2019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

最新考纲解读
命题热点透析
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。
5.了解焓变(ΔH)与反应热的含义。
6.理解盖斯定律，并能用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。
命题热点
考查方式
1.热化学方程式的书写及正误判断
2.盖斯定律的应用、反应热的计算
3.燃烧热、中和热的意义及计算
在高考中主要以非选择题的形式与化学平衡相结合考查相关知识，题目难度中等

主干知识梳理

1.必考的两个方法
(1)“叠加法”书写热化学方程式。
(2)应用盖斯定律计算ΔH。
2．热化学方程式书写五项注意
(1)物质的聚集状态。
(2)ΔH的符号“＋”或“－”。
(3)ΔH的单位。
(4)反应热的数值与计量数相对应。
(5)可逆反应的焓变。
3．ΔH数值的两个计算公式
(1)ΔH＝E(生成物)－E(反应物)。
(2)ΔH＝E(断键吸)－E(成键放)。
注：ΔH>0　吸热反应
ΔH<0　放热反应
4．理解燃烧热、中和热的概念
(1)燃烧热
①可燃物的物质的量为1_mol，表示燃烧热的热化学方程式中可燃物化学计量数为1。
②生成稳定的氧化物。
(2)中和热
①稀溶液中，中和反应生成液态水物质的量为1_mol。
②不同的强酸和强碱溶液反应，生成1 mol H2O(l)
ΔH＝－57.3_kJ·mol－1。
5．掌握一个应用
应用盖斯定律计算反应热时，热化学方程式进行适当的“加”“减”“乘”“除”，ΔH也需作相应的变化。

高频考点探究

考点1　反应热、热化学方程式

例1　(1)(2016·海南高考)(双选)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．由X→Y反应的ΔH＝E5－E2
B．由X→Z反应的ΔH<0
C．降低压强有利于提高Y的产率
D．升高温度有利于提高Z的产率
(2)(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____________________________。
(3)(2015·天津高考)随原子序数递增，八种短周期元素(用字母x等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。

根据判断出的元素回答问题：
已知1 mol e的单质在足量d2中燃烧，恢复至室温，放出255.5 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：__________________________。
答案　(1)BC
(2)2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)
ΔH＝－85.6 kJ·mol－1
(3)2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)　
ΔH＝－511 kJ·mol－1
解析　(1)由题给图示可知，X→Y的ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝E3－E2，A错误；2X(g)的能量高于Z(g)的能量，故X→Z是放热反应，ΔH＜0，B正确；根据反应2X(g)3Y(g)，可知压强减小，平衡正向移动，Y的产率提高，C正确；根据反应2X(g)Z(g)　ΔH＜0，温度升高，平衡逆向移动，Z的产率降低，D错误。
(2)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。
(3)由题意可判断出d、e分别为O、Na，根据条件写出钠燃烧的热化学方程式，注意各物质的状态及化学计量数要与ΔH相对应。

1．从两种角度理解化学反应热
反应热图示

图像
微观
宏观
分析
a表示断裂旧化学键吸收的热量；
b表示新化学键生成放出的热量；
c表示反应热
a表示反应的活化能；
b表示活化分子形成生成物释放的能量；
c表示反应热
ΔH的计算
ΔH＝∑E(生成物)－∑E(反应物)
ΔH＝∑E(反应物键能)－∑E(生成物键能)
2．热化学方程式书写的注意事项

[注意]　①注意同素异形体转化的名称问题
对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。
②注意可逆反应中的反应热及热量变化问题
由于反应热是指反应完全时的热效应，所以对于可逆反应，当反应物起始时的物质的量与其化学计量数相同时，其实际放出或吸收的热量要小于反应热。

1．(2018·福州市高三期末)H2O2分解反应过程能量变化如图所示，以下相关叙述正确的是(　　)

