【突破课堂】第一章 化学反应的热效应--26版高中同步达标检测卷人教版化学选必修1

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密 封 线 内 不 要 答 题
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姓名 班级 考号
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第一章　化学反应的热效应
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时75分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　N-14　O-16　F-19
Na-23　S-32　Cl-35.5　Fe-56　La-139。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列古典文化中不包含化学能与热能转化的是 (　　)
A.“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”
B.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”
C.蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸
D.“凿开混沌得乌金,藏蓄阳和意最深”
2.在载人航天器中,可以利用CO2与H2的反应,将航天员呼出的CO2转化为H2O等,然后通过电解H2O得到O2,从而实现O2的再生。已知:
①CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(l)　ΔH1=a kJ/mol
②2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH2=b kJ/mol
则反应CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)的ΔH为 (　　)
A.(a+b) kJ/mol　B.-(a+2b) kJ/mol　C.(a+2b) kJ/mol　D.(a-b) kJ/mol
3.用稀盐酸与稀NaOH溶液(碱稍过量)测定中和反应的反应热时,下列有关说法错误的是 (　　)
A.酸、碱混合前应分别测量其温度
B.酸、碱混合时,应将碱溶液一次性快速加入酸中
C.实验中应上下拉动玻璃搅拌器
D.用量筒取盐酸时若仰视读数,则测得的反应热ΔH偏大
4.如图是生产水煤气的反应:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)能量变化图,由图可判断下列说法正确的是 (　　)
A.容器内充入1 mol CO、1 mol H2后充分反应,放出(b-a) kJ的热量
B.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=-(b-a) kJ·mol-1
C.该反应过程中既有能量的吸收又有能量的释放
D.加入催化剂可以减小(b-a)的值
5.已知反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH>0,下列说法正确的是 (　　)
A.过程Ⅲ中,没有化学键断裂
B.H2在Ni催化作用下产生·H为吸热过程
C.反应中La2O2CO3释放出CO2
D.总反应中,反应物的键能之和小于生成物的键能之和
6.甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,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=-58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH3=+41 kJ/mol
已知键能
化学键 H—H C—H C—O H—O
键能/(kJ/mol) a b c d
则CO(g)中的碳氧键的键能(单位:kJ/mol)为 (　　)
A.-99+2a-3b-c-d　　　　B.-99-2a+3b+c+d
C.99+2a-3b-c-d　　　　D.99-2a+3b+c+d
7.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 (　　)
A.在25 ℃、101 kPa下,将1 g H2在Cl2中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1
B.已知:C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-1 478.8 kJ·mol-1,则C2H4(g)的燃烧热为1 478.8 kJ·mol-1
C.已知:H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀KOH溶液和浓H2SO4完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出57.3 kJ热量
D.氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1
8.光照条件下,在催化剂(Nb2O5)表面进行反应:H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)。已知下列反应:
①2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH1
②C(s)+O2(g) CO(g)　ΔH2
