第一单元化学反应中的热效应
第一课时 化学反应的焓变
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[课标要求]
1．了解吸热反应、放热反应的定义，了解反应热和焓变的含义。
2．知道键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
3．认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
1．在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。
2．在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变，用ΔH表示，单位kJ·mol－1，吸热反应的ΔH>0，放热反应的ΔH<0。
3．热化学方程式书写“三步骤”：
(1)写出配平的化学方程式。
(2)标出物质的聚集状态。
(3)注明反应热的正负号、数值和单位。
4．反应热计算“两公式”：
(1)ΔH＝生成物所具有的总能量－反应物所具有的总能量。
(2)ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。
1．反应热
在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量。
2．焓变
(1)焓(H)：与内能有关的物理量。
(2)焓变(ΔH)：生成物与反应物的焓值差，即ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。
(3)焓变与反应热：恒压条件下的反应热等于焓变。
(4)焓变概念：在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量，单位kJ·mol－1。
(5)ΔH与吸热反应、放热反应的关系
①吸热反应：ΔH>0；②放热反应：ΔH<0。
3．化学反应伴随有能量变化的原因
(1)从反应物断键和生成物成键角度
①化学反应过程：
②化学键变化与反应热的关系：
若E1>E2，反应吸收能量，ΔH>0，为吸热反应；
若E1(2)从反应物和生成物总能量大小角度
若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应过程中吸收能量；若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应过程中放出能量。如果反应中的能量变化主要表现为热的形式，就是吸热反应和放热反应。如图所示：
1．在《化学2》中，我们知道H—H、Cl—Cl、H—Cl键的键能分别为436.4 kJ·mol－1、242.7 kJ·mol－1、431.8 kJ·mol－1，则反应H2＋Cl2===2HCl的反应热ΔH是多少？
提示：ΔH＝436.4 kJ·mol－1＋242.7 kJ·mol－1－2×431.8 kJ·mol－1＝－184.5 kJ·mol－1。
2．根据1中的数据计算反应2HCl===H2＋Cl2的反应热ΔH是多少？与1中的反应热ΔH相比，得出的结论是什么？
提示：ΔH＝2×431.8 kJ·mol－1－436.4 kJ·mol－1－242.7 kJ·mol－1＝184.5 kJ·mol－1。正、逆反应的反应热ΔH数值相等，符号相反。
3．已知N2、O2、NO分子中的键能分别为946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1、632 kJ·mol－1，那么反应N2＋O2===2NO的反应热ΔH是多少？
提示：ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝180 kJ·mol－1。
4．N2与O2在放电或加热下都能反应生成NO，则在上述反应条件下，反应热ΔH是否发生变化？
提示：不发生变化，ΔH仍为180 kJ·mol－1，因此，化学反应的焓变与反应条件无关。
1．焓变与反应热的关系
项目
内容
概念
在恒温、恒压条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量，叫做反应热，又称焓变
符号
ΔH
单位
kJ·mol－1
意义
ΔH<0表示该反应为放热反应
ΔH>0表示该反应为吸热反应
注意事项
①任何化学反应都有反应热，即焓变ΔH≠0
②ΔH的大小与反应条件无关
2.ΔH的计算方法
(1)ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。
(2)ΔH＝生成物所具有的总能量－反应物所具有的总能量。
1．判断的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)任何化学反应均伴随能量的变化( )
(2)焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化( )
(3)ΔH<0的反应为吸热反应，ΔH>0的反应为放热反应( )
(4)伴有能量变化的物质变化都是化学变化( )
答案：(1)√ (2)× (3)× (4)×
2．化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是( )
A．每生成2个AB分子吸收(a－b)kJ热量
B．该反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B键，放出a kJ能量
解析：选B 形成化学键放出热量，形成2 mol A—B键放出b kJ热量，A项错误；1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应生成2 mol AB(g)吸收(a－b)kJ热量，B项正确；由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，C项错误；断裂1 mol A—A和1 mol B—B键，吸收a kJ能量，D项错误。
3．键能是两原子间形成1 mol新键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知下列物质的键能：
化学键
H—H
NN
N—H
键能/(kJ·mol－1)
436
946
391
则反应：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)的ΔH＝________。
解析：ΔH＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键释放的总能量＝946 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝(2 254 kJ·mol－1－2 346 kJ·mol－1)＝－92 kJ·mol－1。
答案：－92 kJ·mol－1
3．化学反应过程中的能量变化如图所示，判断以下说法正确的是( )
A．图甲表示的是吸热反应 B．图乙表示的是放热反应
C．图甲中ΔH＞0 D．图乙中ΔH＞0
解析：选D 由图像分析可知甲：E反应物>E生成物，反应放热，ΔH<0；乙：E反应物0。
[方法技巧]
判断吸热反应、放热反应的依据与误区
(1)吸热反应、放热反应判断的“两大依据”
理论依据：反应物与生成物总能量的相对大小。
计算依据：断裂化学键吸收总能量与形成化学键放出总能量的相对大小。
(2)吸热反应、放热反应判断的“两大误区”
误区一：与反应条件有关。
误区二：只要吸热就是吸热反应，只要放热就是放热反应。如水蒸气液化放出热量，但该过程不是放热反应。
1．概念
能够表示反应热的化学方程式。
2．意义
(1)热化学方程式既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。
(2)对于热化学方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃(298 K)、101 kPa时，1 mol H2与 mol O2完全反应生成液态水时放出的热量是285.8 kJ。
3．书写原则
(1)热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，不表示分子个数，可以用整数也可以用分数。
(2)必须注明物质的状态、ΔH的“＋、－”和单位。
(3)应标明反应的温度和压强。若不标明，则表示是在25 ℃(298 K)、101 kPa条件下的反应热。
(4)对于相同反应，ΔH的数值必须与化学计量数对应。
4．实例
8 g甲烷完全燃烧生成液态水时放出445 kJ的热量，该反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol－1。
已知有下列化学方程式
(1)H2＋I22HI
(2)H2(g)＋I2(g)??2HI(g) ΔH＝－14.9 kJ·mol－1
(3)H2＋Cl22HCl
(4)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6 kJ·mol－1
(5)H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)ΔH＝－92.3 kJ·mol－1
(6)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
[问题思考]
1．以上6个方程式中，哪几个不属于热化学方程式？热化学方程式中的g、l代表什么？固态和溶液如何表示？
提示：(1)、(3)不属于热化学方程式；g表示物质的状态为气态，l表示物质的状态为液态；固态和溶液分别用s和aq表示。
2．热化学方程式(5)中的“”代表什么？如果是2 mol H2和2 mol Cl2完全反应，则ΔH还是－92.3 kJ·mol－1吗？
提示：热化学方程式(5)中的“”代表的是H2和Cl2的物质的量，而不是H2和Cl2的分子数。如果H2和Cl2的物质的量均为2 mol，则ΔH＝－369.2 kJ·mol－1，而不是ΔH＝－92.3 kJ·mol－1。
3．由方程式(6)可得到H2O(g)===H2(g)＋O2(g)的ΔH为多少？
提示：ΔH＝＋241.8 kJ·mol－1。
热化学方程式的书写步骤与注意事项
1．书写“三”步骤
2．注意“五”事项
(1)要在物质的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态。一般用英文字母g、l和s分别表示气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。
(2)ΔH的单位是kJ·mol－1。
(3)根据焓的性质，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则ΔH的数值也加倍。
(4)热化学方程式中不用“↑”“↓”，“===”上不用标明反应条件。
(5)必须标明ΔH的符号，放热反应ΔH为“－”，吸热反应ΔH为“＋”，正负号不可省略。
1．1 g氢气在氧气中燃烧生成液态水，放出142.9 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是( )
A．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
B．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ
D．H2＋O2===H2O ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
解析：选A 由1 g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量可知，1 mol H2燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量，则ΔH＝－285.8 kJ·mol－1。
2．下列热化学方程式书写正确的是( )
A．2SO2＋O2===2SO3 ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
B．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ
D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1
解析：选B A没有标明状态；C中ΔH的单位不正确，应为kJ·mol－1；因为碳和氧气的反应是放热反应，所以D中ΔH为负值。
3．写出下列反应的热化学方程式。
(1)N2(g)与H2(g)反应生成17 g NH3(g)，放出46.1 kJ热量。
________________________________________________________________________
(2)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 366.8 kJ热量。
________________________________________________________________________
(3)1 mol CO完全转化为CO2放出283 kJ的热量。
________________________________________________________________________
(4)24 g C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6 kJ热量。
