第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
1. 工业上处理含CO、SO2烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为S和CO2。已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=－566 kJ/mol；S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=－296 kJ/mol；则该条件下2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)的ΔH等于（ ）。
A. －270 kJ/mol B. ＋26 kJ/mol C. －582 kJ/mol D. ＋270 kJ/mol
2. 科学家已获得了气态分子，其结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1 mol N—N键吸收193 kJ能量，断裂1 mol N≡N键吸收946 kJ能量，下列说法正确的是（ ）。
A. 属于一种新型的化合物
B. 1 mol转化为时要吸收734 kJ能量
C. 比消耗的能量少
D. 和互为同素异形体，转化为属于化学变化
3. 工业上制氢气的一个重要反应是：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH，
已知：C(石墨，s)+O2(g)=CO(g) ΔH1
H2(g) +O2(g)= H2O(g) ΔH2
C(石墨，s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3
则下列说法正确的是（ ）。
A. ΔH＜ΔH3 B. ΔH1＜ΔH3
C. ΔH=ΔH3-ΔH2-ΔH1 D. ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3
4. 根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：
下列说法正确的是（ ）。
A. ΔH5＞0 B. ΔH1+ΔH2=0
C. ΔH3=ΔH4+ΔH5 D. ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
5. MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示（M＝Ca、Mg）：
M2+(g)＋CO32-(g) M2+(g)＋O2 (g)＋CO2(g)
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是（ ）。
A. ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B. ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C. ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D. 对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
6. 为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要。
已知：①N2(g)+O2(g)＋2NO(g) ΔH=+180.5 kJ/mol；②CO的燃烧热为283 kJ/mol，则2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH=_______kJ/mol。
7.（1）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察图示，然后回答问题：
①图中所示反应是_____(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH =____ (用含E1、E2的代数式表示)。
②由上图可知曲线 Ⅱ 较曲线 Ⅰ 低，这是由于________。
（2）甲醇既是重要的化工原料，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：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 ；②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2；③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3。已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 H-H C-O H-O C-H
E/ kJ·mol-1 436 343 1076 465 413
由此计算ΔH1= _____kJ·mol-1；已知ΔH2=－58 kJ·mol-1，则ΔH3=___kJ·mol-1。
真题链接
8.（2024·辽宁节选）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。
结合以下信息，可知的燃烧热_______。
9.（2024·安徽节选）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答问题：
氧化脱氢反应：
计算： _______
10.（2022·湖北节选）自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值()随时间(t)的变化曲线。
回答下列问题：
（1）已知：
①
②
③
则的___________。1. 工业上处理含CO、SO2烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为S和CO2。已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=－566 kJ/mol；S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=－296 kJ/mol；则该条件下2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)的ΔH等于（ ）。
A. －270 kJ/mol B. ＋26 kJ/mol C. －582 kJ/mol D. ＋270 kJ/mol
【答案】A
【解析】由题给信息，①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=－566 kJ/mol；②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=－296 kJ/mol，根据盖斯定律，将①－②，整理可得2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH=－270 kJ/mol，合理选项是A。
2. 科学家已获得了气态分子，其结构为正四面体形(如图所示)。已知断裂1 mol N—N键吸收193 kJ能量，断裂1 mol N≡N键吸收946 kJ能量，下列说法正确的是（ ）。
A. 属于一种新型的化合物
B. 1 mol转化为时要吸收734 kJ能量
C. 比消耗的能量少
D. 和互为同素异形体，转化为属于化学变化
【答案】D
【解析】N4为氮的单质，不是化合物，A错误；1 mol气态N4转化为N2的化学方程式为N4(g)=2N2(g)，1 mol N4中含有6 mol N-N键，2 mol N2中含有2 mol氮氮三键，根据键能和ΔH的关系可得ΔH =(193×6-946×2)kJ/mol=－734kJ/mol，B错误；选项中并未说明N4和N2的具体物质的量，且如都是1 mol N4和1 mol N2，前者转化为4N(g)消耗的能量高于1 mol N2转化为2N(g)消耗的能量，C错误；N4和N2都是氮的单质，两者互为同素异形体，且N4转化为N2属于化学变化，D正确。
3. 工业上制氢气的一个重要反应是：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH，
已知：C(石墨，s)+O2(g)=CO(g) ΔH1
H2(g) +O2(g)= H2O(g) ΔH2
C(石墨，s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3
则下列说法正确的是（ ）。
A. ΔH＜ΔH3 B. ΔH1＜ΔH3
C. ΔH=ΔH3-ΔH2-ΔH1 D. ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3
【答案】C
【解析】给热化学方程式分别编号如下：
