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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一章 化学反应的热效应本单元综合与测试当堂达标检测题
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一章 化学反应的热效应本单元综合与测试当堂达标检测题，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.根据图提供的信息，下列所得结论正确的是( D )
A.该反应断裂旧键所吸收的能量低于形成新键放出的能量
B.该反应只有在加热条件下才能进行
C.若加入催化剂，可使该反应速率加快，ΔH增大
D.该反应可能是碳酸钙的分解反应
解析 根据图像，该反应断裂旧键所吸收的能量高于形成新键放出的能量，A错误；吸热反应不一定需要加热才可以发生，如氢氧化钡晶体和铵盐为吸热反应，不需加热即可进行，B错误；若加入催化剂，可使该反应速率加快，ΔH不变，C错误；碳酸钙的分解反应为吸热反应，该反应可能是碳酸钙的分解反应，D正确。
2.下列反应属于吸热反应的是( D )
①二氧化碳与灼热的炭反应生成一氧化碳 ②葡萄糖在人体内被氧化 ③锌粒与稀H2SO4反应制取H2
④Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体反应
A.②④B.①
C.①③④D.①④
解析 二氧化碳与灼热的炭反应生成一氧化碳是吸热反应，故①符合题意；葡萄糖在人体内氧化的反应是放热反应，故②不符合题意；锌粒与稀H2SO4的反应是常见放热反应，故③不符合题意；Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体的反应是吸热反应，故④符合题意。
3.化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( C )
A.该反应是吸热反应
B.断裂1 ml A2和1 ml B2中的化学键放出x kJ的能量
C.断裂2 ml AB中的化学键需要吸收y kJ的能量
D.2 ml AB的总能量高于1 ml A2和1 ml B2的总能量
解析 由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此反应为放热反应。该反应为放热反应，故A错误；断裂1 ml A2和1 ml B2中的化学键要吸收x kJ的能量，故B错误；断裂2 ml AB中的化学键需要吸收y kJ的能量，故C正确；2 ml AB的总能量低于1 ml A2和1 ml B2的总能量，故D错误。
4.根据如图所示能量循环图，下列说法正确的是( B )
A.ΔH1>0；ΔH2<0
B.ΔH3>0；ΔH4<0
C.ΔH5>0；ΔH<0
D.ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4－ΔH5
解析 固态转化为气态吸热，ΔH1＞0，气态原子转化为气态金属离子吸热，则ΔH2＞0，故A错误；断裂化学键吸收能量，气态非金属原子转化为气态离子放热，则ΔH3＞0；ΔH4＜0，故B正确；气态离子转化为固态放热，则ΔH5＜0，故C错误；由盖斯定律可知，反应一步完成与分步完成的热效应相同，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，故D错误。
5.如图是1 ml金属镁和卤素反应的ΔH(单位：kJ·ml－1)示意图，反应物和生成物均为常温时的稳定状态。下列选项中不正确的是( D )
A.电解MgCl2制Mg是吸热反应
B.MgBr2与Cl2反应的ΔH＜0
C.MgF2(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)＋F2(g) ΔH＝＋600 kJ·mlˉ1
D.化合物的热稳定性顺序：MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2
解析 依据图像，Mg与Cl2反应的ΔH＜0，为放热反应，则其逆过程电解MgCl2制Mg是吸热反应，故A正确；依据图像，MgBr2能量高于MgCl2，依据活泼性判断，Cl2能量高于Br2，所以MgBr2与Cl2反应是放热反应，ΔH＜0，故B正确；反应的焓变＝生成物总焓－反应物总焓；MgF2(s)的能量低于MgBr2(s)，依据图像数据分析计算可知反应的焓变等于(－524 kJ/ml)－(－1 124 kJ/ml)＝600 kJ/ml，故C正确；物质的能量越低越稳定，根据图像数据，化合物的热稳定性顺序为：MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，故D错误。
6.已知在25 ℃、101 kPa下，1 g液态C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ热量，能表示辛烷燃烧热的热化学方程式是( B )
A.C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－48.40 kJ/ml
B.C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ/ml
C.C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝＋5 518 kJ/ml
D.C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－48.40 kJ/ml
解析 1 ml C8H18(l)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为：48.40 kJ×114≈5 518 kJ，故反应的热化学方程式为：C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ/ml。
7.煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气，再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下：
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋131.3 kJ/ml
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ/ml
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－483.6 kJ/ml
下列有关说法正确的是( B )
A.水煤气只能用作燃料
B.水煤气是一种二次能源，比煤直接燃烧污染小
C.等质量的CO和H2完全燃烧时，前者放热多
D.由③反应可以确定H2的燃烧热为241.8 kJ/ml
解析 水煤气在工业上还可用作化工原料，故A项错误；水煤气属于二次能源，其燃烧产物为CO2和H2O，比煤直接燃烧污染小，故B项正确；通过②③反应可以计算得出，等质量的H2比CO完全燃烧放热多，故C项错误；H2燃烧生成的指定产物应为液态水，故D项错误。
8.实验测得H2和C3H8的燃烧热分别为285 kJ·ml－1和2 220 kJ·ml－1，将H2和C3H8的混合气体1 ml完全燃烧生成液态水时放热1 252.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为( B )
A.2∶1B.1∶1
C.1∶2D.1∶4
解析 设混合气中H2的物质的量为x ml，则C3H8的物质的量为(1－x) ml，由题中信息列方程式为：285 kJ/ml×x ml＋2 220 kJ/ml×(1－x) ml＝1 252.5 kJ，解得x＝0.5 ml，C3H8的物质的量为1 ml－0.5 ml＝0.5 ml，所以混合气体中H2与C3H8的体积比即物质的量之比为0.5 ml∶0.5 ml ＝1∶1，答案选B。
9.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( B )
A.已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·ml－1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·ml－1
B.Zn(s)＋CuSO4 (aq)===ZnSO4 (aq) ＋Cu(s) ΔH＝－216 kJ·ml－1，则反应物总能量>生成物总能量
