2020届二轮复习 化学反应与能量变化 学案（全国通用）

专题六 化学反应与能量变化

主干知识梳理
1.从两种角度理解化学反应热


2．反应热的表示方法——热化学方程式
热化学方程式书写或判断的注意事项
(1)注意ΔH的符号和单位：ΔH的单位为kJ·mol－1。
(2)注意测定条件：绝大多数的反应热ΔH是在25 ℃、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。
(3)注意热化学方程式中的化学计量数：热化学方程式化学计量数可以是整数，也可以是分数。
(4)注意物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。
(5)注意ΔH的数值与符号：如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
(6)对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。
如：①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1
②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1
③S(单斜，s)===S(正交，s)
ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1
3．盖斯定律
(1)定律内容
一定条件下，一个反应不管是一步完成，还是分几步完成，反应的总热效应相同，即反应热的大小与反应途径无关，只与反应的始态和终态有关。
(2)常用关系式

专题六　化学反应与能量变化
考点1　反应热、热化学方程式

例1　(1)(2019·全国卷Ⅰ)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式：_________。
(2)(2018·天津高考)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：
CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)
已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键
C—H
C===O
H—H
CO(CO)
键能/kJ·mol－1
413
745
436
1075

则该反应的ΔH＝____________。
(3)(2017·天津高考)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为____________________________。
[批注点拨]　




[解析]　(1)根据图像，初始时反应物的总能量为0，反应后生成物的总能量为－0.72 eV，则ΔH＝－0.72 eV，即ΔH小于0。由图像可看出，反应的最大能垒在过渡态2，则此能垒E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV。由过渡态2初始反应物COOH*＋H*＋H2O*和结束时生成物COOH*＋2H*＋OH*，可得反应的方程式为COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)。
(2)化学反应的焓变应该等于反应物键能减去生成物的键能，所以焓变为(4×413＋2×745) kJ·mol－1－(2×1075＋2×436) kJ·mol－1＝＋120 kJ·mol－1。
(3)根据题意可知生成的还原性气体为CO，易水解的液态化合物应为TiCl4，且由反应式中Cl2的物质的量为2 mol。可计算出ΔH＝－×2＝－85.6 kJ·mol－1。
[答案]　(1)小于　2.02　COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)
(2)＋120 kJ·mol－1
(3)2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－85.6 kJ·mol－1
　
1．反应热与焓变理解“六大误区”
(1)误认为放热反应不需要加热，吸热反应必须加热。
(2)误认为键能越大能量越高，其实键能越大，物质越稳定，能量越低。
(3)误认为反应条件不同时，ΔH也不同。其实在相同状况下，相同的反应物生成相同的生成物，ΔH相同，而与反应的引发条件无关。
(4)误认为可逆反应的反应热与物质的转化率有关。其实反应热与转化率无关，反应放出或吸收的能量值与转化率有关。
(5)燃烧热是指101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，并不是1 mol可燃物燃烧时放出的热量。
(6)中和热不是指1 mol酸与1 mol碱中和时的热效应，而是指中和反应“生成1 mol H2O(l)”的热效应。
2．热化学方程式书写与正误判断易出现的5种常见错误
(1)“＋”“－”漏写或使用不正确。如放热反应未标“－”。
(2)单位与热量Q单位混淆。ΔH的单位为“kJ·mol－1(或kJ/mol)”，易错写成“kJ”。
(3)物质的状态标注不正确。s、l、g和aq分别表示固态、液态、气态和水溶液。
(4)ΔH的数值不正确。即ΔH的数值必须与方程式中的化学计量数相对应。
(5)对概念的理解不正确。如燃烧热是指1mol可燃物，且生成CO2(g)、H2O(l)、SO2(g)等；中和热是指1 mol H＋和1 mol OH－生成1 mol H2O(l)。

