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人教版高中化学选择性必修1第1章化学反应的热效应单元检测含答案
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这是一份人教版高中化学选择性必修1第1章化学反应的热效应单元检测含答案，共15页。
单元素养检测(一)(第一章)
(75分钟 100分)
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1．如图为CFCl3破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键
B．过程Ⅱ可表示为O3＋ Cl===ClO ＋ O2
C．过程Ⅲ中O＋O===O2是吸热过程
D．上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂
【解析】选C。过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键C—Cl键，选项A正确；根据图中信息可知，过程Ⅱ可表示为O3＋ Cl===ClO ＋ O2，选项B正确；原子结合成分子的过程是放热的，选项C错误；上述过程说明CFCl3中氯原子是破坏O3的催化剂，选项D正确。
2. (2021·慈溪高二检测)如图所示，有关转化关系(X代表卤素)的说法正确的是( )
A．ΔH越小，HX越不稳定
B．按Cl、Br、I顺序，ΔH2依次减小
C．ΔH3＞0
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
【解析】选B。ΔH越小，能量越低，HX越稳定，故A错误；Cl、Br、I的原子半径依次增大，H—Cl、H—Br、H—I的键能逐渐减小，故形成HCl、HBr、HI化学键所放出的能量逐渐减小，故B正确；途径Ⅲ是形成化学键的过程，是放热过程，ΔH3＜0，故C错误；D.反应焓变与起始物质和终了物质有关，与变化途径无关，途径Ⅰ生成HX的反应热与途径无关，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝2ΔH1≠0，故D错误。
3．在298 K、101 kPa时，已知：
2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)ΔH1
Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
【解析】选A。令2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1①
Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2②
2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3③
根据盖斯定律，将反应①＋反应②×2即可求得反应③，因此有ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，故A项正确。
4．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知：
①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH1
②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH2
③Sn(s，灰) Sn(s，白) ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A．ΔH1>ΔH2
B．锡在常温下以灰锡状态存在
C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D．锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏
【解析】选D。由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，当温度低于13.2 ℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰)，所以A、B、C都错，只能选D。
5．在下列各说法中，正确的是( )
A．ΔH＞0表示放热反应，ΔH＜0表示吸热反应
B．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数
C．1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热
D．1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
【解析】选B。A项，ΔH＞0表示吸热反应，ΔH＜0表示放热反应；C项，“中和热”是指在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应，生成1 mol水时放出的热量，1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成2 mol水，同时还有BaSO4沉淀生成，放出的热大于中和热；D项，在25 ℃、101 kPa时，1 mol H2与0.5 mol O2反应，生成液态水时放出的热才是H2的燃烧热，题中没有说明生成的水的聚集状态。
6．已知：2NO(g)===N2(g)＋O2(g) ΔH＝－181.5 kJ·mol－1。某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。若用、、和分别表示N2、NO、O2和固体催化剂，在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。从吸附到解吸的过程中，能量状态最低的是( )
A.① B．② C．③ D．无法确定
【解析】选C。机理图可以看出，首先状态①中，NO被吸附到催化剂表面，状态②为NO变成N原子和O原子，这个过程需要吸收能量，③状态为N原子和N原子结合变成N2，O原子和O原子结合变成O2，这个过程为成键过程，需要放出能量，则从整个反应过程来看，反应是2NON2＋O2，此反应是放热反应，反应焓变ΔH＜0，可见过程中能量状态最低的是③。
7．燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水，放出热量50 kJ，则这一反应的热化学反应方程式为( )
A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋50 kJ·mol－1
B．C2H2(g)＋5/2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1 300 kJ
C．2C2H2＋5O2===4CO2＋2H2O ΔH＝－2 600 kJ
D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－2 600 kJ·mol－1
【解析】选D。本题考查了热化学方程式的书写及简单计算。热化学方程式前面的化学计量数表示物质的量，反应热单位是 kJ·mol－1，B和C均错；2 mol C2H2燃烧反应的ΔH为2×26×(－50) kJ·mol－1＝－2 600 kJ·mol－1，D对。
8．根据热化学方程式：S(l)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－293.23 kJ·mol－1 ，分析下列说法中正确的是( )
A．S(s)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量大于293.23 kJ·mol－1
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量小于293.23 kJ·mol－1
C．1 mol SO2(g)的键能的总和大于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的键能之和
D．1 mol SO2(g)的键能的总和小于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的键能之和
【解析】选D。因物质由固态转变成液态也要吸收热量，所以S(s)＋O2(g)===SO2(g)的反应热的数值小于297.23 kJ·mol－1，故A错误；因物质由气态转变成液态也要释放热量，所以S(g)＋O2(g)===SO2(g)的反应热的数值大于
297.23 kJ·mol－1，故B错误；因放热反应中旧键断裂吸收的能量小于新键形成所放出的能量，1 mol SO2的键能总和大于1 mol S和1 mol O2的键能总和，故C错误，D正确。