C.已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4 kJ·ml－1，则含20.0 g NaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和，放出28.7 kJ的热量
D.已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH1和2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
解析 燃烧热是指101 kPa时，燃烧1 ml物质生成指定产物所放出的热量，注意生成的水必须为液态，不能为气态，故A错误；当反应物总能量＞生成物总能量，则反应是放热反应，ΔH＜0，故B正确；浓硫酸稀释过程中会放出能量，则含20.0 g NaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和，放出的热量大于28.7 kJ，故C错误；两个反应均为放热反应，ΔH均小于0，前者为完全燃烧，放出的热量多，后者为不完全燃烧，放出的热量少，则ΔH2＞ΔH1，故D错误。
10.下列过程一定释放出能量的是( D )
A.化合反应B.分解反应
C.分子拆成原子D.原子构成分子
解析 形成化学键释放能量，原子结合成分子放出能量，化合、分解反应有可能是放热反应，也有可能是吸热反应。
二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11.已知下列反应的热化学方程式为：①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－870.3 kJ·ml－1 ②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·ml－1 ③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ·ml－1
则反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的ΔH(单位为kJ·ml－1)为( A )
A.－488.3B.－191
C.－476.8D.－1 549.6
解析 将②×2＋③×2－①可得2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)，则ΔH＝2×(－393.5 kJ/ml)＋2×(－285.8 kJ/ml)－(－870.3 kJ/ml)＝－488.3 kJ/ml，选A。
12.某反应由两步反应ABC构成，反应过程中的能量变化曲线如图(E1、E3表示两反应的活化能)。下列有关叙述正确的是( BC )
A.两步反应均为放热反应
B.整个反应的ΔH＝E1－E2＋E3－E4
C.加入催化剂不改变反应的焓变
D.三种物质所含能量由高到低依次为：A、B、C
解析 A―→B的反应为吸热反应，B―→C的反应为放热反应，故A错误；整个反应中ΔH＝E1－E2＋E3－E4，故B正确；加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应热，也不影响反应的焓变，故C正确；由图可知，三种物质所含能量由高到低依次为B、A、C，故D错误。
13.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正确的是( B )
A.白磷比红磷稳定
B.石墨转变为金刚石是吸热反应
C.S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2，则ΔH1>ΔH2
D.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH>0
解析 图像Ⅱ分析可知：白磷能量高于红磷，能量越高物质越不稳定，所以白磷不如红磷稳定，A错误； 根据图像Ⅰ分析可知：金刚石能量高于石墨，石墨转变为金刚石需吸收能量，所以石墨转变为金刚石是吸热反应，B正确；依据图像Ⅲ分析：固体硫变为气态硫需要吸收能量，相同条件下，等量S(g)和S(s)的完全燃烧生成SO2(g)，S(g)放出的热量多，则ΔH1<ΔH2，C错误；由图像Ⅳ分析：反应物CO(g)与H2O(g)的能量总和高于生成物CO2(g)与H2(g)的能量总和，反应是放热反应，即ΔH<0，D错误。
14.已知：①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1＝－57.3 kJ·ml－1，②H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－241.8 kJ·ml－1，下列有关说法正确的是( A )
A.向含0.1 ml NaOH的溶液中加入一定体积的0.1 ml·L－1乙二酸，反应中的能量变化如上图所示
B.H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·ml－1
C.氢气的燃烧热为241.8 kJ·ml－1
D.若反应②中水为液态，则同样条件下的反应热：ΔH>ΔH2
解析 乙二酸是弱酸，向含0.1 ml NaOH的溶液中加入500 mL的0.1 ml·L－1乙二酸放出热量小于57.3 kJ，故A正确；H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)，由于有硫酸钡沉淀生成，放出的热量大于114.6 kJ，故B错误；氢气的燃烧热是生成液态水放出的热量，故C错误；若反应②中水为液态，则同样条件下的反应热：ΔH<ΔH2，故D错误。
15.已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH＝Q1 kJ·ml－1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH＝Q2 kJ·ml－1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝Q3 kJ·ml－1
若使46 g液体酒精完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为( A )
A.－(3Q1－Q2＋Q3) kJ
B.－0.5(Q1＋Q2＋Q3) kJ
C.－(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3) kJ
D.－(Q1＋Q2＋Q3) kJ
解析 ①H2O(g)===H2O(l) ΔH1＝Q1 kJ·ml－1，②C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2＝Q2 kJ·ml－1，③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝Q3 kJ·ml－1，根据盖斯定律，①×3＋③－②得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)，故ΔH＝(3Q1＋Q3－Q2) kJ/ml，该反应为放热反应，ΔH＝(3Q1＋Q3－Q2) kJ/ml＜0；46 g液体酒精的物质的量为eq \f(46 g,46 g/ml)＝1 ml，故1 ml液态乙醇完全燃烧并恢复至室温，则放出的热量为－(3Q1 ＋Q3－Q2) kJ，故选A。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
16.(12分)(1)下列反应中，属于放热反应的是②③④⑤，属于吸热反应的是①⑥⑦(填序号)。
①煅烧石灰石制生石灰 ②燃烧木炭取暖 ③炸药爆炸 ④酸与碱的中和反应 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 ⑦灼热的木炭与CO2反应
写出Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应的化学反应方程式：Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。
(2)已知下列各种共价键的键能：C—H：a kJ·ml－1、O—H：b kJ·ml－1、O===O：c kJ·ml－1、C===O：d kJ·ml－1。写出甲烷气体完全燃烧生成CO2气体和气体水的热化学方程式：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝(4a＋2c－2d—4b) kJ·ml－1。
