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专题1.7 热化学方程式及盖斯定律-备战2023年高考化学新编大一轮复习讲义
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这是一份专题1.7 热化学方程式及盖斯定律-备战2023年高考化学新编大一轮复习讲义，共31页。学案主要包含了考纲要求，核心知识梳理，特别强调，知识点辨析.正误判断，精准训练1，精准训练2，真题感悟，2020•天津卷等内容，欢迎下载使用。
专题1.7 热化学方程式及盖斯定律
【考纲要求】
1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。
2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。
4.了解焓变与反应热的含义。
5.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
6.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。
考点一 焓变、热化学方程式
【核心知识梳理】
1．化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。
(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。
2．化学反应的实质与特征
3．焓变、反应热
(1)焓(H)
用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH)
ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。单位kJ·mol－1。
(3)反应热
指当化学反应在一定压强下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。
(4)焓变与反应热的关系
对于恒压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：ΔH＝Qp。
4．吸热反应与放热反应
(1)从能量高低角度理解
放热反应
吸热反应
图示
能量
高低
反应物的总能量大于生成物的总能量，ΔH0
反应物的总能量小于生成物的总能量，ΔH0
说
明
①a表示断裂旧化学键吸收的能量，也可以表示反应的活化能。
②b表示生成新化学键放出的能量，也可以表示活化分子结合成生成物分子所释放的能量。
③图中c表示反应的反应热，可通过计算焓变值求得。
(2)从化学键角度理解
(3)常见的放热与吸热反应
放热反应
吸热反应
常见反应
①可燃物的燃烧
②酸碱中和反应
③金属与酸的置换反应
④物质的缓慢氧化
⑤铝热反应
⑥大多数化合反应
①弱电解质的电离
②盐类的水解反应
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和H2O(g)、C和CO2的反应
⑤大多数的分解反应
【特别强调】
(1)有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热，但不属于放热反应。
(2)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然的联系，需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，如C＋O2CO2；常温下就能进行的反应不一定是放热反应，如NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应。
(3)分解反应不一定是吸热反应，如H2O2分解。
(4)需要加热或高温条件下进行的反应不一定是吸热反应，如铝热反应。
5．反应热、活化能图示
(1)在无催化剂的情况下，为正反应的活化能，为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。
(2)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。
【微专题】
焓变计算公式
(1)根据物质具有的能量来计算
ΔH＝E(总生成物)－E(总反应物)
(2)根据化学键的断裂与形成计算
ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和
(3)根据活化能计算
ΔH＝正反应物的活化能－逆反应的活化能
(4)根据燃烧热计算
ΔH＝反应物的燃烧热总和－生成物的燃烧热总和
(4)根据标准生成焓计算
ΔH＝生成物的标准生成焓总和－反应物的标准生成焓总和
6．热化学方程式
(1)概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
(2)意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，表示在25 ℃、101 kPa条件下，2_mol_H2(g)和1molO2(g)完全反应生成2molH2O(l)，放出571.6_kJ的热量。
(3)热化学方程式的书写步骤和注意事项
①书写步骤
②注意事项
【知识点辨析.正误判断】
(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化( )
(2)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( )
(3)所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行( )
(4)反应物的总能量低于生成物的总能量时，一定不能发生反应( )
(5)一个反应的焓变因反应物的用量和反应条件的改变而发生改变 ( )
(6)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关 ( )
(7)碳在空气燃烧生成CO2，该反应中化学能全部转化为热能( )
(8)C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定( )
(9)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同( )
(10)2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的焓变ΔH>0( )
(11)反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)，则将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出Q kJ的热量( )
(12)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1和2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2，则2ΔH1＝ΔH2( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)× (10)√ (11)× (12)×
【精准训练1】
1.下列说法正确的是( )
A．任何化学反应都伴随着能量的变化
B．升高温度或加入催化剂，可以改变化学反应的反应热
C．化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现
D．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH<0，则56 g CO和32 g O2所具有的总能量小于88 g CO2所具有的总能量
2．在25 ℃、101 kPa下，1 mol白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量和4 mol红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量关系如图所示：
由此判断，下列说法正确的是( )
A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定
B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定
C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定
D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定
3．某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为吸热反应，热效应等于ΔH
C．改变催化剂，可改变该反应的活化能
D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1＋E2
4．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( )
A．反应生成1 mol N2时转移4 mol e－
B．反应物能量之和大于生成物能量之和
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
5．化学键的键能是指气态基态原子形成1 mol化学键时所释放的能量，常用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是( )
共价键
H—H
F—F
H—F
C—F
C—Cl
C—I
E/(kJ·mol－1)
436
157
568
427
330
218
A.C—Br键键能的可能范围是218 kJ·mol－1
C．H2(g)===2H(g) ΔH＝＋436 kJ·mol－1
D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1
6．(1)101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 kJ的热量，反应的热化学方程式为
___________________________________________________________________________________________。
(2)0.3 mol乙硼烷(分子式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的热量，则其热化学方程式为_______________________________________________________________________________。
(3)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______________________________________。
(4)如图是1 mol NO2和1 mol 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：_________________________________________________________________________________。
考点二 燃烧热、中和热、能源
【核心知识梳理】
1．燃烧热
【特别强调】
①可燃物必须为1 mol，同时注明同素异形体的种类。
②与O2充分燃烧。
③生成物：C―→CO2(g)，H―→H2O(l)，S―→SO2(g)
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1molH2O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＝－57.3kJ·mol－1。
3．中和热的测定
(1)装置：(请在横线上填写仪器名称)
(2)计算公式：ΔH＝－
c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。
(3)实验步骤
(4)误差分析
①分析的依据
看实验中有哪些因素能造成(t终－t始)出现误差。若(t终－t始)偏大，则|ΔH|偏大；若(t终－t始)偏小，则|ΔH|偏小。
②误差分析实例
50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液反应的误差分析：
引起误差的实验操作
t终－t始
|ΔH|
保温措施不好
偏小
偏小
搅拌不充分
偏小
偏小
所用酸、碱浓度偏大
偏大
偏大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液
偏小
偏小
用同浓度的醋酸代替盐酸
偏小
偏小
用50 mL 0.50 mol·L－1NaOH溶液
偏小
偏小
(5)注意事项
①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是减少热量的散失；
②为保证酸完全中和，采取的措施是酸(或碱)稍过量。
③酸、碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液，因为浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。若用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量。
④测量酸、碱溶液温度时要过一段时间再读数，测量反应混合液温度时应随时读取温度值以记录最高温度。
⑤溶液混合要迅速，尽量减少热量的散失。
⑥为保证实验结果的准确性，重复实验2～3次，取其平均值。
4．能源
(1)能源分类
(2)解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。
②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
【微专题】
燃烧热与中和热的比较
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH<0，单位均为 kJ·mol－1
不同点
反应物的量
1mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1mol
反应热
的含义
101 kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量
表示方法
燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)
强酸与强碱反应的中和热
ΔH＝－57.3kJ·mol－1
①燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写其热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。
如C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5 518 kJ·mol－1，即C8H18的燃烧热ΔH为-5 518 kJ·mol－1。
②强酸与强碱在稀溶液中反应生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ，弱酸弱碱电离时吸热，其反应生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ；浓硫酸稀释时放热，其与强碱溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
【知识点辨析.正误判断】
(1)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能( )
(2)煤、石油、天然气均为化石能源，是可再生能源( )
(3)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一( )
(4)粮食作物是制乙醇燃料的主要原料( )
(5)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM 2.5的含量( )
(6)低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室气体的排放( )
(7)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( )
(8)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，放出的热量为57.3 kJ( )
(8)已知甲烷的燃烧热为890 kJ·mol－1，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890 kJ·mol－1( )
(10)反应中，储氢、释氢过程均无能量变化( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)√ (7)× (8)× (9)× (10)×
【精准训练2】
1．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是( )
A．直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B．天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源
C．人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值
D．地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
2．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH＝－393.5 kJ·mol－1、ΔH＝－285.8
kJ·mol－1、ΔH＝－890.31 kJ·mol－1、ΔH＝－2 800 kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.31 kJ·mol－1
D．C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
3．已知HCN(aq)与NaOH(aq)反应生成1 mol正盐的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热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．＋69.4 kJ·mol－1 D．＋45.2 kJ·mol－1
4．下列说法或表示法正确的是( )
A.CO(g)的燃烧热ΔH=-283.0 kJ·mol-1,则表示CO(g)的燃烧热的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
B.含0.5 mol草酸的稀溶液和含1 mol氢氧化钠的稀溶液混合,放出热量小于57.3 kJ
C.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,放出的热量等于57.3 kJ
D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,则氢气燃烧热的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
5．一些烷烃的燃烧热如下表：
化合物
燃烧热/(kJ·mol－1)
化合物
燃烧热/(kJ·mol－1)
甲烷
890.3
正丁烷
2 878.0
乙烷
1 559.8
异丁烷
2 869.6
丙烷
2 219.9
2甲基丁烷
3 531.3
下列表达正确的是( )
A．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1
B．稳定性：正丁烷>异丁烷
C．正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol－1
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
6．某实验小组用0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液进行反应热的测定。
(1)写出该反应的热化学方程式[生成1 mol H2O(l)时的反应热为－57.3 kJ·mol－1]：
________________________________________________________________________。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：
温度
次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2－t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL－1，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH＝________(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与－57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因不可能是(填字母)________。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
考点三 盖斯定律及其应用
【核心知识梳理】
1．盖斯定律
(1)内容：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
(2)实质：能量守恒
ΔH＝ΔH1+ΔH2
ΔH＝ΔH3+ΔH4+ΔH5
ΔH1+ΔH2＝ΔH3+ΔH4+ΔH5
ΔH1+ΔH2 -(ΔH3+ΔH4+ΔH5)=0
