人教版高中化学选择性必修第一册第1章化学反应的热效应学业质量标准检测含解析

第一章　学业质量标准检测

(90分钟，100分)

一、单选题(本题包含10个小题，每小题2分，共20分)

1．下列实验现象不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是(　A　)

解析：Zn与H2SO4反应生成的H2可使针筒活塞向右移动，不能说明反应是放热反应，故选A。

2．下列说法或表示方法正确的是(　D　)

A．等质量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧，后者放出的热量多

B．化学反应A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)能量变化如图所示，该反应为放热反应

C．在25 ℃、101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

D．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，整个过程放出的热量大于57.3 kJ

解析：硫蒸气能量高，放热多，即前者放热多，A项错；由图知，反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，B项错；H2燃烧的热化学方程式应为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，C项错；浓硫酸溶于水放热，整个过程放出热量大于57.3 kJ，D项正确。

3．下列变化符合图示的是(　A　)

①水蒸气液化

②H2O2分解制O2

③Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应

④NaHCO3受热分解

⑤氢气还原氧化铜

⑥碘的升华

A．③④⑤ 　　 B．②⑤⑥

C．①②⑤⑥    　　 D．②③⑤

4．下列关于热化学的描述中正确的是(　D　)

A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝－114.6 kJ·mol－1

B．已知甲烷的燃烧热是890.3 kJ·mol－1，则有CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1

C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1；H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2，则有ΔH1<ΔH2

解析：中和热为生成1 mol水放出的热量，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，A错误；燃烧热概念中生成的氧化物为稳定氧化物，水蒸气不是氢元素的稳定氧化物，所以该反应不是甲烷燃烧热的热化学方程式，甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，B错误；需要加热才能发生的反应可能是放热反应，如铝热反应需要高温条件但是该反应为放热反应，C错误；放热反应焓变是负值，放出的热量越多，焓变越小，二者都是放热反应，焓变都是负值，且放出热量：前者大于后者，则ΔH1<ΔH2，故D正确。

5．有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是(　D　)

A．稀硫酸与0.1 mol·L－1NaOH溶液反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1

B．在101 kPa下H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则水分解的热化学方程式：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1

C．已知CH3OH的燃烧热为726.5 kJ·mol－1，则有CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－726.5 kJ·mol－1

D．已知9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成17.6 g FeS时放出19.12 kJ热量，则Fe(s)＋S(s)===FeS(s)

ΔH＝－95.6 kJ·mol－1

解析：中和热是强酸强碱稀溶液反应生成1 mol水放出的热量，稀硫酸与0.1 mol·L－1 NaOH溶液反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，A错误；燃烧热指的是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，所以2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8×2 kJ·mol－1＝－571.6 kJ·mol－1，水的分解是氢气燃烧的逆过程，所以水分解的热化学方程式：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1，B错误；燃烧热指的是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，定义要点：必须完全燃烧生成稳定的氧化物，如C→CO2，H2→H2O(l)，而CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)中H2O(g)不是H2O(l)，故C错误；根据生成硫化亚铁17.6 g即0.2 mol时，放出19.12 kJ热量，可知生成1 mol FeS(s)时放出95.6 kJ的热量，所以硫粉与铁粉反应的热化学方程式为Fe(s)＋S(s)===FeS(s)　ΔH＝－95.6kJ·mol－1，故D正确。

6．某同学按教材实验要求，用50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热，下列说法正确的是(　C　)

A．实验时也可直接用温度计替代玻璃搅拌器搅拌溶液，使酸碱迅速反应

B．烧杯间填满碎泡沫塑料的主要作用是固定小烧杯

C．若将盐酸体积改为60 mL，反应放出的热量更多

D．若将盐酸体积改为60 mL，理论上所求中和热的数值更大

7．已知：①2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)

ΔH1＝－154 kJ·mol－1

②S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－297 kJ·mol－1

③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH3

④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH4

下列说法正确的是(　A　)