(3)1 L 1 ml/L H2SO4溶液与2 L 1 ml/L NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ的热量，该反应的中和热为57.3 kJ/ml，表示其中和热的热化学方程式为NaOH(aq)＋eq \f(1,2)H2SO4(aq)===eq \f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ/ml。
解析 (1)①煅烧石灰石制生石灰是分解反应，属于吸热反应；②木炭燃烧是放热反应；③炸药爆炸是放热反应；④酸与碱的中和反应是放热反应；⑤生石灰与水作用制熟石灰是化合反应，属于放热反应；⑥Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应；⑦灼热的木炭与CO2反应是吸热反应；属于放热反应的是②③④⑤，属于吸热反应的是①⑥⑦；Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体研磨反应生成氯化钡、氨气和水，反应的化学方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。(2)化学反应中旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量，化学反应中的反应热ΔH＝反应物总键能－生成物总键能。甲烷气体完全燃烧生成CO2气体和气体水的化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)，反应热ΔH＝[4E(C—H)＋2E(O===O)]－[2E(C===O)＋4E(H—O)]＝[(4a＋2c)－(2d＋4b)] kJ·ml－1。(3)1 L 1 ml/L H2SO4溶液与2 L 1 ml/L NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ的热量，即生成2 ml水放出114.6 kJ的热量，反应的反应热ΔH为－114.6 kJ/ml，所以中和热为生成1 ml水所放出的热量57.3 kJ/ ml，则中和热的热化学方程式：NaOH(aq)＋eq \f(1,2)H2SO4 (aq)===eq \f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/ml。
17.(12分)研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过的知识回答下列问题：
(1)已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示：
反应的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·ml－1 。
(2)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 ml化学键时释放(或吸收)的能量。已知：N≡N键的键能是948.9 kJ·ml－1，H—H键的键能是436.0 kJ·ml－1，N—H键的键能是391.55 kJ·ml－1，则eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g) NH3(g) ΔH＝－46.2 kJ·ml－1。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·ml－1；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ·ml－1；③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2 599 kJ·ml－1。298 K时反应2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g)的焓变：ΔH＝226.7 kJ·ml－1 。
(4)已知：铝热反应是放热反应，又知，常温下：4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1；4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH2。下面关于ΔH1、ΔH2的比较正确的是B。
A.ΔH1>ΔH2 B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH1＝ΔH2D.无法计算
解析 (1)由图知，CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋ H2(g)
ΔH＝－41 kJ·ml－1。(2)eq \f(1,2)N2(g)＋ eq \f(3,2)H2(g)NH3(g) ΔH＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(948.9×\f(1,2)＋ 436.0×\f(3,2)－391.55×3)) kJ·ml－1＝－46.2 kJ·ml－1。(3)根据盖斯定律①×2＋②×eq \f(1,2)－③×eq \f(1,2)，得2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1×2＋(－571.6 kJ·ml－1)×eq \f(1,2)－(－2 599 kJ·ml－1)×eq \f(1,2)＝226.7 kJ·ml－1。(4)第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式，得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2，因铝热反应是放热反应，则ΔH<0，即ΔH1－ΔH2<0，ΔH1<ΔH2。
18.(12分)甲醇作为燃料，在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。
Ⅰ. 甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料。
(1)汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知：25 ℃、101 kPa时，1 ml C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出5 518 kJ热量。该反应的热化学方程式为C8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ/ml。
(2)已知：25 ℃、101 kPa时，CH3OH(l) ＋ 3/2 O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.5 kJ/ml。相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时，放出热量较多的是C8H18(或辛烷)。
(3)某研究者分别以甲醇和汽油做燃料，实验测得在发动机高负荷工作情况下，汽车尾气中CO的百分含量与汽车的加速性能的关系如图所示。
根据图信息分析，与汽油相比，甲醇作为燃料的优点是汽车的加速性能相同的情况下，CO排放量低，污染小。
Ⅱ. 甲醇的合成
(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应的能量变化如下图所示。
①补全上图：图中A处应填入1 ml CO2(g)＋3 ml H2(g)。
②该反应需要加入铜－锌基催化剂。加入催化剂后，该反应的ΔH不变(填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)已知：CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－283 kJ/ml
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－242 kJ/ml
CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3＝－676 kJ/ml
以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)。该反应的ΔH为－91 kJ/ml。