③C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH3
下列说法不正确的是 (　　)
A.ΔH2<ΔH3
B.在催化剂(Nb2O5)表面进行的反应,其能量转化方式主要为太阳能转化为化学能
C.反应2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)的ΔH=2(ΔH3-ΔH2)
D.反应H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)的ΔH=ΔH2-ΔH3+ΔH1
9.热化学离不开实验,更离不开对反应热的研究。下列有关说法正确的是(　　)
图1
图2
图3
A.向图1的试管A中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,说明A中发生了放热反应
B.将图1虚线框中的装置换为图2装置,若注射器的活塞右移,说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应
C.由图3可知,ΔH1小于ΔH2
D.由图3可知,ΔH3=ΔH1+ΔH2
10.两种制备硫酸的途径(反应条件略)如图。下列说法正确的是 (　　)
A.S和过量O2反应可直接生成SO3
B.含0.5 mol H2SO4的稀溶液与足量Ba(OH)2溶液反应,放出的热量即中和反应的反应热
C.SO2能使紫色石蕊试液先变红后褪色
D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g)为放热反应
11.下列示意图表示正确的是 (　　)
A.甲图表示Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)(ΔH>0)的能量变化
B.乙图表示碳完全燃烧的反应中能量的变化
C.实验的环境温度为20 ℃,将物质的量浓度相等、体积分别为V1 mL、V2 mL的H2SO4溶液、NaOH溶液混合,测量混合液温度,结果如丙图(已知V1+V2=60)
D.由丁图可知A生成B的反应为吸热反应,B生成C的反应为放热反应
12.NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体,在空气中性质稳定。其中N—F键键能为283 kJ·mol-1,测得断裂N2、F2中的化学键所需的能量如图。下列说法错误的是 (　　)
A.相同条件下,N2化学性质比F2更稳定
B.N2和F2的能量总和比NF3低
C.N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)的反应热ΔH=-287.6 kJ·mol-1
D.NF3在大气中性质比较稳定,不易发生化学反应
13.已知几种物质之间的能量关系如图所示,下列说法中正确的是 (　　)
A.(g)+3H2(g) (g)　ΔH=+208.4 kJ·mol-1
B.(g)+H2(g) (g)　ΔH=+28.7 kJ·mol-1
C.(g)+H2(g) (g)中,热能转化为产物的内能
D.　(g)+H2(g) (g)中,反应物的总能量低于生成物的总能量
14.已知:在标准大气压(101 kPa)、298 K下,由最稳定的单质合成1 mol物质B的反应焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓,用Δf(kJ·mol-1)表示,部分物质的Δf有如图所示关系。H2(g)、N2(g)、O2(g)的标准摩尔生成焓为0。下列有关判断不正确的是 (　　)
A.2 mol NO(g)的能量大于1 mol N2(g)与1 mol O2(g)的能量之和
B.合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-91.8 kJ·mol-1
C.NH3催化氧化的热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=+902 kJ·mol-1
D.H2O(l)的Δf<-241.8 kJ·mol-1
15.用某复合金属作电极电解催化还原CO2时,若复合金属优先与O原子结合,则产物是HCOOH,若复合金属优先与C原子结合,则产物是CH4和CH3OH。该反应机理及各产物的物质的量分数如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
B.中间体B的结构简式为
C.
D.若有1 mol CO2完全转化,反应中转移3.8 mol e-
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(12分)研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要的意义。
(1)某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以N和NH3·H2O形式存在,处理过程中N,这两步反应过程中的能量变化如图所示:
1 mol N(aq)全部被氧化成N(aq)　　　(填“吸收”或“放出”)的热量是　　　　kJ。
(2)已知H2(g)+Br2(l) 2HBr(g)　ΔH1=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如表:
化学键 H—H Br—Br(气态) H—Br
键能/(kJ·mol-1) 436 200 a
则表中a=　　　　。
(3)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
　
(a) (b)
①利用实验装置(b)测定盐酸与NaOH溶液发生中和反应的反应热,若取50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸,则还需加入　　　　(填字母)。
