第3课时 焓变的计算及大小比较(能力课)
探究任务 1．掌握焓变的计算方法，进一步提升学生“证据推理与模型认知”的化学核心素养。 2．掌握盖斯定律常见的三种应用类型，建立认知模型。
旧知回顾 1．若aAB；AB，则：ΔH1＝aΔH2。 2．若AB，则：ΔH1＝－ΔH2。 3．若，则：ΔH＝ΔH1＋ΔH2。 4．吸热反应，ΔH>0(ΔH为“＋”)，放热反应，ΔH<0(ΔH为“－”)。
焓变的计算方法
1．根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质化学式前的系数成正比。例如，
aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
则＝＝＝＝
2．根据反应物和反应产物的能量图像计算
ΔH＝E(反应产物)－E(反应物)，如图：反应2A(g)＋B(g)===2C(g)的焓变ΔH＝H2－H1。
3．根据键能计算
ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的总能量－反应产物的化学键形成所释放的总能量。
4．根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。
5．根据比热公式计算
计算中和反应的反应热时，会利用比热公式Q＝－C(T2－T1)计算中和反应放出的热量。
1．已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·mol-1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol-1
断裂1 mol H—H键和1 mol O—H键所需要吸收的能量分别为436 kJ和462 kJ，断裂1 mol O2中的化学键所需要吸收的能量为496 kJ，则a为( )
A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130
D [根据盖斯定律可得2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝(2a＋220) kJ·mol-1，则有4×462 kJ·mol-1－2×436 kJ·mol-1－496 kJ·mol-1＝(2a＋220) kJ·mol-1，解得a＝＋130，故选项D正确。]
2．已知下列热化学方程式：
H2O(g)===H2O(l) ΔH1＝Q1 kJ·mol-1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2＝Q2 kJ·mol-1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝Q3 kJ·mol-1
则C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)的ΔH＝( )
A．(3Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol-1
B．－(3Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol-1
C．－(3Q1＋Q2－Q3)kJ·mol-1
D．(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol-1
[答案] D
3．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：_______________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。已知：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol-1 ①
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH2＝－b kJ·mol-1 ②
若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的ΔH3＝________kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。
解析：(1)由图像可知，该反应为放热反应，且生成1 mol NH3(g)时，放出的热量为(300－254) kJ＝46 kJ。故N2和H2反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1。(2)①－②×3，可得4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)，故其ΔH＝(3b－a)kJ·mol-1，故1 mol NH3还原NO至N2，ΔH为 kJ·mol-1。
答案：(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1 (2)
焓变的大小比较
1．ΔH的大小比较
依据 原理
符号 吸热反应的焓变为正值，而放热反应的焓变为负值，故吸热反应的焓变一定大于放热反应的焓变
量值 同一个方程式，只是量的差异，则可直接比较数值大小，再依据焓变的符号进行比较
反应 进行 程度 对于放热反应，反应越完全，则放热越多。对于可逆反应，若正反应是放热反应，反应程度越大，放出的热量越多，ΔH越小，反之越大
反应 本质 等物质的量的不同物质与同一物质反应时，性质不同，其反应热不同。如等物质的量的不同金属或非金属与同一物质反应放热，金属或非金属越活泼，反应就越容易发生，放出的热量就越多，ΔH越小
2．利用盖斯定律比较
利用盖斯定律，设计不同反应途径，由能量守恒定律列式比较
同一反 应，反 应产物 状态不 同时 A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1<0 ① A(g)＋B(g)===C(l) ΔH2<0 ② 因为反应②－①为C(g)===C(l) ΔH3＝ΔH2－ΔH1，而ΔH3<0，所以ΔH2<ΔH1
同一反 应，反 应物状 态不同 时 A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1<0 ① A(s)＋B(g)===C(g) ΔH2<0 ② 因为ΔH2＝ΔH3＋ΔH1，且ΔH3>0，所以ΔH2>ΔH1
1．下列各组变化中，化学反应的ΔH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(g) ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
③S(g)＋O2(g)空气===SO2(g) ΔH1
S(s)＋O2(g)空气===SO2(g) ΔH2
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH1
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2
A．①② B．②③ C．①③ D．③④
[答案] C
2．已知几种离子反应的热化学方程式如下：
①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1；
