高考化学高分培养计划一轮全国创新版高分讲义第22讲热化学方程式盖斯定律

第22讲热化学方程式盖斯定律1．热化学方程式(1)概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。(2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。例如：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1，表示在25℃和1.01×105Pa下，1mol氢气和0.5mol氧气完全反应生成1mol液态水时放出285.8kJ(3)热化学方程式的书写2．盖斯定律(1)盖斯定律的内容不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。(2)特点①反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关。②反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。(3)盖斯定律的意义盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。如：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)反应的ΔH无法直接测得，但下列两个反应的ΔH可以直接测得：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1则在此温度下C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)反应的ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5_kJ·mol－1。1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定。()(2)已知：500℃、30MPa下，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH－92.4kJ·mol－1；将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2kJ。()(3)2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)的焓变ΔH>0。()(4)已知相同条件下2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH1，反应2SO2(s)＋O2(g)2SO3(g)ΔH2，则ΔH1>ΔH2。()(5)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1和2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2中的ΔH1＝ΔH2。()(6)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1和H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH2中的ΔH1＝－ΔH2。()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√2.物质A在一定条件下可发生一系列转化，完成下列填空。(1)A→F，ΔH＝________；(2)ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝________；(3)C→F，|ΔH|________|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|(填“＞”“＜”或“＝”，下同)；(4)|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|________|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|。答案(1)－ΔH6(2)0(3)＝(4)＝考点1热化学方程式的书写与判断典例1(海南高考)标准状况下，气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和eq\a\vs4\al(O)O键的键焓ΔH分别为436kJ·mol－1、463kJ·mol－1和495kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是()A．H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝－485kJ·mol－1B．H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋485kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝＋485kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－485kJ·mol－1解析1mol的气态水分解产生1mol的氢气和eq\f(1,2)mol的氧气的能量变化是：2×463－436－eq\f(1,2)×495＝242.5，因此热化学方程式为H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋242.5kJ·mol－1，A、B错误。2mol的气态水分解产生2mol的氢气和1mol的氧气的反应热是ΔH＝＋485kJ，物质分解吸收的热量与产物燃烧放出的热量数值相等，即热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－485kJ·mol－1，C错误，D正确。答案D名师精讲1．下列热化学方程式或叙述正确的是()A．1mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642kJ的热量：N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋642kJ·mol－1B．12g石墨转化为CO时，放出110.5kJ的热量：2C(石墨，s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1C．已知：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1，则：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)的ΔH＝＋572kJ·mol－1D．已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反应放出46.2kJ的热量答案C解析A项，放热反应，ΔH<0，错误；B项，12gC的物质的量为1mol，ΔH＝－221.0kJ·mol－1，错误；C项，已知反应为放热反应，则其逆反应为吸热反应，ΔH为“＋”，ΔH与化学计量数成正比，正确；D项，反应是可逆反应，0.5molN2和1.5molH2不能完全反应，错误。2．写出下列反应的热化学方程式。(1)已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键需要的能量分别是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_________________________________________。(2)在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为______________________(3)已知化学反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反应的热化学方程式：________________________。(4)如图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_________________________________________________。答案(1)N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1(3)A2(g)＋B2(g)=2AB(g)ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1(4)NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1解析(1)N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝(946＋436×3－391×6)kJ·mol－1＝－92kJ·mol－1。(2)根据C原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100gCaCO3沉淀，乙醇为0.5mol，则1mol乙醇完全燃烧放出2QkJ热量，据此可写出反应的热化学方程式：C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1。