题型一反应热的计算

题型一反应热的计算反应热的计算是高考的重点及热点，属于必考知识点，对近年来的高考化学试题中反应热的计算进行了统计与梳理，反应热的计算是高考的重点及热点，属于必考知识点，对近年来的高考化学试题中反应热的计算进行了统计与梳理，其中“盖斯定律”型反应热的求解最为常见。通过对此题型的题型特征、解题策略等进行归纳总结，以相应的高考真题进行分析，搭建“思维认知模型”，从题型特征、解题依据、解题思路、解题关键、解题步骤、典例示范等角度帮助师生形成模型认知素养，能快速、准确解决“盖斯定律”型反应热的求解。一、反应热的计算1．根据热化学方程式计算热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔHabcd|ΔH|n(A)n(B)n(C)n(D)Q则2．根据反应物、生成物的键能计算(1)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物)(2)ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(C－H)P4(P－P)SiO2(Si－O)石墨金刚石SiS8(S－S)键数24641.5228(3)ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能3．根据物质的燃烧热数值计算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。4．根据盖斯定律计算若反应物A变为生成物D，可以有两个途径①由A直接变成D，反应热为ΔH；②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。如图所示：则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。二、“盖斯定律”型反应热的思维认知模型1．题型特征：由多个已知热化学方程式，求目标热化学方程式的反应热ΔH或写出目标热化学方程式的热化学方程式。此类题型比较成熟，特征、分值及出现在试卷中的位置较为固定。2．计算依据：盖斯定律：即不管化学反应分一步完成或几步完成，反应热相同.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关。3．解题思路：首先观察最终方程式的反应物和生成物，利用已知方程式的加法或减法消去最终方程式没有出现的中间产物，得到总反应方程式。然后，将两个方程式加减乘除得到新的反应方程式，焓变也随之变化。最后，根据消元的路径代入数据求出目标反应方程式焓变。4．解题步骤：观察反应物、生成物在已知式中的位置，根据目标方程式中各物质计量数和位置的需要，对已知方程式进行处理，或调整计量数或调整反应方向.突破解题最大的难点，具体而言可以分以下步骤：1)若目标热化学反应方程式中只与一个已知热化学方程式共有的某物质为参考物，以此参照物在目标热化学反应方程式中的位置及计量数确定分热化学方程式的计量数、ΔH的改变量及加减．若目标热化学反应方程式中某物质，在多个已知的热化学方程式中出现，则在计算确定ΔH时暂时不考虑。2)将参照物在已知分反应中的计量数调整为与目标热化学反应方程式中相同；3)在目标热化学反应方程式中以及已知分热化学方程式的同一边(同为反应物或生成物)；直接相加；反之，相减；4)经过上述三个步骤处理后仍然出现与目标方程式无关的物质，再通过调整相关已知方程式的方式，消除目标方程式中无关的物质。5)将焓变代入，求出特定目标方程式的反应热或按题目要求书写目标热化学方程式。同时笔者根据教学经验总结将解题步骤总结为朗朗上口的顺口溜：察唯一、调系数、定侧向、同侧加、异侧减、消无关、作运算三、常用关系式热化学方程式焓变之间的关系aA=BΔH1A=eq\f(1,a)BΔH2ΔH2＝eq\f(1,a)ΔH1或ΔH1＝aΔH2aA=BΔH1B=aAΔH2ΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH21．(2023•湖南卷，16节选)(1)已知下列反应的热化学方程式：①②③计算反应④的_______；【答案】(1)+118【解析】(1)根据盖斯定律，将①②③可得C6H5C2H5(g)⇌C6H5CH=CH2(g)+H2(g)∆H4=4386.9kJ/mol(4263.1kJ/mol)(241.8kJ/mol)=+118kJ/mol。2．(2023•湖北省选择性考试，19节选)(1)已知C40H中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0kJ·mol－1和298.0kJ·mol－1，HH键能为436.0kJ·mol－1。估算C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的ΔH=_______kJ·mol－1。【答案】(1)128【解析】(1)由C40H20和C40H18的结构式和反应历程可以看出，C40H20中断裂了2根碳氢键，C40H18形成了1根碳碳键，所以C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的ΔH=(431×2298436)kJ·mol－1=+128kJ·mol－1。3．(2023•全国乙卷，28节选)(2)已知下列热化学方程式：FeSO4·7H2O(s)FeSO4(s)+7H2O(g)ΔH1＝akJ·mol−1FeSO4·xH2O(s)FeSO4(s)+xH2O(g)ΔH2＝bkJ·mol−1FeSO4·yH2O(s)FeSO4(s)+yH2O(g)ΔH3＝ckJ·mol−1则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·yH2O(s)2FeSO4·xH2O(s)的ΔH=_______kJ·mol−1。【答案】(2)(a+c2b)【解析】(2)①FeSO4·7H2O(s)FeSO4(s)+7H2O(g)ΔH1＝akJ·mol−1；②FeSO4·xH2O(s)FeSO4(s)+xH2O(g)ΔH2＝bkJ·mol−1；③FeSO4·yH2O(s)FeSO4(s)+yH2O(g)ΔH3＝ckJ·mol−1；根据盖斯定律可知，①+③②×2可得FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·yH2O(s)2FeSO4·xH2O(s)，则ΔH=(a+c2b)kJ·mol−1。