________________________________________________________________________
解析：(1)1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量为46.1 kJ×2＝92.2 kJ。
(2)C2H5OH燃烧的化学方程式为C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O，故C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2和H2O(l)的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.8 kJ·mol－1。
(3)CO转化为CO2的化学方程式为2CO＋O2===2CO2,2 mol CO生成CO2放出热量为2×283 kJ＝566 kJ，则反应的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1。
(4)1 mol C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)吸收的热量为＝131.3 kJ。
答案：(1)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)
ΔH＝－92.2 kJ·mol－1
(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1 366.8 kJ·mol－1
(3)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－566 kJ·mol－1
(4)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJ·mol－1
[方法技巧]
四看法判断热化学方程式的正误
[三级训练·节节过关]
1．下列反应中生成物的总能量高于反应物的总能量的是( )
A．碳酸钙受热分解 B．乙醇燃烧
C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．氧化钙溶于水
解析：选A 生成物总能量高于反应物总能量，说明是吸热反应。A项，碳酸钙分解是吸热反应，B、C、D均为放热反应。
2．下列说法正确的是( )
A．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B．当反应放热时ΔH>0，反应吸热时ΔH<0
C．在加热条件下发生的反应均为吸热反应
D．一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为负值
解析：选D 反应物的物质的量越多，则焓变的绝对值越大，A项错误；反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应放热或吸热无关，C项错误；在反应中物质所具有的总能量减少，反应放热，此时ΔH<0，B项错误、D项正确。
3．沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出445 kJ的热量，则下列热化学方程式中正确的是( )
A．2CH4(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝890 kJ·mol－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝890 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·mol－1
D．1/2CH4(g)＋O2(g)===1/2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·mol－1
解析：选C CH4燃烧放热，ΔH为“－”，A、B错误；0.5 mol CH4放出445 kJ的热量，则1 mol CH4放出热量为890 kJ，C正确。
4．已知H—H键键能为436 kJ·mol－1，H—N键键能为391 kJ·mol－1，根据热化学方程式N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，则N≡N键的键能是( )
A．431 kJ·mol－1 B．946 kJ·mol－1
C．649 kJ·mol－1 D．869 kJ·mol－1
解析：选B 设N≡N键键能为x，ΔH＝x＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－92.4 kJ·mol－1，代入相应数据，计算得x＝945.6 kJ·mol－1。
5．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，该反应过程中的能量变化如图所示。
试回答下列问题：
(1)a、b、c分别表示________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(2)该反应是____________(填“放热”或“吸热”)反应，ΔH________(填“>”“＝”或“<”)0。
(3)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1
则ΔH1______(填“>”“<”或“＝”，下同)ΔH2，Q1______Q2。
解析：(1)H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)―→2H(g)和O2―→O(g)过程中断开H—H键和O===O键需吸收的能量，所以a表示1 mol H2中的化学键和 mol O2中的化学键键能总和，b表示2 mol H—O键键能总和，c则表示反应物键能总和－生成物键能总和，即1 mol H2和 mol O2反应生成1 mol H2O(g)的反应热。
(2)由图可知，该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应，ΔH<0。
(3)比较ΔH的大小时，要连同“＋、－”一起比较，如果比较反应放出热量的多少，则只比较数值的大小，与ΔH的“＋、－”无关。
答案：(1)1 mol H2中的化学键和 mol O2中的化学键键能总和 2 mol H—O键键能总和 1 mol H2和 mol O2反应生成1 mol H2O(g)的反应热
(2)放热 < (3)> <
1．热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1中，物质分子式前的化学计量数表示( )
A．分子数 B．体积
C．物质的量 D．质量
解析：选C 热化学反应方程式中物质化学式前的化学计量数表示的是相应物质的物质的量，而不表示物质的分子个数。
2．关于化学反应中的说法错误的是( )
A．如图所示的反应为放热反应
B．化学反应中有物质变化也有能量变化
C．需要加热的化学反应不一定是吸热反应
D．化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
解析：选A 由题图可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，此反应为吸热反应，A错误；任何化学反应中，既有物质变化，又会伴随着能量变化，B正确；有的放热反应也需要加热，如铝热反应，C正确；化学反应中，化学键的断裂需吸收能量，而化学键的生成需放出能量，D正确。
3．下列反应中，既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是( )
A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B．铝与稀盐酸反应
C．灼热的炭与二氧化碳反应
D．甲烷在空气中燃烧
解析：选C A项反应不是氧化还原反应，B、D两项反应都是放热反应，C项既是氧化还原反应，又是吸热反应。
4．分析如图的能量变化示意图，确定下列选项中正确的是( )
A．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH<0
B．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH>0
C．2A＋B===2C ΔH<0
D．2C===2A＋B ΔH<0
解析：选A 由图示知，2A(g)＋B(g)的总能量高于2C(g)的能量，则反应2A(g)＋B(g)===2C(g)为放热反应，ΔH<0，A正确；C、D两项没有注明物质状态。
5．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.3 kJ·mol－1表示( )
A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B．1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量
C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，并吸热131.3 kJ
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1 kJ
解析：选C 该热化学方程式表示1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，并吸收131.3 kJ的热量。
6．已知①H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1＝－184.6 kJ·mol－1，则反应②H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)的ΔH2为( )
A．184.6 kJ·mol－1 B．－92.3 kJ·mol－1
C．－369.2 kJ·mol－1 D．92.3 kJ·mol－1
解析：选B 由题目可知：反应②＝①×，则ΔH2＝ΔH1×＝(－184.6 kJ·mol－1)×＝－92.3 kJ·mol－1。
7．已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是( )
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)ΔH＝242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝484 kJ·mol－1
解析：选A B项中水为液态，排除B；H2与O2反应生成水蒸气是放热反应，ΔH应为负值，而其逆反应ΔH则为正值，故排除C、D两项。
8．如图所示是101 kPa时氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的能量变化，则下列有关说法中不正确的是( )
A．1 mol H2中的化学键断裂时需要吸收436 kJ能量
B．2 mol HCl分子中的化学键形成时要释放862 kJ能量
C．此反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝183 kJ·mol－1
D．此反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g) ΔH＝－91.5 kJ·mol－1
解析：选C 断裂化学键吸热，形成化学键放热，结合题给数据可知，A、B项正确；H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH＝436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－431 kJ·mol－1×2＝－183 kJ·mol－1，故C项错误，D项正确。
9．写出下列反应的热化学方程式：
(1)1 mol氨气和适量氯化氢气体化合生成氯化铵固体，放出176 kJ热量：________________________________________________________________________。
(2)氮气和氧气化合生成1 mol NO气体，吸收90.25 kJ 热量：________________________________________________________________________。
(3)1 mol CO还原适量Fe2O3固体生成Fe(s)，放出8.2 kJ 热量：________________________________________________________________________。
(4)乙烯气体与氧气反应生成1 mol H2O(l)和CO2(g)，放出705.5 kJ热量：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：先写出反应的化学方程式→再注明各物质的聚集状态→据热效应确定ΔH的正负→据化学计量数确定ΔH的数值。
答案：(1)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
ΔH＝－176 kJ·mol－1
(2)N2(g)＋O2(g)===NO(g)
ΔH＝90.25 kJ·mol－1
(3)3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)
ΔH＝－24.6 kJ·mol－1