(3)意义：可间接计算某些难以直接测定的反应的反应热。
(4)应用
①计算反应热。如
a．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
b．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2
由a－b可得：CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2。
②判断反应热之间的关系：
反应焓变
焓变之间的关系
aA===B ΔH1A===B ΔH2
ΔH1＝aΔH2
aA===B ΔH1B===aA ΔH2
ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
2.应用盖斯定律的注意事项
(1)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且同时调整ΔH的符号。
(2)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
(3)热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也作相应加减。
(4)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。
(5)同一物质的三态变化(固、液、气)，状态由固―→液―→气变化时，会吸热；反之会放热。
物质三态转化时的能量变化
【精准训练2】
1．已知：①CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
则CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) 的ΔH为( )
A．＋478.7 kJ·mol－1 B．－764.5 kJ·mol－1
C．－478.7 kJ·mol－1 D．＋764.5 kJ·mol－1
2．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：
S(s)＋2KNO3(s)＋3C(g)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝x kJ·mol－1
已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1
S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol－1
2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1，则x为( )
A．3a＋b－c B．c－3a－b
C．a＋b－c D．c－a－b
3．已知室温下，将CuSO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A．ΔH1>0 B．ΔH2>ΔH3
C．ΔH3>ΔH1 D．ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
4．运用盖斯定律可方便地计算出难以通过实验直接测定的反应热。已知：
①P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－2 983.2 kJ·mol－1
②P(红磷，s)＋5/4O2(g)===1/4P4O10(s) ΔH＝－738.5 kJ·mol－1
则白磷转化为红磷的热化学方程式为( )
A．P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1
B．P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝＋29.2 kJ·mol－1
C．P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－2 244.7 kJ·mol－1
D．P4（白磷，s）===4P（红磷，s）ΔH＝＋2 244.7 kJ·mol－1
5．(1)【2019·全国卷Ⅱ，27(1)】已知：(g)===(g)＋H2(g) ΔH1＝100.3 kJ·mol－1 ①
H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1 ②
对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g) ③
ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)【2017·全国卷Ⅰ，28(2)】下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________________________________、________________________________________________________，制得等量H2所需能量较少的是________。
6．【2015·全国卷Ⅱ，27(1)】甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2
③CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键
H—H
C—O
CO
H—O
C—H
E/(kJ·mol－1)
436
343
1 076
465
413
由此计算ΔH1＝__________kJ·mol－1；
已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝_________________________________kJ·mol－1。
【真题感悟】
1．【2021·广东高考真题】“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是
A．煤油是可再生能源
B．燃烧过程中热能转化为化学能
C．火星陨石中的质量数为20
D．月壤中的与地球上的互为同位素
2．【2020•浙江1月选考】在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是( )
A．Ea为逆反应活化能，E为正反应活化能
B．该反应为放热反应，ΔH＝Ea’－Ea
C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量
D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移
3．【2021·浙江高考真题】相同温度和压强下，关于反应的，下列判断正确的是
A． B．
C． D．
4．【2021·浙江高考真题】已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键
H- H
H-O
键能/(kJ·mol-1)
436
463
热化学方程式
2H2(g) + O2 (g)=2H2O(g) ΔH= -482kJ·mol-1
则2O(g)=O2(g)的ΔH为
A．428 kJ·mol-1 B．-428 kJ·mol-1 C．498 kJ·mol-1 D．-498 kJ·mol-1
5．【2020•浙江7月选考】关于下列的判断正确的是( )
CO(aq)＋H+(aq)HCO(aq) ΔH1
CO(aq)＋H2O(l)HCO(aq)＋OH−(aq) ΔH2
OH−(aq)＋H+(aq)H2O(l) ΔH3
OH−(aq)＋CH3COOH(aq)CH3COO−(aq)＋H2O(l) ΔH4
A．ΔH1＜0 ΔH2＜0 B．ΔH1＜ΔH2 C．ΔH3＜0 ΔH4＞0 D．ΔH3＞ΔH4
6．【2020•天津卷】理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A．HCN比HNC稳定 B．该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．使用催化剂，可以改变反应的反应热
7．【2016•海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)＝57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热△H为( )
A．3.8×104kJ·mol-1 B．－3.8×104kJ·mol-1
C．3.4×104kJ·mol-1 D．－3.4×104kJ·mol-1
8．【2019•浙江4月选考】MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝CA项，Mg)：
M2+(g)＋CO32-(g) M2+(g)＋O2−(g)＋CO2(g)
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
9．【2017•江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是 ( )
①C(s) + H2O(g)=CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol−1
②CO(g) + H2O(g)=CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol−1
③CO2 (g) + 3H2 (g)=CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol−1
④2CH3OH(g)=CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·mol−1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)=CH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol−1
D．反应 2CO(g) + 4H2 (g) =CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1
10．依据盖斯定律填写下列空白
(1)【2019•新课标Ⅲ卷】近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·mol-1。
(2)【2019• 北京卷】氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是_____________________________________________________________________________。
②已知反应器中还存在如下反应：
i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1
ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3 ……
iii为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用__________反应的ΔH。
(3)【2019•天津卷】多晶硅是制作光伏电池的关键材料。回答下列问题：
Ⅰ．硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，该反应的热化学方程式为______________________________________________________________________________________。
Ⅱ．将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为：
①SiCl4 (g)+ H2(g) SiHCl3 (g)+ HCl (g) ΔH1>0
②3SiCl4(g)+2H2(g)+ Si(s) 4SiHCl3 (g) ΔH2<0
③2SiCl4(g)+H2(g)+ Si(s) + HCl (g) 3SiHCl3 (g) ΔH3
反应③的ΔH3=______（用ΔH1，ΔH2表示)。
(4)【2018•新课标Ⅰ卷】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛
应用。回答下列问题
已知：2N2O5(g)＝2N2O5(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 kJ·mol−1
2NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1
则反应N2O5(g)＝2NO2(g)+O2(g)的ΔH =_______ kJ·mol−1。
(5)【2018•新课标Ⅱ卷】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1
该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol−1。
【课时达标训练】
1．已知：①2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH＝－113.0 kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是( )
A．NO2(g)＋SO2(g)SO3(s)＋NO(g) ΔH＝－418.kJ·mol－1
B．SO3(g)＋NO(g)NO2(g)＋SO2(g) ΔH＝＋41.8 kJ·mol－1
C．NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－77.4 kJ·mol－1
D．NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－183.6 kJ·mol－1
2．已知某化学反应A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子结构为B—A—B)的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是( )
A．该反应是放热反应
B．该反应的ΔH＝－(E1－E2)kJ· mol－1
C．该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
D．由2 mol A(g)和4 mol B(g)形成4 mol A—B键吸收E2 kJ 能量
3．三元WO3/C3N4/Ni(OH)x光催化剂产氢机理如图。下列说法正确的是( )
A．TEOA→TEOA＋为还原反应 B．Ni(OH)x降低了H＋→H2的活化能
C．能量转化形式为太阳能→电能→化学能 D．WO3没有参与制氢反应过程
4．根据图中的能量关系，可求得C—H的键能为( )
A．414 kJ·mol－1 B．377 kJ·mol－1
C．235 kJ·mol－1 D．197 kJ·mol－1
5．反应N2＋3H22NH3的能量变化如图所示，其热化学方程式正确的是( )
A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝＋2(b＋c－a) kJ·mol－1
B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝＋2(b－a) kJ·mol－1
C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝－2(b＋c－a) kJ·mol－1
D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－(a＋b) kJ·mol－1
6．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－b kJ·mol－1；③部分化学键的键能数据如下表：
分子中的化学键
H—H
O===O
O—H
键能/(kJ·mol－1)
436
498
463
下列说法不正确的是( )
A．a>b B．反应①中反应物总键能小于生成物总键能
C．a＝482 D．H2(g)的燃烧热为0.5b kJ·mol－1
7．通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋ O2(g) ΔH1＝571.6 kJ·mol－1
②焦炭与水反应制氢：C(s)＋ H2O(g)===CO(g)＋ H2(g) ΔH2＝131.3 kJ·mol－1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋ H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3＝206.1 kJ·mol－1
A．反应①中电能转化为化学能 B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小 D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8 kJ·mol－1
8．25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5 518 kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是( )
A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
9．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；CuSO4·5H2O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
10．下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1>ΔH2的是( )
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
C．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH1 2SO3(g)===O2(g)＋2SO2(g) ΔH2
D．已知反应：C(s，金刚石)===C(s，石墨) ΔH<0， C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
11．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出旧印刷电路板上中的铜。已知：
Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝64.39 kJ·mol－1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.84 kJ·mol－1
在H2SO4溶液中Cu和H2O2反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于( )
A．－417.91 kJ·mol－1 B．－319.75 kJ·mol－1
C．＋546.69 kJ·mol－1 D．－448.46 kJ·mol－1
12．合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。部分1 mol物质完全燃烧生成常温下稳定氧化物的ΔH数据如下表：
物质
ΔH/(kJ·mol－1)
H2(g)
－285.8
CO(g)
－283.0
CH4(g)
－890.3
已知1 mol H2O(g)转化生成1 mol H2O(l)时放出热量44.0 kJ。下列CH4和水蒸气在高温下反应得到H2和CO的热化学方程式正确的是( )
A．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋206.1 kJ·mol－1
B．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH2＝－206.1 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝＋365.5 kJ·mol－1
D．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH4＝－365.5 kJ·mol－1
13．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法不正确的是( )
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1＞0
B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的大
C．相同条件下，HCl的ΔH3＋ΔH4比HI的大
D．一定条件下，气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝＋a kJ·mol－1
14．以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如下:
相关反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH1=-213 kJ·mol-1
反应Ⅱ:H2SO4(aq)SO2(g)+H2O(l)+O2(g) ΔH2=+327 kJ·mol-1
反应Ⅲ:2HI(aq)H2(g)+I2(g) ΔH3=+172 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.该过程实现了太阳能到化学能的转化
B.SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用
C.总反应的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+572 kJ·mol-1
D.该过程降低了水分解制氢反应的活化能,使总反应的ΔH减小