4．(2023•浙江省1月选考，19)“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)∆H1=+247kJ•mol1，K1II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∆H2=+41kJ•mol1，K2(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的∆H=_________kJ•mol1，K=_________(用K1、K2表示)。【答案】(2)+329K1•K22【解析】(2)已知：I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)∆H1=+247kJ•mol1，K1II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∆H2=+41kJ•mol1，K2根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ2得反应H4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)；故△H=△H1+2△H2=+329kJ•mol1，K=K1•K22。5．(2023•全国甲卷，28节选)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：①3O2(g)2O3(g)K1ΔH1=285kJ·mol－1②2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(l) K2ΔH2=329kJ·mol－1反应③CH4(g)+O3(g)CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=_______kJ·mol－1，平衡常数K3=_______(用K1、K2表示)。【答案】(1)或【解析】(1)根据盖斯定律可知，反应③=(反应②①)，所以对应ΔH3=；根据平衡常数表达式与热化学方程式之间的关系可知，对应化学平衡常数或。6．(2023•浙江省6月选考，19节选)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。水煤气变换反应：H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1该反应分两步完成：3O3(s)＋CO(g)(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.2kJ·mol－12(s)＋H2O(g)O3(s)＋H2(g)ΔH2(1)ΔH2=_______kJ·mol－1。【答案】(1)6【解析】(1)设方程式①H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1②3O3(s)＋CO(g)(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.2kJ·mol－1③2(s)＋H2O(g)O3(s)＋H2(g)ΔH2根据盖斯定律可知，③=①②，则ΔH2=ΔHΔH1=(－41.2kJ·mol－1)(－47.2kJ·mol－1)=6kJ·mol－1。7．(2022·全国甲卷)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝172kJ·mol－1Kp1＝1.0×10－2(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH2＝－51kJ·mol－1Kp1＝1.2×1012pa反应2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的ΔH为_______kJ·mol－1【答案】－223

8．(2022·全国乙卷)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。已知下列反应热化学方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1036kJ·mol－1②4H2S(g)＋2SO2(g)=3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝94kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－484kJ·mol－1计算H2S热分解反应④2H2S(g)=S2(g)＋2H2的ΔH4＝________kJ·mol－1【答案】1709．(2022·湖北卷)已知：①CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH1＝－65.17kJ·mol－1②Ca(OH)2(s)=Ca2+(aq)＋2OH－(aq)ΔH2＝－16.73kJ·mol－1③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)=[Al(OH)4]－(aq)＋H2(g)ΔH3＝－415.0kJ·mol－1则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)=Ca2+(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1【答案】－911.910．(2022·河北卷)氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。298K时，1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ，1molH2O(l)蒸发吸热44kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________【答案】(1)H2(g)＋O2(g)=H2O(1)ΔH＝－286kJ·mol－111．