(4)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－1 411 kJ·mol－1
10．(1)家用液化气中主要成分之一是丁烷(C4H10)。当1 g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50 kJ。试写出丁烷燃烧的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)12 g C(石墨)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量。该反应的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
若吸收393.9 kJ热量，则消耗石墨为__________g。
解析：(1)1 mol丁烷燃烧放出的热量为58×50 kJ＝2 900 kJ。
(2)12 g C即为1 mol，则该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，
若吸收393.9 kJ热量，则消耗石墨为＝3 mol，即36 g。
答案：(1)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2 900 kJ·mol－1
(2)C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJ·mol－1 36
1．下列各图中，表示反应是吸热反应的是( )
解析：选A 反应物的总能量低于生成物的总能量属于吸热反应；反应物的总能量高于生成物的总能量属于放热反应，据图可知A为吸热反应，B、D为放热反应。
2．下列说法不正确的是( )
A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
B．对于ΔH>0的反应，反应物的能量小于生成物的能量
C．放热反应都不需要加热就能发生
D．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生
解析：选C 化学反应中既有物质变化，又有能量变化，A正确；ΔH>0的反应为吸热反应，则反应物的能量小于生成物的能量，B正确；有些放热反应需要加热或点燃才能引发，C错误；有些吸热反应如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl在常温下就能反应，D正确。
3．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，则下列说法中正确的是( )
A．X的能量一定高于M
B．Y的能量一定高于N
C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D．因该反应为放热反应，所以不必加热就可以发生
解析：选C 对于放热反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量，A、B项中均不是反应物或生成物的总能量，不成立；放热或吸热反应是指反应的能量变化过程而不是指反应的条件，有些放热反应也要先加热才能发生。
4．已知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＞0，下列判断正确的是( )
A．此反应为放热反应
B．断裂1 mol石墨的化学键需要吸收的能量小于生成1 mol金刚石化学键所放出的能量
C．石墨比金刚石稳定
D．此变化为物理变化
解析：选C A项，ΔH＞0，反应为吸热反应，错误；B项，ΔH＝(断裂1 mol石墨的化学键需要吸收的能量)－(生成1 mol金刚石化学键所放出的能量)＞0，断裂1 mol石墨中的化学键需要吸收的能量大于生成1 mol金刚石中的化学键所放出的能量，B错误；C项，ΔH＞0，石墨能量小于金刚石，能量越低越稳定，石墨比金刚石稳定，C正确；D项，有新物质生成，此变化为化学变化，错误。
5．CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，有关两者反应的说法正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)具有的总能量
C．反应的热化学方程式是CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝41 kJ·mol－1
D．1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和H2O(g)要放出41 kJ热量
解析：选B 由图示知，反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应，A项错误，B项正确；该反应的热化学方程式应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1，C项错误，同时知D项中应吸收41 kJ热量，D项错误。
6．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知( )
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应的热化学方程式为NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑
解析：选B 醋酸受冷凝固，NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应，A项错误；反应中热能转化为化学能，B项正确；吸热反应反应物的总能量低于生成物总能量，C项错误；热化学方程式未标明聚集状态以及反应的热量变化，D项错误。
7．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是( )
A．Q1＋Q2＞Q3 B．Q1＋Q2＞2Q3
C．Q1＋Q2＜Q3 D．Q1＋Q2＜2Q3
解析：选D 氢气在氯气中燃烧时放出能量，所以形成2 mol氯化氢中的化学键释放的能量大于破坏1 mol氢气中的化学键和破坏1 mol氯气中的化学键消耗的总能量。
8．1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为( )
A．C＋H2O===CO＋H2 ΔH＝131.3 kJ·mol－1
B．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝10.94 kJ·mol－1
C．C(s)＋H2O(l)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJ·mol－1
D．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJ·mol－1
解析：选D 1 mol碳完全反应时吸收的热量为10.94 kJ÷≈131.3 kJ，即1 mol碳完全反应时反应的焓变为ΔH＝131.3 kJ·mol－1。A项中各物质没有标明聚集状态，错误；B项焓变的数值错误；C项中水的状态应为气态。
9．如图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将镁片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，请根据要求完成下列问题：
(1)有关反应的离子方程式是_________________________________________________，
试管中看到的现象是____________________________________________________。
(2)U形管中液面A________(填“上升”或“下降”)，原因是____________________；说明此反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“高于”“低于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
解析：镁片与盐酸的反应是放热反应，是由于反应物的总能量高于生成物的总能量，放出的热量使锥形瓶内气压增大，导致U形管左端液面下降，右端液面上升。
答案：(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 镁片溶解，有气泡产生
(2)下降 反应放出的热量使锥形瓶内气压增加 放热
(3)低于
10．硅在燃烧时会释放出大量热能，因此曾被考虑用作固体燃料。
已知：1 mol硅晶体中含有2 mol Si—Si键，1 mol SiO2晶体中含有4 mol Si—O键，且各化学键的键能数据如下表所示：
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
O===O
Cl—Cl
所需能量
/kJ
460
360
436
431
176
494
243
(1)工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH＝______kJ·mol－1。
(2)写出硅燃烧的热化学方程式____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知反应Si＋2Cl2△,SiCl4，试比较1 mol硅转化生成SiCl4和SiO2时的热效应。
解析：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。(1)ΔH＝360 kJ·mol－1×4＋436 kJ·mol－1×2－176 kJ·mol－1×2－431 kJ·mol－1× 4＝236 kJ·mol－1。
(2)硅燃烧的化学方程式为Si＋O2===SiO2
ΔH＝176 kJ·mol－1×2＋494 kJ·mol－1－460 kJ·mol－1×4＝－994 kJ·mol－1。
即热化学方程式为
Si(s)＋O2(g)===SiO2(s) ΔH＝－994 kJ·mol－1。
(3)硅与Cl2反应生成SiCl4的反应为Si＋2Cl2SiCl4，其ΔH＝176 kJ·mol－1×2＋243 kJ·mol－1×2－360 kJ·mol－1×4＝－602 kJ·mol－1，故与生成SiO2比较，生成SiCl4放出的热量较少。
答案：(1)236
(2)Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)ΔH＝－994 kJ·mol－1
(3)生成SiO2放热较多
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第三课时 能源的充分利用
——————————————————————————————————————
[课标要求]
1．理解标准燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。
2．了解化学在解决能源危机中的重要作用。
3．学会反应热大小比较的方法。,
1．在101 kPa,1 mol物质完全燃烧的反应热叫
做该物质的标准燃烧热。
2．1 g物质完全燃烧所放出的热量，叫做该物
质的热值。
1．能源
(1)概念：可以提供能量的自然资源。包括化石燃料、阳光、风力、流水、潮汐等。
(2)一般分类：
①常规能源：即化石燃料，包括石油、煤炭、天然气。
②新能源：包括太阳能、风力、潮汐。
2．能源的多种分类
3．新能源的特点
新能源
优点
缺点
太阳能
能量巨大、清洁、充足，不需要开采
能量密度低、开发成本高、稳定性差
氢能
燃烧热值高、资源丰富、无毒、无污染
储存、运输困难
地热能
蕴藏量丰富
正在开发之中
风能
能量巨大
不稳定，受地区、季节、气候影响甚大
1.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是( )
A．煤炭、汽油、潮汐能
B．水能、生物质能、天然气
C．太阳能、风能、沼气
D．地热能、海洋能、核能
解析：选C 煤炭、天然气属于化石燃料，属于不可再生能源，也不是新能源，A、B错误；地热能、核能来自地球本身，潮汐能来自月球的吸引，绝大多数海洋能来自太阳能，D错误。
2．能源可划分为一次能源和二次能源。
(1)下列叙述中，正确的是________。
A．电能是二次能源
B．水力是二次能源
C．天然气是一次能源
D．水煤气是一次能源
(2)关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向正确的是________。
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下使氢成为二次能源
B．设法将太阳光聚集产生高温，使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量
D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
解析：(1)根据能源的划分原则，电能和水煤气属于二次能源，水力和天然气是一次能源，A、C两项正确。(2)氢气可以燃烧，但水中的氢元素和氧元素是不能燃烧的，因此必须使水分解才能制取二次能源氢气，A项错误；由于H2和O2的化合为放热反应，故由H2O来制取H2必须由外界提供能量，可以利用太阳能或其他特殊的物质来提供能量使其分解，因为此分解反应是吸热反应。
答案：(1)AC (2)BD
1．意义
标准燃烧热或热值可以衡量燃料燃烧放出热量的大小。
2．标准燃烧热
(1)概念：在101_kPa的压强下，1_mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。