15．乙二醛(OHCCHO)与O2反应历程中所涉的反应物(OHCCHO、O2)、过渡态、中间体及产物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)相对能量如图。下列说法错误的是
A．乙二醛氧化历程中涉及极性键和非极性键的断裂
B．乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反应均为放热反应
C．乙二醛氧化历程中，若加入催化剂，能提高乙二醛的平衡转化率
D．乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为：反应物→TSl
16．铁触媒催化合成氨的反应可表示为 N2(g)+ H2(g) NH3(g)，该反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用“ad”表示。下列说法错误的是
A．氨气在催化剂表面的脱附是放热过程
B．该反应的ΔH=-46 kJ/mol
C．历程中只涉及到共价键的断裂与形成
D．反应在历程中速率最慢
17．乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下，能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是
A．第①、②、③步反应都是放热反应 B．第①步反应只断裂了碳碳键
C．第①步反应的活化能比第②步反应的活化能大 D．由图1可知，总反应不需要加热就能进行
18．(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH>0，则稳定性：金刚石 (填“>”“<”)石墨。
(2)已知：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2，则ΔH1 (填“>”或“<”)ΔH2。
(3)“嫦娥”五号预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJ·mol－1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式： 。
(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则CO的燃烧热为ΔH＝ 。(5)0.50 L 2.00 mol·L－1 H2SO4溶液与2.10 L 1.00 mol·L－1 KOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中
和热ΔH＝ 。
(6)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是 。
19．解答下列问题
(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na—Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－a kJ·mol－1
C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1
试写出25 ℃、101 kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式：
。
(2)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。工业上常用催化还原法和碱吸收法处理SO2气体。1 mol CH4完全燃烧生成气态水和1 mol S(g)燃烧的能量变化如下图所示：
在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式：
。
(3)合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中I2O5常用于定量测定CO的含量。已知2I2(s)＋5O2(g)===2I2O5(s) ΔH＝－76 kJ·mol－1；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1。则该测定反应的热化学方程式为 。
(4)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。
汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。
已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1
CO2(g)===C(s)＋O2(g) ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1
则反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝ kJ·mol－1。
(5)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知：CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)
2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－b kJ·mol－1(b>0)
若用CO还原NO2至N2，当消耗标准状况下3.36 L CO时，放出的热量为 kJ(用含有a和b的代数式表示)。
20．近年来,雾霾天气严重影响了人们的身体健康,环境问题越来越受到人们的重视。处理大气中的污染物,打响“蓝天白云”保卫战是当前的重要课题。请回答下列问题:
(1)汽车尾气中含有较多的NOx和CO,这些气体均会使人体中毒。可以利用如下化学方法将其转化为无毒无害的物质。已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1①
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-564 kJ·mol-1②
请写出把汽车尾气转化为无毒无害的物质的热化学方程式: 。
(2)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式A:CH3OH*CH3O*+H* Ea=+103.1 kJ·mol-1
方式B:CH3OH*CH3*+OH* Eb=+249.3 kJ·mol-1
由活化能E值推测,甲醇裂解过程主要历经的方式应为 (填“A”或“B”)。
(3)如图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为 。
【热化学方程式及盖斯定律】答案
【精准训练1】
1．答案 A
解析 化学反应的实质为旧键的断裂和新键的形成，任何化学反应都伴随着能量的变化，故A项正确；反应热与催化剂无关，故B项错误；化学反应中的能量变化以热能、电能、光能等形式体现，故C项错误；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，故D项错误。
2．答案 D
解析 由图像知：白磷比红磷能量高，能量越高越不稳定，故红磷比白磷稳定，红磷转化为白磷时需要吸收能量，属于吸热反应。
3．答案 C
解析 由图可知，a是没有催化剂参与的反应过程，b是有催化剂参与的变化过程，反应物能量高于生成物能量，所以反应放热，C项正确。
4．答案 A
解析 N2O与NO反应的化学方程式为N2O＋NO===N2＋NO2，生成1 mol N2时转移2 mol e－，A项错误；由图可知，反应物能量之和大于生成物能量之和，反应的热化学方程式为N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g) ΔH＝(209－348)kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1，B、C项正确；由于该反应放热，所以反应物断键吸收的能量之和小于生成物成键放出的能量之和，D项正确。
5．答案 D
解析 本题考查利用键能计算反应热。由表中键能数据可知，C—F键、C—Cl键、C—I键的键能依次减小，则E(C—Br)介于E(C—Cl)和E(C—I)之间，其可能范围是218 kJ·mol－1
(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2 165 kJ·mol－1
(3)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2Q kJ·mol－1
(4)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234 kJ·mol－1
解析
(1)1 mol CH4完全燃烧需要2 mol O2，生成1 mol CO2和2 mol液态水，热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。
(2)1 mol乙硼烷在O2中燃烧放出的热量为649.5 kJ×＝2 165 kJ，热化学方程式为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJ·mol－1。
(3)由题意可知，生成n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝1 mol，由碳原子守恒可知，需要乙醇为 mol，热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol－1。
(4)由题图可知，其热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
【精准训练2】
1．答案 B
解析 A项，将煤进行深加工后，脱硫处理、气化处理能很好地减少污染气体，提高燃烧效率，燃烧的效果好，错误；C项，有时需要通过吸热反应吸收热量降低环境温度，有利用价值，如“摇摇冰”的上市就是利用了吸热反应原理，错误；D项，地热能、风能和氢能都属于新能源，天然气是化石燃料，不属于新能源，错误。
2．答案 D
解析 燃烧热是指1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，根据燃烧热的定义判断热化学方程式是否正确．A．1mol C完全燃烧应生成CO2放出的热量为C的燃烧热，故A错误； B．2molH2完全燃烧生成的稳定的氧化物液态水，放热反应的△H为负值，ΔH =-571.6kJ/mol，故B错误； C．1mol CH4完全燃烧生成稳定的氧化物为CO2和液态水，故C错误； D．1mol葡萄糖完全燃烧生成CO2和H2O（l），燃烧热为2800kJ·mol－1，故D正确；故选D。
3．答案 D
解析 由题意可写出热化学方程式：①HCN(aq)＋OH－(aq)===CN－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，由①－②可得 HCN(aq)CN－(aq)＋H＋(aq)
ΔH＝(－12.1 kJ·mol－1)－(－57.3 kJ·mol－1)＝＋45.2 kJ·mol－1，D正确。
4．答案 B
解析 燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧时放出的能量,CO(g)的燃烧热ΔH=-283.0 kJ·mol-1,则表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为CO(g)+½O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,故A错误;草酸是二元弱酸,电离过程吸热,含0.5 mol草酸的稀溶液和含1 mol氢氧化钠的稀溶液混合,放出热量小于57.3 kJ,故B正确;在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,由于浓硫酸稀释放热,所以将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ,故C错误;2 g H2的物质的量是1 mol,完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,故D错误。
5．答案 C
解析：选C 乙烷的燃烧热为1 559.8 kJ·mol－1，说明完全燃烧1 mol乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1 559.8 kJ的热量，所以正确的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－3 119.6 kJ·mol－1，A项错误；由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即稳定性：正丁烷<异丁烷，B项错误；正戊烷和2甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热比较可知，互为同分异构体的烷烃，支链多的燃烧热小，则正戊烷的燃烧热大于2甲基丁烷，即正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol－1，C项正确；由题表数据分析可知，相同质量的烷烃，氢的质量分数越大，燃烧放热越多，D项错误。
6．答案
(1)H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
(2)①4.0 ②－53.5 kJ·mol－1 ③b
解析
(2)①第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值为4.0 ℃。
②ΔH＝－＝－53.5 kJ·mol－1。
③放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读的较高等原因。
【精准训练3】
1．答案 B
解析 分析题给热化学方程式可知，要得到目标热化学方程式，应将①和②中的H2(g)消去，而①和②中的H2(g)分别在方程式的两边，因此通过②×2＋①即可得到目标热化学方程式，则CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝(－285.8 kJ·mol－1×2)＋(－192.9 kJ·mol－1)＝－764.5 kJ·mol－1。
2．答案 A
解析 由题可得C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1① S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol－1
②2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1③
由盖斯定律得①×3＋②－③为所给方程式，即x＝3a＋b－c，选A。
3．答案 C
解析 A项，CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s)，为吸热反应，ΔH1>0，正确；B项，ΔH2>0，ΔH3<0，则ΔH2>ΔH3，正确；C项，ΔH3<0，ΔH1>0，则ΔH3<ΔH1，错误；D项，根据盖斯定律可知：ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，正确。
4．答案 A
解析 反应②×4可得③4P(红磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－2 954 kJ·mol－1。可见等质量的白磷比红磷含有的能量高，物质含有的能量越高，物质的稳定性就越弱。由①－③整理可得：P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1，A正确。
5．(1)答案 89.3
解析 根据盖斯定律，由反应①＋反应②得反应③，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(100.3－11.0)kJ·mol－1＝
＋89.3 kJ·mol－1。
(2)答案
H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋286 kJ·mol－1
H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝＋20 kJ·mol－1 系统(Ⅱ)
解析 令题干中的四个热化学方程式分别为：
①H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋O2(g) ΔH1＝＋327 kJ·mol－1
②SO2(g)＋I2(s)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq) ΔH2＝－151 kJ·mol－1
③2HI(aq)===H2(g)＋I2(s) ΔH3＝＋110 kJ·mol－1
④H2S(g)＋H2SO4(aq)===S(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4＝＋61 kJ·mol－1
根据盖斯定律，将①＋②＋③可得，系统(Ⅰ)中的热化学方程式：
H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝327 kJ·mol－1－151 kJ·mol－1＋110 kJ·mol－1＝286 kJ·mol－1
同理，将②＋③＋④可得，系统(Ⅱ)中的热化学方程式：
H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－151 kJ·mol－1＋110 kJ·mol－1＋61 kJ·mol－1＝20 kJ·mol－1
由所得两热化学方程式可知，制得等量H2所需能量较少的是系统(Ⅱ)。
6．答案 －99 ＋41
解析 根据键能与反应热的关系可知，ΔH1＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝(1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1)－(413 kJ·mol－1×3＋343 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1)＝－99 kJ·mol－1。
根据质量守恒定律：由②－①可得：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)，结合盖斯定律可得：ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58 kJ·mol－1)－(－99 kJ·mol－1)＝＋41 kJ·mol－1。
【真题感悟】
1．答案 C
解析 A．煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误；B．氢气的燃烧过程放出热量，将化学能变为热能，故B错误；C．元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的 20Ne 质量数为20，故C正确；D．同位素须为同种元素，3He 和 3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误；故选C。
2．答案 D
解析 A项，由图可知， Ea为正反应活化能，E为逆反应活化能，故A错误；B项，由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，反应热ΔH＝—(Ea’－Ea)，故B错误；C项，在相同温度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，称为活化分子，则所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量，故C错误；D项，该反应为放热反应，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡向吸热的逆反应方向移动，故D正确；故选D。
3．答案 C
解析 一般的烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应，但是，由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性，苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯时，破坏了苯环结构的稳定性，因此该反应为吸热反应。
A．环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此， ，A不正确；
B．苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即，B不正确；C．环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放反应，，由于1mol 1，3-环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，其；苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯的反应为吸热反应（），根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热，因此，C正确； D．根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热，因此，D不正确。综上所述，本题选C。
4．答案 D
解析 反应的ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)；-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/mol，解得O-O键的键能为498kJ/mol，2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。