A.1.0 g NaOH固体
B.50 mL 0.50 mol·L-1氨水
C.50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液
②分析下列操作可能对结果造成的影响。
将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,释放出的能量将　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同);将实验(b)中玻璃搅拌器改为铁制搅拌器后,实验测得的ΔH　　　　。
17.(16分)2024年11月,神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功分离。
(1)肼(N2H4)是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。在常温常压下,已知16 g气态肼在O2中完全燃烧生成N2和液态水,放出312.0 kJ热量,则肼的燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)已知:N2(g)+2O2(g) N2O4(g)　ΔH=+10.7 kJ/mol。
利用(1)中所得,N2H4(g)和N2O4(g)反应生成液态水的热化学方程式为　　　　　　　。
(3)可通过制备NH3来进一步制取N2O4。断裂1 mol H—H键、1 mol 键、1 mol N—H键需要吸收的能量分别为436 kJ、946 kJ、391 kJ。
①1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成NH3(g)　　　　(填“吸收”或“放出”)　　　　kJ能量;
②事实上,将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放入反应容器中,使它们充分反应,反应的总热量变化的绝对值　　　　(填“>”“=”或“<”)计算值的绝对值。
(4)目前,大部分的载人航天器通过萨巴蒂尔循环实现元素的循环和能量的充分利用,其流程图为
已知:25 ℃和101 kPa时,①H2(g)的燃烧热ΔH1=-285.5 kJ/mol
②CH4(g)的燃烧热ΔH2=-890.3 kJ/mol
③H2O(g) H2O(l)　ΔH3=-44.0 kJ/mol
则萨巴蒂尔反应:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)的ΔH4=　　　　kJ/mol。
18.(12分)(1)工业上接触法生产硫酸的主要反应之一是在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下,SO2被O2氧化为SO3。V2O5是钒催化剂的活性成分,其在对反应Ⅰ的催化循环过程中,经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段,图示如下:
反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式分别为　　　　　　　　　　　　　　　　、
　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)卤化镁高温分解的相对能量变化如图所示。
①该温度下MgF2(s)分解的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②比较热稳定性:MgBr2　　　　(填“>”或“<”)MgCl2。
19.(15分)(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下:S(单斜,s) S(斜方,s)　ΔH=-0.398 kJ·mol-1,则常温下,S(单斜)与S(斜方)中较稳定的是　　　　。
(2)0.3 mol C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出389.7 kJ热量,请写出表示C2H2燃烧热的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。则反应过程中,每生成2 mol N2理论上放出的热量为　　　　。
(4)已知:C(石墨,s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1;
H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1;
CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1。
计算C(石墨,s)与H2(g)反应生成1 mol CH4(g)的ΔH为　　　　kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示)。
(5)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为TiO2 TiCl4 Ti。
已知:Ⅰ.C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ.2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1
Ⅲ.TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(s)+O2(g)　ΔH=+141 kJ·mol-1
①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=　　　　。