(2)单位：标准燃烧热是反应热的一种，单位为kJ·mol－1。
(3)完全燃烧的标准
C→CO2(g)，H→H2O(l)，N→N2(g)，S→SO2(g)。
(4)实例：如CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.31 kJ·mol－1。
表示在101 kPa条件下，1_mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l) 时放出的热量是890.31_kJ。
3．热值
1_g物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值。
1．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ℃，101 kPa)
(1)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－2 878 kJ·mol－1
(2)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)
ΔH＝－2 658 kJ·mol－1
(3)C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－1 746 kJ·mol－1
(4)C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)
ΔH＝－1 526 kJ·mol－1
由此判断，正丁烷的标准燃烧热ΔH为( )
A．－2 878 kJ·mol－1 B．－2 658 kJ·mol－1
C．－1 746 kJ·mol－1 D．－1 526 kJ·mol－1
解析：选A 由热化学方程式判断标准燃烧热时，C4H10的计量数为1，产物为CO2(g)和H2O(l)，ΔH<0，由此可知(1)中的反应热即为标准燃烧热。
2．已知：H2和CH4的标准燃烧热分别为ΔH＝－285.8 kJ·mol－1和ΔH＝－890 kJ·mol－1,112 L H2和CH4的混合气体(标准状况下)完全燃烧生成CO2和液态水时放出3 695 kJ的热量，则混合气体中H2和CH4的物质的量之比是________。
解析：n气体＝＝5 mol,1 mol混合气体完全燃烧放出的热量为＝739 kJ，利用十字交叉法计算
759H2的标准燃烧热数值：285.8151CH4的标准燃烧热数值：890453.2
故＝≈。
答案：1∶3
[方法技巧]
利用标准燃烧热求混合气体组成的方法——十字交叉法
①条件：已知A气体的标准燃烧热为ΔH1，B气体的标准燃烧热为ΔH2(|ΔH2|>|ΔH1|)，又知A和B的混合气体1 mol与O2充分反应生成稳定的氧化物，其反应热为ΔH3，则可以用十字交叉法确定混合气体的组成。
②确定组成：
故＝
1．直接比较法
依照规律、经验和常识直接判断不同反应的ΔH的大小。
(1)吸热反应的ΔH肯定比放热反应的ΔH大(前者ΔH大于0，后者ΔH小于0)。
(2)物质燃烧时，可燃物的量越大，燃烧放出的热量越多，ΔH反而越小。
(3)等量的可燃物完全燃烧放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多，但ΔH小。
(4)同一反应，产物相同时，气态物质燃烧所放出的热量比固态物质燃烧所放出的热量多。
(5)同一反应，反应物相同时，生成液态物质放出的热量比生成气态物质所放出的热量多。
(6)中和反应生成等量的水时，强酸与强碱的稀溶液反应比弱酸与强碱(或强碱与弱酸、弱碱与弱酸)的稀溶液反应放出的热量多，但ΔH小。
(7)对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＝－197 kJ·mol－1，则向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。
2．利用盖斯定律比较法
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。如：
(1)同一反应，生成物状态不同时：
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。
(2)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。
[特别提醒] 在进行ΔH的大小比较时，需要注意ΔH的“＋”、“－”、数值和单位属于一个整体，不能随意分割。
(1)在比较两个热化学方程式中ΔH的大小时，比的是其代数值，要带“＋”、“－”进行比较。
(2)在比较两个反应放出或吸收的热量多少时，比的是其绝对值，应去掉“＋”、“－”进行比较。
1．已知：CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH1
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH3
CuO(s)＋CO(g)===Cu(s)＋CO2(g) ΔH4
2CuO(s)＋C(s)===2Cu(s)＋CO2(g) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是( )
A．ΔH1＞0 B．ΔH2＞0
C．ΔH2＜ΔH3 D．ΔH5＝2ΔH4＋ΔH1
解析：选C 分别给已知反应依次编号。A项，①反应是吸热反应，ΔH1＞0，正确；B项，②生成水煤气的反应是吸热反应，ΔH2＞0，正确；C项，由②－③得反应①，因ΔH1>0，故ΔH2＞ΔH3，错误；D项，④×2＋①得反应⑤，故ΔH5＝2ΔH4＋ΔH1，正确。
2．下列各组热化学方程式中，ΔH1＞ΔH2的是( )
①C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH1
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2
A．①③④ B．②③④
C．①②③④ D．①②③
解析：选C ①碳完全燃烧放热多，放热越多，ΔH越小，则ΔH1＞ΔH2；②固态S的能量低于气态S的能量，因此气态硫燃烧放热多，则ΔH1＞ΔH2；③参加反应的氢气越多，放热越多，则ΔH1＞ΔH2；④碳酸钙分解吸热，氧化钙溶于水生成氢氧化钙放热，则ΔH1＞ΔH2。[三级训练·节节过关]
1．21世纪人类正由“化石能源时代”逐步向“多能源时代”过渡，下列不属于新能源的是( )
A．电力 B．核能 C．太阳能 D．氢能
答案：A
2．植物及其废弃物可制成乙醇燃料，下列关于乙醇燃料的说法错误的是( )
A．它是一种再生能源
B．乙醇易燃烧，污染小
C．乙醇只能在实验室内作燃料
D．粮食作物是制乙醇的重要原料
解析：选C 乙醇不仅在实验室内可作燃料，而且还可作内燃机等的燃料。乙醇的制备可以使用粮食作物的果实或秸秆，乙醇属于可再生能源，燃烧产物对环境污染小。
3．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。
下列说法正确的是( )
A．H2O的分解反应是放热反应
B．氢能源已被普遍使用
C．2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量
D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
解析：选C 水的分解是吸热反应，A错误；氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用的价值，B、D错误。
4．根据下列热化学方程式可判断ΔH1、ΔH2、ΔH3三者的大小关系是( )
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH3
A．ΔH3>ΔH2>ΔH1 B．ΔH1>ΔH2>ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2>ΔH3 D．ΔH2<ΔH1<ΔH3
解析：选A 当H2O为液态时放热多，再结合反应H2物质的量可知：ΔH3>ΔH2>ΔH1，A正确。
5．化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热量的形式表现出来，叫做反应热。由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如标准燃烧热、中和反应反应热等。
(1)下列ΔH表示物质标准燃烧热的是________；表示物质中和反应反应热的是________(填“ΔH1”“ΔH2”或“ΔH3”等)。
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1
B．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3
D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH4
E．C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH5
F．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH6
G．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH7
H．CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH8
(2)2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出99.6 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：___________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据标准燃烧热的含义可知ΔH4、ΔH5为燃烧热，根据中和反应反应热的含义可知，ΔH6为中和反应反应热。(2)2.00 g C2H2完全燃烧放出热量为99.6 kJ可得，1 mol C2H2气体完全燃烧放出热量为99.6 kJ÷(2.00 g/26 g)＝1 294.8 kJ，故C2H2气体燃烧的热化学方程式为C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1 294.8 kJ·mol－1。
答案：(1)ΔH4、ΔH5 ΔH6
(2)C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－1 294.8 kJ·mol－1
1．合理利用燃料减小污染符合“可持续发展”理念，下列关于燃料的说法正确的是( )
A．“可燃冰”(化学组成CH4·nH2O)是将水变为油的新型燃料
B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料
C．乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料
D．石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料
解析：选B A项，“可燃冰”外观像冰，其化学组成是CH4·nH2O，水的化学式为H2O，根据元素守恒知，水不能变为油，错误；B项，氢能源具有来源广、热值高，且燃烧后生成水对环境无污染，正确；C项，乙醇中含有碳、氢、氧三种元素，其燃烧产物是二氧化碳和水，但乙醇为可再生能源，错误；D项，石油和煤都属于化石燃料，且属于不可再生能源，D错误。
2．下列热化学方程式中，ΔH能正确表示物质的标准燃烧热的是( )
A．CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9 kJ·mol
B．C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
D．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
解析：选D A项，此反应完全燃烧应生成CO(g)和H2O(l)，故ΔH不代表标准燃烧热，错误；B项，C的化学计量数为1，但产物不是CO2，ΔH不代表燃烧热，错误；C项，H2的化学计量数为1，但产物不是H2O(l)，ΔH不代表燃烧热，错误。
3．下列热化学方程式中，ΔH的数值能表示可燃物标准燃烧热的是( )
A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6 kJ·mol－1
B．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－242 kJ·mol－1
解析：选B A中氧化剂为Cl2，C中H2的物质的量不是1 mol，D中H2O不是液态，故A、C、D三项均错。
4．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、890.3 kJ·mol－1、2 800 kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是( )
A．C (s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝571.6 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2 (g)===CO2 (g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2 (g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