1．(2019·山东济南历城二中高三调研)已知反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．常温下，向体积为V L的容器中充入2 mol HI(g)充分反应，可吸收12.5 kJ的热量
B．加入催化剂，分子的能量不变，但单位体积活化分子数增多，速率加快
C．其他条件不变，升高温度，反应速率加快，HI分解率不变
D．H2(g)＋I2(g)2HI(g)的活化能Ea为12.5 kJ·mol－1
答案　B
解析　该反应为可逆反应，充入2 mol HI(g)充分反应，反应不能进行到底，所以吸收的热量小于12.5 kJ，A错误；加入催化剂，单位体积活化分子数增多，有效碰撞增多，速率加快，B正确；从图表信息可知，该反应为吸热反应，其他条件不变，升高温度，反应速率加快，平衡右移，HI分解率增大，C错误；由于该反应为吸热反应，所以H2(g)＋I2(g)2HI(g)的活化能Ea＝(185－12.5) kJ·mol－1＝172.5 kJ·mol－1，D错误。
2．(2019·湖南重点高中高三联考)乙二醛(OHC—CHO)是一种重要化工产品。工业上，可用乙二醇
(HOCH2CH2OH)气相氧化法制备乙二醛。
已知：①OHC—CHO(g)＋2H2(g)HOCH2CH2OH(g)ΔH＝－78 kJ·mol－1
②几种化学键的键能如下表所示：
化学键
H—H
O===O
H—O
键能/kJ·mol－1
436
497
463
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝________ kJ·mol－1。乙二醇气相氧化法制备乙二醛的热化学方程式为________________________________。
答案　－483　HOCH2CH2OH(g)＋O2(g)OHC—CHO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－405 kJ·mol－1
解析　根据ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，得ΔH＝2×436 kJ·mol－1＋497 kJ·mol－1－4×463 kJ·mol－1＝－483 kJ·mol－1；
已知：①OHC—CHO(g)＋2H2(g)HOCH2CH2OH(g) ΔH1＝－78 kJ·mol－1，
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝－483 kJ·mol－1，根据盖斯定律，将②－①得：HOCH2CH2OH(g)＋O2(g)OHC—CHO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－483 kJ·mol－1－(－78 kJ·mol－1)＝－405 kJ·mol－1。
考点2　盖斯定律　焓变的计算

例2　(1)(2019·全国卷Ⅱ)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：
已知：ΔH1＝100.3 kJ·mol－1　　①
H2(g)＋I2(g)===2HI(g)ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1　　②
对于反应：③
ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)(2018·北京高考)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：

反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋551 kJ·mol－1
反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3＝－297 kJ·mol－1
反应Ⅱ的热化学方程式：__________________________________________。
[批注点拨]　


[解析]　(1)根据盖斯定律，反应①＋②可得反应③，则
ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝100.3 kJ•mol－1＋(－11.0 kJ·mol－1)＝89.3 kJ·mol－1。
(2)根据过程，反应Ⅱ为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S。应用盖斯定律，反应Ⅰ＋反应Ⅲ得，2H2SO4(l)＋S(s)===3SO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH3＝(＋551 kJ·mol－1)＋(－297 kJ·mol－1)＝＋254 kJ·mol－1，则反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH＝－254 kJ·mol－1。
[答案]　(1)89.3
(2)3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)
ΔH2＝－254 kJ·mol－1
　
1．根据盖斯定律计算ΔH的步骤和方法

2．比较反应热大小常见的三类情况
(1)同一反应的生成物状态不同时，
如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1
A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2
(2)同一反应物状态不同时，
如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1
A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2
比较方法：利用两个反应相减得到一个物质状态变化的热效应，利用此热效应大于0或小于0比较ΔH1、ΔH2大小。
(3)两个有联系的反应相比较时，
如①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
②C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2
比较方法：生成CO2放出的热量大于生成CO放出的热量，则ΔH1<ΔH2。

3．化学反应的焓变既可以通过实验测定，也可以根据理论计算。
(1)一氧化碳还原氧化铁是工业炼铁的原理。已知：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH1＝－26.7 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH2＝－50.8 kJ· mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH3＝－36.5 kJ·mol－1
试写出CO气体还原固态FeO生成固态Fe和CO2气体的热化学方程式：_________(结果保留一位小数)。
(2)请根据表中的数据计算ΔH1和ΔH2。

