2024届高三新高考化学大一轮专题训练：化学反应热的计算

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2024届高三新高考化学大一轮专题训练：化学反应热的计算
一、单选题
1．（2023·浙江·校联考三模）我国科学家研究化合物催化氢化生成甲酸的机理，其中由化合物生成化合物过程的机理和相对能量曲线如下图所示。均为过渡态。下列说法正确的是
  
A．过渡态TS1比化合物Р更稳定
B．过程M→P为化合物M生成化合物N的决速步骤
C．化合物M催化氢化生成甲酸的反应过程中一定有键的生成和断裂
D．由生成的热化学方程式：
2．（2023春·辽宁·高三校联考期中）在2L密闭容器中投入A和B，发生反应  ，反应10min时测得C生成了2mol，以B表示的平均反应速率为，下列说法正确的是
A．
B．10分钟内反应共放热92.4kJ
C．以A物质表示的平均反应速率为
D．向该体系中充入氦气使压强增大，该化学反应速率加快
3．（2023春·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考期中）用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染。例如：
①
②
下列说法错误的是
A．反应①②中，相同物质的量的甲烷发生反应，转移的电子数相同
B．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2和H2O(g)，放出的热量为173.4kJ
C．由反应①可知：
D．已知CH4的燃烧热为akJ/mol，由组成的混合物2mol，完全燃烧并恢复到常温时放出的热量为bkJ，则H2的燃烧热为
4．（2023春·北京丰台·高三北京市第十二中学校考期中）一定条件下，在容积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：  ，达平衡后获得数据如下表。下列说法不正确的是
容器编号
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡的时间/min
达到平衡时体系能量的变化
CO



①
1
4
0
0

放出32.8kJ热量
②
2
8
0
0

放出QkJ热量
A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80%
B．平衡时：②>①
C．Q大于65.6
D．该温度下，②中反应的平衡常数
5．（2023春·江苏常州·高三统考期中）以、为原料合成涉及的反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
在5MPa下，按照投料，平衡时，CO和在含碳产物中物质的量分数及的转化率随温度的变化如图。下列说法正确的是

A．反应Ⅲ中反应物的总键能大于生成物的总键能
B．曲线代表CO在含碳产物中物质的量分数
C．该条件下温度越低，越有利于工业生产
D．图示270℃时，平衡体系中的体积分数约为66.6%
6．（2023·浙江绍兴·统考模拟预测）甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应：
反应Ⅰ：    ，
反应Ⅱ：    
根据能量变化示意图，下列说法正确的是
  
A．
B．反应Ⅱ决定整个反应的速率
C．催化剂可以降低总反应的焓变
D．    
7．（2023春·安徽·高三校联考竞赛）某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热kJ⋅mol-1。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法错误的是
  
A．该化学反应的速率主要由反应②决定
B．三个基元反应中反应②和反应③是放热反应
C． kJ⋅mol
D．该过程的总反应为2NO+2CO=2CO2+N2
8．（2023春·浙江·高三期中）化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的能量变化如图所示：

已知断裂1molN≡N、1molN－H分别需吸收946kJ、391kJ的能量，则下列说法不正确的是
A．该反应为放热反应
B．ΔE2—ΔE1=92kJ•mol-1
C．拆开1molH2中化学键需要吸收436kJ的能量
D．生成2molNH3(l)放出的热量小于92kJ
9．（2023春·福建福州·高三校联考期中）下列各组热化学方程式中，化学反应的前者大于后者的是
A．    ，    
B．        ，        
C．        ，    
D．    ，    
10．（2023春·重庆沙坪坝·高三重庆市凤鸣山中学校考阶段练习）甲醇是重要的化工原料，工业上由CO、和合成甲醇的主要反应如下：
I．  
II．  
III．  
已知：反应Ⅲ中相关化学键的数据如下表
化学键