5．答案 B
解析 碳酸氢根的电离属于吸热过程，则CO(aq)+H+(aq)=HCO3- (aq)为放热反应，所以△H1<0；CO(aq)+H2O(l)HCO3- (aq)+OHˉ(aq)为碳酸根的水解离子方程式，CO的水解反应为吸热反应，所以△H2>0；OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以△H3<0；醋酸与强碱的中和反应为放热反应，所以△H4<0；但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以醋酸与强碱反应过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则△H4>△H3；综上所述，只有△H1<△H2正确，故选B。
6．答案 D
解析 A项，根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低，再根据能量越低越稳定，因此HCN比HNC稳定，故A正确；B项，根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1-0=+59.3 kJ·mol-1，故B正确；C项，根据图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应的活化能大于逆反应的活化能，故C正确；D项，使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路径，反应热只与反应物和生成物的总能量有关，故D错误。故选D。
7．答案 D
解析 燃烧热指的是燃烧1mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104kJ，则燃烧1mol油酸甘油酯释放出热量为3.4×104kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热△H=－3.4×104kJ·mol-1
8．答案 C
解析 根据盖斯定律，得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,又易知Ca2+半径大于Mg2+半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3,CaO的离子键强度弱于MgO。A．ΔH1表示断裂CO32-和M2+的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，A项正确；B．ΔH2表示断裂CO32-中共价键形成O2−和CO2吸收的能量，与M2+无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，B项正确；C．由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0，C项错误；D．由上分析可知ΔH1+ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，D项正确。故故选C。
9．答案 C
解析 A．反应①、②的生成物CO2和H2是反应③的反应物，A正确；B．反应③可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B正确；C．4个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，所以C错误；D．把反应②③④三个反应按(②+③)2+④可得该反应及对应的焓变，D正确。故选C。
10．(1)答案 ﹣116
解析 根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III)×2得4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)
∆H=（∆H1+∆H2+∆H3)×2=-116kJ∙mol-1
(2)答案 ① CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2 ② C(s)+CO2(g)=2CO(g)
解析 ①由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为
CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2；②ⅰ-ⅱ可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),设为ⅳ，用ⅳ-ⅲ可得C(s)+CO2(g)=2CO(g)，因为还需利用C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应的焓变。
(3)答案 Ⅰ． Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g)
Ⅱ．ΔH2-ΔH1
解析 I.参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl，生成的是气态的SiHCl3和氢气，反应条件是300℃，配平后发现SiHCl3的化学计量数恰好是1mol，由此可顺利写出该条件下的热化学方程式：Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) ∆H=-225kJ·mol-1 II.将反应①反向，并与反应②直接相加可得反应③，所以∆H3=∆H2-∆H1，因∆H2<0、∆H1>0，所以∆H3必小于0，即反应③正反应为放热反应。
(4)答案 53.1
解析 已知：ⅰ、2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) △H1＝－4.4kJ/mol ⅱ、2NO2(g)＝N2O4(g) △H2＝－55.3kJ/mol
根据盖斯定律可知ⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g) △H1＝＋53.1kJ/mol
(5)答案 247
解析 根据盖斯定律可知③×2－②－①即得到该催化重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=＋247 kJ·mol−1。
【课时达标训练】
1．答案 B
解析 选B 根据盖斯定律，由(－①＋②)÷2，整理可得：SO3(g)＋NO(g)NO2(g)＋SO2(g) ΔH＝(＋196.6 kJ·mol－1－113.0 kJ·mol－1)÷2＝＋41.8 kJ·mol－1，故B正确。
2．答案 C
解析 根据图示知，反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应是吸热反应，故A错误；该反应的ΔH＝＋(E1－E2)kJ· mol－1，故B错误；焓变＝反应物的键能总和－生成物的键能总和，焓变大于0，故C正确；由2 mol A(g)和4 mol B(g)形成4 mol A—B键放出E2 kJ能量，故D错误。
3．答案 B
解析TEOA→TEOA＋为失去电子的反应，是氧化反应，故A错误；由题图可知，Ni(OH)x是H＋→H2的催化剂，故其可以降低该反应的活化能，故B正确；能量转化形式为太阳能→化学能，故C错误；WO3作为催化剂，参与了制氢反应过程，故D错误。
4．答案 A
解析 由能量关系图，C(s)键能为717 kJ·mol－1，H2键能为(864÷2)kJ·mol－1＝432 kJ·mol－1，C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·mol－1，设C—H的键能为x，则反应热ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝717 kJ·mol－1＋432 kJ·mol－1×2－4x＝－75 kJ·mol－1，解得x＝414 kJ·mol－1。
5．答案 C
解析 由题图可知，反应物的能量高，则合成氨的反应为放热反应，由于 mol N2(g)和 mol H2(g)的总能量比1 mol NH3(g)的能量大(b－a) kJ，故热化学方程式为N2(g)＋H2(g)NH3(g) ΔH＝－(b－a)kJ·mol－1，则N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－2(b－a)kJ·mol－1，故B、D错误；由于 mol N2(g)和 mol H2(g)的总能量比1 mol NH3(l)的能量大(b＋c－a)kJ，故热化学方程式为N2(g)＋H2(g)NH3(l) ΔH＝－(b＋c－a) kJ·mol－1，则N2(g)＋3H2(g)2NH3(l) ΔH＝－2(b＋c－a)kJ·mol－1，故A错误，C正确。
6．答案 A
解析 等量的H2(g)完全反应生成H2O(l)放出的热量比生成H2O(g)放出的热量多，则有a
解析 反应①中是光能转化为化学能，A错误；反应②中ΔH>0，为吸热反应，B错误；催化剂只降低反应的活化能，不影响反应的焓变，C错误；根据盖斯定律，目标反应可由反应③－②获得，ΔH＝206.1 kJ·mol－1－131.3 kJ·mol－1＝74.8 kJ·mol－1，D正确。
8．答案 B
解析 A项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和热是指反应生成1 mol H2O(l)时的反应热，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应放出的热量会增加，生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ，错误；C项，燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量，产物中的水应为液态水，错误；D项，当2 mol辛烷完全燃烧时，产生的热量为11 036 kJ，且辛烷应为液态，错误。
9．答案 B
解析 1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH1>0，1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故 ΔH2<0，1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水， CuSO4·5H2O的分解为吸热反应，即ΔH3>0，根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1<ΔH3。
10．答案 A
解析 A项： 由于H2O(l)===2H2O(g) ΔH>0，则ΔH2＋ΔH＝ΔH1，ΔH1－ΔH2＝ΔH>0，故ΔH1>ΔH2，正确。B项： 由于S(s)===S(g) ΔH>0，则ΔH＋ΔH1＝ΔH2，ΔH2－ΔH1＝ΔH>0，故ΔH2>ΔH1，错误。C项：SO2氧化成SO3是放热反应，ΔH1<0，SO3分解成SO2是吸热反应，ΔH2>0，故ΔH2>ΔH1，错误。D项： 根据盖斯定律ΔH1＝ΔH＋ΔH2，ΔH1－ΔH2＝ΔH<0，则ΔH1<ΔH2，错误。
11．答案 B
解析 由①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g) ΔH1＝64.39 kJ·mol－1；②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH2＝－196.6 kJ·mol－1；③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.84 kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①＋②×＋③得到反应Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝64.39 kJ·mol－1＋(－196.6 kJ·mol－1)×＋(－285.84 kJ·mol－1)＝－319.75 kJ·mol－1，即Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－319.75 kJ·mol－1，B项正确。
12．答案 A
解析 根据提供信息可以写出下列热化学方程式：①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1
②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－890.3 kJ·mol－1
④H2O(g)===H2O(l) ΔH4＝－44.0 kJ·mol－1根据盖斯定律，由③＋④－②－①×3可得CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝ΔH3＋ΔH4－ΔH2－ΔH1×3＝－890.3 kJ·mol－1－44.0 kJ·mol－1＋283.0 kJ·mol－1＋285.8 kJ·mol－1×3＝206.1 kJ·mol－1。
13．答案 C
解析 A项，已知HF气体溶于水放热，则HF气体溶于水的逆过程吸热，即HF的ΔH1＞0，正确；B项，由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下HCl的ΔH2比HBr的大，正确；C项，ΔH3＋ΔH4代表H(g)―→H＋(aq)的焓变，与是HCl还是HI无关，错误；D项，一定条件下，气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则断开1 mol H—X键形成气态原子吸收a kJ的能量，即为ΔH2＝＋a kJ·mol－1，正确。
14．答案 D
解析 通过流程图可知,反应Ⅱ和Ⅲ实现了太阳能到化学能的转化,故A正确;根据流程总反应为
H2OH2↑+O2↑可知,SO2和I2起到催化剂的作用,故B正确;反应Ⅰ+反应Ⅱ+反应Ⅲ,得到H2O(l)H2(g)+O2(g) ΔH=(-213+327+172) kJ·mol-1=+286 kJ·mol-1,故C正确;ΔH只与反应的始态和终态有关,该过程降低了水分解制氢的活化能,但ΔH不变,故D错误。
15．答案C
解析A．乙二醛氧化历程中，反应物O2中的O=O非极性键及乙二醛中C-H极性键的断裂，A正确；B．由图可知，乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸时，生成物的总能量都小于反应物的总能量，发生反应放出热量，因此这些反应均为放热反应，B正确；C．催化剂只能改变反应途径，降低反应的活化能，但不改变化学平衡状态，因此催化剂不能提高乙二醛的平衡转化率，C错误；D．乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为活化能最大的步骤，反应物→TS1的活化能最高，速率最慢，所以乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1，D正确；故合理选项是C。
16．答案 A
解析 A．由图可以看出，NH3脱附后所具有的能量大于脱附前的能量，因此脱附是吸热过程，故A错误； B．由图可知，反应后 N2和 H2所具有的能量减少了46 kJ/mol，因此该反应的ΔH=-46 kJ/mol，故B正确；C．该反应只有共价键且涉及到共价键的断裂与生成，故C正确；D．反应过程中所需能量最多，（最大能垒处）反应速率最慢，由图可知所需最多能量处是Nad和3Nad生成NHad和2Had的过程，方程式为：，故D正确；故选A。
17．答案 C
解析 由图可知，第②③步反应：反应物的总能量均大于生成物的总能量，则第②③步反应均为放热反应，①步反应是吸热反应；第①步反应断裂了碳碳键、碳氢键，第②步反应形成氧氢键，第②③步反应断开氧氢键。A．由图可知，第②③步反应：反应物的总能量均大于生成物的总能量，则第②③步反应均为放热反应，但第①步反应生成物的总能量大于反应物的总能量，属于吸热过程，故A错误；B． 第①步反应断裂了碳碳键、碳氢键，故B错误；C． 由图可知，第①步反应的活化能最大，第①步反应的活化能比第②步反应的活化能大，故C正确； D． 由图1可知，总反应是放热反应，与反应条件没有必然联系，故D错误；故选C。
18．答案
(1)<
(2)<
(3)2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 096.7 kJ·mol－1
(4)－282.6 kJ·mol－1
(5)－57.3 kJ·mol－1
(6)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
解析 (1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH>0，说明该反应是吸热反应，因此石墨的总能量低于金刚石的总能量，而能量越低，物质越稳定，故稳定性：金刚石<石墨。
(2)ΔH1表示碳完全燃烧的反应热，ΔH2表示碳不完全燃烧的反应热，碳完全燃烧放热多，且放热越多ΔH越小。因此，ΔH1<ΔH2。
(3)根据盖斯定律，由2×②－①得：2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝2×(－543 kJ·mol－1)－(＋10.7 kJ·mol－1)＝－1 096.7 kJ·mol－1。
(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ的热量，则1 mol CO(即28 g CO)完全燃烧放出的热量是141.3 kJ×2＝282.6 kJ，即CO的燃烧热ΔH＝－282.6 kJ·mol－1。
(6)N2与H2反应生成NH3的热化学方程式可表示为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－2×3E(N—H)＝946 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1。
19．答案
(1)8CO2(g)＋25H2(g)===C8H18(l)＋16H2O(l)ΔH＝－(25a－b) kJ·mol－1
(2)CH4(g)＋2SO2(g)===2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋352 kJ·mol－1
(3)5CO(g)＋I2O5(s)===5CO2(g)＋I2(s) ΔH＝－1 377 kJ·mol－1
(4)－746.5
(5)或
解析
(1)已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH1＝－a kJ·mol－1，②C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①×25－②得8CO2(g)＋25H2(g)===C8H18(l)＋16H2O(l)，ΔH＝25ΔH1－ΔH2＝－(25a－b) kJ·mol－1。
(2)根据图像可知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝Ea1－Ea2＝126 kJ·mol－1－928 kJ·mol－1＝－802 kJ·mol－1；②S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－577 kJ·mol－1；根据盖斯定律可知①－②×2即得到CH4(g)＋2SO2(g)===CO2(g)＋2S(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋352 kJ·mol－1。
(3)依次设反应为①、②，根据盖斯定律，反应①×＋②×得到5CO(g)＋I2O5(s)===5CO2(g)＋I2(s) ΔH＝－1 377 kJ·mol－1。
(4)将反应编号，N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1 ①
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1 ②
CO2(g)===C(s)＋O2(g) ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1 ③
应用盖斯定律，由－(①＋②＋③×2)得反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝－746.5 kJ·mol－1。
(5)依次设反应为①、②，根据盖斯定律①×2＋②得 4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－(2a＋b) kJ·mol－1，标准状况下3.36 L CO的物质的量是0.15 mol，放出的热量为 kJ。
20．答案
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-744 kJ·mol-1
(2)A (3)CHO*+3H*CO*+4H*
解析
(1)汽车尾气中含有的NO和CO可转化为无毒的N2和CO2,化学方程式为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),该反应可由反应②-反应①得到,则ΔH=-564 kJ·mol-1-(+180 kJ·mol-1)=-744 kJ·mol-1,所以热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-744 kJ·mol-1。
(2)一般来说,活化能低化学反应速率快,在相同的时间内,可以得到更多的产物,因此甲醇裂解过程主要经历的方式应为A。
(3)反应热=生成物的能量-反应物的能量,放热最多,则生成物的能量与反应物的能量差值最大。根据图示可知,过渡态Ⅳ两端的中间产物能量差值最大,放热最 多,化学方程式为CHO*+3H*CO*+4H*。
专题1.7 热化学方程式及盖斯定律
【考纲要求】