A．ΔH3>ΔH4

B．ΔH3＝＋143 kJ·mol－1

C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH>ΔH2

D．H2S燃烧热为1 045 kJ·mol－1

解析：根据盖斯定律：①＋②得到③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH3＝(－154 kJ·mol－1)＋(－297 kJ·mol－1)＝－451kJ·mol－1，①＋3×②得到④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH4＝(－154 kJ·mol－1)＋3×(－297 kJ·mol－1)＝－1 045 kJ·mol－1，即H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝(－1 045 kJ·mol－1)×＝－522.5 kJ·mol－1。ΔH3＝－451 kJ·mol－1，ΔH4＝－1 045 kJ·mol－1，所以ΔH3>ΔH4，故A正确；ΔH3＝－451 kJ·mol－1，故B错误；S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH，S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，二者相减有S(g)===S(s)的焓变为(ΔH－ΔH2)，但S(g)===S(s)的焓变为负值，所以ΔH<ΔH2，故C错误；H2S燃烧热的热化学方程式为H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－522.5 kJ·mol－1，所以H2S燃烧热为522.5 kJ·mol－1，故D错误。

8．1 mol浓硫酸溶于水时包含两个过程：一是部分硫酸分子分散在水里吸收热量，热效应为ΔH1；二是部分硫酸分子与水作用形成硫酸水化物释放热量，热效应为ΔH2，其中具体包含以下三个变化：下列说法正确的是  (　D　)

①H2SO4(l)＋nH2O(l)===H2SO4·nH2O(l)　ΔH3

②H2SO4·nH2O(l)===H2SO4(aq)＋nH2O(l)　ΔH4

③H2SO4(aq)===2H＋(aq)＋SO(aq)　ΔH5

A．浓硫酸溶于水只有化学变化

B．ΔH1－ΔH2<0

C．ΔH5<0

D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5

解析：依据题目所给信息可知，浓硫酸溶于水存在物理变化和化学变化，故A错误；硫酸分子分散在水里吸收热量ΔH1>0，硫酸分子与水作用形成硫酸水化物分子释放热量，ΔH2<0，故ΔH1－ΔH2>0，故B错误；③为电离过程，吸收热量ΔH5>0，故C错误；①＋②＋③为硫酸分子与水作用形成硫酸水化物释放热量，热效应为ΔH2，故ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，故D正确。

9．25 ℃、101 kPa下：

①2Na(s)＋O2(g)===Na2O(s)　ΔH＝－414 kJ·mol－1

②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)　ΔH＝－511 kJ·mol－1

下列说法正确的是    (　D　)

A．①和②产物的阴阳离子个数比不相等

B．①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同

C．常温下Na与足量O2反应生成Na2O为放热反应，而Na2O与O2反应生成Na2O2是吸热反应

D．25 ℃、101 kPa下：Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)　ΔH＝－317 kJ·mol－1

解析：阳离子均为钠离子，阴离子分别为氧离子、过氧根离子，阴阳离子个数比均为1︰2，A错误；生成等物质的量的产物，参加反应的Na相同，转移电子数相等，B错误；由盖斯定律可知，②－①得到Na2O(s)＋O2(g)===Na2O2(s)　ΔH<0，为放热反应，C错误；由盖斯定律可知，①×2－②得到Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)　ΔH＝－317 kJ·mol－1，D正确。

10．已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，则下列推断一定正确的是 (　B　)

A．断裂1 mol A—A键，放出a kJ能量

B．A2(g)＋B2(g)===2AB(g)　ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1

C．该反应只有在加热条件下才能进行

D．加入催化剂，该反应的ΔH变大

解析：断裂化学键吸收能量，则断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键，吸收a kJ能量，故A错误；由图可知为吸热反应，且焓变等于正逆反应的活化能之差，则A2(g)＋B2(g)===2AB(g)　ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1，故B正确；反应中能量变化与反应条件无关，吸热反应可能在常温下发生，如氯化铵与氢氧化钡晶体的反应，故C错误；催化剂不改变反应的始终态，则加入催化剂，该反应的ΔH不变，故D错误。

二、不定向选择题(本题包含5个小题，每小题4分，共20分。每小题有1个或2个选项符合题意)

11．我国科学家研制出的新型高效光催化剂能利用太阳能分解水制取氢气，主要过程如图所示，下列说法正确的是(　D　)

