【期中模拟卷】（人教版2019）2023-2024学年高二上学期 化学选择性必修1 第一章 化学反应的热效应【单元测试·考点卷】.zip

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第一章 化学反应的热效应
考点卷
核心知识1 反应热与焓
1．下列各组涉及的变化属于吸热反应的是
A．溶于水 B．晶体与混合研磨
C．Na投入到水中 D．Zn和稀硫酸反应
【答案】B
【解析】A．溶于水吸收热量，但是为物理变化，A错误；
B．晶体与混合研磨，两者反应生成氯化钡、氨气和水，为吸热反应，B正确；
C．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，为放热反应，C错误；
D．锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，为放热反应，D错误；
答案选B。
2．中国研究人员研制一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示。下列说法不正确的是

A．整个过程实现了光能向化学能的转化 B．过程Ⅱ放出能量并生成了O-O键
C．总反应为 D．过程Ⅲ中有一种反应物含有离子键
【答案】D
【解析】A．由图可知，太阳能使水分解，则实现了光能向化学能的转化，A正确；
B．过程Ⅱ属于化合反应，放出能量并生成了键，B正确；
C．总反应为水分解生成氢气和氧气，化学方程式为：，C正确；
D．过程Ⅲ为过氧化氢分解生成氧气和氢气，反应物中没有离子键，D错误；
答案选D。
3．如下图所示，在101 kPa时，ΔH1=-393.5 kJ·mol-1，ΔH2=-395.4 kJ·mol-1。下列说法中正确的是

A．断裂金刚石和石墨中的化学键要放出能量
B．石墨转化成金刚石需要吸收能量，是物理变化
C．石墨比金刚石稳定
D．1 mol金刚石与1 mol O2的总能量低于1 mol CO2的总能量
【答案】C
【解析】由图得：①C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ•mol-1
②C(s，金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.4kJ•mol-1，
利用盖斯定律将①-②可得：C(s，石墨)=C(s，金刚石)△H=+1.9kJ•mol-1，
A．化学反应中旧键断裂吸收能量，则断裂金刚石和石墨中的化学键要吸收能量，故A错误；
B．因C(s、石墨)=C(s、金刚石)△H=+1.9kJ•mol-1，石墨转化为金刚石是发生的化学反应，属于化学变化，故B错误；
C．金刚石的总能量大于石墨的总能量，物质的量能量越大越不稳定，则石墨比金刚石稳定，故C正确；
D．由图知1 mol金刚石与1 mol O2的总能量高于1 mol CO2的总能量，故D错误；故选：C。