1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。
2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。
4.了解焓变与反应热的含义。
5.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
6.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。
考点一 焓变、热化学方程式
【核心知识梳理】
1．化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。
(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。
2．化学反应的实质与特征
3．焓变、反应热
(1)焓(H)
用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH)
ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。单位kJ·mol－1。
(3)反应热
指当化学反应在一定压强下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。
(4)焓变与反应热的关系
对于恒压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：ΔH＝Qp。
4．吸热反应与放热反应
(1)从能量高低角度理解
放热反应
吸热反应
图示
能量
高低
反应物的总能量大于生成物的总能量，ΔH0
反应物的总能量小于生成物的总能量，ΔH0
说
明
①a表示断裂旧化学键吸收的能量，也可以表示反应的活化能。
②b表示生成新化学键放出的能量，也可以表示活化分子结合成生成物分子所释放的能量。
③图中c表示反应的反应热，可通过计算焓变值求得。
(2)从化学键角度理解
(3)常见的放热与吸热反应
放热反应
吸热反应
常见反应
①可燃物的燃烧
②酸碱中和反应
③金属与酸的置换反应
④物质的缓慢氧化
⑤铝热反应
⑥大多数化合反应
①弱电解质的电离
②盐类的水解反应
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和H2O(g)、C和CO2的反应
⑤大多数的分解反应
【特别强调】
(1)有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热，但不属于放热反应。
(2)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然的联系，需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，如C＋O2CO2；常温下就能进行的反应不一定是放热反应，如NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应。
(3)分解反应不一定是吸热反应，如H2O2分解。
(4)需要加热或高温条件下进行的反应不一定是吸热反应，如铝热反应。
5．反应热、活化能图示
(1)在无催化剂的情况下，为正反应的活化能，为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。
(2)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。
【微专题】
焓变计算公式
(1)根据物质具有的能量来计算
ΔH＝E(总生成物)－E(总反应物)
(2)根据化学键的断裂与形成计算
ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和
(3)根据活化能计算
ΔH＝正反应物的活化能－逆反应的活化能
(4)根据燃烧热计算
ΔH＝反应物的燃烧热总和－生成物的燃烧热总和
(4)根据标准生成焓计算
ΔH＝生成物的标准生成焓总和－反应物的标准生成焓总和
6．热化学方程式
(1)概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
(2)意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，表示在25 ℃、101 kPa条件下，2_mol_H2(g)和1molO2(g)完全反应生成2molH2O(l)，放出571.6_kJ的热量。
(3)热化学方程式的书写步骤和注意事项
①书写步骤
②注意事项
【知识点辨析.正误判断】
(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化( )
(2)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( )
(3)所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行( )
(4)反应物的总能量低于生成物的总能量时，一定不能发生反应( )
(5)一个反应的焓变因反应物的用量和反应条件的改变而发生改变 ( )
(6)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关 ( )
(7)碳在空气燃烧生成CO2，该反应中化学能全部转化为热能( )
(8)C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定( )
(9)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同( )
(10)2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的焓变ΔH>0( )
(11)反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)，则将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出Q kJ的热量( )
(12)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1和2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2，则2ΔH1＝ΔH2( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)× (10)√ (11)× (12)×
【精准训练1】
1.下列说法正确的是( )
A．任何化学反应都伴随着能量的变化
B．升高温度或加入催化剂，可以改变化学反应的反应热
C．化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现
D．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH<0，则56 g CO和32 g O2所具有的总能量小于88 g CO2所具有的总能量
2．在25 ℃、101 kPa下，1 mol白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量和4 mol红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量关系如图所示：
由此判断，下列说法正确的是( )
A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定
B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定
C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定
D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定
3．某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为吸热反应，热效应等于ΔH
C．改变催化剂，可改变该反应的活化能
D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1＋E2
4．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( )
A．反应生成1 mol N2时转移4 mol e－
B．反应物能量之和大于生成物能量之和
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
5．化学键的键能是指气态基态原子形成1 mol化学键时所释放的能量，常用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是( )
共价键
H—H
F—F
H—F
C—F
C—Cl
C—I
E/(kJ·mol－1)
436
157
568
427
330
218
A.C—Br键键能的可能范围是218 kJ·mol－1
C．H2(g)===2H(g) ΔH＝＋436 kJ·mol－1
D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－25 kJ·mol－1
6．(1)101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 kJ的热量，反应的热化学方程式为
___________________________________________________________________________________________。
(2)0.3 mol乙硼烷(分子式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的热量，则其热化学方程式为_______________________________________________________________________________。
(3)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______________________________________。
(4)如图是1 mol NO2和1 mol 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：_________________________________________________________________________________。
考点二 燃烧热、中和热、能源
【核心知识梳理】
1．燃烧热
【特别强调】
①可燃物必须为1 mol，同时注明同素异形体的种类。
②与O2充分燃烧。
③生成物：C―→CO2(g)，H―→H2O(l)，S―→SO2(g)
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1molH2O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＝－57.3kJ·mol－1。
3．中和热的测定
(1)装置：(请在横线上填写仪器名称)
(2)计算公式：ΔH＝－
c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。
(3)实验步骤
(4)误差分析
①分析的依据
看实验中有哪些因素能造成(t终－t始)出现误差。若(t终－t始)偏大，则|ΔH|偏大；若(t终－t始)偏小，则|ΔH|偏小。
②误差分析实例
50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液反应的误差分析：
引起误差的实验操作
t终－t始
|ΔH|
保温措施不好
偏小
偏小
搅拌不充分
偏小
偏小
所用酸、碱浓度偏大
偏大
偏大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液
偏小
偏小
用同浓度的醋酸代替盐酸
偏小
偏小
用50 mL 0.50 mol·L－1NaOH溶液
偏小
偏小
(5)注意事项
①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是减少热量的散失；
②为保证酸完全中和，采取的措施是酸(或碱)稍过量。
③酸、碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液，因为浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。若用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量。
④测量酸、碱溶液温度时要过一段时间再读数，测量反应混合液温度时应随时读取温度值以记录最高温度。
⑤溶液混合要迅速，尽量减少热量的散失。
⑥为保证实验结果的准确性，重复实验2～3次，取其平均值。
4．能源
(1)能源分类
(2)解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。
②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
【微专题】
燃烧热与中和热的比较
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH<0，单位均为 kJ·mol－1
不同点
反应物的量
1mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1mol
反应热
的含义
101 kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量
表示方法
燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)
强酸与强碱反应的中和热
ΔH＝－57.3kJ·mol－1
①燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写其热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。
如C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5 518 kJ·mol－1，即C8H18的燃烧热ΔH为-5 518 kJ·mol－1。
②强酸与强碱在稀溶液中反应生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ，弱酸弱碱电离时吸热，其反应生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ；浓硫酸稀释时放热，其与强碱溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
【知识点辨析.正误判断】
(1)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能( )
(2)煤、石油、天然气均为化石能源，是可再生能源( )
(3)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一( )
(4)粮食作物是制乙醇燃料的主要原料( )
(5)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM 2.5的含量( )
(6)低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室气体的排放( )
(7)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( )
(8)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，放出的热量为57.3 kJ( )
(8)已知甲烷的燃烧热为890 kJ·mol－1，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890 kJ·mol－1( )
(10)反应中，储氢、释氢过程均无能量变化( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)√ (7)× (8)× (9)× (10)×
【精准训练2】
1．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是( )
A．直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B．天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源
C．人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值
D．地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
2．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH＝－393.5 kJ·mol－1、ΔH＝－285.8
kJ·mol－1、ΔH＝－890.31 kJ·mol－1、ΔH＝－2 800 kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.31 kJ·mol－1
D．C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
3．已知HCN(aq)与NaOH(aq)反应生成1 mol正盐的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热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．＋69.4 kJ·mol－1 D．＋45.2 kJ·mol－1
4．下列说法或表示法正确的是( )
A.CO(g)的燃烧热ΔH=-283.0 kJ·mol-1,则表示CO(g)的燃烧热的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
B.含0.5 mol草酸的稀溶液和含1 mol氢氧化钠的稀溶液混合,放出热量小于57.3 kJ
C.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,放出的热量等于57.3 kJ
D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,则氢气燃烧热的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
5．一些烷烃的燃烧热如下表：
化合物
燃烧热/(kJ·mol－1)
化合物
燃烧热/(kJ·mol－1)
甲烷
890.3
正丁烷
2 878.0
乙烷
1 559.8
异丁烷
2 869.6
丙烷
2 219.9
2甲基丁烷
3 531.3
下列表达正确的是( )
A．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1
B．稳定性：正丁烷>异丁烷
C．正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol－1
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
6．某实验小组用0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液进行反应热的测定。
(1)写出该反应的热化学方程式[生成1 mol H2O(l)时的反应热为－57.3 kJ·mol－1]：
________________________________________________________________________。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：
温度
次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值(t2－t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL－1，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH＝________(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与－57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因不可能是(填字母)________。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
考点三 盖斯定律及其应用
【核心知识梳理】
1．盖斯定律
(1)内容：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
(2)实质：能量守恒
ΔH＝ΔH1+ΔH2
ΔH＝ΔH3+ΔH4+ΔH5
ΔH1+ΔH2＝ΔH3+ΔH4+ΔH5
ΔH1+ΔH2 -(ΔH3+ΔH4+ΔH5)=0
(3)意义：可间接计算某些难以直接测定的反应的反应热。
(4)应用
①计算反应热。如
a．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
b．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2
由a－b可得：CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2。
②判断反应热之间的关系：
反应焓变
焓变之间的关系
aA===B ΔH1A===B ΔH2
ΔH1＝aΔH2
aA===B ΔH1B===aA ΔH2
ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
2.应用盖斯定律的注意事项
(1)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且同时调整ΔH的符号。
(2)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
(3)热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也作相应加减。
(4)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。
(5)同一物质的三态变化(固、液、气)，状态由固―→液―→气变化时，会吸热；反之会放热。
物质三态转化时的能量变化
【精准训练2】
1．已知：①CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
则CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) 的ΔH为( )
A．＋478.7 kJ·mol－1 B．－764.5 kJ·mol－1
C．－478.7 kJ·mol－1 D．＋764.5 kJ·mol－1
2．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：
S(s)＋2KNO3(s)＋3C(g)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝x kJ·mol－1
已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1
S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol－1
2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1，则x为( )
A．3a＋b－c B．c－3a－b
C．a＋b－c D．c－a－b
3．已知室温下，将CuSO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A．ΔH1>0 B．ΔH2>ΔH3
C．ΔH3>ΔH1 D．ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
4．运用盖斯定律可方便地计算出难以通过实验直接测定的反应热。已知：
①P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－2 983.2 kJ·mol－1
②P(红磷，s)＋5/4O2(g)===1/4P4O10(s) ΔH＝－738.5 kJ·mol－1
则白磷转化为红磷的热化学方程式为( )
A．P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1
B．P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝＋29.2 kJ·mol－1
C．P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－2 244.7 kJ·mol－1
D．P4（白磷，s）===4P（红磷，s）ΔH＝＋2 244.7 kJ·mol－1
5．(1)【2019·全国卷Ⅱ，27(1)】已知：(g)===(g)＋H2(g) ΔH1＝100.3 kJ·mol－1 ①
H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1 ②
对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g) ③
ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)【2017·全国卷Ⅰ，28(2)】下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________________________________、________________________________________________________，制得等量H2所需能量较少的是________。
6．【2015·全国卷Ⅱ，27(1)】甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2
③CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键
H—H
C—O
CO
H—O
C—H
E/(kJ·mol－1)
436
343
1 076
465
413
由此计算ΔH1＝__________kJ·mol－1；
已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝_________________________________kJ·mol－1。
【真题感悟】
1．【2021·广东高考真题】“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是
A．煤油是可再生能源
B．燃烧过程中热能转化为化学能
C．火星陨石中的质量数为20
D．月壤中的与地球上的互为同位素
2．【2020•浙江1月选考】在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是( )
A．Ea为逆反应活化能，E为正反应活化能
B．该反应为放热反应，ΔH＝Ea’－Ea
C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量
D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移
3．【2021·浙江高考真题】相同温度和压强下，关于反应的，下列判断正确的是
A． B．
C． D．
4．【2021·浙江高考真题】已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键
H- H
H-O
键能/(kJ·mol-1)
436
463
热化学方程式
2H2(g) + O2 (g)=2H2O(g) ΔH= -482kJ·mol-1
则2O(g)=O2(g)的ΔH为
A．428 kJ·mol-1 B．-428 kJ·mol-1 C．498 kJ·mol-1 D．-498 kJ·mol-1
5．【2020•浙江7月选考】关于下列的判断正确的是( )
CO(aq)＋H+(aq)HCO(aq) ΔH1
CO(aq)＋H2O(l)HCO(aq)＋OH−(aq) ΔH2
OH−(aq)＋H+(aq)H2O(l) ΔH3
OH−(aq)＋CH3COOH(aq)CH3COO−(aq)＋H2O(l) ΔH4
A．ΔH1＜0 ΔH2＜0 B．ΔH1＜ΔH2 C．ΔH3＜0 ΔH4＞0 D．ΔH3＞ΔH4
6．【2020•天津卷】理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A．HCN比HNC稳定 B．该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．使用催化剂，可以改变反应的反应热
7．【2016•海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)＝57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热△H为( )
A．3.8×104kJ·mol-1 B．－3.8×104kJ·mol-1
C．3.4×104kJ·mol-1 D．－3.4×104kJ·mol-1
8．【2019•浙江4月选考】MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝CA项，Mg)：
M2+(g)＋CO32-(g) M2+(g)＋O2−(g)＋CO2(g)
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
9．【2017•江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是 ( )
①C(s) + H2O(g)=CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol−1
②CO(g) + H2O(g)=CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol−1
③CO2 (g) + 3H2 (g)=CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol−1
④2CH3OH(g)=CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·mol−1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)=CH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol−1
D．反应 2CO(g) + 4H2 (g) =CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1
10．依据盖斯定律填写下列空白
(1)【2019•新课标Ⅲ卷】近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=_________ kJ·mol-1。
(2)【2019• 北京卷】氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是_____________________________________________________________________________。
②已知反应器中还存在如下反应：
i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1
ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2
iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3 ……
iii为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用__________反应的ΔH。
(3)【2019•天津卷】多晶硅是制作光伏电池的关键材料。回答下列问题：
Ⅰ．硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，该反应的热化学方程式为______________________________________________________________________________________。
Ⅱ．将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为：
①SiCl4 (g)+ H2(g) SiHCl3 (g)+ HCl (g) ΔH1>0
②3SiCl4(g)+2H2(g)+ Si(s) 4SiHCl3 (g) ΔH2<0
③2SiCl4(g)+H2(g)+ Si(s) + HCl (g) 3SiHCl3 (g) ΔH3
反应③的ΔH3=______（用ΔH1，ΔH2表示)。
(4)【2018•新课标Ⅰ卷】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛
应用。回答下列问题
已知：2N2O5(g)＝2N2O5(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 kJ·mol−1
2NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1
则反应N2O5(g)＝2NO2(g)+O2(g)的ΔH =_______ kJ·mol−1。
(5)【2018•新课标Ⅱ卷】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。CH4-CO2催化重整反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知：C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1
该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol−1。
【课时达标训练】
1．已知：①2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1，②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH＝－113.0 kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是( )
A．NO2(g)＋SO2(g)SO3(s)＋NO(g) ΔH＝－418.kJ·mol－1
B．SO3(g)＋NO(g)NO2(g)＋SO2(g) ΔH＝＋41.8 kJ·mol－1
C．NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－77.4 kJ·mol－1
D．NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) ΔH＝－183.6 kJ·mol－1
2．已知某化学反应A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子结构为B—A—B)的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是( )
A．该反应是放热反应
B．该反应的ΔH＝－(E1－E2)kJ· mol－1
C．该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
D．由2 mol A(g)和4 mol B(g)形成4 mol A—B键吸收E2 kJ 能量
3．三元WO3/C3N4/Ni(OH)x光催化剂产氢机理如图。下列说法正确的是( )
A．TEOA→TEOA＋为还原反应 B．Ni(OH)x降低了H＋→H2的活化能
C．能量转化形式为太阳能→电能→化学能 D．WO3没有参与制氢反应过程
4．根据图中的能量关系，可求得C—H的键能为( )
A．414 kJ·mol－1 B．377 kJ·mol－1
C．235 kJ·mol－1 D．197 kJ·mol－1
5．反应N2＋3H22NH3的能量变化如图所示，其热化学方程式正确的是( )
A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝＋2(b＋c－a) kJ·mol－1
B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝＋2(b－a) kJ·mol－1
C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝－2(b＋c－a) kJ·mol－1
D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－(a＋b) kJ·mol－1
6．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－b kJ·mol－1；③部分化学键的键能数据如下表：
分子中的化学键
H—H
O===O
O—H
键能/(kJ·mol－1)
436
498
463
下列说法不正确的是( )
A．a>b B．反应①中反应物总键能小于生成物总键能
C．a＝482 D．H2(g)的燃烧热为0.5b kJ·mol－1
7．通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋ O2(g) ΔH1＝571.6 kJ·mol－1
②焦炭与水反应制氢：C(s)＋ H2O(g)===CO(g)＋ H2(g) ΔH2＝131.3 kJ·mol－1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋ H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3＝206.1 kJ·mol－1
A．反应①中电能转化为化学能 B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小 D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8 kJ·mol－1
8．25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5 518 kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是( )
A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
9．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；CuSO4·5H2O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
10．下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1>ΔH2的是( )
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
C．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH1 2SO3(g)===O2(g)＋2SO2(g) ΔH2
D．已知反应：C(s，金刚石)===C(s，石墨) ΔH<0， C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
11．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出旧印刷电路板上中的铜。已知：
Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝64.39 kJ·mol－1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.84 kJ·mol－1
在H2SO4溶液中Cu和H2O2反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于( )
A．－417.91 kJ·mol－1 B．－319.75 kJ·mol－1
C．＋546.69 kJ·mol－1 D．－448.46 kJ·mol－1
12．合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。部分1 mol物质完全燃烧生成常温下稳定氧化物的ΔH数据如下表：
物质
ΔH/(kJ·mol－1)
H2(g)
－285.8
CO(g)
－283.0
CH4(g)
－890.3
已知1 mol H2O(g)转化生成1 mol H2O(l)时放出热量44.0 kJ。下列CH4和水蒸气在高温下反应得到H2和CO的热化学方程式正确的是( )
A．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋206.1 kJ·mol－1
B．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH2＝－206.1 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝＋365.5 kJ·mol－1
D．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH4＝－365.5 kJ·mol－1
13．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法不正确的是( )
A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1＞0
B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的大
C．相同条件下，HCl的ΔH3＋ΔH4比HI的大
D．一定条件下，气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝＋a kJ·mol－1
14．以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如下:
相关反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH1=-213 kJ·mol-1
反应Ⅱ:H2SO4(aq)SO2(g)+H2O(l)+O2(g) ΔH2=+327 kJ·mol-1
反应Ⅲ:2HI(aq)H2(g)+I2(g) ΔH3=+172 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.该过程实现了太阳能到化学能的转化
B.SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用
C.总反应的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+572 kJ·mol-1
D.该过程降低了水分解制氢反应的活化能,使总反应的ΔH减小