A．与电解相比，光解水过程中消耗的能量较低

B．过程Ⅰ、Ⅱ都要吸收能量

C．过程Ⅱ既有极性键形成，又有非极性键形成

D．利用膜分离技术分离氢气和氧气具有良好的应用前景

解析：反应热只与反应的始态和终态有关，电解和光解的反应物产物分别相同，故消耗的能量相同，A项错；Ⅱ为形成化学键过程，放出能量，B项错；Ⅱ中有H—H、O—O间非极性键形成，没有极性键形成，C项错；利用膜分离技术分离氢气和氧气不需要电力资源，所以具有良好的应用前景，D项正确。

12．已知：H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)的反应能量变化示意图如图。下列说法不正确的是(　D　)

A．键的断裂过程是吸热过程，键的形成过程是放热过程

B．“假想的中间物质”的总能量高于起始态H2和Cl2的总能量

C．反应的ΔH＝[(a＋b)－2c]kJ·mol－1

D．点燃条件和光照条件下，反应的ΔH不同

解析：破坏化学键需吸收能量，形成化学键释放能量，A项正确；断裂化学键吸收能量，则“假想的中间物质”的总能量高于H2和Cl2的总能量，B项正确；焓变等于断裂化学键吸收的总能量减去形成化学键释放的总能量，C项正确；反应条件不同，但反应物和生成物的始态和终态相同，反应的焓变相同，D项不正确。

13．已知25 ℃、101 kPa时：等质量的Al分别与足量O2和O3完全反应生成Al2O3固体时，放出的热量为a kJ和b kJ，且a<b。下列说法正确的是   (　C　)

A．O3比O2稳定，由O2转化为O3是吸热反应

B．O2比O3稳定，由O2转化为O3是放热反应

C．等质量的O2比O3能量低，由O2转化为O3是吸热反应

D．等质量的O2比O3能量高，由O2转化为O3是放热反应

解析：产物相同时，放出热量越多，反应物质本身能量越高，25 ℃，101 kPa时，等质量的Al与足量O2和O3完全反应生成Al2O3固体，放出热量分别为a kJ·mol－1和b kJ·mol－1，且a<b，说明等质量的O2比O3能量低，所以由O2转化为O3是吸热反应，物质具有的能量越低越稳定，O2比O3稳定，故选C。

14．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　B　)

A．反应物能量之和大于生成物能量之和

B．反应生成1 mol N2时转移4 mol e－

C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)　ΔH＝－139 kJ·mol－1

D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和

解析：由图知，反应物总能量大于生成物总能量，A项正确；据反应N2O＋NO===N2＋NO2可知，此反应当生成1 mol N2时转移2 mol电子，B项错误；由图知热化学方程式为：N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)　ΔH＝－139 kJ·mol－1，C项正确；ΔH＝断键吸收的能量－成键放出的能量，由于此反应放热，ΔH<0，断键吸收的能量小于成键放出的能量，D项正确。

15．在常温常压下断裂1 mol指定共价键时吸收的能量如表：

则下列有关CH2===CH2＋H2―→CH3CH3反应的说法正确的是(　A　)

A．生成1 mol乙烷时反应放出能量123.5 kJ

B．生成物的总能量为2 828.1 kJ

C．该反应为加成反应，可以实现完全转化

D．该反应为放热反应，无需加热即可实现

解析：由上述信息，不能判断生成物总能量，B项错误；此反应为加成反应，不一定完全转化，C项错误；放热反应可能需要加热，反应条件与反应中能量变化无关，D项错误；此反应的ΔH＝615＋4×413.4＋436－347.7－6×413.4＝－123.5 kJ·mol－1，生成1 mol乙烷放出能量123.5 kJ，故选A。

三、非选择题(本题包括5小题，共60分)

16．(10分)按要求填空。

(1)已知1 g己烷完全燃烧生成液态水放出48.4 kJ的热量，写出表示己烷燃烧热的热化学方程式__C6H14(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋7H2O(l)　ΔH＝－4 162.4 kJ·mol－1__。

(2)已知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图：

1 mol NH(aq)全部被氧化成NO(aq)的热化学方程式是__NH(aq)＋2O2(g)===2H＋(aq)＋NO(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ·mol－1__。