核心知识2 热化学方程式
4．下列有关热化学方程式的评价合理的是

实验事实
热化学方程式
评价
A
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)       
△H=-57.3kJ·mol-1，将稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)       
△H=-114.6kJ·mol-1
正确
B
醋酸溶液与稀氢氧化钠溶液混合
CH3COOH(l)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)       △H=-57.3kJ·mol-1
正确
C
160gSO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4，放出热量260.6kJ
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq)       △H=-130.3kJ·mol-1
不正确；因为反应热为△H=-260.6kJ·mol-1
D
已知25℃、101kPa下，120g石墨完全燃烧放出热量3935.1kJ
C(s)+O2(g)=CO2(g)       △H=-393.51kJ·mol-1
不正确；同素异形体要注名称：C(石墨)
【答案】D
【解析】A．因硫酸根离子和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，放出热量，所以反应热小于-114.6 kJ•mol-1，A错误；
B．因醋酸是弱酸，电离时需要吸热，所以反应热大于-57.3k J•mol-1，B错误；
C．因160g SO3(2mol)气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4，放出热量260.6 kJ，则1mol SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4，放出热量130.3kJ，C错误；
D．因碳的同素异形体较多，不同的同素异形体，其燃烧放出的热量不同，故化学式相同的同素异形体除需注明聚集状态外还需注明名称，D正确；
答案选D。
5．向50mL溶液中加入足量稀硫酸充分反应后，放出2.56kJ的热量。向50mL稀盐酸溶液中加入足量充分反应后，放出1.1kJ的热量，则硫酸钠溶液与氯化钡溶液反应的热化学方程式为
A．     
B．     
C．     
D．     
【答案】C
【解析】50mL 0.4mol/LBa(OH)2溶液中n[Ba(OH)2]=0.02mol ，向其中加入足量硫酸溶液反应涉及的离子方程式有、，50mL 0.4mol/L稀盐酸中n(HCl)=0.02mol ，向其中加入足量Ba(OH}2溶液涉及的离子方程式为，放出的热量为1.1kJ，可知，，设，则0.02Q+0.04mol×55kJ/mol=2.56kJ ，解之得Q=18，所以Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为；
故选C。
6．下列热化学方程式书写正确的是
A．2SO2+O22SO3；△H=-196.6kJ•mol-1
B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；△H=+571.6kJ•mol-1
C．H2(g)+ O2(g)=H2O(l)；△H=-285.8kJ•mol-1
D．C(s)+O2(g) CO2(g)；△H=-393.5kJ
【答案】C
【解析】A．没有标出物质的聚集状态，正确的写法为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)；△H=-196.6kJ/mol，故A错误；
B．氢气和氧气反应是放热反应，△H为负值，正确的为2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1，故B错误；
C．H2与O2的化合反应为放热反应，热化学方程式为H2(g)+ O2(g)=H2O(l)；△H=-285.8kJ•mol-1，故C正确；
D．△H单位为kJ/mol，正确的写法为C(s)+O2(g)═CO2(g)；△H=-393.5kJ/mol，故D错误；
故选：C。
7．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)16gCH4(g)与适量O2(g)发生反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3kJ热量_________。
(2)1L1mol·L-1KOH溶液中和1L1mol·L-1HNO3溶液，放出57.3kJ热量________。
(3)12gC(s)与适量O2(g)发生反应生成CO2(g)，放出283.0kJ热量________。
(4)1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]在人体中完全氧化，生成CO2(g)和H2O(l)产生2800kJ热量_________。
【答案】(1)CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1
(2)KOH(aq)＋HNO3(aq)=KNO3(aq)＋H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
(3)C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1
(4)C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH=-2800kJ·mol-1
【解析】书写热化学方程式时，要注意以下几点：①反应物和生成物的状态；②ΔH与方程式中化学计量数之间的比例关系，化学计量数表示参与反应的物质的物质的量；③ΔH的正负号。
（1）CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1
（2）KOH(aq)＋HNO3(aq)=KNO3(aq)＋H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
（3）C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1
（4）C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH=-2800kJ·mol-1
核心知识3 中和热
8．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断正确的是

A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．若用NaOH固体测定中和热，则测定中和热(△H)偏高
C．实验(c)设计存在缺陷
D．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
【答案】C
【解析】A．实验(b)中NH4Cl和Ba(OH)2⋅8H2O反应是吸热反应，故A错误；
B．NaOH固体溶于水放热，所以用NaOH固体测定中和热，测定中和热的数值偏高，中和热的△H为负值，则△H偏低，故B错误；
C．实验(c)中缺少环形玻璃搅拌器，故C正确；
D．铝片、铝粉都是固体，将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量不变，故D错误；
故选：C。
9．中和热测定实验中，用盐酸和进行实验，下列说法不正确的是

A．改用盐酸跟溶液进行反应，求出的中和热数值和原来相同，放热不同
B．所加溶液过量，目的是保证盐酸完全被中和
C．酸碱混合时，量筒中溶液应缓缓倒入小烧杯中，不断用玻璃棒搅拌
D．装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减少热量损失
【答案】C
【解析】A．中和热是稀酸和稀碱反应生成1mol水时放出的热量，因此改用60mL0.50mol/L 盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，求出的中和热数值和原来相同，放出热量多少与反应的物质的量有关，因此放出热量是不同的，故A说法正确；
B．所加氢氧化钠溶液过量，其目的是保证盐酸完全被中和，故B说法正确；
C．酸碱混合时，量筒中的NaOH溶液应迅速倒入小烧杯，减少热量损失，故C说法错误；
D．装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减少热量损失，故D说法正确；
答案为C。
10．在测定中和热的实验中，下列说法正确的是
A．用0.55mol·L-1NaOH溶液分别与0.5mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同
B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C．在测定中和热实验中需要使用的仪器有：天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计
D．使用环形玻璃搅拌棒是为了使反应物混合均匀，加快反应速率，减小实验误差
【答案】D
【解析】A．醋酸是弱酸，电离吸热，测出的中和热数值偏小，A错误；
B．温度计水银球测烧杯内液体温度，不能与小烧杯底部接触，会使测量结果不准确，B错误；
C．测定中和热实验中需要的仪器有：量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒和烧杯，用不到天平和滴定管，C错误；
D．环形玻璃搅拌棒不导热，能加快反应速率，减小实验误差，D正确；
答案选D。
11．某实验小组设计用0.55mol/L的NaOH溶液50mL与0.50mol/L的盐酸50mL置于如图所示的装置中进行测定中和热的实验。