(aq)===BaSO4(s) ΔH2；
(aq)＋H2O(l) ΔH3；
(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH4。
下列有关判断正确的是( )
A．ΔH2>0，ΔH3<0 B．ΔH2<ΔH4
C．ΔH4<ΔH1＋ΔH2 D．ΔH3<ΔH1
C [反应②生成BaSO4沉淀，为放热反应，ΔH2<0，反应③为NH3·H2O与强酸发生的中和反应，为放热反应，ΔH3<0，A错误；反应④除了生成沉淀放热，还有中和反应放热，放出的热量大于反应②，即ΔH4<ΔH2，B错误；根据盖斯定律可知ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2，已知ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH4<ΔH1＋ΔH2，C正确；反应③可表示NH3·H2O与强酸发生的中和反应，NH3·H2O为弱碱，电离需吸收能量，故ΔH3>ΔH1，D错误。]
1．已知：①S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1；
②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2；
③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH3；
④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4；
⑤SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH5。
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是( )
A．ΔH1<ΔH2 B．ΔH3<ΔH4
C．ΔH5＝ΔH3－ΔH2 D．2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4
[答案] B
2．根据能量变化示意图，下列说法不正确的是( )
A．相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，前者具有的能量较高
B．相同物质的量的NO2(g)和N2O4(g)，后者的总键能较大
C．ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
D．N2H4(l)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH，则ΔH＞ΔH4
D [N2H4(l)变为N2H4(g)要吸收热量，故相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，N2H4(g)的能量高于N2H4(l)，A正确；ΔH＝反应物的总键能之和－反应产物的总键能之和，由题图可知NO2(g) N2O4(g) ΔH3＜0，则 mol N2O4(g)的总键能大于1 mol NO2(g)的总键能，B正确；由盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，C正确；N2H4(l)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH，由盖斯定律可知，ΔH＝ΔH4＋ΔH3，因ΔH3＜0，故ΔH4＞ΔH，D错误。]
3．一定条件下，用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ· mol-1，
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－1 160 kJ· mol-1。下列选项不正确的是( )
A．CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJ· mol-1
B．CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3<ΔH1
C．若用0.2 mol CH4(g)还原NO2(g)至N2(g)，则反应中放出的热量一定为173.4 kJ
D．若用2.24 L(标准状况) CH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子的物质的量为0.8 mol
C [A项，由得出：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝ kJ· mol-1＝－867 kJ· mol-1，正确；B项，H2O(g)===H2O(l) ΔH<0，因此ΔH3<ΔH1，正确；C项，没有说明反应生成的H2O的状态，错误；D项，消耗1 mol CH4转移8 mol e－，在标准状况下，2.24 L CH4物质的量为0.1 mol，则整个过程中转移电子的物质的量为0.8 mol，正确。]
4．完成下列问题。
(1)①CH4(g)＋ H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋206.4 kJ·mol-1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.0 kJ·mol-1
③CH4(g)＋H2O(l)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3
请回答：
反应①消耗8 g CH4(g)吸收的热量为________。ΔH1________ΔH3(填“<”或“>”)，书写甲烷与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义，CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 C—H C==O H—H C≡O(CO)
键能/(kJ·mol-1) 413 745 436 1 075
则该反应的ΔH＝________。
(3)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。
用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下：
过程Ⅰ为________(填“吸热”或“放热”)过程。已知过程Ⅰ的焓变为a kJ·mol-1，过程Ⅱ的焓变为，则该反应的热化学方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案] (1)103.2 kJ < CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165.4 kJ·mol-1 (2)＋120 kJ·mol-1
(3)吸热 2CO(g)＋2NO(g)===2CO2(g)＋N2(g) ΔH＝
数智分层作业(三) 焓变的计算及大小比较
(本试卷共35分)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求，每小题3分)