键能/
436
343
a
465
413
则键的键能a为
A．1076 B．826 C．779 D．538
11．（2023春·甘肃白银·高三统考期末）二氧化碳减排和再利用技术是促进社会环保和工业可持续发展的重要措施。将工业废气中的转化为，可以通过以下途径实现。
反应I：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：(
反应I和反应Ⅱ的平衡常数K随温度T的变化如图所示，下列说法正确的是

A．升高温度，反应Ⅱ中的平衡产率增大
B．温度：
C．
D．时，反应Ⅲ的平衡常数
12．（2023春·浙江台州·高三校联考期中）下图为反应2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(g)的能量变化示意图下列说法正确的是                      

下列说法正确的是
A．2mol H2(g)和1 mol O2(g)的总能量为1368kJ
B．该反应最终向外界吸收484kJ的能量
C．由H(g) 、O(g)原子形成1 mol H2O(g)，共放出1852kJ能量
D．若生成2mol H2O(l)，则释放的能量大于484kJ
13．（2023春·重庆江北·高三重庆十八中校考期中）乙烯与水加成制备乙醇的能量变化过程如图所示。下列说法不正确的是

A．反应①为加成反应
B．反应①和反应②均为放热反应
C．  
D．是该合成过程的催化剂
14．（2023春·黑龙江齐齐哈尔·高三统考期中）由键能数据大小，不能得出下列事实的是
化学键
C-H
Si-H
O-H
C-O
C-C
H-F
H-Cl
H-H
键能
411
318
467
358
346
565
431
436
A．稳定性 B．键长：
C．电负性： D．可以计算出氢气的燃烧热

二、非选择题
15．（2023春·陕西西安·高三长安一中校考期中）联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
(1)联氨分子的结构式为___________。
(2)美国加利福尼亚大学圣地亚哥的G· N·SChrauzer等人用氮气和水蒸气在触媒上，光照射下合成高能气态联氨初获成功。该反应的热化学方程式为___________。
化学键
N-H
H-O
O=O
N≡N
N-N
键能/KJ·mol-1
391
463
496
946
159
(3)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=-1048.9kJ·mol-1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=___________；联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为___________。
(4)火箭推进器中还可以装联氨和过氧化氢，当它们混合时即产生气体，并放出大量热。已知16 g联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气，放出321kJ的热量，写出该反应的热化学方程式___________。
(5)联氨常由氨气和次氯酸钠溶液反应制得，写出该反应的离子方程式___________。
(6)在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2 ，实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3：2，则该分解反应的化学方程式为___________。
(7)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨气相似。写出联氨与过量盐酸反应的离子方程式___________。
16．（2023秋·浙江杭州·高三浙江省桐庐中学校联考期末）回答下列问题：
(1)离子化合物的化学式为，它所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层结构。有人认为是铵盐，这种想法是否正确_______说明你的理由_______。
(2)火箭发射可以用肼(，液态)作燃料，作氧化剂，两者反应生成和水蒸气。
已知：

请写出与反应的热化学方程式_______
(3)相同条件下酸性比强，请用一个化学方程式说明_______
(4)土壤中的铁循环()可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去)，用离子方程式分别说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮的原理：_______。
17．（2023春·山东烟台·高三统考阶段练习）能源是国民经济发展的重要基础，如何合理利用现有能源以及开发新能源一直是研究的重点课题。
(1)在、时，完全燃烧生成液态水时放出的热量是。在直接以甲烷为燃料电池时，电解质溶液为酸性，负极的反应式为___________。理想状态下，该燃料电池消耗甲烷所能产生的最大电能为，则该燃料电池的理论效率(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)为___________。
(2)已知部分键能(E)数据如下：
化学键





946
389
243
431
反应___________。
(3)将煤转化为水煤气的方法是通过化学高温方法将煤转化为洁净燃料的方法之一，煤转化为水煤气的主要反应为。有关物质的燃烧热数据如下表所示：
物质
C