(1)该装置中缺少的一种玻璃仪器是___，装置中还存在的错误有___；大烧杯杯口若不盖泡沫塑料板，测得中和热的数值将____(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2)实验中，所用NaOH稍过量的原因是___。
(3)在中和热测定实验中，有用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤，若无此操作，则测得的中和热数值____(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。测量NaOH溶液温度时，温度计上的碱未用水冲洗，对测定结果有何影响？___(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)该实验小组做了三次实验，每次取盐酸和NaOH溶液各50mL，并记录如表原始数据：
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温差(t2-t1)/℃
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
25.1
24.9
25.0
28.3
3.3
2
25.1
25.1
25.1
28.5
3.4
3
25.1
25.1
25.1
28.6
3.5
已知盐酸、NaOH溶液密度均近似为1.00g/cm3，中和后混合液的比热容c=4.18×10-3kJ/(g·℃)，则该反应的中和热ΔH=___。(保留到小数点后1位)
【答案】(1)     环形玻璃搅拌棒     大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平，两烧杯之间没有塞满碎泡沫塑料     偏小
(2)确保定量的HCl反应完全
(3)     偏小     无影响
(4)-56.8kJ/mol
【解析】(1)该装置中缺少的仪器为环形玻璃搅拌棒，存在的错误是大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平，两烧杯之间没有塞满碎泡沫塑料，大烧杯杯口若不盖泡沫塑料板，则有热量损失，测定结果偏小；
(2)实验中所用NaOH稍过量，是为了确保定量的HCl反应完全；
(3)若温度计上盐酸溶液不洗涤，则参加反应的盐酸减少，放出的热量减少，测定结果偏小；由于碱液过量，温度计上碱液未用水冲洗，对测定结果无影响；
(4)平均温差Δ(t2-t1)==3.4℃，反应中生成水的物质的量为0.05L×0.5mol/L=0.025mol，反应放出的热量Q=4.18×10-3kJ/(g·℃)×1.00g/cm3×(50mL+50mL)×3.4℃=1.4212kJ，则ΔH=-=-56.8kJ/mol。