1．假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是( )
A．|ΔH1|＞|ΔH2|
B．|ΔH1|＜|ΔH3|
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0
D．甲→丙的ΔH＝ΔH1＋ΔH2
A [题述过程中甲为始态，乙为中间态，丙为终态，由盖斯定律可知，甲→丙的ΔH＝ΔH1＋ΔH2，D正确；在题述过程中ΔH1与ΔH2的相对大小无法判断，A错误；由|ΔH3|＝|ΔH1|＋|ΔH2|知，|ΔH1|＜|ΔH3|，B正确；从能量守恒的角度可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0，C正确。]
2．依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A．石墨燃烧是放热反应
B．1 mol C(s，石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多
C．C(s，石墨)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2
D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
[答案] C
3．锆(Zr)是一种适用于霰弹枪的金属燃烧剂，在一定温度下，锆能与氧气、氮气、水蒸气等发生反应。已知一些反应如下：
①Zr(s)＋O2(g)===ZrO2(s) ΔH1；
②Zr(s)＋N2(g)===2ZrN(s) ΔH2；
③Zr(s)＋2H2O(g)===ZrO2(s)＋2H2(g) ΔH3。
则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)分解的焓变为( )
A．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 B．ΔH1－ΔH3
C．ΔH1－ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3－ΔH1
D [①Zr(s)＋O2(g)===ZrO2(s) ΔH1；②Zr(s)＋N2(g)===2ZrN(s) ΔH2；③Zr(s)＋2H2O(g)===ZrO2(s)＋2H2(g) ΔH3；④2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)；根据盖斯定律：④可由③－①得到，所以ΔH＝ΔH3－ΔH1，D正确。]
4．已知＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g) ΔH＝－157 kJ·mol-1。已知环丙烷(g)的摩尔燃烧焓ΔH＝，丙烷(g)的摩尔燃烧焓
ΔH＝，1 mol液态水蒸发为气态水的焓变为ΔH＝。则 2 mol氢气完全燃烧生成气态水的焓变为( )
A．－658 kJ·mol-1 B．－482 kJ·mol-1
C．－329 kJ·mol-1 D．－285 kJ·mol-1
B [已知反应①为＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g) ΔH1＝－157 kJ·mol-1；
反应②：＋O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH2＝－2 092 kJ·mol-1；
反应③：CH3CH2CH3(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH3＝－2 220 kJ·mol-1；
变化④H2O(l)===H2O(g) ΔH4＝＋44 kJ·mol-1，根据盖斯定律，①－②＋③＋④得到反应：H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH，ΔH＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－241 kJ·mol-1，则2 mol 氢气完全燃烧生成气态水的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－482 kJ·mol-1，B正确。]
5．物质的生成热可定义为由稳定单质生成1 mol 物质所放出的热量，如CO2气体的生成热就是1 mol C(s)完全燃烧生成CO2气体时放出的热量，已知下列几种化合物的生成热如表所示：
化合物 葡萄糖 H2O(l) CO2
生成热/(kJ·mol-1) 1 259.8 285.8 393.5
则1 kg葡萄糖在人体内完全氧化生成CO2气体和液态水，最多可提供的能量约为( )
A．3 225 kJ B．2 816 kJ
C．6 999 kJ D．15 644 kJ
[答案] D
6．联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。
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＝－1 048.9 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A．O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH5，ΔH5>ΔH3
B．ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1
C．1 mol O2(g)和2 mol H2(g)具有的总能量大于2 mol H2O(g)的总能量
D．联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热
A [O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH5；两个反应均为放热反应，ΔH均为负值，放热越多，ΔH越小，由于生成液态水放热更多，所以ΔH5<ΔH3，A错误；根据盖斯定律，③×2－②×2－①得，2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1，B正确； O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3，该反应为放热反应，反应物的总能量大于反应产物的总能量，C正确； 由ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol-1知，反应放出大量的热，所以可以用联氨和N2O4作火箭推进剂，D正确。]
7．相同条件下，下列各组热化学方程式中ΔH1＞ΔH2的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2
B．2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH1；
2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH2
C．2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH1；2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH2