解析：选D 根据标准燃烧热的概念，碳的燃烧产物应是二氧化碳；氢气燃烧是放热反应(ΔH<0)且生成液态水；甲烷的燃烧产物应是气态二氧化碳和液态水。
5．已知1 mol白磷(s)转化为1 mol红磷，放出18.39 kJ热量，又知：
4P(白、s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1①
4P(红、s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2②
则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1＞ΔH2
C．ΔH1＜ΔH2 D．无法确定
解析：选C 根据盖斯定律，由①－②可得4P(白、s)＝4P(红、s)，ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－18.39 kJ·mol－1，所以ΔH1＜ΔH2。
6．一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q，它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收可得100 g CaCO3沉淀。则完全燃烧1 mol无水乙醇时放出的热量是( )
A．0.5Q B．Q
C．2Q D．5Q
解析：选C CaCO3中的C来自于乙醇，100 g CaCO3中含碳的物质的量为＝1 mol，而1 mol C2H5OH中含2 mol碳，即1 mol乙醇完全燃烧时放出2Q的热量。
7．1.5 g 火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧，放出50 kJ热量，则二甲基肼的标准燃烧热ΔH为( )
A．－1 000 kJ·mol－1 B．－1 500 kJ·mol－1
C．－2 000 kJ·mol－1 D．－3 000 kJ·mol－1
解析：选C 1.5 g放热为50 kJ，则1 mol二甲基肼(即60 g)放热为：×60 g·mol－1＝2 000 kJ·mol－1。
8．已知葡萄糖的标准燃烧热ΔH＝－2 804 kJ·mol－1，当它氧化生成1 g液态水时放出的热量是( )
A．26.0 kJ B．51.9 kJ
C．155.8 kJ D．467.3 kJ
解析：选A 葡萄糖的标准燃烧热是－2 804 kJ·mol－1，即1 mol葡萄糖完全燃烧生成6 mol二氧化碳和6 mol液态水时放出2 804 kJ的热量，当生成1 g液态水时放出热量为÷6 mol×2 804 kJ＝26.0 kJ。
9．已知25 ℃、101 kPa时下列物质的标准燃烧热：
序号
名称
化学式
ΔH(kJ·mol－1)
①
苯
C6H6(l)
－3 267.5
②
一氧化碳
CO(g)
－283.0
③
乙醇
C2H5OH(l)
－1 366.8
试写出表示上述物质标准燃烧热的热化学方程式。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
答案：①C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－3 267.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1 366.8 kJ·mol－1
10．(1)丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题：
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“＋”或“－”。
②写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。
(2)盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：
①已知：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
若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为________ kJ。
②碳(s)在氧气供应不充足时，生成CO同时还部分生成CO2，因此无法通过实验直接测得反应：C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH。但可设计实验，利用盖斯定律计算出该反应的ΔH，计算时需要测得的实验数据有________________________。
解析：(1)①丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)的过程放热，ΔH为“－”。
②标准燃烧热是1 mol物质完全燃烧的反应热，所以表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 215.0 kJ·mol－1。
③n(二甲醚)×1 455 kJ·mol－1＋[1 mol－n(二甲醚)]×2 215.0 kJ·mol－1＝1 645 kJ，解得n(二甲醚)＝0.75 mol，n(丙烷)＝0.25 mol。
(2)①由盖斯定律可得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH4＝－(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol－1，所以使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，整个过程中放出的热量为(3Q1－Q2＋Q3)kJ。
②利用盖斯定律计算反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH，需要测得的实验数据有碳和CO的标准燃烧热。
答案：(1)①－
②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2 215.0 kJ·mol－1
③1∶3
(2)①(3Q1－Q2＋Q3)
②碳和CO的标准燃烧热
1．已知丙烷的标准燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为( )
A．55 kJ B．220 kJ
C．550 kJ D．1 108 kJ
解析：选A 丙烷分子式是C3H8,1 mol丙烷完全燃烧会产生4 mol水，则丙烷完全燃烧产生1.8 g水，放出的热量为×2 215≈55(kJ)。
2．已知：① 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH1，
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2。
下列说法中正确的是( )
A．碳的标准燃烧热为0.5ΔH1 kJ·mol－1
B．②能表示CO标准燃烧热的热化学方程式
C．碳的标准燃烧热ΔH＝0.5(ΔH1＋ΔH2)
D．碳的标准燃烧热 ΔH大于CO的标准燃烧热ΔH
解析：选C 由(①＋②)×可得C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝0.5(ΔH1＋ΔH2)，C正确，A、B错误；碳的标准燃烧热ΔH小于CO的标准燃烧热ΔH，D项错误。
3．大型运动会火炬使用的燃料是丙烷(C3H8)，其完全燃烧后只有CO2和H2O，不会造成环境污染，已知有以下四个热化学反应方程式：
①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－a kJ·mol－1
②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－b kJ·mol－1
③2C3H8(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋2CO(g)＋8H2O(l)
ΔH＝－c kJ·mol－1
④C3H8(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－d kJ·mol－1
其中 a、b、c、d最大的是( )
A．a B．b
C．c D．d
解析：选C ①与②相比生成液态水比气态水放出的热量多，所以b>a，④中各物质的量均为①中的一半，所以d＝a，③中与②相比，2 mol C3H8燃烧生成 4 mol CO2和2 mol CO，相当于此反应中的2 mol C3H8有1 mol 完全燃烧，1 mol不完全燃烧，故放出的热量c大于b，所以c最大。
4．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ·mol－1
标准状况8.96 L某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A．2∶1 B．1∶2
C．1∶1 D．2∶3
解析：选C 混合气体n(混合)＝8.96 L÷22.4 L·mol－1＝0.4 mol,1 mol混合气体燃烧放出的热量113.7 kJ÷0.4 mol＝284.35 kJ·mol－1，又知H2的标准燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，CO的标准燃烧热ΔH＝－282.9 kJ·mol－1，利用十字交叉法计算：
H2 285.8CO 282.91.451.45
n(H2)∶n(CO)＝1.45∶1.45＝1∶1。
5．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol－1、1 411.0 kJ·mol－1和1 366.8 kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )
A．－44.2 kJ·mol－1 B．44.2 kJ·mol－1
C．－330 kJ·mol－1 D．330 kJ·mol－1
解析：选A 由题意知①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1
②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH2＝－1 411.0 kJ·mol－1
③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH3＝－1 366.8 kJ·mol－1
则：④C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l) ΔH，由盖斯定律得：④＝②－③，则ΔH＝ΔH2－ΔH3＝－1 411.0 kJ·mol－1－(－1 366.8 kJ·mol－1)＝－44.2 kJ·mol－1。
6．室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
解析：选B 由题给条件可知：①CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l) ΔH1＞0，②CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq) ΔH2＜0，由①－②可得CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0，即ΔH3>ΔH1。
7．已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出x kJ热量。已知单质碳的标准燃烧热为y kJ·mol－1，则1 mol C与O2反应生成CO的反应热ΔH为( )
A．－y kJ·mol－1
B．－(10x－y)kJ·mol－1
C．－(5x－0.5y)kJ·mol－1
D．＋(10x－y)kJ·mol－1
解析：选C n(C)＝＝0.3 mol，n(O)＝2n(O2)＝2×＝0.4 mol,18．比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。
(1)S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(3)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(4)煤作为燃料有2种途径：
途径1——直接燃烧：
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
途径2——先制水煤气：
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2>0
再燃烧水煤气：
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3<0
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0
ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是__________________________________________。