A．1 mol H2O2(l)键能总和比1 mol H2O(l)＋0.5 mol O2(g)键能总和大(E2－E1)
B．该反应是吸热过程
C．使用MnO2催化剂，E3将降低
D．2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝E1－E2
答案　C
解析　物质的能量高，本身的键能小，根据图示可知，1 mol H2O2(l)键能总和比1 mol H2O(l)＋0.5 mol O2(g)键能总和小(E2－E1)，该反应是放热过程，A、B均错误；使用催化剂，能降低反应的活化能，C正确；根据图中数据，2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝2(E1－E2)，D错误。
2．下列热化学方程式中，正确的是(　　)
A．甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
B．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2(g)和 1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1
C．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则1 mol醋酸和1 mol NaOH反应的反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
D．在25 ℃、101 kPa时，2 g H2完全燃烧放出285.8 kJ热量，则H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
答案　D
解析　燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，甲烷燃烧生成的水应为液态而非气态，所以甲烷燃烧的热化学方程式应表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，A错误；由于反应可逆，0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应生成的NH3(g)的物质的量一定小于1 mol，所以该热化学方程式对应的ΔH不是－38.6 kJ·mol－1，B错误；醋酸为弱酸，要先电离，为吸热过程，中和反应放出的热量小于57.3 kJ，C错误；25 ℃、101 kPa时，H2、O2为气态，H2O为液态，热化学方程式书写正确，D正确。
3．依据信息书写热化学方程式。
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______________________________________________。
答案　C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2Q kJ·mol－1
考点2　盖斯定律　焓变的计算

例2　(1)(2017·全国卷Ⅲ节选)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：

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)反应热等于反应物键能减去生成物键能，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．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。

4．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4
3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)
A．ΔH1＞0，ΔH3＜0 B．ΔH2＜ΔH4
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
答案　C
解析　A项，C(s)、CO(g)在O2(g)中燃烧生成CO2，均为放热反应，则有ΔH1<0、ΔH3<0；B项，CO2(g)与C(s) 在高温条件下反应生成CO(g)，该反应为吸热反应，则有ΔH2>0，Fe(s)与O2(g)反应生成Fe2O3(s)为放热反应，则有ΔH4<0；C项，将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，由②＋③可得①，则有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3；D项，根据盖斯定律，由③×3－⑤×2可得④，则有ΔH4＝3ΔH3－2ΔH5。
5．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：
__________________________________________________________。
(2)请根据表中的数据计算ΔH1和ΔH2。

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。


1．(2018·北京高考)下列我国科技成果所涉及物质的应用中，发生的不是化学变化的是(　　)




A.甲醇低温所制氢气用于新能源汽车
B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料
C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料
D.开采可燃冰，将其作为能源使用
答案　B
解析　A项，甲醇低温制氢气有新物质生成，属于化学变化；B项，氘、氚用作核聚变燃料，是核反应，不属于化学变化；C项，偏二甲肼与N2O4反应生成CO2、N2和H2O，放出大量的热，反应的化学方程式为C2H8N2＋2N2O43N2↑＋2CO2↑＋4H2O，属于化学变化；D项，可燃冰是甲烷的结晶水合物，CH4燃烧生成CO2和H2O，放出大量的热，反应的化学方程式为CH4＋2O2CO2＋2H2O，属于化学变化。
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．(2015·北京高考)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：

下列说法正确的是(　　)
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
答案　C
解析　根据能量变化示意图可以判断反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，A错误；根据反应过程示意图可以看出CO中的碳氧键没有断裂，B错误；CO2中含有极性键，C正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O形成CO2的过程，D错误。
5．(2014·全国卷Ⅱ)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
答案　B
解析　由题干信息可得：①CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)' ΔH1>0，②CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)' ΔH2<0，③CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)'ΔH3，根据盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，由于ΔH1>0，ΔH2<0，故ΔH3>ΔH1，B正确，C、D错误；ΔH3>0，ΔH2<0，故ΔH3>ΔH2，A错误。
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：
(1)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。

7．(新形式)已知氢气的燃烧热为286 kJ·mol－1，N2与O2反应的热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1，且N2(g)与H2(g)在铁催化剂表面反应生成NH3(g)的过程如图所示。

则氨气的催化氧化反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)的ΔH为(　　)
A．＋1540 kJ·mol－1 B．－1540 kJ·mol－1
C．＋1172 kJ·mol－1 D．－1172 kJ·mol－1
答案　D
解析　由氢气的燃烧热可写出热化学方程式①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－286 kJ·mol－1；由合成氨的能量变化图像可得合成氨反应②H2(g)＋N2(g)NH3(g)　ΔH2＝1127 kJ·mol－1－(324＋389＋460) kJ·mol－1＝－46 kJ·mol－1；结合题给反应③N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH3＝＋180 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由①×6－②×4＋③×2，即得4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)　ΔH＝ΔH1×6－ΔH2×4＋ΔH3×2＝－1172 kJ·mol－1。
8．(高频点)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
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。

配套作业

一、选择题
1．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是(　　)

