2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專(zhuān)題突破方略 專(zhuān)題二 基本理論 第五講 化學(xué)能與熱能學(xué)案.doc

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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專(zhuān)題突破方略 專(zhuān)題二 基本理論 第五講 化學(xué)能與熱能學(xué)案 　xx高考導(dǎo)航——適用于全國(guó)卷Ⅰ 最新考綱 高頻考點(diǎn) 高考印證 命題趨勢(shì) 1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。 2．了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。 3．了解熱化學(xué)方程式的含義，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。 4．了解能源是人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。 5．以上各部分知識(shí)的綜合應(yīng)用。 反應(yīng)熱 xxT28 利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱并書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式，是高考命題的常見(jiàn)題型，難度一般不大。解答此類(lèi)題目一定要注意細(xì)節(jié)，如物質(zhì)的狀態(tài)、反應(yīng)熱的數(shù)值、正負(fù)號(hào)及單位等。 熱化學(xué)方程式 的書(shū)寫(xiě)及判斷 xxT28 蓋斯定律及其 相關(guān)計(jì)算 xxT28 xxT28 考點(diǎn)一　反應(yīng)熱 [學(xué)生用書(shū)P20] 1．從兩個(gè)角度理解化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) (1)從微觀的角度說(shuō)，是舊化學(xué)鍵斷裂吸收的熱量與新化學(xué)鍵形成放出的熱量的差值，如上圖所示： a表示舊化學(xué)鍵斷裂吸收的熱量； b表示新化學(xué)鍵形成放出的熱量； c表示反應(yīng)熱。 (2)從宏觀的角度說(shuō)，是反應(yīng)物具有的總能量與生成物具有的總能量的差值，如上圖所示： a表示反應(yīng)的活化能； b表示活化分子變成生成物分子所釋放的能量； c表示反應(yīng)熱。 2．反應(yīng)熱的量化參數(shù)——鍵能 反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系： 反應(yīng)熱ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3，即ΔH等于反應(yīng)物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和，或生成物具有的總能量減去反應(yīng)物具有的總能量。 　　　　反應(yīng)熱與鍵能的換算 1．(反應(yīng)熱與鍵能計(jì)算類(lèi))[xx高考全國(guó)卷Ⅰ，T28－(3)]已知反應(yīng)2HI(g)===H2(g)＋I(xiàn)2(g)的ΔH＝＋11 kJmol－1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為_(kāi)_______kJ。 [破題關(guān)鍵]　焓變與鍵能的關(guān)系為ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能。 解析：設(shè)1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量為x，則11 kJ＝2x－436 kJ－151 kJ，得：x＝299 kJ。 答案：299 [互動(dòng)拓展] (1)催化劑能否改變化學(xué)反應(yīng)的ΔH? (2)鍵能與物質(zhì)所具有的能量有何關(guān)系？ 答案：(1)催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但不能改變化學(xué)反應(yīng)的ΔH。 (2)鍵能越大，物質(zhì)所具有的能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。 　化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時(shí)放出的能量不同所致。鍵能也可以用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)，下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)： 化學(xué)鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能(kJmol－1) 172 335 498 X 已知白磷及完全燃燒后的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如下圖： 經(jīng)測(cè)定1 mol白磷完全燃燒時(shí)，釋放2 378 kJ的能量，則上表中X＝________。 解析：由結(jié)構(gòu)圖可知，P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH＝－2 378 kJmol－1，ΔH＝5E(O===O)＋6E(P—P)－[4E(P===O)＋12E(P—O)]，即可求得P===O的鍵能。 答案：470 2．某反應(yīng)的反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應(yīng)的活化能，E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng) B．催化劑能改變?cè)摲磻?yīng)的焓變 C．催化劑能降低該反應(yīng)的活化能 D．逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能 解析：選C。由題圖可知，生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；催化劑能降低該反應(yīng)的活化能，但不能改變?cè)摲磻?yīng)的焓變；E1>E2，說(shuō)明正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能。 2．(xx河南洛陽(yáng)高三期末)常溫下，1 mol化學(xué)鍵分解成氣態(tài)原子所需要的能量用E表示。結(jié)合表中信息判斷下列說(shuō)法不正確的是(　　) 共價(jià)鍵 H—H F—F H—F H—Cl H—I E(kJmol－1) 436 157 568 432 298 A.432 kJmol－1>E(H—Br)>298 kJmol－1 B．表中最穩(wěn)定的共價(jià)鍵是H—F鍵 C．H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJmol－1 D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－25 kJmol－1 解析：選D。觀察表中數(shù)據(jù)知，氟、氯、碘的氫化物鍵能逐漸減小，故432 kJmol－1>E(H—Br)>298 kJmol－1，A項(xiàng)正確；表中H—F共價(jià)鍵的鍵能最大，即H—F 共價(jià)鍵最穩(wěn)定，B項(xiàng)正確；H2(g)―→2H(g)，共價(jià)鍵斷裂要吸收能量，即H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJmol－1，C項(xiàng)正確；反應(yīng)H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的反應(yīng)熱ΔH＝436 kJmol－1＋157 kJmol－1－2568 kJmol－1＝－543 kJmol－1，D項(xiàng)不正確。 