9．(2021·大庆高二检测)下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中不正确的是( )
A．图1石墨转变为金刚石是吸热反应
B．图2等质量的S(g)完全燃烧放出的热量大于S(s)
C．图3白磷比红磷稳定
D．图4中CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应
【解析】选C。图1中，石墨的能量比金刚石低，所以石墨转变为金刚石是吸热反应，故A正确；图2中，S(g)＋O2的能量比S(s)＋O2的能量高，所以等质量的S(g)完全燃烧放出的热量大于S(s)，故B正确；图3中，白磷＋O2的能量高于红磷＋O2的能量，所以白磷比红磷能量高，稳定性差，故C错误；图4中，CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，故D正确。
10．(2020·北京等级考)依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A.石墨燃烧是放热反应
B．1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多
C．C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2
D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
【解析】选C。所有的燃烧都是放热反应，根据图示，C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，ΔH1＜0，则石墨燃烧是放热反应，故A正确；根据图示，C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1，根据反应可知都是放热反应，1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，1 mol C(石墨)放热多，故B正确；根据B项分析，①C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，②CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1，根据盖斯定律①－②×2可得：C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－2ΔH2，故C错误；根据盖斯定律可知，化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，故D正确。
11．下列热化学方程式及有关应用的叙述中，正确的是( )
A．甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1
B．取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH(aq)和50 mL 0.50 mol·L－1 HCl(aq)进行中和热的测定实验，用温度计测定HCl(aq)起始温度后，直接测定NaOH(aq)的温度，会使中和热ΔH偏小
C．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的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
D．已知25 ℃、101 kPa条件下：4Al(s) ＋ 3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝ －2 834.9 kJ·mol－1，4Al(s) ＋ 2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH＝ －3 119.1 kJ·mol－1，则O2比O3稳定
【解析】选D。甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1，水应该为液态，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，A错误；用温度计测定HCl(aq)起始温度后，直接测定NaOH(aq)的温度，NaOH(aq)的起始温度偏高，温度差偏小，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，会使中和热ΔH偏大， B错误；0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，因反应为可逆反应，则1 mol N2和3 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热不是38.6 kJ，则热化学反应方程式中的反应热数值错误，故C错误；已知25 ℃、101 kPa条件下：4Al(s) ＋ 3O2(g)=== 2Al2O3(s) ΔH＝ －2 834.9 kJ·mol－1，4Al(s) ＋ 2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH＝ －3 119.1 kJ·mol－1，利用盖斯定律，两式相减，3O2(g)===2O3(g) ΔH ＝＋284.2 kJ·mol－1，则O2比O3稳定，符合题意，D正确。
12．(2021·天津北辰区高二检测)运载火箭以液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂，已知：
①H2(g)===H2(l) ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
②O2(g)===O2(l) ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A.氢气的燃烧热为ΔH＝241.8 kJ·mol－1
B．火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g) ΔH＝－474.92 kJ·mol－1
C．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O (g)所具有的总能量低
D．H2O(g)变成H2O(l)的过程中，断键吸收的能量小于成键放出的能量
【解析】选B。氢气的燃烧热应是生成1 mol液态水放出的热量，由图可知，氢气的燃烧热ΔH＝[－(483.6 kJ·mol－1＋88 kJ·mol－1)]÷2＝
－285.8 kJ·mol－1，故A错误；已知：①H2(g)===H2(l)
ΔH＝－0.92 kJ·mol－1，②O2(g)===O2(l) ΔH＝－6.84 kJ·mol－1，由图可得热化学方程式：③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，根据盖斯定律，③－①×2－②可得：2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g)
ΔH＝－474.92 kJ·mol－1，故B正确；氢气燃烧是放热反应，2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O (g)所具有的总能量高，故C错误；H2O(g)变成H2O(l)的过程中没有发生化学反应，即没有化学键的断裂与形成，故D错误。
13．(2021·沈阳高二检测)以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：
过程Ⅰ：2Fe3O4(s)===6FeO(s)＋O2(g)
ΔH＝＋313.2 kJ·mol－1
过程Ⅱ：……
已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋571.0 kJ·mol－1
下列说法不正确的是( )
A．过程Ⅰ中每消耗232 g Fe3O4转移2 mol电子
B．过程Ⅱ热化学方程式为3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s)
ΔH＝＋128.9 kJ·mol－1
C．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能
D．铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点