(2021·全国甲卷)CO2加H2制甲醇的总反应可表示为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，该反应一般认为通过如下步骤来实现：①CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH1＝＋41kJ·mol－1②CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH2＝－90kJ·mol－1总反应的ΔH＝________kJ·mol－1【答案】－49【解析】由盖斯定律可知，反应①＋反应②得总反应方程式，则总反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋41kJ·mol－1＋(－90kJ·mol－1)＝－49kJ·mol－1。12．(2021·全国乙卷)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(ν)光的照射下机理为：NOCl＋hν→NOCl*NOCl＋NOCl*→2NO＋Cl2其中hν表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。可知，分解1mol的NOCl需要吸收____mol的光子【答案】0.5【解析】由题目给出的反应机理可知，反应总方程式为2NOCl＋hν→2NO＋Cl2，故分解1molNOCl需要0.5mol的光子。13．(2021·湖南卷)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2相关化学键的键能数据化学键N≡NH—HN—H键能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝________kJ·mol－1；【答案】(1)＋90.814．(2021·河北卷)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表：物质H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃烧热ΔH(kJ·mol－1)－285.8－393.5－3267.5则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为____________________【答案】(1)3H2(g)＋6C(石墨，s)=C6H6(l)ΔH＝＋49.1kJ·mol－1【解析】由题给燃烧热数据可得，①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－285.8kJ·mol－1，②C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1，③C6H6(l)＋eq\f(15,2)O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH3＝－3267.5kJ·mol－1，根据盖斯定律，目标方程式可由3×①＋6×②－③得到，其ΔH＝(－285.8kJ·mol－1)×3＋(－393.5kJ·mol－1)×6－(－3267.5kJ·mol－1)＝＋49.1kJ·mol－1，故H2(g)与C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为3H2(g)＋6C(石墨，s)=C6H6(l)ΔH＝＋49.1kJ·mol－1。15．(2021·广东卷)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH1b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH3d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)ΔH4e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)ΔH5根据盖斯定律，反应a的ΔH1＝______________(写出一个代数式即可)【答案】(1)ΔH3－ΔH4(或ΔH2＋ΔH3－ΔH5)16．(2021·湖北卷)丙烯是一种重要的化工原料，可在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备反应I(直接脱氢)：C3H8(g)=C3H6(g)＋H2(g)ΔH1＝+125kJ·mol－1已知键能：E(C—H)=416kJ/molE(H—H)=436kJ/mol，由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为______kJ；【答案】271【解析】反应I中断裂2molC—H键，形成1mol碳碳π键和1molH—H键，故416×2—E(碳碳π键)—436=+125kJ/mol。解得E(碳碳π键)=271kJ/mol。1．(2024·山东济宁高三期末节选)研究CO2的资源综合利用，对实现“碳达峰”和“碳中和”有重要意义。(1)在CO2加氢合成CH3OH的体系中，同时发生以下反应：反应Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1反应Ⅱ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol－1反应Ⅲ．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=90kJ·mol－1反应Ⅰ的ΔH1=，该反应在(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。【答案】(1)49kJ·mol－1低温【解析】(1)Ⅰ=Ⅱ+Ⅲ则，ΔH1=ΔH2+ΔH3=+41kJ·mol－1+(90kJ·mol－1)=49kJ·mol－1；该反应正向放热，正向体积减小熵减，当ΔG=ΔH1TΔS＜0时T较小，则该反应低温自发。2．(2024·浙江省浙南名校联盟高三第一次联考节选)已知下列热化学方程式：·5H2O(s)==CuSO4(s)+5H2O(g)ΔH1＝akJ·mol−1·xH2O(s)==CuSO4(s)+xH2O(g)ΔH2＝bkJ·mol−1·yH2O(s)==CuSO4(s)+yH2O(g)ΔH3＝ckJ·mol−1则·5H2O(s)+·yH2O(s)===2[·xH2O(s)]的△H=kJ/mol。【答案】(a+c2b)【解析】根据盖斯定律，可得·5H2O(s)+·yH2O(s)===2[·xH2O(s)]的的△H=(a+c2b)kJ·mol1；3．(2024·THUSSAT中学生标准学术能力高三诊断性测试节选)(2)工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素，反应分两步：i.CO2(g)+2NH3(g)=H2NCOONH4(g)