有關(guān)反應(yīng)熱和焓變的認(rèn)識(shí)誤區(qū) (1)反應(yīng)熱不一定是焓變，恒壓下的反應(yīng)熱為焓變。 (2)物質(zhì)中化學(xué)鍵越難斷裂，物質(zhì)越穩(wěn)定，具有的能量越低。 (3)同一物質(zhì)的能量不一定相同，氣態(tài)時(shí)最高。 (4)反應(yīng)熱不僅帶數(shù)值、單位，還要指明“＋”、“－”。 　　　　反應(yīng)熱與化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程 1．(xx高考北京卷)最新報(bào)道：科學(xué)家首次用X射線(xiàn)激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過(guò)程。反應(yīng)過(guò)程的示意圖如下： 下列說(shuō)法正確的是(　　) A．CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng) B．在該過(guò)程中，CO斷鍵形成C和O C．CO和O形成了具有極性共價(jià)鍵的CO2 D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過(guò)程 解析：選C。A.狀態(tài)Ⅰ總能量為反應(yīng)物總能量，狀態(tài)Ⅲ總能量為生成物總能量，由圖示知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。B.從狀態(tài)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的圖示可以看出，反應(yīng)中CO并未斷裂成C和O，C、O原子間一直有化學(xué)鍵。C.由圖示可以看出，CO和O生成了CO2，CO2分子中C與O形成極性共價(jià)鍵。D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O反應(yīng)生成CO2的過(guò)程，并不是CO與O2的反應(yīng)過(guò)程。 2．(xx高考海南卷改編)某反應(yīng)過(guò)程能量變化如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．反應(yīng)過(guò)程a有催化劑參與 B．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，熱效應(yīng)等于ΔH C．改變催化劑，可改變?cè)摲磻?yīng)的活化能 D．有催化劑的條件下，反應(yīng)的活化能等于E1＋E2 解析：選C。由圖示可知反應(yīng)過(guò)程a需要的活化能較高，沒(méi)有催化劑參與，A錯(cuò)誤。由于反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，多余的能量就以熱能的形式釋放出來(lái)，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，熱效應(yīng)等于生成物與反應(yīng)物能量的差值ΔH，B錯(cuò)誤。改變催化劑，改變了反應(yīng)途徑，改變了反應(yīng)的活化能，但是反應(yīng)熱不變，C正確。 考點(diǎn)二　熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)與判斷 [學(xué)生用書(shū)P22] 1．六個(gè)注意 (1)注意ΔH的符號(hào)和單位 若為放熱反應(yīng)，ΔH為“－”；若為吸熱反應(yīng)，ΔH為“＋”。ΔH的單位為 kJmol－1。 (2)注意反應(yīng)熱的測(cè)定條件 書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注意ΔH的測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng))，但絕大多數(shù)的ΔH是在25 ℃、101 kPa下測(cè)定的，此時(shí)可不注明溫度和壓強(qiáng)。 (3)注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù) 熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。 (4)注意物質(zhì)的聚集狀態(tài) 反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱ΔH不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不用“↑”和“↓”。 (5)注意ΔH的數(shù)值與符號(hào) 熱化學(xué)方程式中的ΔH的值應(yīng)是表示反應(yīng)已完成的熱量變化。由于ΔH與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān)，所以方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與ΔH相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。 逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號(hào)相反。 (6)注意燃燒熱和中和熱 2．記憶口訣 熱化方程要點(diǎn)多，漏掉一點(diǎn)分不得； 標(biāo)清狀態(tài)配好平，焓變正負(fù)千焦摩； 系數(shù)焓變成正比，逆向反應(yīng)焓變號(hào)。 　　　　熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě) 1．(熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)類(lèi))(1)(xx高考山東卷)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng)。溫度為T(mén)時(shí)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 已知溫度為T(mén)時(shí)：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165 kJmol－1 CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJmol－1 (2)(xx高考大綱卷)化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5。已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔點(diǎn)為167 ℃。室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5，放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)H2S的燃燒熱ΔH＝－a kJmol－1，寫(xiě)出H2S燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [破題關(guān)鍵]　根據(jù)物質(zhì)的熔、沸點(diǎn)判斷該物質(zhì)在室溫時(shí)的狀態(tài)；燃燒熱表示 101 kPa時(shí) 1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量，故產(chǎn)物H2O為液態(tài)；燃燒熱的數(shù)值唯一，但表示燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式不唯一。 