【解析】选C。过程Ⅰ：2Fe3O4(s)===6FeO(s)＋O2(g)当有2 mol Fe3O4分解时，生成1 mol氧气，而232 g Fe3O4的物质的量为1 mol，故生成0.5 mol氧气，而氧元素由－2价变为0价，故转移2 mol电子，故A正确；已知反应①2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.0 kJ·mol－1和反应②2Fe3O4(s)===6FeO(s)＋O2(g) ΔH＝＋313.2 kJ·mol－1，根据盖斯定律，将－可得过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s) ΔH＝＋128.9 kJ·mol－1，故B正确；过程Ⅰ和过程Ⅱ均为吸热反应，故不存在将化学能转化为热能的过程，故C错误；反应3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s)的产物中，氢气为气体，而Fe3O4为固体，故铁氧化合物循环制H2的产物易分离，且由于利用太阳能，故成本低，故D正确。
14．已知：①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1，②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－241.8 kJ·mol－1，下列有关说法不正确的是( )
A．向含0.1 mol NaOH的溶液中加入一定体积的0.1 mol·L－1乙二酸，反应中的能量变化如图所示
B．H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
C．若反应②中水为液态，则同样条件下的反应热：ΔH＜ΔH2
D．1 L 1 mol·L－1醋酸和1 L 1 mol·L－1氨水完全反应放出的热量小于57.3 kJ
【解析】选B。乙二酸电离吸收热量，放出的热量小于5.73 kJ，所以反应中的能量变化如图，故A正确；钡离子与硫酸根离子生成硫酸钡沉淀时放热，即H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＜－114.6 kJ·mol－1，故B错误；相同质量的氢气，生成液态水放出的热量大于生成气体水放出的热量，但其焓变小于0，反应②中水为气态，则同样条件下的反应热：ΔH<ΔH2，故C正确；一水合氨是弱电解质，电离过程中吸收能量，NH3·H2O(aq)＋H＋(aq)===NH(aq)＋H2O(l) ΔH＞－57.3 kJ·mol－1，放出的热量小于57.3 kJ，故D正确。
15．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为
P—P：a kJ·mol－1、P—O：b kJ·mol－1、
P===O：c kJ·mol－1、O===O：d kJ·mol－1。
根据下图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是( )
A．(4c＋12b－6a－5d) kJ·mol－1
B．(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
C．(4c＋12b－4a－5d) kJ·mol－1
D．(4a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
【解析】选B。ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。根据反应P4＋5O2===P4O10，并结合物质的结构式可知，白磷分子中含有6个P—P键，氧气中含有1个O===O键，P4O10分子中含有4个P===O键和12个P—O键，因此该反应的ΔH＝6a＋5d－(4c＋12b)，因此答案选B。
二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16．(10分)请根据所学知识回答下列问题：
(1)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2，ΔH1________ΔH2(填“＞”“＜”或“＝”，下同)。
(2)已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中ΔH的大小：ΔH1__________ΔH2。
①P4(白磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1
②4P(红磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2
(3)已知：稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水，放出的热量________57.3 kJ。
(4)已知：0.5 mol CH4(g)与0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是
____________________________________________。
(5)氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。已知H—H键、N—H键、N≡N键的键能分别是436 kJ·mol－1、391 kJ·mol－1、946 kJ·mol－1。写出合成氨的热化学方程式：
______________________________________________。
生成1 mol NH3需要吸收或放出____________kJ热量。
【解析】(1)反应热只与反应物、生成物的始态和终态有关，而与反应条件无关，则ΔH1＝ΔH2。(2)已知常温时红磷比白磷稳定，即P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH<0，将①－②，即得ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH2。(3)浓硫酸溶于水放热，稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，由此可得出浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水，放出的热量>57.3 kJ。(4)已知：0.5 mol CH4(g)与0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋2a kJ·mol－1。(5)合成氨反应为N≡N＋3H—H→6N—H，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝946 kJ·mol－1＋3×
436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1。则合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1；生成1 mol NH3能放出46 kJ热量。
答案：(1)＝ (2) < (3) >
(4)CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋2a kJ·mol－1
(5)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1 46
17．(10分)(2021·潍坊高二检测)Ⅰ.甲醛(HCHO)俗称蚁醛，是一种重要的化工原料。可通过以下方法将甲醇转化为甲醛。
脱氢法：CH3OH(g)===HCHO(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋92.09 kJ·mol－1
氧化法：CH3OH(g)＋O2(g)===
HCHO(g)＋H2O(g) ΔH2
回答下列问题：
(1)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－483.64 kJ·mol－1，则ΔH2＝________________________________________________。
(2)与脱氢法相比，氧化法在热力学上趋势较大，其原因为______________________________________。
Ⅱ.(3)汽车尾气中含有CO和NOx，减轻其对大气的污染成为科研工作的热点问题。已知下列热化学方程式：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1，
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝
－41.1 kJ·mol－1。则ΔH1＝______kJ·mol－1