15．乙二醛(OHCCHO)与O2反应历程中所涉的反应物(OHCCHO、O2)、过渡态、中间体及产物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)相对能量如图。下列说法错误的是
A．乙二醛氧化历程中涉及极性键和非极性键的断裂
B．乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反应均为放热反应
C．乙二醛氧化历程中，若加入催化剂，能提高乙二醛的平衡转化率
D．乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为：反应物→TSl
16．铁触媒催化合成氨的反应可表示为 N2(g)+ H2(g) NH3(g)，该反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面的物质用“ad”表示。下列说法错误的是
A．氨气在催化剂表面的脱附是放热过程
B．该反应的ΔH=-46 kJ/mol
C．历程中只涉及到共价键的断裂与形成
D．反应在历程中速率最慢
17．乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理如下，能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是
A．第①、②、③步反应都是放热反应 B．第①步反应只断裂了碳碳键
C．第①步反应的活化能比第②步反应的活化能大 D．由图1可知，总反应不需要加热就能进行
18．(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH>0，则稳定性：金刚石 (填“>”“<”)石墨。
(2)已知：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2，则ΔH1 (填“>”或“<”)ΔH2。
(3)“嫦娥”五号预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJ·mol－1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式： 。
(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则CO的燃烧热为ΔH＝ 。(5)0.50 L 2.00 mol·L－1 H2SO4溶液与2.10 L 1.00 mol·L－1 KOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中
和热ΔH＝ 。
(6)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是 。
19．解答下列问题
(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na—Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－a kJ·mol－1
C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1
试写出25 ℃、101 kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式：
。
(2)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。工业上常用催化还原法和碱吸收法处理SO2气体。1 mol CH4完全燃烧生成气态水和1 mol S(g)燃烧的能量变化如下图所示：
在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式：
。
(3)合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中I2O5常用于定量测定CO的含量。已知2I2(s)＋5O2(g)===2I2O5(s) ΔH＝－76 kJ·mol－1；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1。则该测定反应的热化学方程式为 。
(4)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。
汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。
已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1
CO2(g)===C(s)＋O2(g) ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1
则反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝ kJ·mol－1。
(5)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知：CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)
2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－b kJ·mol－1(b>0)
若用CO还原NO2至N2，当消耗标准状况下3.36 L CO时，放出的热量为 kJ(用含有a和b的代数式表示)。
20．近年来,雾霾天气严重影响了人们的身体健康,环境问题越来越受到人们的重视。处理大气中的污染物,打响“蓝天白云”保卫战是当前的重要课题。请回答下列问题:
(1)汽车尾气中含有较多的NOx和CO,这些气体均会使人体中毒。可以利用如下化学方法将其转化为无毒无害的物质。已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1①
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-564 kJ·mol-1②
请写出把汽车尾气转化为无毒无害的物质的热化学方程式: 。
(2)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式A:CH3OH*CH3O*+H* Ea=+103.1 kJ·mol-1
方式B:CH3OH*CH3*+OH* Eb=+249.3 kJ·mol-1
由活化能E值推测,甲醇裂解过程主要历经的方式应为 (填“A”或“B”)。
(3)如图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为 。
【热化学方程式及盖斯定律】答案
【精准训练1】
1．答案 A
解析 化学反应的实质为旧键的断裂和新键的形成，任何化学反应都伴随着能量的变化，故A项正确；反应热与催化剂无关，故B项错误；化学反应中的能量变化以热能、电能、光能等形式体现，故C项错误；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，故D项错误。
2．答案 D
解析 由图像知：白磷比红磷能量高，能量越高越不稳定，故红磷比白磷稳定，红磷转化为白磷时需要吸收能量，属于吸热反应。
3．答案 C
解析 由图可知，a是没有催化剂参与的反应过程，b是有催化剂参与的变化过程，反应物能量高于生成物能量，所以反应放热，C项正确。
4．答案 A
解析 N2O与NO反应的化学方程式为N2O＋NO===N2＋NO2，生成1 mol N2时转移2 mol e－，A项错误；由图可知，反应物能量之和大于生成物能量之和，反应的热化学方程式为N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g) ΔH＝(209－348)kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1，B、C项正确；由于该反应放热，所以反应物断键吸收的能量之和小于生成物成键放出的能量之和，D项正确。
5．答案 D
解析 本题考查利用键能计算反应热。由表中键能数据可知，C—F键、C—Cl键、C—I键的键能依次减小，则E(C—Br)介于E(C—Cl)和E(C—I)之间，其可能范围是218 kJ·mol－1
(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2 165 kJ·mol－1
(3)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2Q kJ·mol－1
(4)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234 kJ·mol－1
解析
(1)1 mol CH4完全燃烧需要2 mol O2，生成1 mol CO2和2 mol液态水，热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。
(2)1 mol乙硼烷在O2中燃烧放出的热量为649.5 kJ×＝2 165 kJ，热化学方程式为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJ·mol－1。
(3)由题意可知，生成n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝1 mol，由碳原子守恒可知，需要乙醇为 mol，热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol－1。
(4)由题图可知，其热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
【精准训练2】
1．答案 B
解析 A项，将煤进行深加工后，脱硫处理、气化处理能很好地减少污染气体，提高燃烧效率，燃烧的效果好，错误；C项，有时需要通过吸热反应吸收热量降低环境温度，有利用价值，如“摇摇冰”的上市就是利用了吸热反应原理，错误；D项，地热能、风能和氢能都属于新能源，天然气是化石燃料，不属于新能源，错误。
2．答案 D
解析 燃烧热是指1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，根据燃烧热的定义判断热化学方程式是否正确．A．1mol C完全燃烧应生成CO2放出的热量为C的燃烧热，故A错误； B．2molH2完全燃烧生成的稳定的氧化物液态水，放热反应的△H为负值，ΔH =-571.6kJ/mol，故B错误； C．1mol CH4完全燃烧生成稳定的氧化物为CO2和液态水，故C错误； D．1mol葡萄糖完全燃烧生成CO2和H2O（l），燃烧热为2800kJ·mol－1，故D正确；故选D。
3．答案 D
解析 由题意可写出热化学方程式：①HCN(aq)＋OH－(aq)===CN－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，由①－②可得 HCN(aq)CN－(aq)＋H＋(aq)
ΔH＝(－12.1 kJ·mol－1)－(－57.3 kJ·mol－1)＝＋45.2 kJ·mol－1，D正确。
4．答案 B
解析 燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧时放出的能量,CO(g)的燃烧热ΔH=-283.0 kJ·mol-1,则表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为CO(g)+½O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,故A错误;草酸是二元弱酸,电离过程吸热,含0.5 mol草酸的稀溶液和含1 mol氢氧化钠的稀溶液混合,放出热量小于57.3 kJ,故B正确;在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,由于浓硫酸稀释放热,所以将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ,故C错误;2 g H2的物质的量是1 mol,完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,故D错误。
5．答案 C
解析：选C 乙烷的燃烧热为1 559.8 kJ·mol－1，说明完全燃烧1 mol乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1 559.8 kJ的热量，所以正确的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－3 119.6 kJ·mol－1，A项错误；由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即稳定性：正丁烷<异丁烷，B项错误；正戊烷和2甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热比较可知，互为同分异构体的烷烃，支链多的燃烧热小，则正戊烷的燃烧热大于2甲基丁烷，即正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol－1，C项正确；由题表数据分析可知，相同质量的烷烃，氢的质量分数越大，燃烧放热越多，D项错误。
6．答案
(1)H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
(2)①4.0 ②－53.5 kJ·mol－1 ③b
解析
(2)①第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值为4.0 ℃。
②ΔH＝－＝－53.5 kJ·mol－1。
③放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读的较高等原因。
【精准训练3】
1．答案 B
解析 分析题给热化学方程式可知，要得到目标热化学方程式，应将①和②中的H2(g)消去，而①和②中的H2(g)分别在方程式的两边，因此通过②×2＋①即可得到目标热化学方程式，则CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝(－285.8 kJ·mol－1×2)＋(－192.9 kJ·mol－1)＝－764.5 kJ·mol－1。
2．答案 A
解析 由题可得C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1① S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol－1
②2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1③
由盖斯定律得①×3＋②－③为所给方程式，即x＝3a＋b－c，选A。
3．答案 C
解析 A项，CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s)，为吸热反应，ΔH1>0，正确；B项，ΔH2>0，ΔH3<0，则ΔH2>ΔH3，正确；C项，ΔH3<0，ΔH1>0，则ΔH3<ΔH1，错误；D项，根据盖斯定律可知：ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，正确。
4．答案 A
解析 反应②×4可得③4P(红磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－2 954 kJ·mol－1。可见等质量的白磷比红磷含有的能量高，物质含有的能量越高，物质的稳定性就越弱。由①－③整理可得：P4(白磷，s)===4P(红磷，s) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1，A正确。
5．(1)答案 89.3
解析 根据盖斯定律，由反应①＋反应②得反应③，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(100.3－11.0)kJ·mol－1＝
＋89.3 kJ·mol－1。
(2)答案
H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋286 kJ·mol－1
H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝＋20 kJ·mol－1 系统(Ⅱ)
解析 令题干中的四个热化学方程式分别为：
①H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋O2(g) ΔH1＝＋327 kJ·mol－1
②SO2(g)＋I2(s)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq) ΔH2＝－151 kJ·mol－1
③2HI(aq)===H2(g)＋I2(s) ΔH3＝＋110 kJ·mol－1
④H2S(g)＋H2SO4(aq)===S(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4＝＋61 kJ·mol－1
根据盖斯定律，将①＋②＋③可得，系统(Ⅰ)中的热化学方程式：
H2O(l)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝327 kJ·mol－1－151 kJ·mol－1＋110 kJ·mol－1＝286 kJ·mol－1
同理，将②＋③＋④可得，系统(Ⅱ)中的热化学方程式：
H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－151 kJ·mol－1＋110 kJ·mol－1＋61 kJ·mol－1＝20 kJ·mol－1
由所得两热化学方程式可知，制得等量H2所需能量较少的是系统(Ⅱ)。
6．答案 －99 ＋41
解析 根据键能与反应热的关系可知，ΔH1＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝(1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1)－(413 kJ·mol－1×3＋343 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1)＝－99 kJ·mol－1。
根据质量守恒定律：由②－①可得：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)，结合盖斯定律可得：ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58 kJ·mol－1)－(－99 kJ·mol－1)＝＋41 kJ·mol－1。
【真题感悟】
1．答案 C
解析 A．煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误；B．氢气的燃烧过程放出热量，将化学能变为热能，故B错误；C．元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的 20Ne 质量数为20，故C正确；D．同位素须为同种元素，3He 和 3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误；故选C。
2．答案 D
解析 A项，由图可知， Ea为正反应活化能，E为逆反应活化能，故A错误；B项，由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，反应热ΔH＝—(Ea’－Ea)，故B错误；C项，在相同温度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，称为活化分子，则所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量，故C错误；D项，该反应为放热反应，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡向吸热的逆反应方向移动，故D正确；故选D。
3．答案 C
解析 一般的烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应，但是，由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性，苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯时，破坏了苯环结构的稳定性，因此该反应为吸热反应。
A．环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此， ，A不正确；
B．苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即，B不正确；C．环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放反应，，由于1mol 1，3-环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，其；苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯的反应为吸热反应（），根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热，因此，C正确； D．根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热，因此，D不正确。综上所述，本题选C。
4．答案 D
解析 反应的ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)；-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/mol，解得O-O键的键能为498kJ/mol，2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。