解析：(1)由題意知CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165 kJmol－1① CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJmol－1② 應(yīng)用蓋斯定律，由②－①可得CO、H2合成CH4的反應(yīng)： CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－206 kJmol－1。 (2)由題意知，室溫時(shí)，AX3是液體，AX5是固體，所以熱化學(xué)方程式為AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)　ΔH＝－123.8 kJ mol－1。 (3)H2S的燃燒熱ΔH＝－a kJmol－1，則1 mol H2S完全燃燒生成SO2(g)和H2O(l)放出a kJ的熱量，所以H2S燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－2a kJmol－1或H2S(g)＋3/2O2(g)===SO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－a kJmol－1。 答案：(1)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g) ΔH＝－206 kJmol－1 (2)AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)　ΔH＝－123.8 kJ mol－1 (3)2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－2a kJmol－1[或H2S(g)＋3/2O2(g)===SO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－a kJmol－1] [互動(dòng)拓展] 可逆反應(yīng)不能徹底進(jìn)行，在表示可逆反應(yīng)的熱化學(xué)方程式中，ΔH的數(shù)值與反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)還成比例嗎？ 答案：成比例。熱化學(xué)方程式中的ΔH的值是表示反應(yīng)已完成的熱量變化，即指按照反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)完成反應(yīng)的反應(yīng)熱，所以可逆反應(yīng)中ΔH的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)成比例。 　(1)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下： 寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25 ℃、101 kPa時(shí)： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH1＝－197 kJmol－1； H2O(g)===H2O(l)　ΔH2＝－44 kJmol－1； 2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l) ΔH3＝－545 kJmol－1。 則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵所需要吸收的總能量減去生成物形成化學(xué)鍵釋放的總能量即為焓變：ΔH＝[(945＋498)－2630] kJmol－1＝＋183 kJmol－1。 (2)給題中的三個(gè)熱化學(xué)方程式分別編號(hào)為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律由(③－①)－②可得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式。 答案：(1)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋183 kJmol－1 (2)SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)　ΔH＝－130 kJmol－1 2．(1)肼是一種高能燃料，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示，寫(xiě)出肼燃燒的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知：Q的單質(zhì)是常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料，在25 ℃、101 kPa下，Q的氣態(tài)氫化物在氧氣中完全燃燒可得Q的最高價(jià)氧化物，反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移1 mol電子放熱190.0 kJ。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)根據(jù)題干圖示可知，肼充分燃燒的產(chǎn)物是N2(g)和H2O(g)，1 mol 肼充分燃燒放出的熱量為2 752 kJ－2 218 kJ＝534 kJ，根據(jù)要求寫(xiě)出熱化學(xué)方程式。(2)由信息知Q為Si，其氣態(tài)氫化物SiH4與O2反應(yīng)生成SiO2和H2O,1 mol SiH4完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移8 mol電子，故1 mol SiH4參加反應(yīng)放出1 520.0 kJ熱量，即可寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 答案：(1)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJmol－1 (2)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1 520.0 kJmol－1 　　　　熱化學(xué)方程式的正誤判斷 1．(xx河南洛陽(yáng)高三統(tǒng)考)下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是(ΔH的絕對(duì)值均正確)(　　) A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(燃燒熱) B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ/mol(中和熱) C．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ/mol(反應(yīng)熱) D．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ/mol(反應(yīng)熱) 解析：選D。燃燒熱是指101 kPa時(shí)1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量，而氣態(tài)水不是穩(wěn)定的氧化物，故A錯(cuò)誤。中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0，故B錯(cuò)誤。書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)必須標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，故C錯(cuò)誤。 2．(xx山東濟(jì)南高三調(diào)研)下列熱化學(xué)方程式中，正確的是(　　) A．