(3)由图可知，生成物总能量高于反应物总能量，故该反应为吸热反应，ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1。(4)由图可知，产物总能量低于反应物总能量，该反应是放热反应，ΔH＝E1－E2＝134kJ·mol－1－368kJ·mol－1＝－234kJ·mol－1。考点2盖斯定律及应用典例2(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____________________。解析令题干中的四个热化学方程式分别为：①H2SO4(aq)=SO2(g)＋H2O(l)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH1＝＋327kJ·mol－1②SO2(g)＋I2(s)＋2H2O(l)=2HI(aq)＋H2SO4(aq)ΔH2＝－151kJ·mol－1③2HI(aq)=H2(g)＋I2(s)ΔH3＝＋110kJ·mol－1④H2S(g)＋H2SO4(aq)=S(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)ΔH4＝＋61kJ·mol－1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)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝327kJ·mol－1－151kJ·mol－1＋110kJ·mol－1＝＋286kJ·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＝－151kJ·mol－1＋110kJ·mol－1＋61kJ·mol－1＝＋20kJ·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)。答案H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋286kJ·mol－1H2S(g)=H2(g)＋S(s)ΔH＝＋20kJ·mol－1系统(Ⅱ)典例3(1)(2017·全国卷Ⅱ节选)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)＋eq\f(1,2)O2(g)=C4H8(g)＋H2O(g)ΔH2＝－119kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH3＝－242kJ·mol－1反应①的ΔH1＝________kJ·mol－1(2)(2016·全国卷Ⅰ节选)已知①2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH1②N2(g)＋2H2(g)=N2H4(l)ΔH2③O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)ΔH3④2N2H4(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＝_______________。解析(1)由盖斯定律可知，①式＝②式－③式，即ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJ·mol－1－(－242kJ·mol－1)＝＋123kJ·mol－1。(2)由已知热化学方程式①②③可得：N2O4(l)=2O2(g)＋N2(g)－ΔH12N2H4(l)=2N2(g)＋4H2(g)－2ΔH22O2(g)＋4H2(g)=4H2O(g)2ΔH3根据盖斯定律，将上述三个热化学方程式相加，可得2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。答案(1)＋123(2)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1名师精讲利用盖斯定律书写热化学方程式的一般步骤3．在298K、101kPa时，已知：①2H2O(g)=O2(g)＋2H2(g)ΔH1②Cl2(g)＋H2=2HCl(g)ΔH2③2Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g)ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是()A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2答案A解析根据盖斯定律，由①＋②×2可以得到③，故ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3，A项正确。4．(1)在微生物作用的条件下，NHeq\o\al(＋,4)经过两步反应被氧化成NOeq\o\al(－,3)。两步反应的能量变化如图1所示：1molNHeq\o\al(＋,4)(aq)全部氧化成NOeq\o\al(－,3)(aq)的热化学方程式是____________________________________________。(2)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。火法还原CuO可制得Cu2O。已知：1gC(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2kJ；Cu2O(s)与O2(g)反应的能量变化如图2所示；请写出用足量炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式______________________。答案(1)NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋2O2(g)=2H＋(aq)＋NOeq\o\al(－,3)(aq)＋H2O(l)ΔH＝－346kJ·mol－1(2)2CuO(s)＋C(s)=CO(g)＋Cu2O(s)ΔH＝＋35.6kJ·mol－1解析(1)由图1可写出①NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋1.5O2(g)=NOeq\o\al(－,2)(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)ΔH＝－273kJ·mol－1，②NOeq\o\al(－,2)(aq)＋0.5O2(g)NOeq\o\al(－,3)(aq)ΔH＝－73kJ·mol－1，利用盖斯定律①＋②可得。(2)1molC燃烧全部生成CO放出的热量为12g×9.2kJ·g－1＝110.4kJ，C与O2反应生成CO的热化学方程式为2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－220.8kJ·mol－1；由图2可知，Cu2O与O2反应的热化学方程式为2Cu2O(s)＋O2(g)=4CuO(s)ΔH＝－292kJ·mol－1；第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式，然后除以2，即得热化学方程式：2CuO(s)＋C(s)=CO(g)＋Cu2O(s)ΔH＝＋35.6kJ·mol－1。考点3反应热大小的比较典例4(全国卷Ⅱ)室温下，将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1mol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)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是()A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3解析方法一：1molCuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH1＞0,1molCuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故ΔH2＜0,1molCuSO4·5H2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1molCuSO4(s)和5mol水，然后1molCuSO4(s)再溶于水，CuSO4·5H2O的分解为吸热反应，即ΔH3＞0，根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1＜ΔH3。方法二：本题还可以用图示法进行比较，方法如下。画出化学变化过程中的能量变化图后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较ΔH的大小。如图，从图中关系再确定各选项。答案B名师精讲比较反应热大小的注意要点(1)反应物和生成物的状态物质的气、液、固三态的变化与反应热关系：(2)ΔH的符号：比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。