【解析】(1)脱氢法：①CH3OH(g)===HCHO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋92.09 kJ·mol－1，②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－483.64 kJ·mol－1，由盖斯定律计算①＋×②得到：CH3OH(g)＋O2(g)===HCHO(g)＋H2O(g) ΔH2＝－149.73 kJ·mol－1；(2)脱氢法为吸热反应，氧化法为放热反应，放热反应的热力学趋势大；(3)①CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1，②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1，③CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.1 kJ·mol－1，所求反应为①，该反应可由②＋③得到，根据盖斯定律，该反应的焓变为ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝－49.0 kJ·mol－1－41.1 kJ·mol－1＝
－90.1 kJ·mol－1。
答案：(1)－149.73 kJ·mol－1 (2)脱氢法为吸热反应，氧化法为放热反应，放热反应的热力学趋势大 (3)－90.1
18．(12分)火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ 的热量。
(1)写出肼和过氧化氢的结构式：
肼_______________，过氧化氢_______________________________________。
(2)写出反应的热化学方程式：
_____________________________________________。
(3)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是__________kJ。
(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是
________________________________________。
【解析】(1)根据氨气的电子式可知肼的结构式为，过氧化氢的电子式为，则结构式为H—O—O—H。(2)0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ 的热量。该反应的热化学方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋ 4H2O(l) ΔH＝－641.625 kJ·mol－1。(3)H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和液态水的热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋ 4H2O(l) ΔH＝－817.625 kJ·mol－1。则16 g液态肼(物质的量为0.5 mol)与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量为408.812 5 kJ。(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是生成物是氮气和水无污染。
答案：(1) H—O—O—H
(2)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.625 kJ·mol－1
(3)408.812 5
(4)产物是N2和H2O，对环境无污染
19．(11分)试回答下列各题：
(1)如图1所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_____________________________________。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
①已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝－185 kJ·mol－1
请填空：
共价键
H—H
Cl—Cl
H—Cl
键能/kJ·mol－1
436
247
______
②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：
__________________________________________________。
(3)已知：Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1①
3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47 kJ·mol－1②
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋19 kJ·mol－1③
请写出CO还原FeO的热化学方程式：
___________________________________________________。
【解析】(1)由图可知，1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO放出热量368－134＝234 (kJ)，反应热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1；(2)①ΔH＝436 kJ·mol－1＋247 kJ·mol－1－2E(H—Cl)＝－185 kJ·mol－1，解得：E(H—Cl)＝434 kJ·mol－1；②非金属元素氢化物的稳定性与生成1 mol 氢化物时的ΔH的关系为：根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，生成气态氢化物越容易，气态氢化物越稳定，而能量越低越稳定，所以b为硒化氢的生成热数据，则硒化氢分解吸热，ΔH＝－81 kJ·mol－1，所以H2Se发生分解反应的热化学反应方程式为H2Se(g)===Se(s)＋H2(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1；(3)根据盖斯定律处理三个热化学方程式，(①×3－②－③×2)×即可得到CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－11 kJ·mol－1。
答案：(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)
ΔH＝－234 kJ·mol－1
(2)①434 ②H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)
ΔH＝－81 kJ·mol－1
(3)CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－11 kJ·mol－1
20．(12分)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。
C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)
ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)
ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1
请回答：
(1)请你根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：
_________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量________(填“多”或“少”)。
甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。”
乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图：
请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式
_______________________________________。
乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)同学，另一同学出现错误观点的原因是
_______________________________________________。
【解析】由于C(s)与水蒸气反应要吸热，所以1 mol CO和1 mol H2的能量比
1 mol C(s)和1 mol H2O(g)的能量多，燃烧后放出的能量同样也多；反应的总能量是守恒的，所以甲同学的说法不正确的，原因是他忽视了反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)为吸热反应，已经从环境中吸收了能量，而能量在转化过程中往往会有损失，所以乙同学说得对，即使没有损失也只能与直接燃烧煤放出的热量相同。
答案：(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1