解析：(1)中两式相减得：S(s)===S(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2>0(固态硫变为硫蒸气是吸热过程)，所以ΔH1>ΔH2(气态硫比固体硫燃烧放出的热量多)；(2)中两式相减得：2H2O(g)===2H2O(l) ΔH＝ΔH1－ΔH2<0(水蒸气变为液态水是放热过程 )，所以ΔH1<ΔH2(生成液态水比生成水蒸气放出的热量多)；(3)中两式相减得：4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2<0(铝热反应很剧烈，是典型而熟悉的放热反应)，所以ΔH1<ΔH2；(4)中将途径2的后两个热化学方程式分别乘以后与第一个热化学方程式相加得：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)，即ΔH1＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)。(两种途径的ΔH完全相同)。
答案：(1)> (2)< (3)<
(4)ΔH1＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)
9．城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1
已知CO气体燃烧的热化学方程式为
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－282.57 kJ·mol－1
试比较同物质的量的丙烷和一氧化碳燃烧，产生的热量比值约为________。
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为
________________。
(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是________________________________________________________________________。
解析：(1)由题意“由煤与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气”“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气”，可知化学方程式为C＋H2O(g)CO＋H2；
(2)同物质的量的丙烷和一氧化碳燃烧，产生的热量比值为2 220.0∶282.57＝7.86∶1。同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值为∶＝142.9∶50.5＝2.83∶1。
答案：(1)C＋H2O(g)CO＋H2
(2)7.86∶1 (3)2.83∶1
(4)来源丰富；产物无污染
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第二课时 反应热的测量与计算
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[课标要求]
1．了解定量测定反应热的基本原理和实验方法。
2．知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关焓变的简单计算。
3．学会有关焓变计算的方法技巧，进一步提高化学计算能力。
1．中和反应反应热计算公式为：
ΔH＝－ kJ·mol－1，其中c＝4.18 J·g－1·℃－1。
2．盖斯定律是指一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，
其总的热效应是完全相同的。
3．运用盖斯定律计算反应热时常用的方法有虚拟路径法和热化
学方程式加合法。
1．中和反应反应热的测量
(1)原理： 通常以盐酸与NaOH溶液反应为例测定中和反应的反应热。
(2)实验中用到的仪器和药品
①实验仪器(如图)：
②实验药品：0.5 mol·L－1的盐酸，0.5 mol·L－1的NaOH溶液和蒸馏水等。
(3)测定的实验步骤
①测量初始温度(t1、t2)和溶液体积(VHCl、VNaOH)：
a．用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入简易量热计中，测量并记录盐酸的温度(t1)。
b．用另一量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度(t2)。
②测量最高温度(t3)：
将量筒中的氢氧化钠溶液迅速倒入盛有盐酸的简易量热计中，立即盖上盖板，用环形玻璃搅拌棒不断搅拌，观察温度计的温度变化，准确读出并记录反应体系的最高温度(t3)。
2.实验数据处理与计算
ΔH＝－kJ·mol－1。
1．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。分别向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸，恰好完全反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，它们的关系正确的是( )
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3
B．ΔH2<ΔH1<ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3
D．ΔH1>ΔH3>ΔH2
解析：选D 等物质的量的NaOH与稀CH3COOH、浓硫酸、稀HNO3恰好反应生成等物质的量的水，若不考虑物质的溶解热和弱电解质电离吸热，应放出相同的热量。但在实际反应中，浓硫酸溶解放热，CH3COOH是弱电解质，电离要吸热，故选D。注意放热越多，ΔH值越小。
2.某实验小组用50 mL 0.50 mol·L－1NaOH溶液和30 mL 0.50 mol·L－1稀硫酸溶液进行中和反应的反应热的测定。
测定稀硫酸和稀氢氧化钠反应中和热的实验装置如图所示。
(1)写出该反应的热化学方程式(中和反应的反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1)：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验数值结果与57.3 kJ·mol－1相比偏小，产生偏差的原因可能是__________(填字母)。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定稀硫酸溶液的温度
解析：实验数值结果说明该实验过程中有热量损失，a项符合；b项仰视读数会导致量取NaOH体积偏大，应放出热量偏多，使中和热数值偏大，b错误；分多次倒入会导致有较多热量损失，c项符合条件；d项操作中温度计上的NaOH溶液会与稀H2SO4发生中和反应，使稀H2SO4的起始温度偏高，温度差偏小，符合条件。
答案：(1)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 (2)a、c、d
[方法技巧]
测量实验中的误差
(1)常见误差(以盐酸和NaOH溶液反应为例)
影响因素
原因分析
中和反应反应热数值
用环形金属(如铜)棒
金属传热速度快
偏小
无保温层
热量损失
偏小
浓H2SO4代替盐酸
稀释时放出热量
偏大
醋酸代替盐酸
醋酸继续电离、吸收热量
偏小
倒入NaOH动作迟缓
热量损失
偏小
测完盐酸的温度计未洗涤
热量损失
偏小
(2)误差分析方法
中和反应反应热实验中导致误差的因素可归纳为对Δt的影响；若Δt偏大，则|ΔH|偏大，若Δt偏小，则|ΔH|偏小。改变酸、碱的用量，反应生成的H2O的量改变，反应放出的热量也随之改变，但ΔH＝－ kJ·mol－1不变，即ΔH与反应生成水的多少无关。
1．内容：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。
2．本质：一个化学反应的焓变只与反应的起始状态和反应的最终状态有关，与反应的途径无关。
3．反应热的特点
化学反应的热效应只与始态、终态有关。与过程无关，就像登山至山顶，不管选哪一条路走，山的海拔(图中的h)总是不变的(如下图)。
4．应用：应用盖斯定律，可以间接地把不易测定的反应的反应热计算出来。
1．已知：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.1 kJ·mol－1
②C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH2＝－395.0 kJ·mol－1
由石墨变成金刚石是放热反应还是吸热反应？判断金刚石和石墨哪种物质稳定性更强。
提示：由①－②得：C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1，石墨变成金刚石是吸热反应；石墨的稳定性更强。
2．已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1
和②H2O(g)===H2O(l) ΔH4＝－44 kJ·mol－1
根据①和②，怎样计算H2(g)＋O2(g)===H2O(l)的反应热？
提示：计算热化学方程式：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)的反应热，此时需要将气态水转化为液态水。根据盖斯定律知：
ΔH＝ΔH3＋ΔH4＝(－241.8 kJ·mol－1)＋(－44 kJ·mol－1)＝－285.8 kJ·mol－1。
3．相同质量的H2分别与O2完全反应时生成液态水和气态水，哪一个放出的热量多？
提示：生成液态水放出的热量多。
1．应用盖斯定律的常用方法
(1)虚拟路径法
若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：
①由A直接变成D，反应热为ΔH；
②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，如图所示：，则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
(2)加和法
①确定待求反应的热化学方程式。
②找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
③利用同侧相加、异侧相减进行处理。
④根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。
⑤实施叠加并确定反应热的变化。
2．应用盖斯定律计算反应热时的注意事项
(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。
(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减(带符号)。
(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号必须随之改变，但数值不变。
1．已知：Fe2O3(s)＋C(s)===CO2(g)＋2Fe(s)
ΔH＝234.1 kJ·mol－1①
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1②
则2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是( )
A．－824.4 kJ·mol－1
B．－627.6 kJ·mol－1
C．－744.7 kJ·mol－1
D．－169.4 kJ·mol－1
解析：选A 根据盖斯定律，由②－①得：
ΔH＝－393.5 kJ·mol－1－234.1 kJ·mol－1＝－824.4 kJ·mol－1。
2．已知：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)ΔH1＝－196.6 kJ·mol－1 ①
2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)
ΔH2＝－113.0 kJ·mol－1 ②
则反应NO2(g)＋SO2(g)??SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
解析：根据盖斯定律，由①－②可得，SO2(g)＋NO2(g)??SO3(g)＋NO(g)，
则ΔH＝ΔH1－ΔH2＝(－196.6 kJ·mol－1)－(－113.0 kJ·mol－1)＝－41.8 kJ·mol－1。
答案：－41.8
计算依据
计算方法
热化学方程式
热化学方程式与数学上的方程式相似，可以左右颠倒同时改变正负号，各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
根据盖斯定律
可以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
根据化学键
的键能
ΔH＝反应物化学键键能总和－生成物化学键键能总和
根据反应物和
生成物的总能量
ΔH＝E(生成物)－E(反应物)
1．已知：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1；
②2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝483.6 kJ·mol－1。
现有18 g液态H2O，蒸发时吸收的热量为( )
A．88 kJ B．44 kJ
C．4.89 kJ D．2.45 kJ