②反应TiCl4+2Mg 2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是　　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
1.D　煅烧石灰石是吸热反应,热能转化为化学能,A不符合题意;燃烧反应是放热反应,化学能转化为热能,B不符合题意;蒸煮时需要有燃料的燃烧,化学能转化为热能,C不符合题意;“凿开混沌得乌金,藏蓄阳和意最深”没有涉及化学反应,不包含化学能与热能的转化,D符合题意。
2.B　根据盖斯定律,-①-②×2得CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-(a+2b) kJ/mol。
3.D　酸、碱混合前应分别测量其温度,A正确;酸、碱混合时,应将碱溶液一次性快速加入酸中,避免热量损失,B正确;在测定中和反应反应热的实验中,通过上下拉动玻璃搅拌器来使溶液充分反应,C正确;在测定中和反应反应热的实验中,一般NaOH溶液稍过量,用量筒取盐酸时若仰视读数,量得盐酸偏多,导致反应放出更多热量,ΔH为负值,放热越多ΔH越小,D错误。
4.C　容器内充入1 mol CO(g)、1 mol H2(g)后充分反应,由于该反应是可逆反应,放出的热量小于(b-a) kJ,A错误;根据题图中信息可得C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=+(b-a) kJ·mol-1,B错误;反应过程中断键吸收热量,成键放出热量,该过程中既有能量的吸收又有能量的释放,C正确;催化剂不改变ΔH,(b-a)的值不变,D错误。
5.B　由题图可知,过程Ⅲ为·C与·H反应生成CH4和H2O,反应中存在化学键的断裂和形成,A错误;氢气在Ni催化作用下产生·H为化学键断裂的吸热过程,B正确;过程Ⅱ为La2O2CO3转化为·C和La2O3,C错误;总反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH>0,该反应为吸热反应,则反应物的键能之和大于生成物的键能之和,D错误。
6.B　将反应②-③得反应①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1=ΔH2-ΔH3=(-58-41) kJ/mol=-99 kJ/mol,设CO(g)中的碳氧键的键能为x,则x+2a kJ/mol-(3b+c+d) kJ/mol=-99 kJ/mol,解得x=(-99-2a+3b+c+d) kJ/mol。
7.D　在25 ℃、101 kPa下,将1 g H2在Cl2中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH=-184.8 kJ·mol-1,A错误;C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-1 478.8 kJ·mol-1中生成的H2O为气态,B错误;浓H2SO4与水混合时放热,稀KOH溶液和浓H2SO4完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量大于57.3 kJ,C错误;根据燃烧热的定义,2 mol H2完全燃烧放出571.6 kJ热量,则2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1,D正确。
8.A　碳在氧气中燃烧为放热反应,等质量的碳燃烧生成CO2(g)放出的热量比生成CO(g)放出的热量多,放出的热量越多,焓变越小,即ΔH3<ΔH2,A错误;根据光照条件下,在催化剂(Nb2O5)表面发生反应:H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g),可得到能量转化方式主要为太阳能转化为化学能,B正确;根据盖斯定律,将③×2-②×2得2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=2(ΔH3-ΔH2),C正确;根据盖斯定律,将②-③+①×得H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH=ΔH2-ΔH3+ΔH1,D正确。
9.C　很多物质溶解过程也是放热的,向题图1的试管A中加入某一固体和液体,若注射器的活塞右移,不能说明A中发生了放热反应,A错误;将题图1虚线框中的装置换为题图2装置,由于锌粒与稀硫酸反应生成H2,生成的H2可使注射器的活塞右移,所以若注射器的活塞右移,不能说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应,B错误;等质量气态硫的能量比固态硫的高,反应①放出的热量比反应②的多,放热反应的焓变为负值,因此ΔH1小于ΔH2,C正确;由题图3可知,ΔH2=ΔH1+ΔH3,D错误。
10.D　不管O2是否过量,S和O2反应都只生成SO2,不能直接生成SO3,A错误;反应生成BaSO4沉淀,会放出热量,故含0.5 mol H2SO4的稀溶液与足量Ba(OH)2溶液反应,放出的热量不是中和反应的反应热,B错误;SO2能使紫色石蕊试液变红但不褪色,C错误;据题图可知,ⅰ.SO2(g)+H2O2(aq) H2SO4(aq)　ΔH1,ⅱ.SO2(g)+O2(g) SO3(g)　ΔH2,ⅲ.SO3(g)+H2O(l) H2SO4(aq)　ΔH3,根据盖斯定律,(ⅰ-ⅱ-ⅲ)×2可得2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g)　ΔH=2[ΔH1-(ΔH2+ΔH3)],若ΔH1<ΔH2+ΔH3,则ΔH<0,为放热反应,D正确。