甲烷的燃燒熱為890.3 kJmol－1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJmol－1 B．500 ℃、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJmol－1 C．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱為－57.3 kJmol－1，則H2SO4和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝2(－57.3 kJmol－1) D．在101 kPa時(shí)，2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，H2燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJmol－1 解析：選D。A項(xiàng)，熱化學(xué)方程式中生成的水為氣態(tài)，不屬于穩(wěn)定的氧化物，故ΔH＞－890.3 kJmol－1；B項(xiàng)，由該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，可知放出 19.3 kJ 的熱量時(shí)生成NH3的量一定小于1 mol，故N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜－38.6 kJmol－1；C項(xiàng)，中和熱是指酸、堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)放出的熱量，故H2SO4和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3 kJmol－1。 熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)與判斷的常見(jiàn)易錯(cuò)點(diǎn) (1)忽視反應(yīng)熱與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)，導(dǎo)致漏寫(xiě)反應(yīng)物或生成物的聚集狀態(tài)。 (2)不能正確理解“＋”、“－”的含義，導(dǎo)致將ΔH的正、負(fù)混淆。 (3)忽視化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱的數(shù)值的對(duì)應(yīng)關(guān)系導(dǎo)致錯(cuò)誤。例如：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJmol－1； H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH＝－92.3 kJmol－1。 (4)對(duì)于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)，其中和熱是相等的，都約是57.3 kJmol－1：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1。對(duì)于強(qiáng)酸和弱堿或弱酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)，中和熱一般小于57.3 kJmol－1，因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)的電離是吸熱的。中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H＋和OH－化合生成H2O。若反應(yīng)過(guò)程中有其他物質(zhì)生成(如生成不溶性物質(zhì)或難電離物質(zhì)等)，這部分反應(yīng)熱不在中和熱之內(nèi)。 考點(diǎn)三　蓋斯定律及其相關(guān)計(jì)算 [學(xué)生用書(shū)P23] 1．蓋斯定律的應(yīng)用 (1)理論依據(jù)：反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與具體反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。 (2)計(jì)算模式 (3)主要應(yīng)用：計(jì)算某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)熱。 (4)注意事項(xiàng)：應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)途徑。 ①當(dāng)反應(yīng)式乘以或除以某數(shù)時(shí)，ΔH也應(yīng)乘以或除以某數(shù)。 ②熱化學(xué)方程式加減運(yùn)算以及比較反應(yīng)熱的大小時(shí)，ΔH都要帶“＋”、“－”號(hào)計(jì)算、比較，即把ΔH看作一個(gè)整體進(jìn)行分析判斷。 ③在設(shè)計(jì)的反應(yīng)途徑中常會(huì)遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固→液→氣變化時(shí)，會(huì)吸熱；反之會(huì)放熱。 ④當(dāng)設(shè)計(jì)的反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其ΔH與正反應(yīng)的ΔH數(shù)值相等，符號(hào)相反。 2．反應(yīng)熱的計(jì)算方法 (1)根據(jù)物質(zhì)的能量或鍵能計(jì)算反應(yīng)熱(ΔH)的方法 ①根據(jù)物質(zhì)具有的能量進(jìn)行計(jì)算：ΔH＝E(生成物的總能量)－E(反應(yīng)物的總能量)； ②根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能進(jìn)行計(jì)算：ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能)－E(生成物的總鍵能)。 (2)運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱(ΔH)并書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的方法 根據(jù)題意先確定待求反應(yīng)方程式并標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài)，思考將已知的化學(xué)方程式轉(zhuǎn)化為待求化學(xué)方程式的四則運(yùn)算方法，再根據(jù)蓋斯定律，用相同的四則運(yùn)算方法求出待求反應(yīng)方程式的反應(yīng)熱(ΔH)，最后寫(xiě)出完整的熱化學(xué)方程式。 　　　　利用蓋斯定律求焓變 1．(蓋斯定律應(yīng)用類(lèi))(xx高考江蘇卷)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 下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是(　　) A．ΔH1＞0，ΔH3＜0 B．ΔH2＞0，ΔH4＞0 C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 [破題關(guān)鍵]　將已知熱化學(xué)方程式依次標(biāo)號(hào)為①、②、③、④、⑤。根據(jù)蓋斯定律，熱化學(xué)方程式之間的疊加關(guān)系為①＝②＋③；3③＝④＋2⑤，即可判斷。 解析：選C。A.C(s)、CO(g)在O2(g)中燃燒生成CO2，均為放熱反應(yīng)，則有ΔH1<0、ΔH3<0。 B．CO2(g)與C(s)在高溫條件下反應(yīng)生成CO(g)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則有ΔH2>0；Fe(s)與O2(g)反應(yīng)生成Fe2O3(s)為放熱反應(yīng)，則有ΔH4<0。 