(2)多 ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4 乙 甲同学忽视了生成水煤气的反应为吸热反应
单元素养检测(一)(第一章)
(75分钟 100分)
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1．如图为CFCl3破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是( )
A.过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键
B．过程Ⅱ可表示为O3＋ Cl===ClO ＋ O2
C．过程Ⅲ中O＋O===O2是吸热过程
D．上述过程说明氟利昂中氯原子是破坏O3的催化剂
【解析】选C。过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子，断裂极性键C—Cl键，选项A正确；根据图中信息可知，过程Ⅱ可表示为O3＋ Cl===ClO ＋ O2，选项B正确；原子结合成分子的过程是放热的，选项C错误；上述过程说明CFCl3中氯原子是破坏O3的催化剂，选项D正确。
2. (2021·慈溪高二检测)如图所示，有关转化关系(X代表卤素)的说法正确的是( )
A．ΔH越小，HX越不稳定
B．按Cl、Br、I顺序，ΔH2依次减小
C．ΔH3＞0
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
【解析】选B。ΔH越小，能量越低，HX越稳定，故A错误；Cl、Br、I的原子半径依次增大，H—Cl、H—Br、H—I的键能逐渐减小，故形成HCl、HBr、HI化学键所放出的能量逐渐减小，故B正确；途径Ⅲ是形成化学键的过程，是放热过程，ΔH3＜0，故C错误；D.反应焓变与起始物质和终了物质有关，与变化途径无关，途径Ⅰ生成HX的反应热与途径无关，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝2ΔH1≠0，故D错误。
3．在298 K、101 kPa时，已知：
2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)ΔH1
Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
【解析】选A。令2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1①
Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2②
2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3③
根据盖斯定律，将反应①＋反应②×2即可求得反应③，因此有ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，故A项正确。
4．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知：
①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH1
②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) ΔH2
③Sn(s，灰) Sn(s，白) ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A．ΔH1>ΔH2
B．锡在常温下以灰锡状态存在
C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D．锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏
【解析】选D。由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，当温度低于13.2 ℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰)，所以A、B、C都错，只能选D。
5．在下列各说法中，正确的是( )
A．ΔH＞0表示放热反应，ΔH＜0表示吸热反应
B．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数
C．1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热
D．1 mol H2与0.5 mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
【解析】选B。A项，ΔH＞0表示吸热反应，ΔH＜0表示放热反应；C项，“中和热”是指在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应，生成1 mol水时放出的热量，1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2反应生成2 mol水，同时还有BaSO4沉淀生成，放出的热大于中和热；D项，在25 ℃、101 kPa时，1 mol H2与0.5 mol O2反应，生成液态水时放出的热才是H2的燃烧热，题中没有说明生成的水的聚集状态。
6．已知：2NO(g)===N2(g)＋O2(g) ΔH＝－181.5 kJ·mol－1。某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。若用、、和分别表示N2、NO、O2和固体催化剂，在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。从吸附到解吸的过程中，能量状态最低的是( )
A.① B．② C．③ D．无法确定
【解析】选C。机理图可以看出，首先状态①中，NO被吸附到催化剂表面，状态②为NO变成N原子和O原子，这个过程需要吸收能量，③状态为N原子和N原子结合变成N2，O原子和O原子结合变成O2，这个过程为成键过程，需要放出能量，则从整个反应过程来看，反应是2NON2＋O2，此反应是放热反应，反应焓变ΔH＜0，可见过程中能量状态最低的是③。
7．燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水，放出热量50 kJ，则这一反应的热化学反应方程式为( )
A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋50 kJ·mol－1
B．C2H2(g)＋5/2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1 300 kJ
C．2C2H2＋5O2===4CO2＋2H2O ΔH＝－2 600 kJ
D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－2 600 kJ·mol－1
【解析】选D。本题考查了热化学方程式的书写及简单计算。热化学方程式前面的化学计量数表示物质的量，反应热单位是 kJ·mol－1，B和C均错；2 mol C2H2燃烧反应的ΔH为2×26×(－50) kJ·mol－1＝－2 600 kJ·mol－1，D对。
8．根据热化学方程式：S(l)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－293.23 kJ·mol－1 ，分析下列说法中正确的是( )
A．S(s)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量大于293.23 kJ·mol－1
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量小于293.23 kJ·mol－1
C．1 mol SO2(g)的键能的总和大于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的键能之和
D．1 mol SO2(g)的键能的总和小于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的键能之和
【解析】选D。因物质由固态转变成液态也要吸收热量，所以S(s)＋O2(g)===SO2(g)的反应热的数值小于297.23 kJ·mol－1，故A错误；因物质由气态转变成液态也要释放热量，所以S(g)＋O2(g)===SO2(g)的反应热的数值大于
297.23 kJ·mol－1，故B错误；因放热反应中旧键断裂吸收的能量小于新键形成所放出的能量，1 mol SO2的键能总和大于1 mol S和1 mol O2的键能总和，故C错误，D正确。
9．(2021·大庆高二检测)下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中不正确的是( )