已知：转化为放出的热量。
①写出C完全燃烧的热化学方程式___________。
②写出煤转化为水煤气的主要反应的热化学方程式：___________。
18．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题
(1)甲醇制烯烃是一项非石油路线烯烃生产技术，可以减少我国对石油进口的依赖。甲醇制烯烃的反应是不可逆反应，烯烃产物之间存在如下转化关系：
反应Ⅰ.  ；
反应Ⅱ.  ；
反应Ⅲ.  。
①则反应Ⅲ的_______。
②甲醇制丙烯的反应为，速率常数k与反应温度T的关系遵循Arrhenius方程，实验数据如图所示。已知Arrhenius方程为(其中k为速率常数，反应速率与其成正比；为活化能；，A为常数)。

该反应的活化能_______(计算结果保留1位小数)。
(2)以氢气、一氧化碳为主要组分的合成气是一种重要的化工原料，可以合成甲醇等许多重要的化工产品。合成甲醇的热化学方程式为 。
相关化学键的键能如表所示，则表中的_______。
化学键





键能/()
x
436
465
351
413
(3)甲烷作为燃料，广泛应用于民用和工业中；作为化工原料，甲烷可以用来生产一系列化工有机物。加氢制甲烷的反应如下：
反应①  ；
反应②  。
下，由最稳定单质生成1 mol物质B的焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓()。298 K，几种气态物质的标准摩尔生成焓如下表。则_______。
物质