(3)化学计量数：当反应物和生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。(4)根据反应物的本性比较等物质的量的不同物质与同一种物质反应时，性质不同其反应热不同，一般情况，等物质的量的不同金属或非金属与同一物质发生反应，金属或非金属越活泼，反应就越容易，放出的热量就越多，ΔH越小。如：①2K(s)＋2H2O(l)=2KOH(aq)＋H2(g)ΔH12Na(s)＋2H2O(l)=2NaOH(aq)＋H2(g)ΔH2ΔH1<ΔH2②H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH3H2(g)＋Br2(g)=2HBr(g)ΔH4ΔH3<ΔH4(5)对于燃烧反应，燃烧越充分放出的热量就越多，ΔH越小。如：2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH12C(s)＋2O2(g)=2CO2(g)ΔH2ΔH1>ΔH2(6)对于可逆反应，若正反应为放热反应，反应正向进行的程度越大，则反应放出的热量就越多，若正反应为吸热反应，反应程度越大，则反应吸收的热量就越多。(7)正确理解可逆反应的反应热(ΔH)，如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1中的92.4kJ是1molN2(g)与3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出的热量。5．下列各组变化中，化学反应的反应热前者小于后者的一组是()①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1；CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2；②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH1；H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH2；③CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH1；CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH2。A．①②③B．①②C．①③D．②③答案B解析①中ΔH1和ΔH2均小于零，由于H2O(l)=H2O(g)吸收能量，故|ΔH1|>|ΔH2|，因此ΔH1<ΔH2。②中ΔH1＝2ΔH2，又ΔH1、ΔH2均小于零，所以ΔH1<ΔH2。③中ΔH1>0，ΔH2<0，所以ΔH1>ΔH2。故选B。6．已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，又知电解质的电离是吸热过程。向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸②浓硫酸③稀硝酸，恰好完全反应。其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是()A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2C．ΔH1＝ΔH3＞ΔH2 D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2答案D解析因为醋酸是弱电解质，电离时吸热，浓硫酸溶于水时放热，故中和反应时放出的热量Q(浓硫酸)＞Q(稀硝酸)＞Q(稀醋酸)，又因放热反应中，ΔH为负值，即ΔH＝－Q，故ΔH2＜ΔH3＜ΔH1。(建议用时：40分钟)一、选择题(每题7分，共63分)1．书写热化学方程式时要注明物质的状态，其主要原因是()A．为了区别一般的化学方程式B．物质的状态与反应热有关C．可以具体说明反应进行的情况D．可以具体说明反应发生的条件答案B解析因为物质的状态与反应热有关，所以书写热化学方程式时要注明物质的状态，B正确。2．(2017·佛山高三质检)下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)()A．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1367.0kJ·mol－1(燃烧热)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ·mol－1(中和热)C．S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.8kJ·mol－1(反应热)D．2NO2=O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ·mol－1(反应热)答案C解析燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，水的稳定状态是液态，A不正确；中和反应是放热反应，B不正确；C正确；D不正确，没有注明物质的状态。3．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3kJ的热量B．已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol－1C．已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g)ΔH＝a2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝b，则a＞bD．已知P(白磷，s)=P(红磷，s)ΔH＜0，则白磷比红磷稳定答案A解析稀的强酸和强碱溶液发生中和反应生成1mol水时所放出的热量为57.3kJ，醋酸是弱酸，其电离过程是吸热过程，40.0g即1molNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3kJ的热量，故A正确；氢气的燃烧热必须是生成液态水的过程所放出的热量，故B错误；焦炭完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量，焓变是负值，即a＜b，故C错误；P(白磷，s)=P(红磷，s)ΔH＜0，所以红磷的能量低于白磷的能量，所以白磷不如红磷稳定，故D错误。4．铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器以及光电化学器件中有着广泛的应用和诱人的前景。实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红，每生成160g固体铁红放出130kJ热量，则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是()A．2FeCO3(s)＋O2(g)=Fe2O3(s)＋2CO2(g)ΔH＝－130kJ·mol－1B．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝＋260kJ·mol－1C．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260kJ·mol－1D．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝＋130kJ·mol－1答案C解析每生成160g固体铁红的物质的量为eq\f(160g,160g·mol－1)＝1mol，放出130kJ热量，所以生成2mol氧化铁放出的热量为260kJ，所以热化学方程式为4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260kJ·mol－1，选C。5．(2017·兰州一中高三月考)已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－12CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452kJ·mol－1H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1下列说法正确的是()A．H2(g)的燃烧热为142.9kJ·mol－1B．同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多C.eq\f(1,2)H2SO4(aq)＋eq\f(1,2)Ba(OH)2(aq)=eq\f(1,2)BaSO4(s)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1D．