△H1=272kJ/mol；ii.H2NCOONH4(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)

△H2=+138kJ/mol；①反应CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)

△H3=kJ/mol，该反应自发进行的条件是(填“低温”、“高温”、“任何温度”)。【答案】(2)134低温【解析】(2)目标反应=ⅰ+ⅱ，则△H3=△H1+△H2=(272+138)kJ/mol=134kJ/mol；反应正向放热，体积减小熵减，则反应为低温自发。4．(2024·浙江省三校高三联考选考模拟节选)将二氧化碳转化为高附加值化学品是目前研究的热点之一，甲醇是重要的化工原料和优良的替代燃料，因此加氢制甲醇被广泛关注。在催化剂作用下主要发生以下反应。Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝49.4kJ·mol−1Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝+41kJ·mol−1Ⅲ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH3(1)反应Ⅲ自发进行的条件是。【答案】(1)低温【解析】(1)由盖斯定律可知，反应I反应II即可得到CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=ΔH1ΔH2=90.4；反应III是气体体积减小的放热反应，ΔHΔS，当ΔHΔS时反应能自发进行，则该自发进行的条件是低温。5．(2024·黑龙江龙东五地市高三联考节选)甲烷和乙烯是重要的气体燃料和化工原料。回答下列问题：(1)甲烷化反应即为氢气和碳氧化物反应生成甲烷，有利于实现碳循环利用。已知涉及的反应如下：反应Ⅰ：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔH1＝206.2kJ·mol－1反应Ⅱ：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2反应Ⅲ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH3＝165kJ·mol－1则ΔH2=kJ·mol－1。【答案】(1)41.2【解析】(1)反应Ⅰ：CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔH1＝206.2kJ·mol－1，反应ⅡCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2，反应Ⅲ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH3＝165kJ·mol－1，反应Ⅱ=反应Ⅰ反应Ⅲ，所以。6．(2024·湖北鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟高三联考节选)空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。(1)已知25℃、101下，在合成塔中，可通过二氧化碳和氢气合成甲醇，后续可制备甲酸。某反应体系中发生反应如下：Ⅰ．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1＝+41.2kJ·mol－1Ⅱ．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2＝49kJ·mol－1Ⅲ．CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH3＝165kJ·mol－1①几种化学键的键能如表所示，则。化学键键能/413a463797.5【答案】(1)436【解析】(1)①根据Ⅲ

CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH1＝165kJ·mol－1，反应的焓变等于反应物总键能减去产物总键能，则，。7．(2024·广西部分高中高三一模节选)绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。I．甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下：i．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

△H=+206.2kJ•mol1ii．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

△H=41.2kJ•mol1(1)反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的△H=kJ•mol1。【答案】(1)+247.4【解析】(1)由题干信息已知，反应i．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ•mol1，反应ii．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=41.2kJ•mol1，反应i反应ii可得反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，根据盖斯定律可知，ΔH=(+206.2kJ/mol)(41.2kJ/mol)=+247.4kJ•mol1。8．二氧化碳回收利用是环保科学研究的热点课题。