解析 (1)在25 ℃、101 kPa时，1 ml C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出5 518 kJ热量，所以其热化学反应方程式为：C8H18(l)＋eq \f(25,2)O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ/ml。(2)假设质量均为1 g，则1 g CH3OH完全燃烧放出的热量＝eq \f(726.5 kJ,32)≈23 kJ，1 g辛烷完全燃烧放出的热量＝eq \f(5 518 kJ,114)≈48 kJ，相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时，放出热量较多的是C8H18(或辛烷)。(3)根据图像可知，汽车的加速性能相同的情况下，甲醇作为燃料时CO排放量低，污染小。(4)①以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应生成1 ml甲醇和1 ml水，根据质量守恒，需要1 ml二氧化碳和3 ml氢气，因此图中A处应填入1 ml CO2(g) ＋ 3 ml H2(g)；②加入催化剂，不能改变反应的焓变，因此ΔH不变。(5)①CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－283 kJ/ml，②H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－242 kJ/ml，③CH3OH(g) ＋3/2O2(g)===CO2(g)＋ 2H2O(g) ΔH3＝－676 kJ/ml，根据盖斯定律，将①＋②×2－③，得：CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g) ΔH＝(－283 kJ/ml)＋(－242 kJ/ml)×2－(－676 kJ/ml)＝－91 kJ/ml。
19.(12分)中和热的测定实验中取0.55 ml/L的NaOH溶液50 mL与0.25 ml/L的硫酸50 mL置于如图所示的装置中进行中和热的测定实验，回答下列问题：
(1)从上图实验装置看，其中尚缺少的一种玻璃用品是玻璃搅拌器，除此之外，装置中的一个明显错误是小烧杯口未用硬纸板盖住。
(2)若改用60 mL 0.25 ml·L－1 H2SO4和50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量不相等(填“相等”或“不相等”)。
(3)近似认为0.55 ml/L NaOH溶液和0.25 ml/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)，通过以上数据计算中和热ΔH＝－56.8 kJ/ml (结果保留小数点后一位)。
(4)上述实验数值结果与57.3 kJ/ml有偏差，产生偏差的原因可能是abc(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
解析 (1)测定中和热需上下搅拌溶液，从实验装置看，缺少的一种玻璃用品是玻璃搅拌器；该实验的关键是尽可能地减少热量的损失，所以另外一缺点就是小烧杯口未用硬纸板盖住；(2)改用60 mL 0.25 ml·L－1 H2SO4跟50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，所放出的热量不相等；(3)第一次实验的温度差是3.4 ℃、第二次实验的温度差是5.1 ℃、第三次实验的温度差是3.3 ℃、第四次实验的温度差是3.5 ℃，由于第二次实验数据偏离正常值，只能根据第1、3、4次实验计算温度差的平均值是eq \f(3.4＋3.3＋3.5,3) ℃＝3.4 ℃；50 mL的0.25 ml/L硫酸与50 mL的0.55 ml/L氢氧化钠溶液的质量和为m＝100 mL×1 g/cm3＝100 g，c＝4.18 J/(g·℃)，代入公式Q＝cmΔT得生成0.025 ml的水放出热量Q＝4.18 J/(g·℃)×100 g×3.4 ℃＝1.42 kJ，即生成0.025 ml的水放出热量为1.42 kJ，所以生成1 ml的水放出热量为1.42 kJ×eq \f(1 ml,0.025 ml)＝56.8 kJ，即该实验测得的中和热ΔH＝－56.8 kJ/ml；(4)装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，故选a； 温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度，硫酸的起始温度偏高，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故选b；分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量散失较多，中和热的数值偏小，故选c。
20.(12分)随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。
(1)如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应，则其化学方程式可以是C＋CuOeq \(=====,\s\up15(高温))Cu＋CO↑ 。
(2)把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＜0 ①
途径Ⅱ：先制成水煤气：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2＞0 ②
再燃烧水煤气：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3＜0 ③
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH4＜0 ④
则途径Ⅰ放出的热量等于(填“大于”“等于”或“小于”)途径 Ⅱ 放出的热量；ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是ΔH1＝ΔH2＋1/2(ΔH3＋ΔH4)。
(3)甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用如下方法合成甲醇：
方法一 CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
方法二 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇完全燃烧放热22.68 kJ，写出甲醇燃烧热的热化学方程式：CH4O(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.76 kJ·ml―1。
(4)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒，处理工业废物和作为漂白剂。臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：
6Ag(s)＋O3(g)===3Ag2O(s) ΔH＝―235.8 kJ·ml―1 ①
已知：2Ag2O(s)===4Ag(s)＋O2(g) ΔH＝＋62.2 kJ·ml―1 ②
则O3转化为O2的热化学方程式为2O3(g)===3O2(g) ΔH＝－285 kJ·ml―1。
解析 (1)①是置换反应可以是碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，或与金属氧化物反应，反应的化学方程式为C＋CuOeq \(=====,\s\up15(高温))Cu＋CO↑。(2)由盖斯定律可知：若一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同；根据盖斯定律，①＝②＋③×1/2＋④×1/2，所以ΔH1＝ΔH2＋1/2(ΔH3＋ΔH4)。(3)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，32 g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为725.76 kJ；则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH4O(l)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.76 kJ·ml―1。(4)①6Ag(s)＋O3(g)===3Ag2O(s) ΔH＝－235.8 kJ·ml―1；②2Ag2O (s)===4Ag(s)＋O2(g) ΔH＝＋62.2 kJ·ml―1；根据盖斯定律可知①×2＋②×3可得到，2O3(g)===3O2(g)，则反应热ΔH＝(－235.8 kJ·ml－1)×2＋(＋62.2 kJ·ml－1)×3＝－285 kJ·ml―1。