5．答案 B
解析 碳酸氢根的电离属于吸热过程，则CO(aq)+H+(aq)=HCO3- (aq)为放热反应，所以△H1<0；CO(aq)+H2O(l)HCO3- (aq)+OHˉ(aq)为碳酸根的水解离子方程式，CO的水解反应为吸热反应，所以△H2>0；OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以△H3<0；醋酸与强碱的中和反应为放热反应，所以△H4<0；但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以醋酸与强碱反应过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则△H4>△H3；综上所述，只有△H1<△H2正确，故选B。
6．答案 D
解析 A项，根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低，再根据能量越低越稳定，因此HCN比HNC稳定，故A正确；B项，根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1-0=+59.3 kJ·mol-1，故B正确；C项，根据图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应的活化能大于逆反应的活化能，故C正确；D项，使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路径，反应热只与反应物和生成物的总能量有关，故D错误。故选D。
7．答案 D
解析 燃烧热指的是燃烧1mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104kJ，则燃烧1mol油酸甘油酯释放出热量为3.4×104kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热△H=－3.4×104kJ·mol-1
8．答案 C
解析 根据盖斯定律，得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,又易知Ca2+半径大于Mg2+半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3,CaO的离子键强度弱于MgO。A．ΔH1表示断裂CO32-和M2+的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，A项正确；B．ΔH2表示断裂CO32-中共价键形成O2−和CO2吸收的能量，与M2+无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，B项正确；C．由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0，C项错误；D．由上分析可知ΔH1+ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，D项正确。故故选C。
9．答案 C
解析 A．反应①、②的生成物CO2和H2是反应③的反应物，A正确；B．反应③可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B正确；C．4个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，所以C错误；D．把反应②③④三个反应按(②+③)2+④可得该反应及对应的焓变，D正确。故选C。
10．(1)答案 ﹣116
解析 根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III)×2得4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)
∆H=（∆H1+∆H2+∆H3)×2=-116kJ∙mol-1
(2)答案 ① CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2 ② C(s)+CO2(g)=2CO(g)
解析 ①由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为
CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2；②ⅰ-ⅱ可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),设为ⅳ，用ⅳ-ⅲ可得C(s)+CO2(g)=2CO(g)，因为还需利用C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应的焓变。
(3)答案 Ⅰ． Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g)
Ⅱ．ΔH2-ΔH1
解析 I.参加反应的物质是固态的Si、气态的HCl，生成的是气态的SiHCl3和氢气，反应条件是300℃，配平后发现SiHCl3的化学计量数恰好是1mol，由此可顺利写出该条件下的热化学方程式：Si(s)+3HCl(g) SiHCl3(g)+H2(g) ∆H=-225kJ·mol-1 II.将反应①反向，并与反应②直接相加可得反应③，所以∆H3=∆H2-∆H1，因∆H2<0、∆H1>0，所以∆H3必小于0，即反应③正反应为放热反应。
(4)答案 53.1
解析 已知：ⅰ、2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) △H1＝－4.4kJ/mol ⅱ、2NO2(g)＝N2O4(g) △H2＝－55.3kJ/mol
根据盖斯定律可知ⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g) △H1＝＋53.1kJ/mol
(5)答案 247
解析 根据盖斯定律可知③×2－②－①即得到该催化重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的ΔH=＋247 kJ·mol−1。
【课时达标训练】
1．答案 B
解析 选B 根据盖斯定律，由(－①＋②)÷2，整理可得：SO3(g)＋NO(g)NO2(g)＋SO2(g) ΔH＝(＋196.6 kJ·mol－1－113.0 kJ·mol－1)÷2＝＋41.8 kJ·mol－1，故B正确。
2．答案 C
解析 根据图示知，反应物的总能量小于生成物的总能量，该反应是吸热反应，故A错误；该反应的ΔH＝＋(E1－E2)kJ· mol－1，故B错误；焓变＝反应物的键能总和－生成物的键能总和，焓变大于0，故C正确；由2 mol A(g)和4 mol B(g)形成4 mol A—B键放出E2 kJ能量，故D错误。
3．答案 B
解析TEOA→TEOA＋为失去电子的反应，是氧化反应，故A错误；由题图可知，Ni(OH)x是H＋→H2的催化剂，故其可以降低该反应的活化能，故B正确；能量转化形式为太阳能→化学能，故C错误；WO3作为催化剂，参与了制氢反应过程，故D错误。
4．答案 A
解析 由能量关系图，C(s)键能为717 kJ·mol－1，H2键能为(864÷2)kJ·mol－1＝432 kJ·mol－1，C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·mol－1，设C—H的键能为x，则反应热ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝717 kJ·mol－1＋432 kJ·mol－1×2－4x＝－75 kJ·mol－1，解得x＝414 kJ·mol－1。
5．答案 C
解析 由题图可知，反应物的能量高，则合成氨的反应为放热反应，由于 mol N2(g)和 mol H2(g)的总能量比1 mol NH3(g)的能量大(b－a) kJ，故热化学方程式为N2(g)＋H2(g)NH3(g) ΔH＝－(b－a)kJ·mol－1，则N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－2(b－a)kJ·mol－1，故B、D错误；由于 mol N2(g)和 mol H2(g)的总能量比1 mol NH3(l)的能量大(b＋c－a)kJ，故热化学方程式为N2(g)＋H2(g)NH3(l) ΔH＝－(b＋c－a) kJ·mol－1，则N2(g)＋3H2(g)2NH3(l) ΔH＝－2(b＋c－a)kJ·mol－1，故A错误，C正确。
6．答案 A
解析 等量的H2(g)完全反应生成H2O(l)放出的热量比生成H2O(g)放出的热量多，则有a
解析 反应①中是光能转化为化学能，A错误；反应②中ΔH>0，为吸热反应，B错误；催化剂只降低反应的活化能，不影响反应的焓变，C错误；根据盖斯定律，目标反应可由反应③－②获得，ΔH＝206.1 kJ·mol－1－131.3 kJ·mol－1＝74.8 kJ·mol－1，D正确。
8．答案 B
解析 A项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和热是指反应生成1 mol H2O(l)时的反应热，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应放出的热量会增加，生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ，错误；C项，燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量，产物中的水应为液态水，错误；D项，当2 mol辛烷完全燃烧时，产生的热量为11 036 kJ，且辛烷应为液态，错误。
9．答案 B
解析 1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH1>0，1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故 ΔH2<0，1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水， CuSO4·5H2O的分解为吸热反应，即ΔH3>0，根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1<ΔH3。
10．答案 A
解析 A项： 由于H2O(l)===2H2O(g) ΔH>0，则ΔH2＋ΔH＝ΔH1，ΔH1－ΔH2＝ΔH>0，故ΔH1>ΔH2，正确。B项： 由于S(s)===S(g) ΔH>0，则ΔH＋ΔH1＝ΔH2，ΔH2－ΔH1＝ΔH>0，故ΔH2>ΔH1，错误。C项：SO2氧化成SO3是放热反应，ΔH1<0，SO3分解成SO2是吸热反应，ΔH2>0，故ΔH2>ΔH1，错误。D项： 根据盖斯定律ΔH1＝ΔH＋ΔH2，ΔH1－ΔH2＝ΔH<0，则ΔH1<ΔH2，错误。
11．答案 B
解析 由①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g) ΔH1＝64.39 kJ·mol－1；②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH2＝－196.6 kJ·mol－1；③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.84 kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①＋②×＋③得到反应Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝64.39 kJ·mol－1＋(－196.6 kJ·mol－1)×＋(－285.84 kJ·mol－1)＝－319.75 kJ·mol－1，即Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－319.75 kJ·mol－1，B项正确。
12．答案 A
解析 根据提供信息可以写出下列热化学方程式：①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1
②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－890.3 kJ·mol－1
④H2O(g)===H2O(l) ΔH4＝－44.0 kJ·mol－1根据盖斯定律，由③＋④－②－①×3可得CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝ΔH3＋ΔH4－ΔH2－ΔH1×3＝－890.3 kJ·mol－1－44.0 kJ·mol－1＋283.0 kJ·mol－1＋285.8 kJ·mol－1×3＝206.1 kJ·mol－1。
13．答案 C
解析 A项，已知HF气体溶于水放热，则HF气体溶于水的逆过程吸热，即HF的ΔH1＞0，正确；B项，由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下HCl的ΔH2比HBr的大，正确；C项，ΔH3＋ΔH4代表H(g)―→H＋(aq)的焓变，与是HCl还是HI无关，错误；D项，一定条件下，气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则断开1 mol H—X键形成气态原子吸收a kJ的能量，即为ΔH2＝＋a kJ·mol－1，正确。
14．答案 D
解析 通过流程图可知,反应Ⅱ和Ⅲ实现了太阳能到化学能的转化,故A正确;根据流程总反应为
H2OH2↑+O2↑可知,SO2和I2起到催化剂的作用,故B正确;反应Ⅰ+反应Ⅱ+反应Ⅲ,得到H2O(l)H2(g)+O2(g) ΔH=(-213+327+172) kJ·mol-1=+286 kJ·mol-1,故C正确;ΔH只与反应的始态和终态有关,该过程降低了水分解制氢的活化能,但ΔH不变,故D错误。
15．答案C
解析A．乙二醛氧化历程中，反应物O2中的O=O非极性键及乙二醛中C-H极性键的断裂，A正确；B．由图可知，乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸时，生成物的总能量都小于反应物的总能量，发生反应放出热量，因此这些反应均为放热反应，B正确；C．催化剂只能改变反应途径，降低反应的活化能，但不改变化学平衡状态，因此催化剂不能提高乙二醛的平衡转化率，C错误；D．乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为活化能最大的步骤，反应物→TS1的活化能最高，速率最慢，所以乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1，D正确；故合理选项是C。
16．答案 A
解析 A．由图可以看出，NH3脱附后所具有的能量大于脱附前的能量，因此脱附是吸热过程，故A错误； B．由图可知，反应后 N2和 H2所具有的能量减少了46 kJ/mol，因此该反应的ΔH=-46 kJ/mol，故B正确；C．该反应只有共价键且涉及到共价键的断裂与生成，故C正确；D．反应过程中所需能量最多，（最大能垒处）反应速率最慢，由图可知所需最多能量处是Nad和3Nad生成NHad和2Had的过程，方程式为：，故D正确；故选A。
17．答案 C
解析 由图可知，第②③步反应：反应物的总能量均大于生成物的总能量，则第②③步反应均为放热反应，①步反应是吸热反应；第①步反应断裂了碳碳键、碳氢键，第②步反应形成氧氢键，第②③步反应断开氧氢键。A．由图可知，第②③步反应：反应物的总能量均大于生成物的总能量，则第②③步反应均为放热反应，但第①步反应生成物的总能量大于反应物的总能量，属于吸热过程，故A错误；B． 第①步反应断裂了碳碳键、碳氢键，故B错误；C． 由图可知，第①步反应的活化能最大，第①步反应的活化能比第②步反应的活化能大，故C正确； D． 由图1可知，总反应是放热反应，与反应条件没有必然联系，故D错误；故选C。
18．答案
(1)<
(2)<
(3)2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 096.7 kJ·mol－1
(4)－282.6 kJ·mol－1
(5)－57.3 kJ·mol－1
(6)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
解析 (1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH>0，说明该反应是吸热反应，因此石墨的总能量低于金刚石的总能量，而能量越低，物质越稳定，故稳定性：金刚石<石墨。
(2)ΔH1表示碳完全燃烧的反应热，ΔH2表示碳不完全燃烧的反应热，碳完全燃烧放热多，且放热越多ΔH越小。因此，ΔH1<ΔH2。
(3)根据盖斯定律，由2×②－①得：2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝2×(－543 kJ·mol－1)－(＋10.7 kJ·mol－1)＝－1 096.7 kJ·mol－1。
(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ的热量，则1 mol CO(即28 g CO)完全燃烧放出的热量是141.3 kJ×2＝282.6 kJ，即CO的燃烧热ΔH＝－282.6 kJ·mol－1。
(6)N2与H2反应生成NH3的热化学方程式可表示为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－2×3E(N—H)＝946 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1。
19．答案
(1)8CO2(g)＋25H2(g)===C8H18(l)＋16H2O(l)ΔH＝－(25a－b) kJ·mol－1
(2)CH4(g)＋2SO2(g)===2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋352 kJ·mol－1
(3)5CO(g)＋I2O5(s)===5CO2(g)＋I2(s) ΔH＝－1 377 kJ·mol－1
(4)－746.5
(5)或
解析
(1)已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH1＝－a kJ·mol－1，②C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH2＝－b kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①×25－②得8CO2(g)＋25H2(g)===C8H18(l)＋16H2O(l)，ΔH＝25ΔH1－ΔH2＝－(25a－b) kJ·mol－1。
(2)根据图像可知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝Ea1－Ea2＝126 kJ·mol－1－928 kJ·mol－1＝－802 kJ·mol－1；②S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－577 kJ·mol－1；根据盖斯定律可知①－②×2即得到CH4(g)＋2SO2(g)===CO2(g)＋2S(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋352 kJ·mol－1。
(3)依次设反应为①、②，根据盖斯定律，反应①×＋②×得到5CO(g)＋I2O5(s)===5CO2(g)＋I2(s) ΔH＝－1 377 kJ·mol－1。
(4)将反应编号，N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1 ①
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·mol－1 ②
CO2(g)===C(s)＋O2(g) ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1 ③
应用盖斯定律，由－(①＋②＋③×2)得反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝－746.5 kJ·mol－1。
(5)依次设反应为①、②，根据盖斯定律①×2＋②得 4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－(2a＋b) kJ·mol－1，标准状况下3.36 L CO的物质的量是0.15 mol，放出的热量为 kJ。
20．答案
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-744 kJ·mol-1
(2)A (3)CHO*+3H*CO*+4H*
解析
(1)汽车尾气中含有的NO和CO可转化为无毒的N2和CO2,化学方程式为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),该反应可由反应②-反应①得到,则ΔH=-564 kJ·mol-1-(+180 kJ·mol-1)=-744 kJ·mol-1,所以热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-744 kJ·mol-1。
(2)一般来说,活化能低化学反应速率快,在相同的时间内,可以得到更多的产物,因此甲醇裂解过程主要经历的方式应为A。
(3)反应热=生成物的能量-反应物的能量,放热最多,则生成物的能量与反应物的能量差值最大。根据图示可知,过渡态Ⅳ两端的中间产物能量差值最大,放热最 多,化学方程式为CHO*+3H*CO*+4H*。
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