④S(g)=eq\f(1,2)S2(g)ΔH4則ΔH4的正確表達(dá)式為()A．ΔH4＝eq\f(1,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)B．ΔH4＝eq\f(1,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)C．ΔH4＝eq\f(3,4)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f(3,4)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)答案B解析根據(jù)蓋斯定律：④＝eq\f(1,3)(①＋②－3×③)得，ΔH4＝eq\f(1,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。7．已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH24HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH3N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH42NH3(g)＋3Cl2(g)=N2(g)＋6HCl(g)ΔH5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()A．ΔH1＞0，ΔH2＞0 B．ΔH3＞0，ΔH4＞0C．ΔH2＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2答案D解析2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)屬于放熱反應(yīng)，ΔH1＜0；H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)屬于放熱反應(yīng)，ΔH2＜0；4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)屬于放熱反應(yīng)，ΔH3＜0；N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)屬于放熱反應(yīng)，ΔH4＜0，故A、B錯誤。根據(jù)蓋斯定律：ΔH2＝(ΔH4＋ΔH5)×eq\f(1,3)，故C錯誤。根據(jù)蓋斯定律：ΔH3＝ΔH1－2ΔH2，所以D選項是正確的。8．已知下列四個熱化學(xué)方程式(ΔH的單位均為kJ/mol)：NH4Cl(s)=NH3(g)＋HCl(g)ΔH1＝a(ⅰ)Ba(OH)2·8H2O(s)=BaO(s)＋9H2O(l)ΔH2＝b(ⅱ)2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2(aq)＋2NH3(g)＋10H2O(l)ΔH3＝c(ⅲ)BaO(s)＋2HCl(aq)=BaCl2(aq)＋H2O(l)ΔH4＝d(ⅳ)其中a、b、c均大于0，HCl氣體溶解于水，溶液溫度升高。由此可知下列判斷一定正確的是()A．d<0 B．c<2a＋b＋C．c＝2a＋b＋d D．c>2a＋b答案B解析通過給出的信息無法判斷反應(yīng)(ⅳ)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，A錯誤；根據(jù)題目提示信息可得：HCl(g)=HCl(aq)ΔH5＝e，由蓋斯定律可確定c＝2a＋b＋d＋2e，因e<0，故c－(2a＋b＋d)<0，即c<2a＋b＋d，B正確，C、D錯誤。9．(2017·內(nèi)蒙古錫盟模擬)已知反應(yīng)：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1eq\f(1,2)N2(g)＋O2(g)=NO2(g)ΔH2eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)=NH3(g)ΔH3則反應(yīng)2NH3(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH為()A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3C．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3答案D解析將題干方程式從上到下依次編號為①、②、③，依據(jù)蓋斯定律知①×3＋②×2－③×2，得所求方程式ΔH＝3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3，故D正確。二、非選擇題(共37分)10．(12分)依據(jù)事實，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)SiH4是一種無色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2和液態(tài)H2O。已知室溫下2gSiH4自燃放出熱量89.2kJ。SiH4自燃的熱化學(xué)方程式為____________________。(2)NaBH4(s)與H2O(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放熱21.6kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是__________________(3)已知AX3的熔點和沸點分別為－93.6℃和76℃，AX5的熔點為167℃。室溫時AX3與氣體X2反應(yīng)生成1molAX5，放出熱量123.8kJ答案(1)SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1(2)NaBH4(s)＋2H2O(l)=NaBO2(s)＋4H2(g)ΔH＝－216.0kJ·mol－1(3)AX3(l)＋X2(g)=AX5(s)ΔH＝－123.8kJ·mol－1解析(1)2gSiH4自燃放出熱量89.2kJ,1molSiH4自燃放出熱量1427.2kJ，故熱化學(xué)方程式為SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1。(2)根據(jù)題中“每消耗3.8gNaBH4(s)放熱21.6kJ”可得出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：NaBH4(s)＋2H2O(l)=NaBO2(s)＋4H2(g)ΔH＝－216.0kJ·mol－1。(3)由題目信息可知，常溫時AX3為液體，AX5為固體，從而可寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為AX3(l)＋X2(g)=AX5(s)ΔH＝－123.8kJ·mol－1。11．(12分)(1)如圖是1molNO2(g)和1molCO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，已知圖中E1＝134kJ·mol－1、E2＝368kJ·mol－1，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是__________。請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________。(2)以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[化學(xué)式為CO(NH2)2]。已知：①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH＝－159.5kJ·mol－1②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＝＋116.5kJ·mol－1③H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ·mol－1寫出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：_____________________________________________________。答案(1)減小不變NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(2)2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJ·mol－1解析(1)觀察圖像，E1應(yīng)為正反應(yīng)的活化能，加入催化劑反應(yīng)的活化能降低，但是ΔH不變；1molNO2(g)和1molCO(g)反應(yīng)生成CO2和NO的反應(yīng)熱數(shù)值即反應(yīng)物和生成物的能量差，因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1。(2)根據(jù)蓋斯定律，①＋②－③得：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJ·mol－1。12．(13分)能源危機當(dāng)前是一個全球性問題，開源節(jié)流是應(yīng)對能源危機的重要舉措。(1)用CO2和氫氣合成CH3OCH3(甲醚)是解決能源危機的研究方向之一。已知：CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH＝－90.7kJ·mol－1①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1③則CO2和氫氣合成CH3OCH3(g)的熱化學(xué)方程式為____________________________________________________。(2)蘊藏在海底的大量“可燃冰”，其開發(fā)利用是當(dāng)前解決能源危機的重要課題。