11.D　甲图中反应物的总能量比生成物的总能量高,为放热反应,与ΔH>0矛盾,A错误;C(s)完全燃烧生成二氧化碳,且应为放热反应,B错误;物质的量浓度相等的H2SO4、NaOH溶液混合,当V1=20,V2=40时硫酸与氢氧化钠恰好完全反应,放出热量最多,温度最高,与图像不符,C错误。
12.B　键键能是946 kJ·mol-1,F—F键键能是154.8 kJ·mol-1,N2中的键能大,断键时吸收的能量多,N2化学性质比F2更稳定,A正确;没有指明具体物质的量无法比较,B错误;ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)的反应热ΔH=946 kJ·mol-1+3×154.8 kJ·mol-1-6×283 kJ·mol-1=-287.6 kJ·mol-1,C正确;NF3在空气中性质稳定,不易发生化学反应,D正确。
13.B　由题图可知,(g)+3H2(g) (g)　ΔH=-208.4 kJ·mol-1,A错误;(g)+H2(g) (g)　ΔH=(237.1-208.4) kJ·mol-1=+28.7 kJ·mol-1,B正确;(g)+H2(g) (g)中,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热,内能转化为热能,C错误;由题图可知,(g)+H2(g) (g)中,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热,D错误。
14.C　由题图可知NO(g)的Δf=+91.3 kJ·mol-1,可写出热化学方程式N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=+182.6 kJ·mol-1,则2 mol NO(g)的能量大于1 mol N2(g)与1 mol O2(g)的总能量,A正确;由题图可知NH3(g)的Δf=-45.9 kJ·mol-1,可写出热化学方程式N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-91.8 kJ·mol-1,B正确;由题图可写出①N2(g)+O2(g) NO(g)　ΔH=+91.3 kJ·mol-1、②H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1、③N2(g)+H2(g) NH3(g)　ΔH=-45.9 kJ·mol-1,根据盖斯定律,①×4+②×6-③×4得4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=(91.3×4-6×241.8+4×45.9)kJ·mol-1=-902 kJ·mol-1,C错误;因为等质量的H2O(l)的能量小于H2O(g),即H2(g)和O2(g)反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量更多,故H2O(l)的Δf<-241.8 kJ·mol-1,D正确。
15.B　过程中有C O极性键的断裂、C—H极性键的形成,没有非极性键的形成,A错误;复合金属优先与O原子结合,产物是HCOOH,B生成甲酸,则中间体B的结构简式为,B正确;若复合金属优先与O原子结合,则产物是HCOOH,若复合金属优先与C原子结合,则产物是CH4和CH3OH,根据题图中三种物质的物质的量分数可知,,C错误;若10 mol CO2反应则生成1 mol HCOOH、6 mol甲醇、3 mol甲烷,共转移(2×1 mol+6×6 mol+8×3 mol)=62 mol e-,则1 mol CO2完全转化,反应中转移6.2 mol e-,D错误。
16.答案　(每空2分)
(1)放出　346
(2)369
(3)①C　②不变　偏大
解析　(1)N(aq)+O2(g) N(aq)+2H+(aq)+H2O(l)　ΔH=-273 kJ·mol-1,N(aq)+O2(g) N(aq)　ΔH=-73 kJ·mol-1,两式相加得到N(aq)+2O2(g) N(aq)+2H+(aq)+H2O(l)　ΔH=-346 kJ·mol-1,则1 mol N(aq)全部被氧化成N(aq)放出的热量是346 kJ。
(2)H2(g)+Br2(l) 2HBr(g)　ΔH1=-72 kJ·mol-1,Br2(l) Br2(g)　ΔH2=+30 kJ·mol-1,则H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2=-102 kJ·mol-1,ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(436+200-2a) kJ·mol-1=-102 kJ·mol-1,解得a=369。
(3)①利用实验装置(b)测定盐酸与氢氧化钠溶液发生中和反应的反应热,若取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,应向盐酸中加入过量的氢氧化钠溶液,以确保盐酸完全反应,减小实验误差,最符合的为C项。②将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后,反应消耗铝的物质的量不变,反应释放出的能量不变;将实验(b)中玻璃搅拌器改为具有良好导热性的铁制搅拌器会造成热量散失,导致实验测得的ΔH偏大。
17.答案　(除标注外,每空2分)
(1)N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(l)　ΔH=-624.0 kJ/mol(3分)
(2)2N2H4(g)+N2O4(g) 3N2(g)+4H2O(l)　ΔH=-1 258.7 kJ/mol(3分)