(3)化学键的键能是原子间形成(或断裂)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能数据：H—S：a kJ·mol－1、S—S：b kJ·mol－1、S===O：c kJ·mol－1、H—O：d kJ·mol－1。

试根据这些数据计算下面这个反应的反应热：

2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，反应产物中的S实为S8，实际分子是一个8元环状分子(即)，则Q＝__3b＋4d－4a－2c__(用a、b、c、d表示)。若已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋e kJ·mol－1，试写出H2S和SO2反应生成H2O(l)的热化学方程式：__2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＝(4a＋2c－3b－4d－2e)kJ·mol－1__(ΔH用a、b、c、d、e表示)

解析：(1)1 g己烷完全燃烧放出48.4 kJ的热量，则1 mol己烷完全燃烧放出的热量为48.4 kJ×86＝4 162.4 kJ，则表示己烷燃烧热的热化学方程式为C6H14(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋7H2O(l)　ΔH＝－4 162.4 kJ·mol－1。

(2)由图可知，第一步热化学方程式为NH(aq)＋1.5O2(g)===2H＋(aq)＋NO(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－273 kJ·mol－1①，

第二步热化学方程式为NO(aq)＋0.5O2(g)===NO(aq)　ΔH＝－73kJ·mol－1②，

由盖斯定律可知①＋②得1 mol NH(aq)全部被氧化成NO(aq)的热化学方程式为NH(aq)＋2O2(g)===2H＋(aq)＋NO(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ·mol－1。

(3)焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，S实为S8，实际分子是一个8元环状分子，则2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1＝4a＋2c－×8b－4d＝－(3b＋4d－4a－2c)kJ·mol－1，即Q＝3b－4d－4a－2c。由①2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(g)　ΔH＝(4a＋2c－3b－4d)kJ·mol－1，②H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋e kJ·mol－1，结合盖斯定律可知，①－②×2得到2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH＝(4a＋2c－3b－4d－2e)kJ·mol－1。

17．(12分)(1)已知C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－395.0 kJ·mol－1

C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

①石墨和金刚石相比，石墨的稳定性__大于__金刚石的稳定性。(填“大于”“小于”或“等于”，下同)

②石墨中C—C键键能__大于__金刚石中C—C键键能。

(2)4 g CH4完全燃烧生成气态CO2和液态水，放出热量222.5 kJ，表示甲烷燃烧热的热化学方程式为__CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1__。

(3)0.5 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学反应方程式为__B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 299 kJ·mol－1__。

(4)已知下列反应的反应热：

CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)

ΔH1＝＋206.2 kJ·mol－1

CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)

ΔH2＝－247.4 kJ·mol－1

则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为__CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH1＝＋659.8 kJ·mol－1__。

解析：(1)①根据已知的两个热化学方程式，利用盖斯定律，用第一个方程式减去第二个方程式可得：C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH＝－1.5 kJ·mol－1，此反应是放热反应，所以金刚石的能量高，石墨的能量低，能量越低物质越稳定，所以石墨更稳定。②因ΔH＝反应物键能－生成物键能，根据C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH＝－1.5 kJ·mol－1可知，石墨的键能大。

(2)4 g CH4完全燃烧生成气态CO2和液态水，放出热量222.5 kJ，因16 g甲烷的物质的量是1 mol，所以1 mol甲烷完全燃烧生成气态CO2和液态水，放出热量是4×222.5 kJ＝890 kJ，所以表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1。

(3)因0.5 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，所以1 mol乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，放出的热量是2×649.5 kJ＝1 299 kJ，其热化学方程式为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 299 kJ·mol－1。

(4)CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)

ΔH1＝＋206.2 kJ·mol－1　①

CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)

ΔH2＝－247.4 kJ·mol－1　②

根据盖斯定律：①×2－②得到CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋659.8 kJ·mol－1。

18．(12分)(1)中和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、__玻璃搅拌器__、__量筒__。

(2)量取反应物时，取50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸，还需加入的试剂是__B__(填序号)。