核心知识4 燃烧热
12．燃烧热与反应热的关系是
A．燃烧热是反应热的一种类型
B．当一个反应是燃烧反应时，该燃烧反应的反应热就是燃烧热
C．燃烧热不属于反应热
D．反应热有正负之分，燃烧反应的焓变全部是正值
【答案】A
【解析】A．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，是反应热的一种,A正确；
B．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，B错误；
C．反应热指当一个化学反应在恒压以及不作非膨胀功的情况下发生后，若使生成物的温度回到反应物的起始温度，这时体系所放出或吸收的热量称为反应热，所以燃烧热属于反应热，C错误；
D．燃烧热全部是放热反应，所以焓变均为负值，D错误；
故答案选A。
13．在25℃，101kPa下，0.1mol完全燃烧生成和(l)时放出129.96kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【解析】0.1molC2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出129.96kJ热量，则2mol乙炔反应放出热量为129.96kJ×=2599.2kJ，用热量表示反应热时，“+”表示放热、“-”表示吸热，则该反应热化学方程式为：2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)+2599.2kJ，故选：D。
14．（2022·湖南·长沙市南雅中学高二阶段练习）俄乌冲突爆发以来，许多西方国家宣布制裁俄罗斯，制裁范围涵盖俄罗斯的猫、树以及该国的文艺作品等，但俄罗斯的石油和天然气目前并不在制裁之列。天然气的主要成分是甲烷，下列能正确表示甲烷燃烧热的热化学方程式是
A．   
B．   
C．   
D．   
【答案】B
【解析】燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的物质所放出的热量，1mol CH4完全燃烧生成 CO2和 液态水，所以甲烷的燃烧热的热化学方程式为：   ，故选：B。
15．按照下列要求书写热化学方程式
(1)1 mol C(石墨，s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量：_________________________________________。
(2)实验测得25℃、101kPa时1mol H2完全燃烧放出285.8 kJ的热量，写出H2燃烧热的热化学方程式：________________________________。
(3)卫星发射时可用肼(N2H4)作燃料，1molN2H4(l)在O2中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出5518KJ热量,写出N2H4燃烧的热化学方程式_________________________________________________。
【答案】（1） C(石墨，s)+ H2O(g) =CO(g) + H2(g) ΔH＝+131.3 kJ·mol－1    
（2） H2(g) +O2(g) = H2O(l) ; △H = -285.8 kJ/mol    
（3） N2H4(l) +O2(g) = N2(g) + 2H2O(l)   ; △H = -5518 kJ/mol
【解析】(1)1mol C(石墨，s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，反应方程式为：C(石墨，s)+ H2O(g) =CO(g) + H2(g)，吸收131.3 kJ热量，则ΔH＝+131.3 kJ·mol－1，反应的热化学方程式为：C(石墨，s)+ H2O(g) =CO(g) + H2(g) ΔH＝+131.3 kJ·mol－1；
(2) 25℃、101kPa时1mol H2完全燃烧生成H2O(l)，放出285.8 kJ的热量，ΔH = -285.8 kJ/mol，其燃烧热的热化学方程式为：H2(g) +O2(g) = H2O(l) ΔH = -285.8 kJ/mol；
(3) 1molN2H4(l)在O2中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)的反应方程式为：N2H4(l) +O2(g) = N2(g) + 2H2O(l)，放出5518KJ热量，则ΔH = -5518 kJ/mol，其热化学方程式为：N2H4(l) +O2(g) = N2(g) + 2H2O(l) ΔH = -5518 kJ/mol。
16．（1）已知乙醇的燃烧热为-1366.8kJ/mol，写出相应的热化学方程式_ _。
（2）已知强酸强碱的中和热为-57.3kJ/mol，写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式：_ _ 。
（3）已知16g硫固体完全燃烧时放出148.4kJ的热量，则硫的燃烧热的热化学方程式：_ _。
（4）已知：101kPa时，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH=-221kJ/mol，则碳的燃烧热数值___110.5kJ/mol（填>，<，=）。
（5）已知：稀溶液中，H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol，则浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出的热量___57.3kJ（填>，<，=）。
（6）已知一定条件下合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.0kJ·mol-1，相同条件下将1molN2和3molH2放在一密闭容器中充分反应，测得反应放出的热量___(假定热量无损失)92.0kJ（填>，<，=）。
（7）相同条件下2mol氢原子所具有的能量___1mol氢分子所具有的能量（填>，<，=）
【答案】（1） C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）ΔH=-1366.8kJ·mol-1    
（2） H2SO4（aq）+NaOH（aq）=Na2SO4（aq）+H2O（l）ΔH=-57.3kJ/mol    
（3） S（s）+O2（g）=SO2（g）ΔH=-296.8kJ·mol-1    
（4） ＞    
（5） ＞    
（6） ＜    
（7） ＞
【解析】(1)燃烧热为1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物释放的热量，乙醇的燃烧热为1366.8kJ/mol，其热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1366.8kJ·mol-1；
(2)中和热为稀的强酸与强碱反应生成1mol水时，释放的热量，中和热的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol；
(3)16g硫固体完全燃烧时产物为二氧化硫，放出148.4kJ的热量，燃烧热的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296.8kJ·mol-1；
(4)碳的燃烧热的产物为二氧化碳，而CO燃烧为二氧化碳释放能量，故碳的燃烧热数值大于110.5kJ/mol；
(5)浓硫酸溶于水释放能量，故浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出的热量大于57.3kJ；
(6)N2(g)与3H2(g)的反应为可逆反应，1molN2和3molH2不能生产2mol NH3(g)，故反应放出的热量小于92.0kJ；
(7)氢气变为氢原子时吸收能量，故相同条件下2mol氢原子所具有的能量大于1mol氢分子所具有的能量。