0




参考答案：
1．C
【详解】A．由图可知，过渡态TS1比P能量高，则P更稳定，选项A错误；
B．由图可知，过程P→TS2为两步反应中活化能较大的反应，为慢反应，即为化合物M生成化合物N的决速步骤，选项B错误；
C．化合物M为催化剂，反应前后结构不会改变，比较M、N的结构可知，当Fe-O键的断裂重新连接氢原子生成M，所以一定有Fe-O键的生成和断裂，选项C正确；
D．图示为一个二氧化碳分子反应过程，能量变化为-11.63eV，所以当有1mol二氧化碳反应能量变化为-11.63eV×1.6×10-19J/eV×6.02×1023=1.12×106J=1120kJ，则该过程的热化学方程式为：M（s）+CO2（g）=N（s）ΔH=-1120kJ⋅mol-1，选项D错误；
答案选C。
2．B
【详解】A． 反应10min时，以B表示的平均反应速率为，所以10min内B消耗了n(B)= ×2L×10min=3.0mol，测得C生成了2mol，所以x=2，故A错误；
B．由  可知，每消耗3mol的B，放出92.4kJ的热，结合A可知，10分钟内反应共放热92.4kJ，故B正确；
C．由方程式可知，v(A)：v(B)=1：3，v(A)=÷3=，故C错误；
D．向该体系中充入氦气使压强增大，由于该容器是2L密闭容器，压强增大，体积不变，各反应物的浓度不变，所以化学反应速率不变，故D错误；
故选B。
3．C
【详解】A．反应①中1molCH4失去8mol电子生成1molCO2，反应②1molCH4失去8mol电子生成1molCO2，反应①②中相同物质的量的甲烷发生反应，转移电子数相同，A正确；
B．标准状况下4.48L甲烷物质的量为0.2mol，(反应①+反应②)÷2得到CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，ΔH=-867kJ/mol，则0.2mol甲烷还原NO2生成N2和H2O(g)，放出热量为867kJ/mol×0.2mol=173.4kJ，B正确；
C．反应①中H2O为气态，气态水变为液态水放出热量，则反应，C错误；
D．组成的混合物2mol中CH4有1.5mol，H2有0.5mol，现混合物完全燃烧恢复到常温时放出热量bkJ，且CH4的燃烧热为akJ/mol，则1.5molCH4燃烧放热1.5akJ，0.5molH2燃烧放出热量(b-1.5a)kJ，H2的燃烧热为2×(b-1.5a)kJ/mol=(2b-3a)kJ/mol，D正确；
故答案选C。
4．C
【详解】A．CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H=-41kJ/mol，说明消耗1mol CO，反应放出41kJ热量，容器①达到平衡时放出32.8kJ热量，则消耗CO物质的量为mol=0.8mol，CO的转化率为×100%=80%，A正确；
B．反应前后气体体积不变，反应①②是等效平衡，则容器②消耗CO物质的量为1.6mol，平衡时：c(CO)②==0.2mol/L，c(CO)①==0.1mol/L即②>①，B正确；
C．反应前后气体体积不变，反应①②是等效平衡，则容器②消耗CO物质的量为1.6mol,放热的热量Q=1.6mol×41kJ/mol=65.6kJ，C错误；
D．化学平衡常数只与温度有关，容器①、②温度相同，则化学平衡常数相等，根据容器①数据，列化学平衡三段式，
K===1，D正确；
故答案为C。
5．D
【详解】A．根据盖斯定律I-Ⅱ可得反应ⅢCO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH3=-49kJ·mol-1-41kJ·mol-1=-90kJ·mol-1；ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，故反应Ⅲ中反应物的总键能小于生成物的总键能，A错误；
B．反应Ⅱ的正反应是吸热反应，生成物中有CO，温度升高，反应Ⅱ的平衡正向移动，CO的物质的量分数增大；反应Ⅲ的正反应是放热反应，反应物中有CO，温度升高，反应Ⅲ的平衡逆向移动，CO的物质的量分数也会增大，也就是说，温度升高，CO的产量变大，则CO在含碳产物的物质的量分数增大，故符合这个规律的是曲线n，B错误；
C．由图可知，温度在150℃时有利于反应Ⅰ进行，CH3OH的含量高，有利于提高CH3OH的产率，但并不是温度越低越好，因为温度太低反应速率太慢，C错误；
D．根据题意设起始量n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，平衡时甲醇和CO的物质的量相等，设CH3OH物质的量为 xmol，则CO 的物质的量也为xmol，270℃时CO2的转化率为25%，则平衡时CO2的物质的量为0.75mol，根据碳守恒：0.75+2x=1，解得x=0.125，根据氧守恒，水的物质的量为：2mol-0.75mol×2-0.125mol-0.125mol=0.25mol，根据氢守恒，氢气的物质的量为=2.5mol，则反应后总的物质的量0.75mol+0.125mol+0.125mol+2.5mol+0.25mol=3.75mol，则平衡体系中H2的体积分数为=66.7%，D正确；
答案选D。
6．A
【详解】A．由于绝对值，该值为负值，去掉绝对值后，，A正确；
B．由图可知，反应I正反应的活化能为E1-E5，反应II的活化能为E2-E3，反应I的活化能较大，则反应I的反应速率慢于反应II，反应I决定整个反应的速率，B错误；
C．催化剂可改变反应的活化能，反应的焓变由始态和终态决定，催化剂不改变焓变，C错误；
D．根据盖斯定律，反应I+II可得目标方程，D错误；
故选：A。
7．A
【分析】从图中可得出三个热化学方程式：
反应①：2NO=N2O2  △H1=+199.2kJ∙mol-1；
反应②：N2O2+CO=CO2+N2O  △H2=-513.5kJ∙mol-1；
反应③：CO2+N2O+CO=2CO2+N2  △H3=-(∆E-248.3)kJ∙mol-1。
【详解】A．正反应活化能最小的是反应②，活化能越大反应速率越慢，整个反应由最慢的一步决定，A错误；
B．由图可知，三个基元反应中，反应②和反应③的反应物总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，B正确；
C．利用盖斯定律，将反应①+②+③得，2NO+2CO=2CO2+N2  △H=+199.2kJ∙mol-1+(-513.5kJ∙mol-1)+[ -(∆E-248.3)kJ∙mol-1]= -620.9kJ∙mol-1，则kJ⋅mol-1，C正确；
D．由C选项中利用盖斯定律所得出的结论，可确定该过程的总反应为2NO+2CO=2CO2+N2，D正确；
故选A。
8．D
【详解】A．由图可知，合成氨反应为放热反应，故A正确；
B．由图可知，反应的焓变ΔH=—(△E2—△E1)=—92 kJ/mol，则△E2-△E1=92J/mol，故B正确；
C．由焓变的计算可知，H—H键的键能为436kJ/mol，则拆开1mol氢气中化学键需要吸收436kJ的能量，故C正确；
D．反应的焓变△H=—(△E2—△E1)=—92 kJ/mol，则生成2mol氨气放出92 kJ热量，氨气的能量高于液氨，所以生成2mol液氨放出的能量大于92kJ，故D错误；
故选D。
9．B
【详解】A．是1molC（s）的完全燃烧，而是1molC(s)的不完全燃烧，相同物质的量的可燃物在完全燃烧时放出的热量要多于不完全燃烧放出的热量，对于放热反应，放出的热量越多，焓变的值越小，故△H1＜△H2，故A错误；
B．反应  ，  均为放热反应，1molS(s)的能量低于1molS(g)，当产物相同，反应物的能量越高，则反应放热越多，故△H3＞△H4，故B正确；
C．  ，  计量数不同，而反应热与计量数成正比，故前者放出的热量是后者的2倍，则△H5＜△H6，故C错误；
D．  ，  ，由于前者是放热反应，即△H7是负值，后者为吸热反应，则△H8为正值，故△H7＜△H8，故D错误；
故选B。
10．A
【详解】反应Ⅱ-Ⅰ得：  ，根据H=反应物的总键能-生成物的总键能=，解得。
故选A。
11．B
【详解】A．反应Ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，的转化率减小，选项A错误；
B．反应Ⅱ为放热反应，温度越高，平衡常数越小，如图可知，，选项B正确；
C．根据盖斯定律反应Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ，所以，选项C错误；
D．根据盖斯定律反应Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ，所以，当温度为时，反应Ⅲ的平衡常数，选项D错误；
答案选B。
12．D
【详解】A．2mol H2(g)和1 mol O2(g)转化为中间态需要的能量为1368kJ，并不是反应物的总能量，A项错误；
B．如图数据为反应物和生成物的键能分别为1368kJ、1852kJ，反应为放出热量为1852-1368=484kJ，B项错误；
C．从图看形成2molH2O（g）放出热量为1852kJ，C项错误；
D．由B项分析生成2mol H2O(g)，则释放的能量为484kJ。同时H2O(g)变为H2O（l）还要释放出热量，D项正确；
故选D。
13．C
【分析】由图可知乙烯与水加成制备乙醇的过程为：①C2H4(g)+H2SO4(l)=C2H5OSO3H(l) ΔH=(E1-E2)kJ·mol-1；②C2H5OSO3H(l)+H2O(l)=C2H5OH(1)+H2SO4(l) ΔH=(E3-E4)kJ·mol-1。
【详解】A．对比C2H4和C2H5OSO3H可知反应①为加成反应，有C=C断裂，A正确；
B．由图可知反应①、反应②的反应物的总能量均高于生成物的总能量，均为放热反应，B正确；
C．结合分析可知①+②得C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(1)△H=(E1-E2+E3-E4)kJ·mol-1，C错误；
D．H2SO4在两步反应中出现，在总反应中未出现，是该合成过程的催化剂，它可提高反应速率，D正确；
答案选C。
14．D
【详解】A．碳氢键键能大于硅氢键，稳定性，A正确；
B．键能越大，键长越短，故键长：，B正确；
C．同种元素氢与氟和氯形成化学键，根据其键能的大小可推测氟与氯电负性的强弱，氢氟键大于氢氯键，故电负性：，C正确；
D．计算氢气的燃烧热还需要氧氧双键的键能，D错误；
故选D。
15．(1)
(2)N2(g)+2H2O(g)=N2H4(g)+O2(g) ΔH=+579kJ·mol-1
(3) ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1 反应放热量大、产生大量气体
(4)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ/mol
(5)2NH3+ClO- = N2H4+Cl- +H2O
(6)7N2H4 8NH3↑+3N2↑+2H2↑
(7)N2H4+2H+=N2H