C．將五個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③、④、⑤，根據(jù)蓋斯定律，由②＋③可得①，則有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。 D．將五個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③、④、⑤，根據(jù)蓋斯定律，由③3－⑤2可得④，則有ΔH4＝3ΔH3－2ΔH5。 [互動(dòng)拓展] 試歸納合并方程式消去物質(zhì)的策略。 答案：①觀察目標(biāo)方程式和已知方程式，確定被消去的物質(zhì)。 ②方程式兩邊乘以某數(shù)(整數(shù)或分?jǐn)?shù))，使被消去的物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同。 ③被消去的物質(zhì)在已知方程式的同一邊時(shí)用減法，不同邊時(shí)用加法。 　(xx高考重慶卷)黑火藥是中國(guó)古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學(xué)方程式為 S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJmol－1 已知：碳的燃燒熱ΔH1＝a kJmol－1 S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJmol－1 2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJmol－1 則x為(　　) A．3a＋b－c B．c－3a－b C．a(chǎn)＋b－c D．c－a－b 解析：選A。碳燃燒的熱化學(xué)方程式為①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJmol－1 ，將另外兩個(gè)熱化學(xué)方程式進(jìn)行編號(hào)，②S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJmol－1 ，③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJmol－1，運(yùn)用蓋斯定律，①3＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s) ＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝(3a＋b－c) kJmol－1 ，則x＝3a＋b－c，故A正確。 2．[xx高考全國(guó)卷Ⅰ，T28－(2)]乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。 已知： 甲醇脫水反應(yīng) 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝－23.9 kJmol－1 甲醇制烯烴反應(yīng) 2CH3OH(g)===C2H4 (g)＋2H2O(g) ΔH2＝－29.1 kJmol－1 乙醇異構(gòu)化反應(yīng) C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3＝＋50.7 kJmol－1 則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4 (g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________kJmol－1。 解析：將題給反應(yīng)依次編號(hào)為①、②、③，反應(yīng)①減去反應(yīng)②再減去反應(yīng)③即得C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)，故ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝－23.9 kJmol－1－(－29.1 kJmol－1)－(＋50.7 kJmol－1)＝－45.5 kJmol－1。 答案：－45.5 　　　　反應(yīng)熱的計(jì)算及比較 1．(xx高考海南卷)已知丙烷的燃燒熱ΔH＝－2 215 kJmol－1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水，則放出的熱量約為(　　) A．55 kJ　　　　　　　 B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ 解析：選A。丙烷分子式是C3H8,1 mol丙烷燃燒會(huì)產(chǎn)生4 mol水，則丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8 g水，消耗丙烷的物質(zhì)的量是n(C3H8)＝n(H2O)＝mM4＝1.8 g18 g/mol4＝0.025 mol，所以反應(yīng)放出的熱量是Q＝2 215 kJmol－10.025 mol＝55.375 kJ，因此放出的熱量約為55 kJ。 2．室溫下，將1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為ΔH2；CuSO45H2O受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO45H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3。則下列判斷正確的是(　　) A．ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3 解析：選B。1 mol CuSO45H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低，為吸熱過(guò)程，故ΔH1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高，為放熱過(guò)程，故ΔH2<0,1 mol CuSO45H2O(s)溶于水可以分為兩個(gè)過(guò)程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol H2O(l)，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水，CuSO45H2O受熱分解為吸熱反應(yīng)，即ΔH3>0。根據(jù)蓋斯定律得到關(guān)系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1<ΔH3。 3．下列兩組熱化學(xué)方程式中，有關(guān)ΔH的比較正確的是(　　) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2 ②NaOH(aq)＋H2SO4(濃，aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH3 NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH4 A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4 C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4 解析：選B。比較ΔH大小時(shí)一定要帶上“＋”、“－”符號(hào)。由于H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)要放出熱量，所以等物質(zhì)的量的CH4(g)燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出熱量的數(shù)值要比生成氣態(tài)水時(shí)的大。所以ΔH1>ΔH2。