核心知识5 盖斯定律
17．硫酸工业中的钒催化剂参与反应的相对能量变化如图所示，下列热化学方程式错误的是

A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】A．由反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，则，A正确；
B．途径2的∆H=24-(-176)=200kJ/mol， ，B错误；
C．途径1的反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，2molV2O5反应放出能量为2×176=352kJ，则，C正确；
D．根据盖斯定律，由反应加上可得，则，D正确；故选：B。
18．已知下列热化学方程式：
H2O(g)=H2O(l) △H=Q1kJ·mol-1；
C2H5OH(g)=C2H5OH(l) △H=Q2kJ·mol-1；
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H=Q3kJ·mol-1。
若46g液体酒精完全燃烧，最后恢复到室温，放出的热量为(单位：kJ)
A．3Q1+Q2+Q3 B．-(3Q1+Q2+Q3) C．-3Q1+Q2-Q3 D．3Q1-Q2+Q3
【答案】C
【解析】液体酒精完全燃烧的方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)，记①H2O(g)=H2O(l) ΔH=Q1kJ·mol-1；②C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH=Q2kJ·mol-1；③C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=Q3kJ·mol-1，则根据盖斯定律，由3×①-②+③可得C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)，则C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)的ΔH=3×ΔH1-ΔH2+ΔH3 =(3Q1-Q2+Q3)kJ/mol，因此46g液体酒精（1mol）完全燃烧，最后恢复到室温，放出的热量为-(3Q1-Q2+Q3)=-3Q1+Q2-Q3，故选C；
答案选C。
19．（2022·云南保山·高二期中）完成下列问题。
(1)常温下，0.1molCl2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4.28kJ，该反应的热化学方程式为_______。
(2)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。已知：
①2O2(g)+N2(g)=N2O4(1)   △H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(1)   △H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)   △H3
④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)   △H4=-1048.9kJ/mol
上述反应热效应之间的关系式为△H4=_______，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_______。
(3)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：
①与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_______(至少答出两点)。
②利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_______。
【答案】(1)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)     △H=-85.6kJ/mol
(2)     2△H3-2△H2-△H1     反应放热量大、产生大量气体
(3)     污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高     光能转化为化学能
【解析】(1)0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成的液态化合物，放热4.28kJ，配平方程式，可知2molCl2反应放热85.6kJ，由此可得该反应的热化学方程式为；
(2)根据盖斯定律，反应热效应之间的关系式为△H4=2△H3-2△H2-△H1.联氨有强还原性，有强氧化性，两者在一起易发生自发的氧化还原反应，反应放热量大、产生大量气体，所以联氨和可作为火箭推进剂；
(3)①与汽油相比，氢气作为燃料的优点有污染小；来源广；资源丰富；燃烧热值高等。
②利用太阳能直接分解水制氢气，是将光能转化为化学能。

核心知识6 反应热比较大小
20．标准状态下电极反应焓变可以分解为图所示的循环，下列关系正确的是

A． B．
C． D．
【答案】B
【答案】A．M(s)→M(g)需要吸收能量，即ΔH1＞0，M+(g)→M+(aq)需要放出能量，即ΔH3＜0，故A错误；
B．H+(aq)→H+(g)需要吸收能量，即ΔH4＞0，H(g)→H2(g)，形成化学键放出热量，即ΔH6＜0，故B正确；
C．ΔH4+ΔH5+ΔH6只是H+(aq)→H2(g)能量的变化，根据盖斯定律，ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6，故C错误；
D．ΔH1+ΔH2+ΔH3只是M(s)→M+(aq)能量的变化，故D错误；
答案为B。
21．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，△H1>△H2的是
A．CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH2COONa(aq)+H2O(l) △H1；HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H2
B．S(s)+O2(g)=SO2(l) △H1；S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2
C．C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1；C(s)+O2(g)=CO(g) △H2
D．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H1；H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) △H2
【答案】A
【答案】A．CH3COOH(aq)+NaOH(aqg)=CH2COONa(aq)+H2O(l) △H1；HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H2，
醋酸是弱酸，电离吸热，相同物质的量的醋酸和盐酸与氢氧化钠反应，醋酸放出的热量少，所以△H1>△H2，故选A；
B．S(s)+O2(g)=SO2(l) △H1；S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2
气态SO2的能量大于液态SO2，所以生成SO2(1)放热多，△H1<△H2，故不选B；
C．C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1；C(s)+O2(g)=CO(g) △H2
碳完全燃烧比不完全燃烧放热多，所以生成二氧化碳放热多，△H1<△H2，故不选C；
D．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H1；H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) △H2，参加反应的氢气的物质的量越多，放热越多，所以△H1<△H2，故不选D。
选A。
22．CH3COOH和氨水反应的能量循环体系如图所示，下列说法正确的是