A．该反应的活化能为348 kJ·mol－1
B．使用催化剂，该反应ΔH减小
C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)　ΔH＝－139 kJ·mol－1
D．反应物中化学键的总键能大于生成物中化学键的总键能
答案　C
解析　该反应的活化能为209 kJ·mol－1，A错误；使用催化剂，该反应的ΔH不变，B错误；由题图可写出该反应的热化学方程式：N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)　ΔH＝(209－348) kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1，C正确；该反应为放热反应，则反应物中化学键的总键能小于生成物中化学键的总键能，D错误。
2．(2018·重庆十一中月考)下列有关反应热的叙述中正确的是(　　)
A．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol－1
B．已知X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)　ΔH>0，若升高温度，则该反应的ΔH增大
C．已知：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1，S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2
D．甲、乙两容器相同，甲中加入1 g SO2、1 g O2，乙中加入2 g SO2、2 g O2，在恒温恒容或恒温恒压下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡时，乙放出的热量均等于甲的2倍
答案　C
解析　氢气的燃烧热表示1 mol H2(g)完全燃烧生成液态水时放出的热量，A错误；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，但反应的ΔH不变，B错误；两反应均为放热反应，则ΔH1<0，ΔH2<0，由于反应S(s)===S(g)为吸热反应，故S(g)燃烧放出的热量多，则ΔH1>ΔH2，C正确；乙中反应物的起始投料量是甲中的2倍，恒温恒压下乙放出的热量等于甲的2倍，恒温恒容下，乙中压强大于甲，压强增大，平衡向正反应方向移动，放出的热量增多，故乙放出的热量大于甲的2倍，D错误。
3．已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－394 kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH2＝－242 kJ·mol－1
③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH3＝－2510 kJ·mol－1
④2C(s)＋H2(g)===C2H2(g)　ΔH4
下列说法正确的是(　　)
A．反应①若放出197 kJ的热量，转移4 mol电子
B．由反应②可知1 mol液态水分解所放出的热量为242 kJ
C．反应③表示C2H2燃烧热的热化学方程式
D．ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3
答案　D
解析　1 mol C参与反应①，放出的热量为394 kJ，转移电子为4 mol，故放出197 kJ热量时，转移2 mol电子，A错误；液态水分解需要吸收热量，B错误；表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1，且生成物应为稳定的氧化物，H2O的稳定状态应是液态，而不是气态，C错误；应用盖斯定律，由①×2＋②－③×＝④可知，D正确。
4．依据下图判断，下列说法正确的是(　　)

A．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量低
B．氢气的燃烧热为ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
C．液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
D．H2O(g)生成H2O(l)时，断键吸收的能量小于成键放出的能量
答案　C
解析　2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，放出483.6 kJ的热量，故2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量高，A错误；氢气的燃烧热是指1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，故氢气的燃烧热为 kJ·mol－1＝285.8 kJ·mol－1，B错误；水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋(483.6＋88) kJ·mol－1＝＋571.6 kJ·mol－1，C正确；H2O(g)生成H2O(l)为物理变化，不存在化学键的断裂与形成，D错误。
5．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4
3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)
A．2ΔH1>ΔH3 B．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH2<0，ΔH4<0
答案　C
解析　2 mol碳完全燃烧放出的热量比2 mol CO完全燃烧放出的热量多，放出的热量越多，ΔH越小，所以2ΔH1<ΔH3，A错误；将题给热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，由(④＋2×⑤)×得到③，故ΔH3＝，B错误；根据盖斯定律，由②＋③得到①，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C正确；ΔH2>0，D错误。
6．(2018·江西五校模拟)H2与ICl的反应分①②两步进行，且两步都为可逆反应，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是(　　)

①H2＋IClHI＋HCl　慢反应
②HI＋IClI2＋HCl　快反应
A．反应①、反应②均为放热反应
B．降低温度有利于提高HCl的产率
C．总反应速率的快慢主要由反应①决定
D．H2(g)＋2ICl(g)I2(g)＋2HCl(g)　ΔH＝－218 kJ·mol－1，加入催化剂可使该反应的焓变增大
答案　D
解析　根据题图可知，反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物，则反应①、反应②均为放热反应，A正确；反应①、反应②和总反应都是放热反应，降低温度，平衡正向移动，B正确；慢反应决定总反应速率，则总反应速率的快慢主要由反应①决定，C正确；加入催化剂可改变反应的活化能，但不能改变焓变，D错误。
7．已知下列反应的热化学方程式：
①6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l)　ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2
③C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3
④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH4
⑤4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)　ΔH5
下列判断正确的是(　　)
A．反应②③④的焓变ΔH均大于0
B．ΔH2<2ΔH4
C．ΔH5＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1
D．ΔH5＝2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3
答案　C
解析　A项，反应②③④均为放热反应，故焓变ΔH均小于0。B项，反应②生成气态水，反应④生成液态水，两个反应生成等量H2O的情况下，生成液态水释放出更多热量，释放热量越多，ΔH越小，故有ΔH2>2ΔH4。根据盖斯定律，⑤＝12×③＋5×②－2×①，故ΔH5＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1。
8．(2018·银川高三一模)一定温度和压强下，气体X2与气体Y2反应过程中能量的变化如图中a曲线所示，且该反应在平衡时三种物质共存，下列叙述正确的是(　　)