①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH
②C(石墨，s)+O2(g)=CO(g) ΔH1
③H2(g) +O2(g)= H2O(g) ΔH2
④C(石墨，s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3
放热反应ΔH＜0，放热越多，ΔH越小；利用盖斯定理，将有关热化学方程式联立，可对各选项作出判断。反应①吸热，ΔH＞0，反应③放热，所以ΔH3＜0，ΔH＞ΔH3，A错误；等量的石墨，完全燃烧比不完全燃烧放热多，所以ΔH1＞ΔH3，B错误；反应①可由③-②-①而得，所以 ΔH=ΔH3-ΔH2-ΔH1，C正确，D错误。
4. 根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：
下列说法正确的是（ ）。
A. ΔH5＞0 B. ΔH1+ΔH2=0
C. ΔH3=ΔH4+ΔH5 D. ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
【答案】D
【解析】气态水转化为液态水放出热量，则ΔH5＜0，A错误；氢氧化钙生成氧化钙固体和水蒸气，与液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙不是可逆的过程，水蒸气变成液态水会放出热量，ΔH1+ΔH2≠0，B错误；⑤H2O(g)=H2O(l)、④CaO(s)=CaO(s)，⑤+④不能得到510 ℃时的Ca(OH)2(s)，则ΔH3≠ΔH4+ΔH5，C错误；由盖斯定律可知，①+②+④+⑤=-③，即ΔH1+ΔH2+ ΔH4+ΔH5=-ΔH3，则ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0，D正确。
5. MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示（M＝Ca、Mg）：
M2+(g)＋CO32-(g) M2+(g)＋O2 (g)＋CO2(g)
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是（ ）。
A. ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B. ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C. ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D. 对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
【答案】C
【解析】根据盖斯定律，得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3；Ca2+半径大于Mg2+半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3，CaO的离子键强度弱于MgO。ΔH1表示断裂和M2+的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越多，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，A正确；ΔH2表示断裂中共价键形成O2 和CO2吸收的能量，与M2+无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，B正确；由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0，C错误；由以上分析可知ΔH1+ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，D正确。
6. 为有效控制雾霾，各地积极采取措施改善大气质量。研究并有效控制空气中的氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物含量显得尤为重要。
已知：①N2(g)+O2(g)＋2NO(g) ΔH=+180.5 kJ/mol；②CO的燃烧热为283 kJ/mol，则2NO(g)+ 2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH=_______kJ/mol。
【答案】 746.5
【解析】已知①N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH＝+180.5 kJ/mol，又知CO的燃烧热为 283.0 kJ/mol，可得热化学方程式：②CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝ 283.0 kJ/mol，根据盖斯定律，②×2 ①可得：2NO(g)＋2CO(g) N2 (g)＋2CO2 (g) ΔH＝ 746.5kJ/mol。
7.（1）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察图示，然后回答问题：
①图中所示反应是_____(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH =____ (用含E1、E2的代数式表示)。
②由上图可知曲线 Ⅱ 较曲线 Ⅰ 低，这是由于________。
（2）甲醇既是重要的化工原料，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：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 ；②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2；③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3。已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键 H-H C-O H-O C-H
E/ kJ·mol-1 436 343 1076 465 413
由此计算ΔH1= _____kJ·mol-1；已知ΔH2=－58 kJ·mol-1，则ΔH3=___kJ·mol-1。
【答案】（1）① 放热 -（E1-E2）kJ/mol 或 （E2-E1）kJ/mol ② 加入催化剂
（2） -99 +41
【解析】（1）①由图可知，该反应反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量= (E2-E1)kJ/mol；②由图可知曲线 Ⅱ 较曲线 Ⅰ 低，反应的活化能降低，因此是加入催化剂造成的；（2）ΔH1=1 076 kJ/mol+2×436 kJ/mol-3×413 kJ/mol-343 kJ/mol-465 kJ/mol=-99 kJ·mol-1；根据盖斯定律，②-①=③，则ΔH3=-58 kJ/mol-(-99 kJ/mol)= +41 kJ·mol-1。
真题链接
8.（2024·辽宁节选）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。
结合以下信息，可知的燃烧热_______。
【答案】-285.8
【解析】表示氢气燃烧热的热化学方程式为④，设①，②，③，根据盖斯定律，则，因此氢气的燃烧热ΔH=－57.2 kJ/mol－184.6 kJ/mol－44 kJ/mol=-285.8 kJ/mol。
9.（2024·安徽节选）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答问题：
氧化脱氢反应：
计算： _______
【答案】-566
【解析】根据盖斯定律，将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①-反应②×2可得目标反应，则ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8-178.1×2)kJ/mol=-566kJ/mol。
10.（2022·湖北节选）自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值()随时间(t)的变化曲线。
回答下列问题：
（1）已知：
①
②
③
则的___________。
【答案】-911.9
【解析】根据盖斯定律可得，①+②+2③可得反应CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)=Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g)，则ΔH4=ΔH1+ΔH2+ 2ΔH3=(-65.17 kJ mol-1)+(-16.73 kJ mol-1)+2×(-415.0 kJ mol-1)=-911.9 kJ mol-1。