A．△H1+△H2+△H3=△H4 B．△H1+△H4>△H2+△H3
C．△H4<△H1-△H2 D．△H3<0
【答案】C
【答案】由图可知①；②；③；④。
A．由以上得②+③+④=①，即△H2+△H3+△H4=△H1，故A错误；
B．由△H2+△H3+△H4=△H1得△H1+△H4=△H2+△H3+2△H4，中和反应是放热反应，故△H4<0，所以△H1+△H4<△H2+△H3，故B错误；
C．由△H2+△H3+△H4=△H1得△H4=△H1-△H2-△H3<0，弱电解质的电离是吸热过程，所以△H3>0，所以△H4<△H1-△H2，故C正确；
D．弱电解质的电离是吸热过程，所以△H3>0，故D错误；
故答案为：C。
23．相同温度和压强下，关于反应的△H，下列判断不正确的是
①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)       △H1
②CH4(g)C(s)+2H2(g)       △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)       △H3
④2CO(g)C(s)+CO2(g)       △H4
⑤CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)       △H5
A．△H4=△H2-△H1 B．△H2＞0，△H4＞0
C．△H5=△H2+△H3-△H1 D．△H3＞H5
【答案】B
【答案】A．已知①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)       △H1
②CH4(g)C(s)+2H2(g)       △H2
根据盖斯定律，将②-①，整理可得2CO(g)C(s)+CO2(g)   △H=△H2-△H1=△H4，A正确；
B．②CH4(g)C(s)+2H2(g)的正反应为吸热反应，△H2＞0，④2CO(g)C(s)+CO2(g)的正反应为放热反应，△H4＜0，B错误；
C．已知①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)       △H1
②CH4(g)C(s)+2H2(g)       △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)       △H3
根据盖斯定律，将②+③-①，整理可得CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)   △H =△H2+△H3-△H1，即△H5=△H2+△H3-△H1，C正确；
D．③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的正反应是吸热反应，△H3＞0，⑤CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) 的正反应是吸热反应，△H5＞0，③-⑤整理可得CO2(g)CO(g)+C(s)为吸热反应，△H3-△H5＞0，故△H3＞H5，D正确；
故合理选项是B。

核心知识7 反应热的计算
24．已知298K时：C(s)+O2(g)=CO(g)       △H1=−110.5 mol∙L−1；C(s)+O2(g)=CO2(g)       △H2=−393.5 mol∙L−1；则C(s)+CO2(g)=2CO(g)的△H为
A．+283 mol∙L−1 B．+172.5 mol∙L−1 C．−172.5 mol∙L−1 D．−504 mol∙L−1
【答案】B
【解析】根据题意，根据盖斯定律第一个方程式的2倍减去第二个方程式得到C(s)+CO2(g)=2CO(g)的△H=−110.5 mol∙L−1×2−(−393.5 mol∙L−1)= +172.5 mol∙L−1，故B符合题意。
综上所述，答案为B。
25．回答下列问题
(1)甲烷是一种高效清洁的新能源，0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量222.5kJ，则甲烷燃烧的热化学方程式为___________。
(2)已知：2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)   ΔH=-xkJ·mol-1
2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)   ΔH=-ykJ·mol-1
则反应NO2(g)＋SO2(g)=SO3(g)＋NO(g)的ΔH=___________kJ·mol-1。
(3)已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)     ΔH=-483.6kJ·mol-1，
查阅文献资料，化学键的键能如下表：
化学键
H—H键
N≡N键
N—H键
E/(kJ·mol-1)
436
946
391
①氨分解反应NH3(g)=N2(g)＋H2(g)的活化能Eal=300kJ·mol-1，则合成氨反应N2(g)＋H2(g)=NH3(g)的活化能Ea2=___________kJ·mol-1。
②氨气完全燃烧生成N2(g)和气态水的热化学方程式为___________。
(4)研究氮氧化物与悬浮的大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
Ⅰ.2NO2(g)＋NaCl(s)=NaNO3(s)＋ClNO(g)　ΔH1＜0　
Ⅱ．2NO(g)＋Cl2(g)=2ClNO(g)　ΔH2＜0　
则反应4NO2(g)＋2NaCl(s)=2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的ΔH=___________(用ΔH1、ΔH2表示)；
【答案】(1)CH4(g)+2O2=CO2(g)+2H2O(l)   ΔH=-890kJ/mol
(2)
(3)     254     4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g)   ΔH=-1266.8kJ/mol
(4)2ΔH1-ΔH2
【解析】(1)0.25mol甲烷完全燃烧生成液态水放出热量222.5kJ，则1mol甲烷完全燃烧生成液态水放出的热量为=890kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ/mol；
(2)依次将所给的两个热化学方程式编号为①、②，根据盖斯定律×(②-①)得SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)的ΔH=kJ/mol；
(3)①根据键能数据，可求出NH3(g)⇌N2(g)+H2(g)的ΔH=3×391kJ/mol-(×946kJ/mol+×436kJ/mol)=46kJ/mol。NH3(g)⇌N2(g)+H2(g)的活化能Ea1=300kJ/mol，则其逆反应N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)的活化能Ea2=Ea1-ΔH=300kJ/mol-46kJ/mol=254kJ/mol；
②把反应NH3(g)⇌N2(g)+H2(g)的系数扩大4倍，其ΔH=+46kJ/mol×4=+184kJ/mol，把反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的系数扩大3倍，其ΔH=-483.6kJ./mol×3=-1450.8kJ/mol，把两反应相加，得总反应：4NH3(g)+3O2(g)⇌2N2(g)+6H2O(g)，其ΔH=+184kJ/mol-1405.8kJ/mol=-1266.8kJ/mol；
(4)根据盖斯定律，Ⅰ×2-Ⅱ得：4NO2(g)+2NaCl(s)=2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)，ΔH=2ΔH1-ΔH2。
26．回答下列问题：
(1)丙烷(C3H8)热值较高，污染较小，是一种优良的气态燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1molH2O(l)过程中的能量变化图，写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：___。