3H2(g)＋CO2(g)=CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝＋131.4kJ·mol－1答案B解析根据燃烧热的定义可知，H2(g)的燃烧热为285.8kJ·mol－1，A项错误；2mol(即4g)H2(g)完全燃烧放出571.6kJ的热量，2mol(即64g)CH3OH(l)完全燃烧放出1452kJ的热量，故单位质量的H2(g)放出的热量多，B项正确；中和反应是放热反应，硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀的过程也是放热的，所以反应ΔH<－57.3kJ·mol－1，C项错误；将题干中的热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由eq\f(①×3－②,2)，可得热化学方程式：3H2(g)＋CO2(g)=CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝－131.4kJ·mol－1，D项错误。6．在1200℃①H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)ΔH1②2H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O(g)ΔH2③H2S(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=S(g)＋H2O(g)ΔH3④S(g)=eq\f(1,2)S2(g)ΔH4则ΔH4的正确表达式为()A．ΔH4＝eq\f(1,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)B．ΔH4＝eq\f(1,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)C．ΔH4＝eq\f(3,4)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f(3,4)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)答案B解析根据盖斯定律：④＝eq\f(1,3)(①＋②－3×③)得，ΔH4＝eq\f(1,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。7．已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH24HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH3N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH42NH3(g)＋3Cl2(g)=N2(g)＋6HCl(g)ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A．ΔH1＞0，ΔH2＞0 B．ΔH3＞0，ΔH4＞0C．ΔH2＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2答案D解析2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)属于放热反应，ΔH1＜0；H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)属于放热反应，ΔH2＜0；4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)属于放热反应，ΔH3＜0；N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)属于放热反应，ΔH4＜0，故A、B错误。根据盖斯定律：ΔH2＝(ΔH4＋ΔH5)×eq\f(1,3)，故C错误。根据盖斯定律：ΔH3＝ΔH1－2ΔH2，所以D选项是正确的。8．已知下列四个热化学方程式(ΔH的单位均为kJ/mol)：NH4Cl(s)=NH3(g)＋HCl(g)ΔH1＝a(ⅰ)Ba(OH)2·8H2O(s)=BaO(s)＋9H2O(l)ΔH2＝b(ⅱ)2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2(aq)＋2NH3(g)＋10H2O(l)ΔH3＝c(ⅲ)BaO(s)＋2HCl(aq)=BaCl2(aq)＋H2O(l)ΔH4＝d(ⅳ)其中a、b、c均大于0，HCl气体溶解于水，溶液温度升高。由此可知下列判断一定正确的是()A．d<0 B．c<2a＋b＋C．c＝2a＋b＋d D．c>2a＋b答案B解析通过给出的信息无法判断反应(ⅳ)是放热反应还是吸热反应，A错误；根据题目提示信息可得：HCl(g)=HCl(aq)ΔH5＝e，由盖斯定律可确定c＝2a＋b＋d＋2e，因e<0，故c－(2a＋b＋d)<0，即c<2a＋b＋d，B正确，C、D错误。9．(2017·内蒙古锡盟模拟)已知反应：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1eq\f(1,2)N2(g)＋O2(g)=NO2(g)ΔH2eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)=NH3(g)ΔH3则反应2NH3(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为()A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3C．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3答案D解析将题干方程式从上到下依次编号为①、②、③，依据盖斯定律知①×3＋②×2－③×2，得所求方程式ΔH＝3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3，故D正确。二、非选择题(共37分)10．(12分)依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。SiH4自燃的热化学方程式为____________________。(2)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是__________________(3)已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5，放出热量123.8kJ答案(1)SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1(2)NaBH4(s)＋2H2O(l)=NaBO2(s)＋4H2(g)ΔH＝－216.0kJ·mol－1(3)AX3(l)＋X2(g)=AX5(s)ΔH＝－123.8kJ·mol－1解析(1)2gSiH4自燃放出热量89.2kJ,1molSiH4自燃放出热量1427.2kJ，故热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1。(2)根据题中“每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ”可得出此反应的热化学方程式：NaBH4(s)＋2H2O(l)=NaBO2(s)＋4H2(g)ΔH＝－216.0kJ·mol－1。(3)由题目信息可知，常温时AX3为液体，AX5为固体，从而可写出该反应的热化学方程式为AX3(l)＋X2(g)=AX5(s)ΔH＝－123.8kJ·mol－1。11．(12分)(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，已知图中E1＝134kJ·mol－1、E2＝368kJ·mol－1，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是__________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________________________________________。(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH＝－159.5kJ·mol－1②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＝＋116.5kJ·mol－1③H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ·mol－1写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式：_____________________________________________________。答案(1)减小不变NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(2)2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJ·mol－1解析(1)观察图像，E1应为正反应的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但是ΔH不变；1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO的反应热数值即反应物和生成物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1。