A．该反应的热化学方程式为X2＋3Y22XY3　ΔH＝－92 kJ·mol－1
B．b曲线代表温度升高时的能量变化
C．加入催化剂，该化学反应的反应热改变
D．在同温、同体积的条件下，通入1 mol X2和3 mol Y2，反应后放出的热量小于92 kJ
答案　D
解析　热化学方程式应标明各物质的聚集状态，A错误；由题图可知b曲线代表的活化能降低，应该是加入了催化剂，升高温度不能改变活化能，B错误；加入催化剂，反应的反应热不变，C错误；由题干知X2和Y2的反应是可逆反应，该条件下反应放出的热量小于92 kJ，D正确。
二、填空题
9．(2018·模拟组合题)
(1)(潍坊市一模)利用化学反应原理研究碳、硫及其化合物的性质具有重要意义。
工业上用碳还原辉铜矿(主要成分是Cu2S)，可制取金属铜。
已知反应的热化学方程式如下：
①C(s)＋S2(g)===CS2(g)　ΔH1＝150 kJ·mol－1
②Cu2S(s)＋H2(g)===2Cu(s)＋H2S(g)ΔH2＝59.5 kJ·mol－1
③2H2S(g)===2H2(g)＋S2(g)　ΔH3＝170 kJ·mol－1
通过计算，可知用碳还原Cu2S制取金属铜和CS2(g)的热化学方程式为______________。
(2)(兰州市高三一诊)甲醇是一种重要的化工原料，工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
已知：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1275.6 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566.0 kJ·mol－1
③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ·mol－1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为___________。
(3)(太原市高三模拟)研究碳、氮及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
①氧化还原法消除NOx的转化如下：
NONO2N2
已知：NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)ΔH＝－200.9 kJ/mol
2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝－116.2 kJ/mol
则NO与O3反应只生成NO2的热化学方程式为___________________。
②有人设想将CO按下列反应除去：2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH>0，请你分析该反应能否自发进行？________(填“是”或“否”)，依据是_____________。
(4)(2018·合肥高三质检)氮和硫及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
已知反应Ⅰ：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
反应Ⅱ：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)
ΔH＝－113.0 kJ·mol－1
则SO2(g)与NO2(g)反应生成SO3(g)和NO(g)的热化学方程式为
____________________________________________________________。
答案　(1)C(s)＋2Cu2S(s)===4Cu(s)＋CS2(g)ΔH＝439 kJ·mol－1
(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－442.8 kJ·mol－1
(3)①3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)ΔH＝－317.1 kJ·mol－1
②否　该反应是焓增、熵减的反应，根据ΔG＝ΔH－TΔS＞0
(4)SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)
ΔH＝－41.8 kJ·mol－1
解析　(1)根据盖斯定律，①＋②×2＋③得：C(s)＋2Cu2S(s)===4Cu(s)＋CS2(g)，ΔH＝ΔH1＋ΔH2×2＋ΔH3＝150 kJ·mol－1＋59.5 kJ·mol－1×2＋170 kJ·mol－1＝439 kJ·mol－1。
(2)根据盖斯定律，(①－②＋③×4)/2即得到甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式，热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－442.8 kJ·mol－1。
(3)①a.NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)ΔH＝－200.9 kJ/mol，
b．2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝－116.2 kJ/mol，
根据盖斯定律，a＋b得目标反应，其热化学方程式为3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)　ΔH＝－317.1 kJ/mol。
②2CO(g)===2C(s)＋O2(g)，该反应是焓增、熵减的反应，ΔG＝ΔH－TΔS＞0，故不能实现。
(4)根据盖斯定律，由(反应Ⅰ－反应Ⅱ)×，可得SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝(－196.6 kJ·mol－1＋113.0 kJ·mol－1)×＝－41.8 kJ·mol－1。