解析：选B ①＋②，得H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1，故H2O(l)===H2O(g) ΔH＝44 kJ·mol－1。m(H2O)＝18 g，n(H2O)＝＝1 mol，故18 g液态H2O蒸发时吸收的热量为44 kJ，B项正确。
2．已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝517.6 kJ·mol－1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。1 g氢气和1 g甲烷分别燃烧后，放出的热量之比约是( )
A．1∶34 B．1∶17
C．2.3∶1 D．4.6∶1
解析：选C 根据已知两个反应的热化学方程式，可求得1 g氢气和1 g甲烷完全燃烧放出的热量分别为＝129.4 kJ和＝55.64 kJ，比值约是2.3∶1。
[三级训练·节节过关]
1．已知：①Zn(s)＋1/2O2(g)===ZnO(s)
ΔH＝－348.3 kJ·mol－1
②2Ag(s)＋1/2O2(g)===Ag2O(s)ΔH＝－31.0 kJ·mol－1
则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于( )
A．－317.3 kJ·mol－1 B．－379.3 kJ·mol－1
C．－332.8 kJ·mol－1 D．317.3 kJ·mol－1
解析：选A 由①－②即可得出目标热化学方程式，从而求得ΔH。
2．已知：
①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH1＝－870.3 kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1
则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为( )
A．ΔH＝488.3 kJ·mol－1
B．ΔH＝－244.15 kJ·mol－1
C．ΔH＝－977.6 kJ·mol－1
D．ΔH＝－488.3 kJ·mol－1
解析：选D 所求反应由②2＋③2－①所得，则ΔH＝ΔH22＋ΔH32－ΔH1＝－488.3 kJ·mol－1。
3．100 g C不完全燃烧所得产物中，CO所占体积为1/3，CO2为2/3，且：
C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.35 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－282.57 kJ·mol－1
与这些碳完全燃烧相比，损失的热量为( )
A．39.292 kJ B．3 274.3 kJ
C．784.92 kJ D．2 489.44 kJ
解析：选C 在100 g C中有(100/36) mol变为CO，其他变为CO2，故与C完全燃烧相比，损失的热量就是CO继续燃烧放出的热量，依据热化学方程式可知损失的热量为100 g÷12 g·mol－1÷3282.57 kJ·mol－1≈784.92 kJ。
4．能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。
(1)在25 ℃、101 kPa时，16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ，则CH4燃烧的热化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－437.3 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
则煤的气化主要反应的热化学方程式是
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝________ kJ·mol－1。
解析：(2)根据盖斯定律，第1个反应减去第2个和第3个反应，即ΔH＝－437.3－(－285.8)－(－283.0)＝131.5(kJ·mol－1)。
答案：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.31 kJ·mol－1 (2)131.5
1．中和反应反应热测定实验中，下列操作一定使测定结果偏低的是( )
A．量筒量取所用药品
B．NaOH溶液在倒入小烧杯中时，有少量的溅出
C．量热计的保温材料质量高
D．测量HCl溶液温度时的温度计用水洗后，测NaOH溶液的温度
解析：选B NaOH溶液溅出，导致反应的NaOH的量减小，使放出的热量减少，致使结果偏低。
2．已知在298 K时下述反应的有关数据
C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)ΔH1＝－110.5 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
则C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH为( )
A．283.5 kJ·mol－1 B．172.5 kJ·mol－1
C．－172.5 kJ·mol－1 D．－504 kJ·mol－1
解析：选B 根据盖斯定律：ΔH＝2ΔH1－ΔH2＝2(－110.5 kJ·mol－1)－(－393.5 kJ·mol－1)＝172.5 kJ·mol－1。
3．在298 K、100 kPa时，已知：
①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1
②Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
解析：选A 根据盖斯定律，①＋2②＝③，则ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。
4．已知25 ℃、101 kPa条件下：①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－2 834.9 kJ·mol－1；②4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－3 119.1 kJ·mol－1。由此得出的正确结论是( )
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应
B．等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为吸热反应
C．O3比O2稳定，由O2变O3为放热反应
D．O2比O3稳定，由O2变O3为吸热反应
解析：选D 由已知热化学方程式①－②可得3O2(g)===2O3(g) ΔH＝284.2 kJ·mol－1，由此可知等质量的O2比O3能量低，即O2比O3稳定，O2转化为O3的反应为吸热反应。
5．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1，
H2SO4(浓，aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH2＝m kJ·mol－1。下列说法正确的是( )
A．上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量
B．ΔH1＜ΔH2
C．ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1
D．|ΔH1|＞|ΔH2|
解析：选A A项，热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，正确；B项，浓硫酸溶于水放热，故含 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液反应时，放出的热量大于57.3 kJ，由于ΔH为负值，所以ΔH1＞ΔH2，B、C、D项错误。
6．氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的热化学方程式分别为
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是( )
A．H2(g) B．CO(g)
C．C8H18(l) D．CH4(g)
解析：选B 假设H2、CO、C8H18和CH4的质量皆为1 g，则它们放出的热量分别为
H2：285.8 kJ·mol－1＝142.9 kJ
CO：283.0 kJ·mol－1＝10.11 kJ
C8H18：5 518 kJ·mol－1＝48.40 kJ
CH4：890.3 kJ·mol－1＝55.64 kJ
故答案为B。
7．已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH1＝67.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－534 kJ·mol－1
则2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)的ΔH是( )
A．－1 135.7 kJ·mol－1 B．6 601.7 kJ·mol－1
C．－466.3 kJ·mol－1 D．1 000.3 kJ·mol－1
解析：选A ②2－①得目标热化学方程式，则ΔH＝ΔH22－ΔH1＝－1 135.7 kJ·mol－1。
8．已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH＝－25 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH＝－47 kJ·mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH＝19 kJ·mol－1
则FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式为( )
A．FeO＋CO===Fe＋CO2 ΔH＝－11 kJ·mol－1
B．FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－22 kJ·mol－1
C．FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－11 kJ·mol－1
D．FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝11 kJ·mol－1
解析：选C 根据盖斯定律，由[(①3－②)－③2]÷6即得目标热化学方程式FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)，则6ΔH＝[－253－(－47)－38]＝－66 kJ·mol－1，ΔH＝－11 kJ·mol－1。
9．(1)已知：下列两个热化学方程式：
Fe(s)＋1/2O2(g)===FeO(s)
ΔH1＝－272.0 kJ·mol－1 ①
2Al(s)＋3/2O2(g)===Al2O3(s)
ΔH2＝－1 675.7 kJ·mol－1 ②
则Al(s)单质和FeO(s)反应的热化学方程式是________________________________。
(2)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(l)
ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1
②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由反应物质确定目标热化学方程式为2Al(s)＋3FeO(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s) ΔH3
由②－①3得目标热化学方程式，则ΔH3＝ΔH2－ΔH13＝－859.7 kJ·mol－1。
(2)首先写出肼和N2O4反应的化学方程式并注明状态。
2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)
可由②2－①得到，ΔH＝ΔH22－ΔH1＝－1 048.9 kJ·mol－1。
答案：(1)2Al(s)＋3FeO(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s)ΔH3＝－859.7 kJ·mol－1
(2)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1 048.9 kJ·mol－1
10.用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热(生成1 mol H2O时的反应热)。回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是____________________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是__________________________________________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和反应反应热的数值______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和反应反应热__________(填“相等”或“不相等”)，简述理由：________________________________________。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和反应反应热的数值会____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