已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)＋6H2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)ΔH(1)几种物质的能量(kJ·mol－1)如表所示(在标准状态下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时放出的热量为其具有的能量)：物质CO2(g)H2(g)CH2=CH2(g)H2O(g)能量/kJ·mol－1－394052－242ΔH＝______kJ·mol－1(2)几种化学键的键能(kJ·mol－1)化学键COH—HC=CH—CH—O键能/kJ·mol－1803436615a463a＝_______【答案】(1)－128(2)409.25【解析】(1)ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝(52－242×4－0＋394×2)kJ·mol－1＝－128kJ·mol－1。(2)ΔH＝断裂化学键的总键能－形成化学键的总键能＝(803×4＋436×6－615－4a－463×8)kJ·mol－1＝－128kJ·mol－1，解得a＝409.25。9．氢气既是一种优质的能源，又是一种重要化工原料，高纯氢的制备是目前的研究热点。(1)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，甲烷和水蒸气反应的热化学方程式是：CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝＋165.0kJ·mol－1已知反应器中存在如下反应过程：I.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋206.4kJ·mol－1II.CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2根据上述信息计算：a＝_________，ΔH2＝_________。【答案】415.141.4kJ·mol－1【解析】反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)△H1＝=4akJ·mol－1+2×465kJ·mol－1(1076kJ·mol－1+3×436kJ·mol－1)=+206.4kJ·mol－1，解得a=415.1kJ·mol－1；ⅢCH2(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)△H＝+165.0kJ·mol－1，I.CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)△H1＝+206.4kJ·mol－1，根据盖斯定律可知II=ⅢI，所以△H2=△H△H1=+165.0kJ·mol－1206.4kJ·mol－1=41.4kJ·mol－1。10．已知重整过程中部分反应的热化学方程式为：①CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH1＝＋74.8kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.2kJ·mol－1③C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH3＝＋131.5kJ·mol－1则反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝________。【答案】＋247.5kJ·mol－1【解析】根据盖斯定律，由①－②＋③可得：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋74.8kJ·mol－1－(－41.2kJ·mol－1)＋131.5kJ·mol－1＝＋247.5kJ·mol－1。11．已知：①CO(g)＋H2O(g)HCOOH(g)ΔH1＝－72.6kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH2＝－566.0kJ·mol－1则反应2CO2(g)＋2H2O(g)2HCOOH(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1【答案】＋420.8【解析】根据盖斯定律，由2×①－②，可得2CO2(g)＋2H2O(g)2HCOOH(g)＋O2(g)ΔH＝－72.6×2kJ·mol－1＋566.0kJ·mol－1＝＋420.8kJ·mol－1。12．氨气具有还原性，例如，氨气能与卤素单质发生置换反应。已知几种化学键的键能数据如表所示。化学键N—HN≡NBr—BrH—Br键能/(kJ·mol－1)391946194366请写出氨气与溴蒸气反应的热化学方程式：____________________________________________。【答案】2NH3(g)＋3Br2(g)=N2(g)＋6HBr(g)ΔH＝－214kJ·mol－1【解析】NH3与溴蒸气发生置换反应，化学方程式为2NH3(g)＋3Br2(g)=N2(g)＋6HBr(g)ΔH＝∑(反应物的键能)－∑(生成物的键能)＝(6×391kJ·mol－1＋3×194kJ·mol－1)－(946kJ·mol－1＋6×366kJ·mol－1)＝－214kJ·mol－1。13．已知：Ⅰ.2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)ΔH1＝－113kJ·mol－1Ⅱ.NO(g)＋O3(g)=NO2(g)＋O2(g)ΔH2＝－199kJ·mol－1Ⅲ.N2O4(g)=2NO2(g)ΔH3＝＋55.3kJ·mol－1Ⅳ.4NO2(g)＋O2(g)=2N2O5(g)ΔH4＝－57kJ·mol－1则反应6NO2(g)＋O3(g)=3N2O5(g)ΔH＝________kJ·mol－1【答案】－228【解析】根据盖斯定律eq\f(1,2)×(Ⅳ×3＋Ⅱ×2－Ⅰ)得：6NO2(g)＋O3(g)=3N2O5(g)ΔH＝eq\f(1,2)×[(－57kJ·mol－1)×3＋(－199kJ·mol－1)×2－(－113kJ·mol－1)]＝－228kJ·mol－1。14．CO2可用来合成低碳烯烃。