(2)已知：C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-572kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2598kJ·mol-1
根据盖斯定律，计算298K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的焓变：△H=__。
(3)已知25℃、101kpa时，一些物质的燃烧热为：
化学式
CO(g)
H2(g)
CH3OH(l)
△H/(kJ/mol)
-283.0
-285.8
-726.5
完成CO和H2生成CH3OH的热化学方程式_ _。
(4)已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出xkJ热量。已知单质碳的燃烧热为ykJ/mol，则1molC与O2反应生成CO的反应热△H为__kJ•mol-1。
【答案】(1)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)       △H1=-2215.0kJ/mol
(2)△H=227kJ/mol
(3)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)       △H=-128.1kJ•mol-1
(4)-(5x-0.5y)
【解析】(1)由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应；一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1molH2O(l)，放出热量为553.75kJ，所以1molC3H8(g)完全燃烧，生成4mol H2O(l)时，放出的热量为4×553.75kJ=2215.0kJ，表示丙烷燃烧热的热化学方程式：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H1=-2215.0kJ/mol；
(2)①C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-572kJ·mol-1
③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2598kJ·mol-1
根据盖斯定律，①×2+②×-③×可得：2C(s，石墨)+H2(g)= C2H2(g) △H=2△H1+△H2- △H3=2×(-393)+ ×(-572)- ×(-2598)= 227kJ/mol；
(3)一氧化碳燃烧的热化学方程式：①CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H1=-283.0kJ·mol-1
氢气燃烧的热化学方程式：②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
甲醇燃烧的热化学方程式：③CH3OH(l) +O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H3=-726.5kJ·mol-1
根据盖斯定律：①+②-③可得：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-283.0+(-571.6)-( -726.5)=-128.1kJ•mol-1；
(4)3.6g碳的物质的量为=0.3mol，6.4g氧气的物质的量为=0.2mol；根据氧气不足：2C+O22CO，氧气足量：C+O2CO2分析，n(C)：n(O2)=3:2，介于2：1与1：1之间，上述反应都发生；设生成CO为xmol，CO2为ymol；根据碳元素守恒：x+y=0.3，根据氧元素守恒：x+2y=0.2×2，联立方程解得x=0.2mol，y=0.1mol；单质碳的燃烧热为ykJ/mol，所以生成0.1molCO2放出热量为0.1ykJ，生成0.2molCO放出的热量为x kJ-0.1ykJ，由于碳燃烧为放热反应，所以△H的符号为“-”，故1molC与氧气反应生成CO的反应热△H=-=-(5x-0.5y) kJ·mol-1。
27．化学反应同时存在着物质和能量的变化，依据化学反应与能量变化回答下列问题：
(1)已知汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂的条件下可净化。反应的化学方程式为2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。已知部分化学键的键能如下：
分子式/结构式
NO/N≡O
CO/C=O
CO2/O=C=O
N2/N≡N
化学键
N≡O
C=O
C=O
N≡N
键能/(kJ/mol)
632
1072
750
946
请计算上述反应的ΔH=_____kJ/mol。
(2)1gH2气体完全燃烧生成液态水放出143kJ热量，其热化学方程式为：_____。
(3)已知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=_____。
(4)已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出的热量比57.3kJ_____(填“大”“小”)。
(5)将1molCH4与Cl2发生取代反应，待反应完全后，测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗Cl2的物质的量为_____。
【答案】(1)-538
(2)H2(g)＋O2(g)=H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1
(3)2ΔH3-2ΔH2-ΔH1
(4)小
(5)2.5mol
【解析】(1)由表格中键能数据及2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)可知，ΔH=2×632kJ/mol+2×1072kJ/mol-946kJ/mol-2×2×750kJ/mol=-538kJ/mol，故答案为：-538。
(2)1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143kJ，故1mol氢气燃烧生成1mol液态水时放出热量为1mol×2g/mol×143kJ=286kJ，故热化学方程式为H2(g)＋O2(g)=H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1。
(3)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l)ΔH1；
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)ΔH2；
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)ΔH3；
从题给四个方程式分析，“④=③×2-②×2-①”，可得④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH4=-1048.9kJ·mol-1，则有ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1。
(4)醋酸为弱酸，其电离是吸热过程，因此稀醋酸与稀氢氧化钠反应生成lmol水时放出的热量小于57.3kJ。
(5)1mol甲烷与氯气发生取代反应，生成的四种有机物的物质的量相等，根据碳原子守恒可知CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四种物质的物质的量均为：0.25mol，根据取代反应的特点可知有机物中氯原子的物质的量等于氯气的物质的量，则消耗氯气的物质的量为：n(Cl2)=0.25×1+0.25×2+0.25×3+0.25×4=0.5mol，答案为：2.5mol。
28．书写下列化学方程式
(1)下图是1 mol NO2和1mol CO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___________。