温度
实验次数
起始温度t1 ℃
终止温度t2 ℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.2
26.3
29.8
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.根据图提供的信息，下列所得结论正确的是( D )
A.该反应断裂旧键所吸收的能量低于形成新键放出的能量
B.该反应只有在加热条件下才能进行
C.若加入催化剂，可使该反应速率加快，ΔH增大
D.该反应可能是碳酸钙的分解反应
解析 根据图像，该反应断裂旧键所吸收的能量高于形成新键放出的能量，A错误；吸热反应不一定需要加热才可以发生，如氢氧化钡晶体和铵盐为吸热反应，不需加热即可进行，B错误；若加入催化剂，可使该反应速率加快，ΔH不变，C错误；碳酸钙的分解反应为吸热反应，该反应可能是碳酸钙的分解反应，D正确。
2.下列反应属于吸热反应的是( D )
①二氧化碳与灼热的炭反应生成一氧化碳 ②葡萄糖在人体内被氧化 ③锌粒与稀H2SO4反应制取H2
④Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体反应
A.②④B.①
C.①③④D.①④
解析 二氧化碳与灼热的炭反应生成一氧化碳是吸热反应，故①符合题意；葡萄糖在人体内氧化的反应是放热反应，故②不符合题意；锌粒与稀H2SO4的反应是常见放热反应，故③不符合题意；Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体的反应是吸热反应，故④符合题意。
3.化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( C )
A.该反应是吸热反应
B.断裂1 ml A2和1 ml B2中的化学键放出x kJ的能量
C.断裂2 ml AB中的化学键需要吸收y kJ的能量
D.2 ml AB的总能量高于1 ml A2和1 ml B2的总能量
解析 由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此反应为放热反应。该反应为放热反应，故A错误；断裂1 ml A2和1 ml B2中的化学键要吸收x kJ的能量，故B错误；断裂2 ml AB中的化学键需要吸收y kJ的能量，故C正确；2 ml AB的总能量低于1 ml A2和1 ml B2的总能量，故D错误。
4.根据如图所示能量循环图，下列说法正确的是( B )
A.ΔH1>0；ΔH2<0
B.ΔH3>0；ΔH4<0
C.ΔH5>0；ΔH<0
D.ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4－ΔH5
解析 固态转化为气态吸热，ΔH1＞0，气态原子转化为气态金属离子吸热，则ΔH2＞0，故A错误；断裂化学键吸收能量，气态非金属原子转化为气态离子放热，则ΔH3＞0；ΔH4＜0，故B正确；气态离子转化为固态放热，则ΔH5＜0，故C错误；由盖斯定律可知，反应一步完成与分步完成的热效应相同，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，故D错误。
5.如图是1 ml金属镁和卤素反应的ΔH(单位：kJ·ml－1)示意图，反应物和生成物均为常温时的稳定状态。下列选项中不正确的是( D )
A.电解MgCl2制Mg是吸热反应
B.MgBr2与Cl2反应的ΔH＜0
C.MgF2(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)＋F2(g) ΔH＝＋600 kJ·mlˉ1
D.化合物的热稳定性顺序：MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2
解析 依据图像，Mg与Cl2反应的ΔH＜0，为放热反应，则其逆过程电解MgCl2制Mg是吸热反应，故A正确；依据图像，MgBr2能量高于MgCl2，依据活泼性判断，Cl2能量高于Br2，所以MgBr2与Cl2反应是放热反应，ΔH＜0，故B正确；反应的焓变＝生成物总焓－反应物总焓；MgF2(s)的能量低于MgBr2(s)，依据图像数据分析计算可知反应的焓变等于(－524 kJ/ml)－(－1 124 kJ/ml)＝600 kJ/ml，故C正确；物质的能量越低越稳定，根据图像数据，化合物的热稳定性顺序为：MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，故D错误。
6.已知在25 ℃、101 kPa下，1 g液态C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ热量，能表示辛烷燃烧热的热化学方程式是( B )
A.C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－48.40 kJ/ml
B.C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ/ml
C.C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝＋5 518 kJ/ml
D.C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－48.40 kJ/ml
解析 1 ml C8H18(l)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为：48.40 kJ×114≈5 518 kJ，故反应的热化学方程式为：C8H18(l)＋12.5O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ/ml。
7.煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气，再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下：
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋131.3 kJ/ml
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ/ml
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－483.6 kJ/ml
下列有关说法正确的是( B )
A.水煤气只能用作燃料
B.水煤气是一种二次能源，比煤直接燃烧污染小
C.等质量的CO和H2完全燃烧时，前者放热多
D.由③反应可以确定H2的燃烧热为241.8 kJ/ml
解析 水煤气在工业上还可用作化工原料，故A项错误；水煤气属于二次能源，其燃烧产物为CO2和H2O，比煤直接燃烧污染小，故B项正确；通过②③反应可以计算得出，等质量的H2比CO完全燃烧放热多，故C项错误；H2燃烧生成的指定产物应为液态水，故D项错误。
8.实验测得H2和C3H8的燃烧热分别为285 kJ·ml－1和2 220 kJ·ml－1，将H2和C3H8的混合气体1 ml完全燃烧生成液态水时放热1 252.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为( B )
A.2∶1B.1∶1
C.1∶2D.1∶4
解析 设混合气中H2的物质的量为x ml，则C3H8的物质的量为(1－x) ml，由题中信息列方程式为：285 kJ/ml×x ml＋2 220 kJ/ml×(1－x) ml＝1 252.5 kJ，解得x＝0.5 ml，C3H8的物质的量为1 ml－0.5 ml＝0.5 ml，所以混合气体中H2与C3H8的体积比即物质的量之比为0.5 ml∶0.5 ml ＝1∶1，答案选B。
9.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( B )
A.已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·ml－1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·ml－1
B.Zn(s)＋CuSO4 (aq)===ZnSO4 (aq) ＋Cu(s) ΔH＝－216 kJ·ml－1，则反应物总能量>生成物总能量
C.已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4 kJ·ml－1，则含20.0 g NaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和，放出28.7 kJ的热量