物质
石墨
H2
CO
CH4
燃烧热/(kJ·mol－1)
393.5
285.8
283.0
890.3


化学键
H—H
C===O
CO
H—O
C—H
E/(kJ·mol－1)
436
799
1076
465
413

CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝________kJ·mol－1；CH4(g)＋H2O(l)===3H2(g)＋CO(g)的ΔH2＝________ kJ·mol－1。
答案　(1)FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝＋7.3 kJ·mol－1
(2)－170　＋250.1
解析　(1)根据盖斯定律，由(①×3－②－③×2)×得FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝(ΔH1×3－ΔH2－ΔH3×2)×≈＋7.3 kJ·mol－1。
(2)ΔH1＝2E(C===O)＋4E(H—H)－4E(C—H)－4E(H—O)＝(2×799＋4×436－4×413－4×465) kJ·mol－1＝－170 kJ·mol－1。根据燃烧热写出如下热化学方程式：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－890.3 kJ·mol－1；
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH4＝－285.8 kJ·mol－1；
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH5＝－283.0 kJ·mol－1。
故ΔH2＝ΔH3－3ΔH4－ΔH5＝(－890.3＋3×285.8＋283.0) kJ·mol－1＝＋250.1 kJ·mol－1。
4．(1)(2017·全国卷Ⅲ)已知：
As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2
2As(s)＋O2(g)===As2O5(s)　ΔH3
则反应As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝________________。
(2)(2015·全国卷Ⅱ)甲醇是重要的化工原料，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：
Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1
Ⅱ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3
回答下列问题：
已知反应Ⅰ中相关的化学键键能数据如下：
化学键
H—H
C—O
C===←O
H—O
C—H
E/(kJ·mol－1)
436
343
1076
465
413

由此计算ΔH1＝________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。
答案　(1)2ΔH1－3ΔH2－ΔH3
(2)－99　＋41
解析　(1)将已知热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由①×2－②×3－③可得：As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)　ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。
(2)反应热等于反应物总键能减去生成物总键能，根据反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)可知ΔH1＝1076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－3×413 kJ·mol－1－343 kJ·mol－1－465 kJ·mol－1＝－99 kJ·mol－1，再根据盖斯定律：反应Ⅱ－反应Ⅰ＝反应Ⅲ，则ΔH3＝－58 kJ·mol－1＋99 kJ·mol－1＝＋41 kJ·mol－1。


1．(2018·北京高考)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。

下列说法不正确的是(　　)
A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂
C．①→②放出能量并形成了C—C键
D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
答案　D
解析　根据图示可知，CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4＋CO2CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A正确；CH4在①过程中，有1个C—H键发生断裂，B正确；根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C—C键，C正确；催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D错误。
2．(2017·江苏高考)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)　
ΔH2＝b kJ·mol－1
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　
ΔH3＝c kJ·mol－1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　
ΔH4＝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
答案　C
解析　反应③中的反应物为CO2、H2，A正确；反应③中的反应物为CO2，转化为甲醇，B正确；气态水的能量比液态水的能量高，则反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH≠ kJ·mol－1，故C错误；由盖斯定律可以知道，②×2＋③×2＋④得到2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)，则ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1，D正确。
3．(2016·江苏高考)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
答案　D
解析　反应①是光能转化为化学能，A错误；反应②的焓变为正值，属于吸热反应，B错误；催化剂只能降低反应的活化能，但不会改变反应的焓变，C错误；根据盖斯定律可知，“反应③－反应②”得所求的反应，则焓变ΔH＝＋206.1 kJ·mol－1－131.3 kJ·mol－1＝＋74.8 kJ·mol－1，D正确。
4．(1)(2019·全国卷Ⅲ)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·天津高考)硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，该反应的热化学方程式为___________________。SiHCl3的电子式为_________________________________。
答案　(1)－116
(2)Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)ΔH＝－225 kJ·mol－1