D．NH4HCO3(s)===NH3(g)＋CO2(g)＋H2O(g) ΔH1；CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2
D [碳完全燃烧生成CO2放出热量更多，其焓更小，即ΔH1<ΔH2，A错误；将其中的热化学方程式依次编号为①②，根据盖斯定律，由①－②可得：2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2，B错误；将其中的热化学方程式依次编号为③④，根据盖斯定律，由③－④可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，C错误；碳酸氢铵分解是吸热反应，ΔH1>0，氧化钙和水反应是放热反应，ΔH2<0，D正确。]
二、非选择题(共1小题，共14分)
8．(14分)根据要求填空：
(1)已知下列热化学方程式(x＝4，y＝1)：
FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(s)＋7H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol-1
FeSO4·xH2O(s)===FeSO4(s)＋xH2O(g) ΔH2＝b kJ·mol-1
FeSO4·yH2O(s)===FeSO4(s)＋yH2O(g) ΔH3＝c kJ·mol-1
则FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·yH2O(s)===2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH＝_____________________________________________________________________
kJ·mol-1。(4分)
(2)根据下图数据计算反应N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的ΔH＝______________________________________________________ kJ·mol-1。(3分)
(3)以HCl为原料，用O2氧化制取Cl2，可提高效益，减少污染，反应如下：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.4 kJ·mol-1。
上述反应在同一反应器中，通过控制合适条件，分两步循环进行，可使HCl转化率接近100%。其基本原理如图所示：
已知过程Ⅰ反应的热化学方程式为2HCl(g)＋CuO(s) CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH1＝－120.4 kJ·mol-1。
则过程Ⅱ反应的热化学方程式为_________________________________________
________________________________________________________________。(3分)
(4)基于Al2O3载氮体的碳基化学链合成氨技术示意图如下。
总反应3C(s)＋N2(g)＋3H2O(l)===3CO(g)＋2NH3(g) ΔH＝________kJ·mol-1。(4分)
[答案] (1)(a＋c－2b) (2)－45 (3)2CuCl2(s)＋O2(g)===2CuO(s)＋2Cl2(g) ΔH＝＋125.4 kJ·mol-1 (4)＋434.0
1/1第3课时 焓变的计算及大小比较(能力课)
探究任务 1．掌握焓变的计算方法，进一步提升学生“证据推理与模型认知”的化学核心素养。 2．掌握盖斯定律常见的三种应用类型，建立认知模型。
旧知回顾 1．若aAB；AB，则：ΔH1＝aΔH2。 2．若AB，则：ΔH1＝－ΔH2。 3．若，则：ΔH＝ΔH1＋ΔH2。 4．吸热反应，ΔH>0(ΔH为“＋”)，放热反应，ΔH<0(ΔH为“－”)。
焓变的计算方法
1．根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质化学式前的系数成正比。例如，
aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
则＝＝＝＝
2．根据反应物和反应产物的能量图像计算
ΔH＝E(反应产物)－E(反应物)，如图：反应2A(g)＋B(g)===2C(g)的焓变ΔH＝H2－H1。
3．根据键能计算
ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的总能量－反应产物的化学键形成所释放的总能量。
4．根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。
5．根据比热公式计算
计算中和反应的反应热时，会利用比热公式Q＝－C(T2－T1)计算中和反应放出的热量。
1．已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·mol-1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol-1
断裂1 mol H—H键和1 mol O—H键所需要吸收的能量分别为436 kJ和462 kJ，断裂1 mol O2中的化学键所需要吸收的能量为496 kJ，则a为( )
A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130
2．已知下列热化学方程式：
H2O(g)===H2O(l) ΔH1＝Q1 kJ·mol-1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2＝Q2 kJ·mol-1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝Q3 kJ·mol-1
则C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)的ΔH＝( )
A．(3Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol-1
B．－(3Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol-1
C．－(3Q1＋Q2－Q3)kJ·mol-1
D．(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol-1
3．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：_______________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。已知：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－a kJ·mol-1 ①
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH2＝－b kJ·mol-1 ②