A．图1石墨转变为金刚石是吸热反应
B．图2等质量的S(g)完全燃烧放出的热量大于S(s)
C．图3白磷比红磷稳定
D．图4中CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应
【解析】选C。图1中，石墨的能量比金刚石低，所以石墨转变为金刚石是吸热反应，故A正确；图2中，S(g)＋O2的能量比S(s)＋O2的能量高，所以等质量的S(g)完全燃烧放出的热量大于S(s)，故B正确；图3中，白磷＋O2的能量高于红磷＋O2的能量，所以白磷比红磷能量高，稳定性差，故C错误；图4中，CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，故D正确。
10．(2020·北京等级考)依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A.石墨燃烧是放热反应
B．1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多
C．C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2
D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
【解析】选C。所有的燃烧都是放热反应，根据图示，C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，ΔH1＜0，则石墨燃烧是放热反应，故A正确；根据图示，C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1，根据反应可知都是放热反应，1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，1 mol C(石墨)放热多，故B正确；根据B项分析，①C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，②CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1，根据盖斯定律①－②×2可得：C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－2ΔH2，故C错误；根据盖斯定律可知，化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，故D正确。
11．下列热化学方程式及有关应用的叙述中，正确的是( )
A．甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1
B．取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH(aq)和50 mL 0.50 mol·L－1 HCl(aq)进行中和热的测定实验，用温度计测定HCl(aq)起始温度后，直接测定NaOH(aq)的温度，会使中和热ΔH偏小
C．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的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
D．已知25 ℃、101 kPa条件下：4Al(s) ＋ 3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝ －2 834.9 kJ·mol－1，4Al(s) ＋ 2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH＝ －3 119.1 kJ·mol－1，则O2比O3稳定
【解析】选D。甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1，水应该为液态，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，A错误；用温度计测定HCl(aq)起始温度后，直接测定NaOH(aq)的温度，NaOH(aq)的起始温度偏高，温度差偏小，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，会使中和热ΔH偏大， B错误；0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，因反应为可逆反应，则1 mol N2和3 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热不是38.6 kJ，则热化学反应方程式中的反应热数值错误，故C错误；已知25 ℃、101 kPa条件下：4Al(s) ＋ 3O2(g)=== 2Al2O3(s) ΔH＝ －2 834.9 kJ·mol－1，4Al(s) ＋ 2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH＝ －3 119.1 kJ·mol－1，利用盖斯定律，两式相减，3O2(g)===2O3(g) ΔH ＝＋284.2 kJ·mol－1，则O2比O3稳定，符合题意，D正确。
12．(2021·天津北辰区高二检测)运载火箭以液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂，已知：
①H2(g)===H2(l) ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
②O2(g)===O2(l) ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A.氢气的燃烧热为ΔH＝241.8 kJ·mol－1
B．火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g) ΔH＝－474.92 kJ·mol－1
C．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O (g)所具有的总能量低
D．H2O(g)变成H2O(l)的过程中，断键吸收的能量小于成键放出的能量
【解析】选B。氢气的燃烧热应是生成1 mol液态水放出的热量，由图可知，氢气的燃烧热ΔH＝[－(483.6 kJ·mol－1＋88 kJ·mol－1)]÷2＝
－285.8 kJ·mol－1，故A错误；已知：①H2(g)===H2(l)
ΔH＝－0.92 kJ·mol－1，②O2(g)===O2(l) ΔH＝－6.84 kJ·mol－1，由图可得热化学方程式：③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，根据盖斯定律，③－①×2－②可得：2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g)
ΔH＝－474.92 kJ·mol－1，故B正确；氢气燃烧是放热反应，2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O (g)所具有的总能量高，故C错误；H2O(g)变成H2O(l)的过程中没有发生化学反应，即没有化学键的断裂与形成，故D错误。
13．(2021·沈阳高二检测)以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：
过程Ⅰ：2Fe3O4(s)===6FeO(s)＋O2(g)
ΔH＝＋313.2 kJ·mol－1
过程Ⅱ：……
已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋571.0 kJ·mol－1
下列说法不正确的是( )
A．过程Ⅰ中每消耗232 g Fe3O4转移2 mol电子
B．过程Ⅱ热化学方程式为3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s)
ΔH＝＋128.9 kJ·mol－1
C．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能
D．铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点
【解析】选C。过程Ⅰ：2Fe3O4(s)===6FeO(s)＋O2(g)当有2 mol Fe3O4分解时，生成1 mol氧气，而232 g Fe3O4的物质的量为1 mol，故生成0.5 mol氧气，而氧元素由－2价变为0价，故转移2 mol电子，故A正确；已知反应①2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.0 kJ·mol－1和反应②2Fe3O4(s)===6FeO(s)＋O2(g) ΔH＝＋313.2 kJ·mol－1，根据盖斯定律，将－可得过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s) ΔH＝＋128.9 kJ·mol－1，故B正确；过程Ⅰ和过程Ⅱ均为吸热反应，故不存在将化学能转化为热能的过程，故C错误；反应3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s)的产物中，氢气为气体，而Fe3O4为固体，故铁氧化合物循环制H2的产物易分离，且由于利用太阳能，故成本低，故D正确。