等物質(zhì)的量的NaOH與濃H2SO4、稀醋酸恰好反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的水，若不考慮濃H2SO4溶解放熱和弱電解質(zhì)電離吸熱，應(yīng)放出相同的熱量。但在實(shí)際反應(yīng)中，濃H2SO4溶于水時(shí)放熱，使反應(yīng)放出的總熱量增多；醋酸是弱酸，部分CH3COOH分子在電離過(guò)程中要吸熱，使反應(yīng)放熱減少。所以ΔH3<ΔH4。 　 反應(yīng)熱的大小比較 (1)利用蓋斯定律比較。 (2)同一反應(yīng)的生成物狀態(tài)不同時(shí)，如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2。 (3)同一反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)，如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2。 (4)兩個(gè)有聯(lián)系的反應(yīng)相比較時(shí)，如C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1?、?，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH2　②。 　 比較方法：利用反應(yīng)①(包括ΔH1)乘以某計(jì)量數(shù)減去反應(yīng)②(包括ΔH2)乘以某計(jì)量數(shù)，即得出ΔH3＝ΔH1某計(jì)量數(shù)－ΔH2某計(jì)量數(shù)，根據(jù)ΔH3大于0或小于0進(jìn)行比較。 總之，比較反應(yīng)熱的大小時(shí)要注意：①反應(yīng)中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；②ΔH有正負(fù)之分，比較時(shí)要連同“＋”、“－”一起比較，類(lèi)似數(shù)學(xué)中的正、負(fù)數(shù)大小的比較；③若只比較放出或吸收熱量的多少，則只比較數(shù)值的大小，不考慮正、負(fù)號(hào)。 有關(guān)化學(xué)能與熱能的易錯(cuò)問(wèn)題匯總 1．誤認(rèn)為1 mol可燃物燃燒時(shí)放出的熱量就是燃燒熱。其實(shí)不然，生成的氧化物應(yīng)該是穩(wěn)定的，如H2是指生成H2O(l)而非H2O(g)，C是指生成CO2(g)而非CO(g)等。 2．比較化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的大小時(shí)，易忽略“＋”、“－”和單位。例如：化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)用ΔH表示，ΔH由符號(hào)和數(shù)字組成，單位是kJ/mol，計(jì)算和比較時(shí)要包括“＋”、“－”。 3．誤認(rèn)為在熱化學(xué)方程式的反應(yīng)物和生成物連接符號(hào)(“===”或“―→”或“”)處應(yīng)標(biāo)注反應(yīng)條件(點(diǎn)燃、加熱、電解等)，其實(shí)不需要。 4．誤認(rèn)為反應(yīng)條件不同時(shí)，ΔH也不同。其實(shí)不然，如同溫同壓下，H2(g)和Cl2(g)的總能量與HCl(g)的總能量的差值不受光照和點(diǎn)燃條件的影響，故該反應(yīng)在不同條件下的ΔH相同。 5．誤認(rèn)為可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與物質(zhì)轉(zhuǎn)化率有關(guān)。其實(shí)不然，如2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ/mol，是指生成2 mol SO3(g)時(shí)放出的熱量為197 kJ。 6．利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱，其關(guān)鍵是算清物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目。 原子晶體：1 mol金剛石中含2 molCC鍵，1 mol硅中含2 mol SiSi鍵，1 mol SiO2晶體中含4 molSiO鍵； 分子晶體：1 mol P4中含有6 molPP鍵，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中含有12 molPO鍵和4 molPO鍵，1 mol CH3CH3中含有6 molCH鍵和1 mol CC鍵。 1．下列設(shè)備工作時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是(　　) A B C D 硅太陽(yáng)能電池 鋰離子電池 太陽(yáng)能集熱器 燃?xì)庠? 解析：選D。本題考查能量轉(zhuǎn)化形式的判斷，意在考查考生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)和化學(xué)原理解釋日常生活中化學(xué)問(wèn)題的能力。硅太陽(yáng)能電池工作時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為電能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋰離子電池工作時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B項(xiàng)錯(cuò)誤；太陽(yáng)能集熱器工作時(shí)將光能轉(zhuǎn)化為熱能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；燃?xì)庠罟ぷ鲿r(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，D項(xiàng)正確。 2．(xx山西太原二模)反應(yīng)A＋B―→C分兩步進(jìn)行：①A＋B―→X，②X―→C，反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖所示，E1表示反應(yīng)A＋B―→X的活化能。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．E2表示反應(yīng)X―→C的活化能 B．X是反應(yīng)A＋B―→C的催化劑 C．反應(yīng)A＋B―→C的ΔH<0 D．加入催化劑可改變反應(yīng)A＋B―→C的焓變 解析：選C。反應(yīng)X―→C的活化能小于E2，A錯(cuò)誤；由①②可知，X是反應(yīng)A＋B―→C的中間產(chǎn)物，B錯(cuò)誤；反應(yīng)物A和B的總能量大于生成物C的總能量，所以反應(yīng)A＋B―→C是放熱反應(yīng)，即ΔH<0，C正確；加入催化劑可以改變反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)物和生成物具有的總能量不變，則反應(yīng)的焓變不改變，D錯(cuò)誤。 3．H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g) 2HI(g)　ΔH＝－a kJmol－1。 已知： 下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 B．?dāng)嚅_(kāi)1 mol H—H鍵和1 mol I—I鍵所需能量大于斷開(kāi)2 mol H—I鍵所需能量 C．?dāng)嚅_(kāi)2 mol H—I鍵所需能量約為(c＋b＋a) kJ D．向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ 解析：選B。