若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的ΔH3＝________kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。
焓变的大小比较
1．ΔH的大小比较
依据 原理
符号 吸热反应的焓变为正值，而放热反应的焓变为负值，故吸热反应的焓变一定大于放热反应的焓变
量值 同一个方程式，只是量的差异，则可直接比较数值大小，再依据焓变的符号进行比较
反应 进行 程度 对于放热反应，反应越完全，则放热越多。对于可逆反应，若正反应是放热反应，反应程度越大，放出的热量越多，ΔH越小，反之越大
反应 本质 等物质的量的不同物质与同一物质反应时，性质不同，其反应热不同。如等物质的量的不同金属或非金属与同一物质反应放热，金属或非金属越活泼，反应就越容易发生，放出的热量就越多，ΔH越小
2．利用盖斯定律比较
利用盖斯定律，设计不同反应途径，由能量守恒定律列式比较
同一反 应，反 应产物 状态不 同时 A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1<0 ① A(g)＋B(g)===C(l) ΔH2<0 ② 因为反应②－①为C(g)===C(l) ΔH3＝ΔH2－ΔH1，而ΔH3<0，所以ΔH2<ΔH1
同一反 应，反 应物状 态不同 时 A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1<0 ① A(s)＋B(g)===C(g) ΔH2<0 ② 因为ΔH2＝ΔH3＋ΔH1，且ΔH3>0，所以ΔH2>ΔH1
1．下列各组变化中，化学反应的ΔH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(g) ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
③S(g)＋O2(g)空气===SO2(g) ΔH1
S(s)＋O2(g)空气===SO2(g) ΔH2
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH1
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2
A．①② B．②③ C．①③ D．③④
2．已知几种离子反应的热化学方程式如下：
①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1；
(aq)===BaSO4(s) ΔH2；
(aq)＋H2O(l) ΔH3；
(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH4。
下列有关判断正确的是( )
A．ΔH2>0，ΔH3<0 B．ΔH2<ΔH4
C．ΔH4<ΔH1＋ΔH2 D．ΔH3<ΔH1
1．已知：①S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1；
②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2；
③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH3；
④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4；
⑤SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH5。
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是( )
A．ΔH1<ΔH2 B．ΔH3<ΔH4
C．ΔH5＝ΔH3－ΔH2 D．2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4
2．根据能量变化示意图，下列说法不正确的是( )
A．相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，前者具有的能量较高
B．相同物质的量的NO2(g)和N2O4(g)，后者的总键能较大
C．ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
D．N2H4(l)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH，则ΔH＞ΔH4
3．一定条件下，用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ· mol-1，
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－1 160 kJ· mol-1。下列选项不正确的是( )
A．CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJ· mol-1
B．CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3<ΔH1
C．若用0.2 mol CH4(g)还原NO2(g)至N2(g)，则反应中放出的热量一定为173.4 kJ
D．若用2.24 L(标准状况) CH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子的物质的量为0.8 mol
4．完成下列问题。
(1)①CH4(g)＋ H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋206.4 kJ·mol-1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.0 kJ·mol-1
③CH4(g)＋H2O(l)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3
请回答：
反应①消耗8 g CH4(g)吸收的热量为________。ΔH1________ΔH3(填“<”或“>”)，书写甲烷与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义，CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
化学键 C—H C==O H—H C≡O(CO)
键能/(kJ·mol-1) 413 745 436 1 075
则该反应的ΔH＝________。
(3)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。
用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下：
过程Ⅰ为________(填“吸热”或“放热”)过程。已知过程Ⅰ的焓变为a kJ·mol-1，过程Ⅱ的焓变为，则该反应的热化学方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
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