【详解】（1）N2H4是共价化合物，氮原子和氢原子形成共价键，氮原子和氮原子间也形成共价键，结构式为：。
（2）光照射下合成高能气态联氨的方程式为：N2(g)+2H2O(g)=N2H4(g)+O2(g)，ΔH=反应物的键能-生成物的键能=946 kJ·mol-1+2×463 kJ·mol-1-496 kJ·mol-1-4×391 kJ·mol-1-159 kJ·mol-1=+579kJ·mol-1。
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算③×2-②×2-①得到④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=2△H3-2△H2-△H1，根据反应④可知，联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体，产物无污染，因此可作为火箭推进剂。
（4）联氨与过氧化氢反应生成N2和水蒸气的化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)，16 g联氨物质的量为 =0.5mol，则1mol液态联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出热量为=642kJ，反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ/mol。
（5）联氨常由氨气和次氯酸钠溶液反应制得，写出该反应的离子方程式为：2NH3+ClO- = N2H4+Cl- +H2O。
（6）在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2，实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3：2，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：7N2H4 8NH3↑+3N2↑+2H2↑。
（7）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨气相似，联氨与过量盐酸反应时1个N2H4分子可以结合2个H+生成N2H，离子方程式为：N2H4+2H+=N2H。
16．(1) 不正确 该化合物没有酸根阴离子，或者不是酸根
(2)
(3)或
(4)