該反應(yīng)的ΔH＜0，為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則斷開(kāi)1 mol H—H鍵和1 mol I—I鍵所需的能量小于斷開(kāi)2 mol H—I鍵所需的能量，B項(xiàng)錯(cuò)誤；ΔH＝E(H—H)＋E(I—I)－2E(H—I)＝－a kJmol－1，故斷開(kāi)2 mol H—I鍵所需的能量約為(c＋b＋a) kJ，C項(xiàng)正確；H2和I2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，2 mol H2和2 mol I2不可能完全反應(yīng)生成2 mol HI，因此放出的熱量小于2a kJ，D項(xiàng)正確。 4．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－72 kJmol－1，蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的熱量為30 kJ，其他相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。 H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol 分子中化學(xué)鍵斷裂 時(shí)需要吸收的能量/kJ 436 a 369 則表中a為(　　) A．404　　　　　　　　 B．260 C．230 D．200 解析：選D。本題主要考查鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系。由已知得：Br2(l)===Br2(g)　ΔH2HBr(g)　ΔHaa 5．在1 200 ℃時(shí)，天然氣脫硫工藝中會(huì)發(fā)生下列反應(yīng)： H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1 H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g)　ΔH2 2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g)　ΔH3 2S(g)===S2(g)　ΔH4 則ΔH4的正確表達(dá)式為(　　) A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) B．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3) C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) D．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH3－3ΔH2) 解析：選D。題中4個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③、④，根據(jù)蓋斯定律可知，④＝(①＋③－3②)，即2S(g)===S2(g)　ΔH4＝(ΔH1＋ΔH3－3ΔH2)。 6．下列各組熱化學(xué)方程式的ΔH(　　) ①S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔHSO2(g)　ΔH2H2O(g)　ΔH2H2O(l)　ΔHCaO(s)＋CO2(g)　ΔHCa(OH)2(s)　ΔH只有①③ B．只有①② C．只有②③ D．①②③ 解析：選D。由固體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w需吸收熱量，又由于反應(yīng)放熱時(shí)ΔH 7．(xx江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))下列關(guān)于反應(yīng)過(guò)程中能量變化的說(shuō)法，正確的是(　　) A．上圖中a、b曲線(xiàn)可分別表示反應(yīng)CH2===CH2(g)＋H2(g)―→CH3CH3(g)　ΔH<0，使用和未使用催化劑時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中的能量變化 B．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2 C．同溫同壓下，反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH不同 D．在一定條件下，某可逆反應(yīng)的ΔH＝＋100 kJmol－1，則該反應(yīng)正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能大100 kJmol－1 解析：選D。反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，A錯(cuò)誤；完全燃燒時(shí)釋放的能量多，但是ΔH<0，則ΔH1<ΔH2，B錯(cuò)誤；ΔH的值與反應(yīng)條件無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；ΔH＝＋100 kJmol－1，說(shuō)明為吸熱反應(yīng)，如圖。Ea(正)為正反應(yīng)活化能，Ea(逆)為逆反應(yīng)活化能，D正確。 8．運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、碳、硫等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義。氨在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。合成氨工業(yè)中，合成塔中每產(chǎn)生2 mol NH3，放出 92.4 kJ 熱量。 (1)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若起始時(shí)向容器內(nèi)充入2 mol N2和6 mol H2，達(dá)平衡后放出的熱量為Q，則Q________(填“＞”、“＜”或“＝”)184.8 kJ。 (3)已知： 1 mol N—H鍵斷裂時(shí)吸收的能量等于________ kJ。 解析：(1)根據(jù)題意直接寫(xiě)出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1。 (2)因合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，2 mol N2和6 mol H2不可能完全轉(zhuǎn)化生成4 mol NH3，故放出的熱量小于184.8 kJ。 (3)設(shè)形成1 mol N—H鍵放出的能量為E，根據(jù)題中信息可知，1 mol N2和3 mol H2斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量為945.8 kJ＋3436 kJ＝2 253.8 kJ，則有6E－2 253.8 kJ＝92.4 kJ，所以E≈391 kJ，故1 mol N—H鍵斷裂時(shí)吸收的能量為391 kJ。 答案：(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1　(2)＜　(3)391 9. (1)圖甲是一定的溫度和壓強(qiáng)下N2和H2反應(yīng)生成1 mol NH3過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫(xiě)出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式： ________________________________________________________________________ (ΔH的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示)。 (2)飲用水中的NO主要來(lái)自于NH。已知在微生物的作用下，NH經(jīng)過(guò)兩步反應(yīng)被氧化成NO。