A．50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液

B．50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液

C．1.0 g NaOH固体

(3)由甲、乙两人组成的实验小组，在同样的实验条件下，用同样的实验仪器和方法进行两组测定中和热的实验，实验试剂及其用量如下表所示。

①甲在实验之前预计ΔH1＝ΔH2。他的根据是__A、B中酸与碱的元数、物质的量浓度、溶液体积都相同__；

乙在实验之前预计ΔH1≠ΔH2，他的根据是__NaOH是强碱，NH3·H2O是弱碱，弱碱电离吸热__。

②实验测得的温度是：A的起始温度为13.0 ℃、终止温度为19.8 ℃；B的起始温度为13.0 ℃、终止温度为19.3 ℃。设充分反应后溶液的比热容c＝4.184 J·g－1·℃－1，忽略实验仪器的比热容及溶液体积的变化，则ΔH1＝__－56.9 kJ·mol－1__；ΔH2＝__－52.7 kJ·mol－1__。(已知溶液密度均为1 g·cm－3)

解析：(1)中和热测定实验中用到的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、玻璃搅拌器。

(2)所用NaOH溶液的浓度要略大于盐酸的浓度。

(3)根据ΔH＝－计算，其中n(H2O)＝0.050 mol。

19．(12分)随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。

(1)如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应，则其化学方程式可以是__C＋H2OCO＋H2__。

(2)把煤作为燃料有下列两种途径：

途径Ⅰ：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1<0　①

途径Ⅱ：先制成水煤气：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2>0　②

再燃烧水煤气：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3<0　③

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4<0　④

则途径Ⅰ放出的热量__等于__(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量；ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是__ΔH1＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)__。

(3)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒，处理工业废物和作漂白剂。臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：

6Ag(s)＋O3(g)===3Ag2O(s)　ΔH＝－235.8 kJ·mol－1

已知：2Ag2O(s)===4Ag(s)＋O2(g)

ΔH＝＋62.2 kJ·mol－1

则O3转化为O2的热化学方程式为__2O3(g)===3O2(g)　ΔH＝－285 kJ·mol－1__。

解析：(1)①是置换反应可以是碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，反应的化学方程式为C＋H2OCO＋H2。

(2)由盖斯定律可知：若一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同；根据盖斯定律，①＝②＋③×＋④×，所以ΔH1＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)。

(3)Ⅰ.6Ag(s)＋O3(g)===3Ag2O(s)　ΔH＝－235.8 kJ·mol－1

Ⅱ.2Ag2O(s)===4Ag(s)＋O2(g)　ΔH＝＋62.2 kJ·mol－1

根据盖斯定律可知Ⅰ×2＋Ⅲ×3可得到，2O3(g)===3O2(g)，则反应热ΔH＝(－235.8 kJ·mol－1)×2＋(＋62.2 kJ·mol－1)×3＝－285 kJ·mol－1。

20．(14分)(1)氢能源是绿色能源，可以减少汽车尾气的排放，利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)。如图是该反应的能量变化图：

①通过图中信息可判断反应CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)的ΔH__>__(填“>”“＝”或“<”)0。

②图中途径(Ⅱ)的条件是__使用催化剂__，途径(Ⅰ)的反应热__＝__(填“>”“＝”或“<”)途径(Ⅱ)的反应热。

③在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.7 kJ。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)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：

①2NH3(g)＋CO2(g)===NH2COONH4(s)

ΔH＝－159.5 kJ·mol－1

②NH2COONH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g)

ΔH＝＋116.5 kJ·mol－1

③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式__2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(s)＋H2O(l)　ΔH＝－87.0 kJ·mol－1__。

解析：(1)①通过图中信息可知，CH3OH(g)和H2O(g)的总能量E1低于CO2(g)和3H2(g)的总能量E2，反应物的总能量小于生成物的总能量，反应是吸热反应，所以ΔH>0。

②图中途径(Ⅰ)、途径(Ⅱ)反应物的总能量、生成物的总能量分别相等，只是反应途径不同，途径(Ⅱ)活化能小，速率快，所以图中途径(Ⅱ)的条件是使用催化剂，反应热的大小不变，途径(Ⅰ)的反应热＝途径(Ⅱ)的反应热。

③1 mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热726.4 kJ，表示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)依据热化学方程式和盖斯定律计算①＋②－③得到CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式为2NH3(g)＋CO2(g)===CO(NH2)2(s)＋H2O(l)　ΔH＝－87.0 kJ·mol－1。