【详解】（1）盐是金属离子阳离子(或铵根离子)和酸根阴离子构成的化合物，但是A中的H-不是酸根，故A不是盐类；故答案为：不正确；该化合物没有酸根阴离子，或者不是酸根；
（2）N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+66.4kJ/mol  ①
N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534kJ/mol ②
根据盖斯定律②×2-①可得：2N2H4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1134.4kJ/mol；故答案为：2N2H4(l)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1134.4kJ/mol；
（3）根据强酸制弱酸的原理，可用HF与含或的盐发生复分解反应生成和来证明酸性，符合的化学方程式可为：HF+NaHCO3=NaF+H2O+CO2↑或 2HF+Na2CO3=2NaF+H2O+CO2↑；故答案为：2HF+Na2CO3=2NaF+H2O+CO2↑；
（4）由题意可知，铁循环脱除水体中硝态氮过程是Fe3+转进而反应生成Fe2+和N2，离子方程式未：6Fe3++2=6Fe2++N2↑+8H+。
17．(1) CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ 85%
(2)-469kJ/mol
(3) C(s)+O2(g)=CO2(g)   ∆H=-393.5kJ/mol C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)   ∆H=+131.0kJ/mol

【详解】（1）由燃料电池是原电池的一种，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，但在酸性介质中，正极不会生成大量氢离子，则电解质参与电极反应，甲醇燃料电池的负极反应式为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+，正极反应式为2O2+8H++8e-=4H2O，又该电池的理论效率为消耗1mol甲烷所能产生的最大电能与其燃烧热之比，则电池的理论效率为=×100%=85% ，故答案为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+；85%；
（2）根据反应物的键能总和减去生成物的键能总和计算反应热，该反应的ΔH=6×389+3×243-946-6×431=-469kJ/mol；
（3）①碳完全燃烧生成二氧化碳的反应，标注物质聚集状态和对应反应的焓变，C完全燃烧的热化学方程式为：C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH=-393.5kJ/mol，故答案为C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH=-393.5kJ/mol；
②由a：C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH=-393.5kJ/mol
b：CO(g)+O2(g)=CO2(g)   ΔH=-283.0kJ/mol
c：H2(g)+O2(g)=H2O(l)   ΔH=-285.8kJ/mol
d：H2O(g)=H2O(l)   ΔH=-44.0kJ/mol，
根据盖斯定律，a-b-c+d得：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)   ∆H=+131.0kJ/mol，故答案为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)   ∆H=+131.0kJ/mol。
18．(1) 177.3
(2)1093
(3)

【详解】（1）①反应Ⅲ反应Ⅱ反应Ⅰ，则。故答案为：；
②已知，根据图中两点数据可得：


联合方程式，得。
故答案为：177.3；
（2），解得。故答案为：1093；
（3）运用生成物的标准摩尔生成焓-反应物的标准摩尔生成焓计算，，故答案为：；