用甲烷制水煤氣(CO、H2)，再合成甲醇可以代替日益供應(yīng)緊張的燃油。下面是產(chǎn)生水煤氣的幾種方法：①CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋206.2kJ·mol－1②CH4(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)＋2H2(g)ΔH2＝－35.4kJ·mol－1③CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH3＝＋165.0kJ·mol－1CH4(g)與CO2(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為____________________________________________________。從原料、能源利用的角度，分析四個反應(yīng)，作為合成甲醇更適宜的是反應(yīng)________(填序號)。答案(1)2CO2(g)＋6H2(g)=CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1(2)CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.4kJ·mol－1②解析(1)根據(jù)蓋斯定律①×2＋②－③×2即可得到2CO2(g)＋6H2(g)=CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1。(2)由蓋斯定律，將反應(yīng)①×2－③得：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.4kJ·mol－1。4個反應(yīng)生產(chǎn)水煤氣，從原料角度看都易得，但從能量角度看，反應(yīng)①、③和④是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)②比較適合應(yīng)用于生產(chǎn)。1．(2017·江蘇高考)通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是()①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH1＝akJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝bkJ·mol－1③CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3＝ckJ·mol－1④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4＝dkJ·mol－1A．反應(yīng)①、②為反應(yīng)③提供原料氣B．反應(yīng)③也是CO2資源化利用的方法之一C．反應(yīng)CH3OH(g)=eq\f(1,2)CH3OCH3(g)＋eq\f(1,2)H2O(l)的ΔH＝eq\f(d,2)kJ·mol－1D．反應(yīng)2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ·mol－答案C解析A對：反應(yīng)③的反應(yīng)物是反應(yīng)①、②的產(chǎn)物，所以反應(yīng)①、②為反應(yīng)③提供原料氣。B對：反應(yīng)③是CO2與H2反應(yīng)制取甲醇，是CO2資源化利用的方法之一。C錯：該反應(yīng)產(chǎn)物H2O為氣態(tài)時，ΔH＝eq\f(d,2)kJ·mol－1。D對：根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)②×2＋③×2＋④可得反應(yīng)2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ·mol－1。2．(2016·江蘇高考)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是()①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝571.6kJ·mol－1②焦炭與水反應(yīng)制氫：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131.3kJ·mol－1③甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝206.1kJ·mol－1A．反應(yīng)①中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．反應(yīng)②為放熱反應(yīng)C．反應(yīng)③使用催化劑，ΔH3減小D．反應(yīng)CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8kJ·mol－1答案D解析A項，反應(yīng)①是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，錯誤；B項，反應(yīng)②的焓變?yōu)檎?，屬于吸熱反?yīng)，錯誤；C項，催化劑不會改變反應(yīng)的焓變，錯誤；D項，根據(jù)蓋斯定律，③－②得所求反應(yīng)，其焓變?yōu)椋?06.1kJ·mol－1－131.3kJ·mol－1＝74.8kJ·mol－1，正確。3．(2015·上海高考)已知H2O2在催化劑作用下分解速率加快，其能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如圖所示。下列說法正確的是()A．加入催化劑，減小了反應(yīng)的熱效應(yīng)B．加入催化劑，可提高H2O2的平衡轉(zhuǎn)化率C．H2O2分解的熱化學(xué)方程式：H2O2→H2O＋eq\f(1,2)O2＋QD．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量答案D解析A項，加入催化劑，對反應(yīng)的熱效應(yīng)無影響，錯誤；B項，加入催化劑，只能改變反應(yīng)速率，不能使平衡移動，故無法提高H2O2的平衡轉(zhuǎn)化率，錯誤；C項，熱化學(xué)方程式需標(biāo)明物質(zhì)的狀態(tài)，錯誤；D項，由圖像知，該反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，正確。4．(2015·重慶高考)黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學(xué)方程式為：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH＝xkJ·mol－1已知：碳的燃燒熱ΔH1＝akJ·mol－1S(s)＋2K(s)=K2S(s)ΔH2＝bkJ·mol－12K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3＝ckJ·mol－1則x為()A．3a＋b－c B．c－3aC．a(chǎn)＋b－c D．c－a－b答案A解析①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝akJ·mol－1；②S(s)＋2K(s)=K2S(s)ΔH2＝bkJ·mol－1；③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3＝ckJ·mol－1。根據(jù)蓋斯定律：②－③＋3×①可得：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH＝(3a＋b－c)kJ·mol－1，故x＝3a＋b－c，選項5．(重慶高考)肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示。已知斷裂1mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ)：N≡N為942、O=O為500、N—N為154，則斷裂1molN—H鍵所需的能量(kJ)是()A．194B．391C．516D．658答案B解析由題中的圖像可以看出斷裂1molN2H4(g)和1molO2(g)中的化學(xué)鍵所要吸收的能量為：2752kJ－534kJ＝2218kJ。設(shè)斷裂1molN—H鍵所需要的能量為x，則：154kJ＋4x＋500kJ＝2218kJ解得x＝391kJ。6．(1)(2017·北京高考)TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物，制備純TiCl4的流程示意圖如下：eq\x(鈦精礦)eq\o(→,\s\up17(氯化過程),\s\do15(沸騰爐))eq\x(粗TiCl4)eq\o(→,\s\up17(精制過程),\s\do15(蒸餾塔))eq\x(純TiCl4)資料：TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)氯化過程：TiO2與Cl2難以直接反應(yīng)，加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝＋175.4kJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH2＝－220.9kJ·mol－1沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________。(2)(2016·四川高考)工業(yè)上常用磷精礦[Ca5(PO4)3F]和硫酸反應(yīng)制備磷酸。已知25℃，CaO(s)＋H2SO4(l)=CaSO4(s)＋H2O(l)'ΔH＝－271kJ·mol－15CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l)ΔH＝－937kJ·mol－則Ca5(