14．已知：①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1，②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－241.8 kJ·mol－1，下列有关说法不正确的是( )
A．向含0.1 mol NaOH的溶液中加入一定体积的0.1 mol·L－1乙二酸，反应中的能量变化如图所示
B．H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
C．若反应②中水为液态，则同样条件下的反应热：ΔH＜ΔH2
D．1 L 1 mol·L－1醋酸和1 L 1 mol·L－1氨水完全反应放出的热量小于57.3 kJ
【解析】选B。乙二酸电离吸收热量，放出的热量小于5.73 kJ，所以反应中的能量变化如图，故A正确；钡离子与硫酸根离子生成硫酸钡沉淀时放热，即H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＜－114.6 kJ·mol－1，故B错误；相同质量的氢气，生成液态水放出的热量大于生成气体水放出的热量，但其焓变小于0，反应②中水为气态，则同样条件下的反应热：ΔH<ΔH2，故C正确；一水合氨是弱电解质，电离过程中吸收能量，NH3·H2O(aq)＋H＋(aq)===NH(aq)＋H2O(l) ΔH＞－57.3 kJ·mol－1，放出的热量小于57.3 kJ，故D正确。
15．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为
P—P：a kJ·mol－1、P—O：b kJ·mol－1、
P===O：c kJ·mol－1、O===O：d kJ·mol－1。
根据下图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是( )
A．(4c＋12b－6a－5d) kJ·mol－1
B．(6a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
C．(4c＋12b－4a－5d) kJ·mol－1
D．(4a＋5d－4c－12b) kJ·mol－1
【解析】选B。ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。根据反应P4＋5O2===P4O10，并结合物质的结构式可知，白磷分子中含有6个P—P键，氧气中含有1个O===O键，P4O10分子中含有4个P===O键和12个P—O键，因此该反应的ΔH＝6a＋5d－(4c＋12b)，因此答案选B。
二、非选择题：本题共5小题，共55分。
16．(10分)请根据所学知识回答下列问题：
(1)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2，ΔH1________ΔH2(填“＞”“＜”或“＝”，下同)。
(2)已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中ΔH的大小：ΔH1__________ΔH2。
①P4(白磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1
②4P(红磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2
(3)已知：稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水，放出的热量________57.3 kJ。
(4)已知：0.5 mol CH4(g)与0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是
____________________________________________。
(5)氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。已知H—H键、N—H键、N≡N键的键能分别是436 kJ·mol－1、391 kJ·mol－1、946 kJ·mol－1。写出合成氨的热化学方程式：
______________________________________________。
生成1 mol NH3需要吸收或放出____________kJ热量。
【解析】(1)反应热只与反应物、生成物的始态和终态有关，而与反应条件无关，则ΔH1＝ΔH2。(2)已知常温时红磷比白磷稳定，即P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH<0，将①－②，即得ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH2。(3)浓硫酸溶于水放热，稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，由此可得出浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水，放出的热量>57.3 kJ。(4)已知：0.5 mol CH4(g)与0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋2a kJ·mol－1。(5)合成氨反应为N≡N＋3H—H→6N—H，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝946 kJ·mol－1＋3×
436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1。则合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1；生成1 mol NH3能放出46 kJ热量。
答案：(1)＝ (2) < (3) >
(4)CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋2a kJ·mol－1
(5)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1 46
17．(10分)(2021·潍坊高二检测)Ⅰ.甲醛(HCHO)俗称蚁醛，是一种重要的化工原料。可通过以下方法将甲醇转化为甲醛。
脱氢法：CH3OH(g)===HCHO(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋92.09 kJ·mol－1
氧化法：CH3OH(g)＋O2(g)===
HCHO(g)＋H2O(g) ΔH2
回答下列问题：
(1)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－483.64 kJ·mol－1，则ΔH2＝________________________________________________。
(2)与脱氢法相比，氧化法在热力学上趋势较大，其原因为______________________________________。
Ⅱ.(3)汽车尾气中含有CO和NOx，减轻其对大气的污染成为科研工作的热点问题。已知下列热化学方程式：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1，
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝
－41.1 kJ·mol－1。则ΔH1＝______kJ·mol－1
【解析】(1)脱氢法：①CH3OH(g)===HCHO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋92.09 kJ·mol－1，②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－483.64 kJ·mol－1，由盖斯定律计算①＋×②得到：CH3OH(g)＋O2(g)===HCHO(g)＋H2O(g) ΔH2＝－149.73 kJ·mol－1；(2)脱氢法为吸热反应，氧化法为放热反应，放热反应的热力学趋势大；(3)①CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1，②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1，③CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.1 kJ·mol－1，所求反应为①，该反应可由②＋③得到，根据盖斯定律，该反应的焓变为ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝－49.0 kJ·mol－1－41.1 kJ·mol－1＝