2CO2(g)＋6H2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)ΔH＝akJ·mol－1已知：H2和CH2=CH2的燃烧热分别是285.8kJ·mol－1和1411.0kJ·mol－1，且H2O(g)H2O(l)ΔH＝－44.0kJ·mol－1，则a＝________。【答案】－127.8【解析】根据题给信息，可知①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1，②CH2=CH2(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－1411.0kJ·mol－1，③H2O(g)H2O(l)ΔH＝－44.0kJ·mol－1，根据盖斯定律，由①×6－②－③×4，可得：2CO2(g)＋6H2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)ΔH＝akJ·mol－1＝－285.8kJ·mol－1×6－(－1411.0kJ·mol－1)－(－44.0kJ·mol－1)×4＝－127.8kJ·mol－1。15．已知CaSO4·2H2O脱水过程的热化学方程式如下：CaSO4·2H2O(s)=CaSO4·eq\f(1,2)H2O(s)＋eq\f(3,2)H2O(g)ΔH1＝＋83.2kJ·mol－1CaSO4·eq\f(1,2)H2O(s)=CaSO4(s)＋eq\f(1,2)H2O(g)ΔH2又知：CaSO4·2H2O(s)=CaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH3＝＋26kJ·mol－1H2O(g)=H2O(l)ΔH4＝－44kJ·mol－1则ΔH2为________________。【答案】＋30.8kJ·mol－1【解析】将题中四个已知热化学方程式依次编号为①、②、③、④，根据盖斯定律得①＋②＝③－2×④，则ΔH2＝ΔH3－2ΔH4－ΔH1＝[26－2×(－44)－83.2]kJ·mol－1＝＋30.8kJ·mol－1。16．合成氨工业上常用下列方法制备H2：方法Ⅰ：C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)方法Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)已知：①C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－394kJ·mol－1；②2C(s，石墨)＋O2(g)=2CO(g)ΔH2＝－222kJ·mol－1；③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－484kJ·mol－1。试计算25℃时由方法Ⅱ制备1000gH2所放出的能量为________。【答案】20500kJ【解析】CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝ΔH1－eq\f(1,2)ΔH2－eq\f(1,2)ΔH3＝－394kJ·mol－1－eq\f(1,2)(－222kJ·mol－1)－eq\f(1,2)(－484kJ·mol－1)＝－41kJ·mol－1，所以制备1000gH2所放出的能量为20500kJ。17．已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180.5kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1则反应2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝________kJ·mol－1【答案】－746.5kJ·mol－1【解析】根据平衡常数表达式可写出目标反应，然后根据盖斯定律可知ΔH＝[－180.5－(－221)＋2×(－393.5)]kJ·mol－1＝－746.5kJ·mol－1。18．应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手，如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景。已知：①CH3OH(g)＋H2O(l)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋93.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1③CH3OH(g)=CH3OH(l)ΔH＝－38.19kJ·mol－1则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为_________________________________________________。【答案】CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.51kJ·mol－1【解析】根据盖斯定律，②×3－①×2－③得CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.51kJ·mol－1。19．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＝100.3kJ·mol－1①H2(g)＋I2(g)=2HI(g)ΔH2＝－11.0kJ·mol－1②对于反应：③ΔH3＝________kJ·mol－1【答案】(1)89.3【解析】根据盖斯定律，反应①＋②可得反应③，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝100.3kJ•mol－1＋(－11.0kJ·mol－1)＝89.3kJ·mol－1。20．工业合成氨的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是人工固氮的主要手段，对人类生存、社会进步和经济发展都有重大意义。合成氨反应的反应历程和能量变化如下图所示：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝________(2)对总反应速率影响较小的步骤的能垒(活化能)为_____kJ·mol－1，该步骤的化学方程式为________________。