解析　(1)由盖斯定律可得，
4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝2ΔH3＋2ΔH2＋2ΔH1
＝(－121 kJ·mol－1)×2＋(－20 kJ·mol－1)×2＋(83 kJ·mol－1)×2＝－116 kJ·mol－1。
(2)根据题干知，反应的热化学方程式为
Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)ΔH＝－225 kJ·mol－1。
SiHCl3属于共价化合物，其电子式为
。
5．(1)(2018·全国卷Ⅱ)CH4­CO2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。回答下列问题：
CH4­CO2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)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－111 kJ·mol－1
该催化重整反应的ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)(2018·江苏高考)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)　ΔH＝－116.1 kJ·mol－1
3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)　ΔH＝75.9 kJ·mol－1
反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
答案　(1)＋247　(2)－136.2
解析　(1)已知：①C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　
ΔH＝－75 kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－394 kJ·mol－1
③C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝－111 kJ·mol－1
根据盖斯定律可知③×2－②－①即得到CH4­CO2催化重整反应CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝＋247 kJ·mol－1。
(2)将两个热化学方程式编号，
2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)　ΔH＝－116.1 kJ·mol－1(①式)
3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)　ΔH＝75.9 kJ·mol－1(②式)
应用盖斯定律，将(①式×3＋②式)÷2得，反应
3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)　ΔH＝[(－116.1 kJ·mol－1)×3＋75.9 kJ·mol－1]÷2＝－136.2 kJ·mol－1。
6．Ⅰ.(2017·全国卷Ⅰ)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________。
Ⅱ.(2017·全国卷Ⅱ)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
正丁烷(C4H10)脱氢制1­丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：
①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　 ΔH1
已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－119 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－242 kJ·mol－1
反应①的ΔH1为________ kJ·mol－1。
Ⅲ.(2016·全国卷Ⅱ)①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1
②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2
③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3
④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　
ΔH4＝－1048.9 kJ·mol－1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝____________________。
Ⅳ.(2016·全国卷Ⅲ)已知下列反应：
SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l)　ΔH1
ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2
CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3
则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝__________________。
答案　Ⅰ.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)
Ⅱ.＋123
Ⅲ.2ΔH3－2ΔH2－ΔH1
Ⅳ.ΔH1＋ΔH2－ΔH3
解析　Ⅰ.将题干中的四个热化学方程式分别编号为①②③④，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)。
Ⅱ.由盖斯定律可知，①式＝②式－③式，即
ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ/mol－(－242 kJ/mol)＝123 kJ/mol。
Ⅲ.根据盖斯定律，由2×(③－②)－①可得④，故ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。
Ⅳ.SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l) ΔH1(Ⅰ)，ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2(Ⅱ)，CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3(Ⅲ)，运用盖斯定律，由(Ⅰ)＋(Ⅱ)－(Ⅲ)可得反应：SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)，故ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。
2020还可能这么考
7．一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是(　　)

A．a、b、c、d、e中，c最稳定
B．b→a＋c反应的反应热为反应物能量减生成物能量
C．b→a＋d反应的热化学方程式为：3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝＋116 kJ·mol－1
D．一定温度下，Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a、b、d，溶液中a、b、d的浓度之比可能为11∶1∶2
答案　D
解析　a、b、c、d、e中a能量最低，所以最稳定，故A错误；b→a＋c反应的反应热为生成物能量减反应物能量，故B错误：b→a＋d，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO－===ClO＋2Cl－，反应热＝(64 kJ·mol－1＋2×0 kJ·mol－1)－3×60 kJ·mol－1＝－116 kJ·mol－1，所以该热化学反应方程式为3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq) ΔH＝－116 kJ·mol－1，故C错误；一定温度下，Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a、b、d，根据得失电子守恒，溶液中a、b、d的浓度之比可能为11∶1∶2，故D正确。
8．氮的氧化物是大气的主要污染物，是当前环保工作的重要研究内容之一。
氨气还原氮的氧化物，已知：
①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1
②4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(l)　ΔH2
则4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝________。(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)
答案　ΔH2－3ΔH1
解析　根据盖斯定律，②－①×3得：4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝ΔH2－3ΔH1。