(3)①放出　92(3分)　②<
(4)-163.7(3分)
解析　(1)气态肼与O2反应的化学方程式为N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(l),16 g气态肼即0.5 mol N2H4在O2中完全燃烧生成N2和液态H2O放出312.0 kJ热量,则肼的燃烧热的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(l)　ΔH=-624.0 kJ/mol。
(2)由题意可知,反应①N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(l)　ΔH=-624.0 kJ/mol、②N2(g)+2O2(g) N2O4(g)　ΔH=+10.7 kJ/mol,根据盖斯定律,将反应①×2-②得反应2N2H4(g)+N2O4(g) 3N2(g)+4H2O(l)　ΔH=[(-624.0)×2-(+10.7)] kJ/mol=-1 258.7 kJ/mol。
(3)①1 mol N2与3 mol H2中的化学键断裂时需要吸收的能量为946 kJ/mol×1 mol+436 kJ/mol×3 mol=2 254 kJ,2 mol NH3中的化学键形成时放出的能量为391 kJ/mol×6 mol=2 346 kJ,则1 mol N2与3 mol H2完全反应生成NH3放出的热量为2 346 kJ-2 254 kJ=92 kJ。②合成氨反应是可逆反应,1 mol N2与3 mol H2在反应容器中不可能完全反应,反应的总热量变化的绝对值小于计算值的绝对值。
(4)由题意可得如下热化学方程式:①H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=-285.5 kJ/mol,②CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ/mol,③H2O(g) H2O(l)　ΔH3=-44.0 kJ/mol,将反应①×4-②-③×2得到反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g),则该反应的ΔH=[(-285.5)×4-(-890.3)-(-44.0)×2] kJ/mol=-163.7 kJ/mol。
18.答案　(每空3分)
(1)SO2+V2O5 V2O4·SO3　2(V2O4·SO3)+O2 2V2O5+2SO3
(2)①MgF2(s) Mg(s)+F2(s)　ΔH=+1 124 kJ·mol-1　②<
解析　(1)反应Ⅱ生成V2O4·SO3,化学方程式为SO2+V2O5 V2O4·SO3,反应Ⅲ是V2O4·SO3与氧气反应生成V2O5和SO3,化学方程式为2(V2O4·SO3)+O2 2V2O5+2SO3。
(2)① mol MgF2(s)分解得到 mol Mg(s)和 mol F2(g)共吸收562 kJ能量,则1 mol MgF2(s)分解的热化学方程式为MgF2(s) Mg(s)+F2(s)　ΔH=+1 124 kJ·mol-1。②等物质的量的MgBr2和MgCl2分解得到单质Mg和卤素单质,MgCl2需要吸收的能量更多其热稳定性更好。
19.答案　(除标注外,每空2分)
(1)S(斜方)
(2)C2H2(g)+O2(g) 2CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-1 299 kJ·mol-1(3分)
(3)278 kJ
(4)+(c-2b-a)
(5)①-80 kJ·mol-1(3分)　②防止高温下Mg、Ti与空气中的O2或N2作用(3分)
解析　(1)S(单斜,s) S(斜方,s)　ΔH=-0.398 kJ·mol-1,说明S(单斜)比S(斜方)所具有的能量高,能量越低物质越稳定,所以S(单斜)与S(斜方)中较稳定的是S(斜方)。
(2)0.3 mol C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出389.7 kJ热量,则其燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g) 2CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-1 299 kJ·mol-1。
(3)根据能量变化图可知,热化学方程式为N2O(g)+NO(g) N2(g)+NO2(g)　ΔH=209 kJ·mol-1-348 kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1,则生成2 mol N2放出的热量为139 kJ·mol-1×2 mol=278 kJ。
(4)①C(石墨,s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1;
②H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1;
③CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1;根据盖斯定律,①+②×2-③,得C(石墨,s)+2H2(g) CH4(g)　ΔH=+(c-2b-a) kJ·mol-1。
(5)①根据盖斯定律,Ⅰ×2-Ⅱ+Ⅲ得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(s)+2CO(g)　ΔH=-80 kJ·mol-1;②反应TiCl4+2Mg 2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是防止高温下Mg、Ti与空气中的O2或N2作用。