【答案】(1)－92kJ·mol－1(1)124*N2＋3*H2=2*N＋6*H【解析】21．氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物，易分解。某小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究已知：Ⅰ.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH1＝－92.4kJ·mol－1Ⅱ.C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH2＝－393.8kJ·mol－1Ⅲ.N2(g)＋3H2(g)＋C(s)＋O2(g)H2NCOONH4(s)ΔH3＝－645.7kJ·mol－1(1)写出H2NCOONH4分解生成NH3与CO2气体的热化学方程式：_________________________。(2)已知：RlnKp＝－eq\f(ΔH,T)＋C(C为常数)。根据上表实验数据得到下图，则该反应的反应热ΔH＝______kJ·mol－1【答案】(1)H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)ΔH＝＋159.5kJ·mol－1(2)＋144.2【解析】已知：Ⅰ.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH1＝－92.4kJ·mol－1，Ⅱ.C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH2＝－393.8kJ·mol－1，Ⅲ.N2(g)＋3H2(g)＋C(s)＋O2(g)H2NCOONH4(s)ΔH3＝－645.7kJ·mol－1，由盖斯定律Ⅰ＋Ⅱ－Ⅲ得：H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3＝＋159.5kJ·mol－1。②把图像上点的数值代入RlnKp＝－eq\f(ΔH,T)＋C得：69.50＝－ΔH×3.19×10－3＋C和53.64＝－ΔH×3.30×10－3＋C，联立求解得，ΔH＝＋144.2kJ·mol－1。22．从空气中捕获CO2直接转化为甲醇是二十多年来“甲醇经济”领域的研究热点，诺贝尔化学奖获得者乔治·安德鲁教授首次以金属钌作催化剂实现了这种转化，其转化如图所示(1)如图所示转化中，第4步常采取________法将甲醇和水进行分离、dkJ·mol－1，则该转化总反应的热化学方程式是_____________________________________。【答案】【解析】(1)甲醇易挥发，沸点较低，与水的沸点相差较大，可以采用蒸馏或分馏的方法分离甲醇和水。(2)根据图示是一个闭合的环，说明总反应的反应热是四步反应的反应热之和，结合碳元素守恒，可以写出总反应的热化学方程式：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝(a＋b＋c＋d)kJ·mol－1。23．甲醇是重要的化工原料，可用于制备甲醛、醋酸等产品。利用CH4与O2在催化剂的作用下合成甲醇。主反应：CH4(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CH3OH(g)ΔH副反应：CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了CH4、O2和H2O(g)(H2O的作用是活化催化剂)按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇的反应，部分历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS代表过渡态)(1)在催化剂表面上更容易被吸附的是________(填“H2O”或“O2”)(2)该历程中正反应最大的活化能为________kJ·mol－1，写出该步骤的化学方程式：_____________________。【答案】(1)H2O(2)22.37*CH4＋*OH=*CH3OH＋*H【解析】(1)*H2O能量更低，故H2O更容易被吸附。(2)正反应最大的活化能为[－12.68－(－35.05)]kJ·mol－1＝22.37kJ·mol－1；化学方程式为*CH4＋*OH=*CH3OH＋*H。24．推动煤炭清洁高效利用是未来煤炭利用的发展方向，其中煤制天然气(主要成分甲烷)能对燃气资源有重要补充作用。在催化剂作用下，其涉及的主要反应如下：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH1＝－206.2kJ·mol－1ⅠCO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.2kJ·mol－1ⅡCO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)ΔH3Ⅲ荷兰埃因霍温大学学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在催化剂钴表面上反应Ⅰ的反应历程，如图所示，其中吸附在钴催化剂表面上的物种用*标注。(1)该历程中最大能垒E正＝________kJ·mol－1，写出该步骤的化学方程式：______________________。(2)ΔH3＝________kJ·mol－1【答案】(1)136.1CO*＋2H*＋2H2(g)=C*＋O*＋2H*＋2H2(g)(2)－165.0【解析】(1)根据图中信息得出，该历程中最大能垒是相对能量7.8kJ·mol－1到143.9kJ·mol－1，即E正＝136.1kJ·mol－1；该步骤的化学方程式为CO*＋2H*＋2H2(g)=C*＋O*＋2H*＋2H2(g)。(2)根据盖斯定律，反应Ⅰ－反应Ⅱ＝反应Ⅲ，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－206.2kJ·mol－1－(－41.2kJ·mol－1)＝－165.0kJ·mol－1。25．已知反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。【答案