(2)根据盖斯定律，①＋②－③得：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJ·mol－1。12．(13分)能源危机当前是一个全球性问题，开源节流是应对能源危机的重要举措。(1)用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲醚)是解决能源危机的研究方向之一。已知：CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH＝－90.7kJ·mol－1①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1③则CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式为____________________________________________________。(2)蕴藏在海底的大量“可燃冰”，其开发利用是当前解决能源危机的重要课题。用甲烷制水煤气(CO、H2)，再合成甲醇可以代替日益供应紧张的燃油。下面是产生水煤气的几种方法：①CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋206.2kJ·mol－1②CH4(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)＋2H2(g)ΔH2＝－35.4kJ·mol－1③CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH3＝＋165.0kJ·mol－1CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为____________________________________________________。从原料、能源利用的角度，分析四个反应，作为合成甲醇更适宜的是反应________(填序号)。答案(1)2CO2(g)＋6H2(g)=CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1(2)CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.4kJ·mol－1②解析(1)根据盖斯定律①×2＋②－③×2即可得到2CO2(g)＋6H2(g)=CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1。(2)由盖斯定律，将反应①×2－③得：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.4kJ·mol－1。4个反应生产水煤气，从原料角度看都易得，但从能量角度看，反应①、③和④是吸热反应，反应②是放热反应，所以反应②比较适合应用于生产。1．(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＝akJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝bkJ·mol－1③CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3＝ckJ·mol－1④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4＝dkJ·mol－1A．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)=eq\f(1,2)CH3OCH3(g)＋eq\f(1,2)H2O(l)的ΔH＝eq\f(d,2)kJ·mol－1D．反应2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ·mol－答案C解析A对：反应③的反应物是反应①、②的产物，所以反应①、②为反应③提供原料气。B对：反应③是CO2与H2反应制取甲醇，是CO2资源化利用的方法之一。C错：该反应产物H2O为气态时，ΔH＝eq\f(d,2)kJ·mol－1。D对：根据盖斯定律，反应②×2＋③×2＋④可得反应2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ·mol－1。2．(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＝571.6kJ·mol－1②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131.3kJ·mol－1③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝206.1kJ·mol－1A．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＝74.8kJ·mol－1答案D解析A项，反应①是光能转化为化学能，错误；B项，反应②的焓变为正值，属于吸热反应，错误；C项，催化剂不会改变反应的焓变，错误；D项，根据盖斯定律，③－②得所求反应，其焓变为：206.1kJ·mol－1－131.3kJ·mol－1＝74.8kJ·mol－1，正确。3．(2015·上海高考)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是()A．加入催化剂，减小了反应的热效应B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2→H2O＋eq\f(1,2)O2＋QD．反应物的总能量高于生成物的总能量答案D解析A项，加入催化剂，对反应的热效应无影响，错误；B项，加入催化剂，只能改变反应速率，不能使平衡移动，故无法提高H2O2的平衡转化率，错误；C项，热化学方程式需标明物质的状态，错误；D项，由图像知，该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，正确。4．(2015·重庆高考)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH＝xkJ·mol－1已知：碳的燃烧热ΔH1＝akJ·mol－1S(s)＋2K(s)=K2S(s)ΔH2＝bkJ·mol－12K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3＝ckJ·mol－1则x为()A．3a＋b－c B．c－3aC．a＋b－c D．c－a－b答案A解析①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝akJ·mol－1；②S(s)＋2K(s)=K2S(s)ΔH2＝bkJ·mol－1；③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3＝ckJ·mol－1。根据盖斯定律：②－③＋3×①可得：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH＝(3a＋b－c)kJ·mol－1，故x＝3a＋b－c，选项5．(重庆高考)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、O=O为500、N—N为154，则断裂1molN—H键所需的能量(kJ)是()A．194B．391C．516D．658答案B解析由题中的图像可以看出断裂1molN2H4(g)和1molO2(g)中的化学键所要吸收的能量为：2752kJ－534kJ＝2218kJ。设断裂1molN—H键所需要的能量为x，则：154kJ＋4x＋500kJ＝2218kJ解得x＝391kJ。6．(1)(2017·北京高考)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：eq\x(钛精矿)eq\o(→,\s\up17(氯化过程),\s\do15(沸腾炉))eq\x(粗TiCl4)eq\o(→,\s\up17(精制过程),\s\do15(蒸馏塔))eq\x(纯TiCl4)资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝＋175.4kJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH2＝－220.9kJ·mol－1沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：___________________________________________________。(2)(2016·四川高考)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃，CaO(s)＋H2SO4(l)=CaSO4(s)＋H2O(l)'ΔH＝－271kJ·mol－15CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l)ΔH＝－937kJ·mol－则Ca5(