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖乙所示： 乙 1 mol NH全部被氧化成NO的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)注意圖甲是表示生成1 mol NH3過(guò)程中能量變化且該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)首先寫(xiě)出NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)，然后依據(jù)圖像寫(xiě)出①NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－273 kJmol－1、②NO(aq)＋O2(g)===NO(aq)　ΔH2＝－73 kJmol－1，則由①＋②即得所求熱化學(xué)方程式。 答案：(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－2(Q2－Q1) kJmol－1 (2)NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJmol－1 10．(1)已知關(guān)于鐵的氧化物存在下列三個(gè)熱化學(xué)方程式： Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－24.8 kJ/mol?、? Fe2O3(s)＋CO(g)===Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－15.73 kJ/mol?、? Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋640.4 kJ/mol?、? 則CO還原FeO的熱化學(xué)方程式為CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝________kJ/mol。 (2)硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化學(xué)試劑，可由如下反應(yīng)制?。? SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)　ΔH 已知：①SO2(g)＋Cl2(g)＋SCl2(g) 2SOCl2(g) ΔH1＝－a kJ/mol ②SO2Cl2(g)＋SCl2(g) 2SOCl2(g) ΔH2＝－b kJ/mol ③a＞b＞0 則ΔH＝________kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示)。 解析：(1)由[(①－②)－③]即得熱化學(xué)方程式CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－218 kJ/mol。 (2)根據(jù)蓋斯定律，由①式－②式，得SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)　ΔH＝－(a－b) kJ/mol。 答案：(1)－218　(2)－(a－b) 11．CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì)，它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式為 ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3 kJmol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJmol－1 ③C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJmol－1 (1)在深海中存在一種甲烷細(xì)菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生能量而存活，甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量________(填“＞”、“＜”或“＝”)890.3 kJ。 (2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4＋CO2===2CO＋2H2,1 g CH4完全反應(yīng)可釋放15.46 kJ的熱量，則： ①下圖能表示該反應(yīng)過(guò)程中能量變化的是________(填字母)。 ②若將物質(zhì)的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨時(shí)間的變化如圖所示，則CH4的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。 (3)C(s)與H2(g)不反應(yīng)，所以C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的反應(yīng)熱無(wú)法直接測(cè)量，但通過(guò)上述反應(yīng)可求出C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的反應(yīng)熱ΔH＝________。 (4)目前對(duì)于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點(diǎn)，下列關(guān)于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是______(填字母)。 A．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，使CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2，并放出熱量 B．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，在常溫常壓下使CO2分解生成C與O2 C．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，利用太陽(yáng)能使大氣中的CO2與海底開(kāi)采的CH4合成合成氣(CO、H2) D．將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料 解析：(1)給定反應(yīng)的反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)物和生成物的多少和狀態(tài)，與中間過(guò)程無(wú)關(guān)，故甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量仍等于890.3 kJ。(2)①1 g CH4完全反應(yīng)釋放15.46 kJ的熱量，則1 mol CH4完全反應(yīng)放出熱量為247.36 kJ，故D圖符合題意。 ②CH4的轉(zhuǎn)化率＝155.8 kJ247.36 kJ100%≈63%。 (3)②＋③－①即得C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－74.8 kJmol－1。 (4)已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJmol－1，則CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2的反應(yīng)吸熱，故A項(xiàng)不正確；使CO2分解生成C與O2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，常溫下不能發(fā)生，故B項(xiàng)不正確；利用太陽(yáng)能使大氣中的CO2與海底開(kāi)采的CH4合成合成氣(CO、H2)是合理的，故C項(xiàng)正確；將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料，是極不經(jīng)濟(jì)合算的，故D項(xiàng)不正確。 答案：(1)＝　(2)①D　②63% (3)－74.8 kJmol－1　(4)C