(2)已知：C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH=-437.3 kJ•mol-1
H2(g) +1/2O2(g) = H2O(g) ΔH=-285.8 kJ•mol-1
CO(g) +1/2O2(g) = CO2(g) ΔH=-283.0 kJ•mol-1
则固态碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式是___________。
(3)已知拆开1mol H-H键、1molN≡N和1mol N—H键分别需要的能量是436kJ、948kJ、391 kJ。则N2、H2合成NH3的热化学方程式为：___________。
(4)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。已知存在如下反应：
i．
ii．
iii．
……
iii为积炭反应，利用和计算时，还需要利用___________反应的。
【答案】(1)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ∆H=-234kJ/mol
(2)C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) ∆H=+131.5kJ•mol-1
(3)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ∆H=-90.0kJ•mol-1
(4)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)或C(s)+CO2(g)=2CO(g)
【解析】(1)根据图像可知1 mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO的焓变ΔH=（E1-E2）kJ/mol=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，故1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO的热化学方程式为：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)     ∆H=-234kJ/mol，故答案为：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)     ∆H=-234kJ/mol；
(2)已知：
①C(s) + O2(g)＝CO2(g) ΔH=-437.3 kJ•mol-1
②H2(g) +1/2O2(g)＝H2O(g) ΔH=-285.8 kJ•mol-1
③CO(g) +1/2O2(g)＝CO2(g) ΔH=-283.0 kJ•mol-1
根据盖斯定律可知①-②-③即得到碳单质与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)     ∆H=+131.5kJ•mol-1，故答案为：C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)     ∆H=+131.5kJ•mol-1；
(3)氮气、氢气合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，焓变等于反应物的总键能减去生成物的总键能，故∆H =436×3kJ/mol+948kJ/mol-391×6kJ/mol=-90.0kJ/mol，故氮气与氢气合成氨气的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)     ∆H=-90.0kJ•mol-1，故答案为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)     ∆H=-90.0kJ•mol-1；
(4)比较反应i、ii和iii的化学方程式，可发现反应i和反应ii中没有出现碳单质，故应缺少单质参加的反应，碳单质可以与水蒸气或二氧化碳反应，故还需要利用反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)或C(s)+CO2(g)=2CO(g)的焓变，故答案为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)或C(s)+CO2(g)=2CO(g)。