D.已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH1和2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
解析 燃烧热是指101 kPa时，燃烧1 ml物质生成指定产物所放出的热量，注意生成的水必须为液态，不能为气态，故A错误；当反应物总能量＞生成物总能量，则反应是放热反应，ΔH＜0，故B正确；浓硫酸稀释过程中会放出能量，则含20.0 g NaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和，放出的热量大于28.7 kJ，故C错误；两个反应均为放热反应，ΔH均小于0，前者为完全燃烧，放出的热量多，后者为不完全燃烧，放出的热量少，则ΔH2＞ΔH1，故D错误。
10.下列过程一定释放出能量的是( D )
A.化合反应B.分解反应
C.分子拆成原子D.原子构成分子
解析 形成化学键释放能量，原子结合成分子放出能量，化合、分解反应有可能是放热反应，也有可能是吸热反应。
二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11.已知下列反应的热化学方程式为：①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－870.3 kJ·ml－1 ②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·ml－1 ③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ·ml－1
则反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的ΔH(单位为kJ·ml－1)为( A )
A.－488.3B.－191
C.－476.8D.－1 549.6
解析 将②×2＋③×2－①可得2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)，则ΔH＝2×(－393.5 kJ/ml)＋2×(－285.8 kJ/ml)－(－870.3 kJ/ml)＝－488.3 kJ/ml，选A。
12.某反应由两步反应ABC构成，反应过程中的能量变化曲线如图(E1、E3表示两反应的活化能)。下列有关叙述正确的是( BC )
A.两步反应均为放热反应
B.整个反应的ΔH＝E1－E2＋E3－E4
C.加入催化剂不改变反应的焓变
D.三种物质所含能量由高到低依次为：A、B、C
解析 A―→B的反应为吸热反应，B―→C的反应为放热反应，故A错误；整个反应中ΔH＝E1－E2＋E3－E4，故B正确；加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应热，也不影响反应的焓变，故C正确；由图可知，三种物质所含能量由高到低依次为B、A、C，故D错误。
13.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正确的是( B )
A.白磷比红磷稳定
B.石墨转变为金刚石是吸热反应
C.S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2，则ΔH1>ΔH2
D.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH>0
解析 图像Ⅱ分析可知：白磷能量高于红磷，能量越高物质越不稳定，所以白磷不如红磷稳定，A错误； 根据图像Ⅰ分析可知：金刚石能量高于石墨，石墨转变为金刚石需吸收能量，所以石墨转变为金刚石是吸热反应，B正确；依据图像Ⅲ分析：固体硫变为气态硫需要吸收能量，相同条件下，等量S(g)和S(s)的完全燃烧生成SO2(g)，S(g)放出的热量多，则ΔH1<ΔH2，C错误；由图像Ⅳ分析：反应物CO(g)与H2O(g)的能量总和高于生成物CO2(g)与H2(g)的能量总和，反应是放热反应，即ΔH<0，D错误。
14.已知：①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1＝－57.3 kJ·ml－1，②H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－241.8 kJ·ml－1，下列有关说法正确的是( A )
A.向含0.1 ml NaOH的溶液中加入一定体积的0.1 ml·L－1乙二酸，反应中的能量变化如上图所示
B.H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·ml－1
C.氢气的燃烧热为241.8 kJ·ml－1
D.若反应②中水为液态，则同样条件下的反应热：ΔH>ΔH2
解析 乙二酸是弱酸，向含0.1 ml NaOH的溶液中加入500 mL的0.1 ml·L－1乙二酸放出热量小于57.3 kJ，故A正确；H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)，由于有硫酸钡沉淀生成，放出的热量大于114.6 kJ，故B错误；氢气的燃烧热是生成液态水放出的热量，故C错误；若反应②中水为液态，则同样条件下的反应热：ΔH<ΔH2，故D错误。
15.已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH＝Q1 kJ·ml－1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH＝Q2 kJ·ml－1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝Q3 kJ·ml－1
若使46 g液体酒精完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为( A )
A.－(3Q1－Q2＋Q3) kJ
B.－0.5(Q1＋Q2＋Q3) kJ
C.－(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3) kJ
D.－(Q1＋Q2＋Q3) kJ
解析 ①H2O(g)===H2O(l) ΔH1＝Q1 kJ·ml－1，②C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2＝Q2 kJ·ml－1，③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝Q3 kJ·ml－1，根据盖斯定律，①×3＋③－②得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)，故ΔH＝(3Q1＋Q3－Q2) kJ/ml，该反应为放热反应，ΔH＝(3Q1＋Q3－Q2) kJ/ml＜0；46 g液体酒精的物质的量为eq \f(46 g,46 g/ml)＝1 ml，故1 ml液态乙醇完全燃烧并恢复至室温，则放出的热量为－(3Q1 ＋Q3－Q2) kJ，故选A。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
16.(12分)(1)下列反应中，属于放热反应的是②③④⑤，属于吸热反应的是①⑥⑦(填序号)。
①煅烧石灰石制生石灰 ②燃烧木炭取暖 ③炸药爆炸 ④酸与碱的中和反应 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 ⑦灼热的木炭与CO2反应
写出Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应的化学反应方程式：Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。
(2)已知下列各种共价键的键能：C—H：a kJ·ml－1、O—H：b kJ·ml－1、O===O：c kJ·ml－1、C===O：d kJ·ml－1。写出甲烷气体完全燃烧生成CO2气体和气体水的热化学方程式：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝(4a＋2c－2d—4b) kJ·ml－1。
(3)1 L 1 ml/L H2SO4溶液与2 L 1 ml/L NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ的热量，该反应的中和热为57.3 kJ/ml，表示其中和热的热化学方程式为NaOH(aq)＋eq \f(1,2)H2SO4(aq)===eq \f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ/ml。