－90.1 kJ·mol－1。
答案：(1)－149.73 kJ·mol－1 (2)脱氢法为吸热反应，氧化法为放热反应，放热反应的热力学趋势大 (3)－90.1
18．(12分)火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ 的热量。
(1)写出肼和过氧化氢的结构式：
肼_______________，过氧化氢_______________________________________。
(2)写出反应的热化学方程式：
_____________________________________________。
(3)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是__________kJ。
(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是
________________________________________。
【解析】(1)根据氨气的电子式可知肼的结构式为，过氧化氢的电子式为，则结构式为H—O—O—H。(2)0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ 的热量。该反应的热化学方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋ 4H2O(l) ΔH＝－641.625 kJ·mol－1。(3)H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和液态水的热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋ 4H2O(l) ΔH＝－817.625 kJ·mol－1。则16 g液态肼(物质的量为0.5 mol)与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量为408.812 5 kJ。(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是生成物是氮气和水无污染。
答案：(1) H—O—O—H
(2)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.625 kJ·mol－1
(3)408.812 5
(4)产物是N2和H2O，对环境无污染
19．(11分)试回答下列各题：
(1)如图1所示是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_____________________________________。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
①已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝－185 kJ·mol－1
请填空：
共价键
H—H
Cl—Cl
H—Cl
键能/kJ·mol－1
436
247
______
②图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：
__________________________________________________。
(3)已知：Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1①
3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47 kJ·mol－1②
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋19 kJ·mol－1③
请写出CO还原FeO的热化学方程式：
___________________________________________________。
【解析】(1)由图可知，1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO放出热量368－134＝234 (kJ)，反应热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1；(2)①ΔH＝436 kJ·mol－1＋247 kJ·mol－1－2E(H—Cl)＝－185 kJ·mol－1，解得：E(H—Cl)＝434 kJ·mol－1；②非金属元素氢化物的稳定性与生成1 mol 氢化物时的ΔH的关系为：根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，生成气态氢化物越容易，气态氢化物越稳定，而能量越低越稳定，所以b为硒化氢的生成热数据，则硒化氢分解吸热，ΔH＝－81 kJ·mol－1，所以H2Se发生分解反应的热化学反应方程式为H2Se(g)===Se(s)＋H2(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1；(3)根据盖斯定律处理三个热化学方程式，(①×3－②－③×2)×即可得到CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－11 kJ·mol－1。
答案：(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)
ΔH＝－234 kJ·mol－1
(2)①434 ②H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)
ΔH＝－81 kJ·mol－1
(3)CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－11 kJ·mol－1
20．(12分)将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)。
C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)
ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)
ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1
请回答：
(1)请你根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：
_________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量________(填“多”或“少”)。
甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。”
乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图：
请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式
_______________________________________。
乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)同学，另一同学出现错误观点的原因是
_______________________________________________。
【解析】由于C(s)与水蒸气反应要吸热，所以1 mol CO和1 mol H2的能量比
1 mol C(s)和1 mol H2O(g)的能量多，燃烧后放出的能量同样也多；反应的总能量是守恒的，所以甲同学的说法不正确的，原因是他忽视了反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)为吸热反应，已经从环境中吸收了能量，而能量在转化过程中往往会有损失，所以乙同学说得对，即使没有损失也只能与直接燃烧煤放出的热量相同。
答案：(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1
(2)多 ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4 乙 甲同学忽视了生成水煤气的反应为吸热反应
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