解析 (1)①煅烧石灰石制生石灰是分解反应，属于吸热反应；②木炭燃烧是放热反应；③炸药爆炸是放热反应；④酸与碱的中和反应是放热反应；⑤生石灰与水作用制熟石灰是化合反应，属于放热反应；⑥Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应；⑦灼热的木炭与CO2反应是吸热反应；属于放热反应的是②③④⑤，属于吸热反应的是①⑥⑦；Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体研磨反应生成氯化钡、氨气和水，反应的化学方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。(2)化学反应中旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量，化学反应中的反应热ΔH＝反应物总键能－生成物总键能。甲烷气体完全燃烧生成CO2气体和气体水的化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)，反应热ΔH＝[4E(C—H)＋2E(O===O)]－[2E(C===O)＋4E(H—O)]＝[(4a＋2c)－(2d＋4b)] kJ·ml－1。(3)1 L 1 ml/L H2SO4溶液与2 L 1 ml/L NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ的热量，即生成2 ml水放出114.6 kJ的热量，反应的反应热ΔH为－114.6 kJ/ml，所以中和热为生成1 ml水所放出的热量57.3 kJ/ ml，则中和热的热化学方程式：NaOH(aq)＋eq \f(1,2)H2SO4 (aq)===eq \f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/ml。
17.(12分)研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过的知识回答下列问题：
(1)已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示：
反应的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·ml－1 。
(2)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 ml化学键时释放(或吸收)的能量。已知：N≡N键的键能是948.9 kJ·ml－1，H—H键的键能是436.0 kJ·ml－1，N—H键的键能是391.55 kJ·ml－1，则eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g) NH3(g) ΔH＝－46.2 kJ·ml－1。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·ml－1；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ·ml－1；③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2 599 kJ·ml－1。298 K时反应2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g)的焓变：ΔH＝226.7 kJ·ml－1 。
(4)已知：铝热反应是放热反应，又知，常温下：4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1；4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH2。下面关于ΔH1、ΔH2的比较正确的是B。
A.ΔH1>ΔH2 B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH1＝ΔH2D.无法计算
解析 (1)由图知，CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋ H2(g)
ΔH＝－41 kJ·ml－1。(2)eq \f(1,2)N2(g)＋ eq \f(3,2)H2(g)NH3(g) ΔH＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(948.9×\f(1,2)＋ 436.0×\f(3,2)－391.55×3)) kJ·ml－1＝－46.2 kJ·ml－1。(3)根据盖斯定律①×2＋②×eq \f(1,2)－③×eq \f(1,2)，得2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1×2＋(－571.6 kJ·ml－1)×eq \f(1,2)－(－2 599 kJ·ml－1)×eq \f(1,2)＝226.7 kJ·ml－1。(4)第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式，得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2，因铝热反应是放热反应，则ΔH<0，即ΔH1－ΔH2<0，ΔH1<ΔH2。
18.(12分)甲醇作为燃料，在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。
Ⅰ. 甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料。
(1)汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知：25 ℃、101 kPa时，1 ml C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出5 518 kJ热量。该反应的热化学方程式为C8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ/ml。
(2)已知：25 ℃、101 kPa时，CH3OH(l) ＋ 3/2 O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.5 kJ/ml。相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时，放出热量较多的是C8H18(或辛烷)。
(3)某研究者分别以甲醇和汽油做燃料，实验测得在发动机高负荷工作情况下，汽车尾气中CO的百分含量与汽车的加速性能的关系如图所示。
根据图信息分析，与汽油相比，甲醇作为燃料的优点是汽车的加速性能相同的情况下，CO排放量低，污染小。
Ⅱ. 甲醇的合成
(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应的能量变化如下图所示。
①补全上图：图中A处应填入1 ml CO2(g)＋3 ml H2(g)。
②该反应需要加入铜－锌基催化剂。加入催化剂后，该反应的ΔH不变(填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)已知：CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－283 kJ/ml
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－242 kJ/ml
CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3＝－676 kJ/ml
以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)。该反应的ΔH为－91 kJ/ml。
解析 (1)在25 ℃、101 kPa时，1 ml C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出5 518 kJ热量，所以其热化学反应方程式为：C8H18(l)＋eq \f(25,2)O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ/ml。(2)假设质量均为1 g，则1 g CH3OH完全燃烧放出的热量＝eq \f(726.5 kJ,32)≈23 kJ，1 g辛烷完全燃烧放出的热量＝eq \f(5 518 kJ,114)≈48 kJ，相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时，放出热量较多的是C8H18(或辛烷)。(3)根据图像可知，汽车的加速性能相同的情况下，甲醇作为燃料时CO排放量低，污染小。(4)①以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应生成1 ml甲醇和1 ml水，根据质量守恒，需要1 ml二氧化碳和3 ml氢气，因此图中A处应填入1 ml CO2(g) ＋ 3 ml H2(g)；②加入催化剂，不能改变反应的焓变，因此ΔH不变。(5)①CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－283 kJ/ml，②H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH2＝－242 kJ/ml，③CH3OH(g) ＋3/2O2(g)===CO2(g)＋ 2H2O(g) ΔH3＝－676 kJ/ml，根据盖斯定律，将①＋②×2－③，得：CO(g)＋2H2(g)＝CH3OH(g) ΔH＝(－283 kJ/ml)＋(－242 kJ/ml)×2－(－676 kJ/ml)＝－91 kJ/ml。
19.(12分)中和热的测定实验中取0.55 ml/L的NaOH溶液50 mL与0.25 ml/L的硫酸50 mL置于如图所示的装置中进行中和热的测定实验，回答下列问题：
(1)从上图实验装置看，其中尚缺少的一种玻璃用品是玻璃搅拌器，除此之外，装置中的一个明显错误是小烧杯口未用硬纸板盖住。
(2)若改用60 mL 0.25 ml·L－1 H2SO4和50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量不相等(填“相等”或“不相等”)。
(3)近似认为0.55 ml/L NaOH溶液和0.25 ml/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)，通过以上数据计算中和热ΔH＝－56.8 kJ/ml (结果保留小数点后一位)。
(4)上述实验数值结果与57.3 kJ/ml有偏差，产生偏差的原因可能是abc(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
解析 (1)测定中和热需上下搅拌溶液，从实验装置看，缺少的一种玻璃用品是玻璃搅拌器；该实验的关键是尽可能地减少热量的损失，所以另外一缺点就是小烧杯口未用硬纸板盖住；(2)改用60 mL 0.25 ml·L－1 H2SO4跟50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，所放出的热量不相等；(3)第一次实验的温度差是3.4 ℃、第二次实验的温度差是5.1 ℃、第三次实验的温度差是3.3 ℃、第四次实验的温度差是3.5 ℃，由于第二次实验数据偏离正常值，只能根据第1、3、4次实验计算温度差的平均值是eq \f(3.4＋3.3＋3.5,3) ℃＝3.4 ℃；50 mL的0.25 ml/L硫酸与50 mL的0.55 ml/L氢氧化钠溶液的质量和为m＝100 mL×1 g/cm3＝100 g，c＝4.18 J/(g·℃)，代入公式Q＝cmΔT得生成0.025 ml的水放出热量Q＝4.18 J/(g·℃)×100 g×3.4 ℃＝1.42 kJ，即生成0.025 ml的水放出热量为1.42 kJ，所以生成1 ml的水放出热量为1.42 kJ×eq \f(1 ml,0.025 ml)＝56.8 kJ，即该实验测得的中和热ΔH＝－56.8 kJ/ml；(4)装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，故选a； 温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度，硫酸的起始温度偏高，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故选b；分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量散失较多，中和热的数值偏小，故选c。
20.(12分)随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。
(1)如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应，则其化学方程式可以是C＋CuOeq \(=====,\s\up15(高温))Cu＋CO↑ 。
(2)把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＜0 ①
途径Ⅱ：先制成水煤气：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2＞0 ②
再燃烧水煤气：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3＜0 ③
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH4＜0 ④
则途径Ⅰ放出的热量等于(填“大于”“等于”或“小于”)途径 Ⅱ 放出的热量；ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是ΔH1＝ΔH2＋1/2(ΔH3＋ΔH4)。
(3)甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用如下方法合成甲醇：
方法一 CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
方法二 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇完全燃烧放热22.68 kJ，写出甲醇燃烧热的热化学方程式：CH4O(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.76 kJ·ml―1。
(4)臭氧可用于净化空气、饮用水消毒，处理工业废物和作为漂白剂。臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：
6Ag(s)＋O3(g)===3Ag2O(s) ΔH＝―235.8 kJ·ml―1 ①
已知：2Ag2O(s)===4Ag(s)＋O2(g) ΔH＝＋62.2 kJ·ml―1 ②
则O3转化为O2的热化学方程式为2O3(g)===3O2(g) ΔH＝－285 kJ·ml―1。
解析 (1)①是置换反应可以是碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，或与金属氧化物反应，反应的化学方程式为C＋CuOeq \(=====,\s\up15(高温))Cu＋CO↑。(2)由盖斯定律可知：若一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同；根据盖斯定律，①＝②＋③×1/2＋④×1/2，所以ΔH1＝ΔH2＋1/2(ΔH3＋ΔH4)。(3)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，32 g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为725.76 kJ；则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH4O(l)＋3/2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.76 kJ·ml―1。(4)①6Ag(s)＋O3(g)===3Ag2O(s) ΔH＝－235.8 kJ·ml―1；②2Ag2O (s)===4Ag(s)＋O2(g) ΔH＝＋62.2 kJ·ml―1；根据盖斯定律可知①×2＋②×3可得到，2O3(g)===3O2(g)，则反应热ΔH＝(－235.8 kJ·ml－1)×2＋(＋62.2 kJ·ml－1)×3＝－285 kJ·ml―1。
温度
实验次数
起始温度t1 ℃
终止温度t2 ℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.2
26.3
29.8
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