解析：中和反应放出的热量跟生成H2O的物质的量有关。而中和反应反应热是指强酸跟强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O的反应热，与酸、碱的用量无关。
答案：(1)环形玻璃搅拌棒 (2)减少实验过程中热量的损失 (3)偏小 (4)不相等 相等 因为中和反应反应热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O的反应热，与酸、碱的用量无关 (5)偏小
1．在进行中和反应反应热的测定中，下列操作错误的是( )
A．反应前酸、碱溶液的温度要相同
B．环形玻璃棒搅拌能加快反应速率，减少实验误差
C．为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
D．为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量
解析：选C A项，反应前酸、碱溶液温度要相同，不同时误差较大，正确；B项，环形玻璃棒搅拌能加快反应速率，减小实验误差，正确；C项，分次加入混合时，容易造成热量损失，使测定结果不准确，错误；D项，为了使反应进行更完全，可以使酸(碱)适当过量，正确。
2．钛被称为“第三金属”，其制取原料为金红石(TiO2)，制取步骤为
TiO2―→TiCl4Ti
已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2
③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH3
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH为( )
A．ΔH3＋2ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＋2ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2 D．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2
解析：选C 由③＋①2－②可得
TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)
ΔH＝ΔH3＋2ΔH1－ΔH2。
3．用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1 ℃，终止温度为23.4 ℃，反应后溶液的比热容为4.18 J·g－1·℃－1，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm－3，则中和反应生成1 mol水时放热( )
A．55.2 kJ B．391 kJ
C．336 kJ D．1.38 kJ
解析：选A 代入Q＝－ kJ·mol－1计算即可。
4．化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如下图所示，该反应的热化学方程式是( )
A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)
ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1
B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)
ΔH＝2(b－a) kJ·mol－1
C.N2(g)＋H2(g)===NH3(l)
ΔH＝(b＋c－a) kJ·mol－1
D.N2(g)＋H2(g)===NH3(g)
ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1
解析：选A 由题图可以看出， mol N2(g)和 mol H2(g)的化学键断裂需吸收的总能量为a kJ，形成1 mol NH3(g)放出的能量为b kJ，所以有N2(g)＋H2(g)===NH3(g) ΔH＝(a－b) kJ·mol－1，而1 mol NH3(g)转化为1 mol NH3(l)放出c kJ的热量，所以有N2(g)＋H2(g)===NH3(l) ΔH＝(a－b－c) kJ·mol－1，即N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1。
5．运用中和反应反应热的测定方法，即保温、隔热的条件下，向盛有20 mL 2.08 mol·L－1 NaOH溶液的试管中分五次加入1～5 mL未知浓度的H2SO4溶液(边加边振荡，每次加入1 mL)后，测得溶液的温度分别是1.4 ℃、2.5 ℃、4.2 ℃、5.2 ℃、5.18 ℃，则该硫酸溶液的物质的量浓度约是( )
A．20.8 mol·L－1 B．6.9 mol·L－1
C．5.2 mol·L－1 D．4.16 mol·L－1
解析：选C 滴加H2SO4时，溶液的最高温度为NaOH和H2SO4恰好中和，此时用去H2SO4为4 mL。
设H2SO4的物质的量浓度为c mol·L－1，
则2010－3 L2.08 mol·L－1＝c410－3 L2，
c＝5.2 mol·L－1。
6．肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。
已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：NN为942、OO为500、N—N为154，则断裂1 mol N—H键所需的能量(kJ)是( )
A．194 B．391 C．516 D．658
解析：选B 由图知N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH1＝－534 kJ·mol－1，设断裂1 mol N—H键所需的能量为x kJ，则ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－534 kJ·mol－1＋2 752 kJ·mol－1＝＋2 218 kJ·mol－1，即N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)需要吸收2 218 kJ能量，1 mol N2H4中含有1 mol N—N键和4 mol N—H键，故154 kJ＋4x kJ＋500 kJ＝2 218 kJ，得x＝391，B项正确。
7．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g) ΔH＝－72 kJ·mol－1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
化学键键能/(kJ·mol－1
436
a
369
则表中a为( )
A．404 B．260 C．230 D．200
解析：选D H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)
ΔH＝－72 kJ·mol－1①
Br2(l)===Br2(g) ΔH＝30 kJ·mol－1②
热化学方程式①－热化学方程式②，得
H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g) ΔH＝－102 kJ·mol－1
所以有：a＋436－3692＝－102 得a＝200。
8．(1)实验测得，5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
又已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH2＝－44.0 kJ·mol－1，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是____________ kJ。
(3)甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。已知某些化学键的键能数据如下表：
化学键
C—C
C—H
H—H
C—O
CO
H—O
键能/(kJ·mol－1)
348
413
436
358
1 072
463
已知CO中的C与O之间为叁键连接，则工业制备甲醇的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1
③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－2 599 kJ·mol－1
根据盖斯定律，计算298 K时由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变：________。
解析：(1)5 g CH3OH(l)充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出113.5 kJ的热量，则1 mol CH3OH充分燃烧时，放出的热量为：113.5 kJ＝726.4 kJ，故其燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.4 kJ·mol－1。
(2)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，则1 mol乙硼烷在氧气中燃烧，放出2 165 kJ的热量，反应的热化学方程式为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJ·mol－1①，②H2O(l)===H2O(g) ΔH＝44 kJ·mol－1，由盖斯定律可知①＋②3得：B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(g) ΔH＝－2 033 kJ·mol－1,11.2 L(标准状况)即0.5 mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2 033 kJ·mol－10.5 mol＝1 016.5 kJ。
(3)CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)，ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，ΔH1＝1 072 kJ·mol－1＋2436 kJ·mol－1－(3413 kJ·mol－1＋358 kJ·mol－1＋463 kJ·mol－1)＝－116 kJ·mol－1，热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g) ΔH＝－116 kJ·mol－1。
(4)由题意知，需求算下述反应的焓变：2C(石墨，s)＋H2(g)===C2H2(g) ΔH，由盖斯定律，将题给热化学方程式加合，(①4＋②－③)得：2C(石墨，s)＋H2(g)===C2H2(g) ΔH＝2ΔH1＋－，则ΔH＝ kJ·mol－1＝226.7 kJ·mol－1。
答案：(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.4 kJ·mol－1
(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)
ΔH＝－2 165 kJ·mol－1 1 016.5
(3)CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)
ΔH＝－116 kJ·mol－1
(4)ΔH＝226.7 kJ·mol－1
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“课时跟踪检测”见“课时跟踪检测(二)”
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课时跟踪检测（一） 化学反应的焓变
1．热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1中，物质分子式前的化学计量数表示( )
A．分子数 B．体积
C．物质的量 D．质量
解析：选C 热化学反应方程式中物质化学式前的化学计量数表示的是相应物质的物质的量，而不表示物质的分子个数。
2．关于化学反应中的说法错误的是( )
A．如图所示的反应为放热反应
B．化学反应中有物质变化也有能量变化
C．需要加热的化学反应不一定是吸热反应
D．化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
解析：选A 由题图可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，此反应为吸热反应，A错误；任何化学反应中，既有物质变化，又会伴随着能量变化，B正确；有的放热反应也需要加热，如铝热反应，C正确；化学反应中，化学键的断裂需吸收能量，而化学键的生成需放出能量，D正确。
3．下列反应中，既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是( )
A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B．铝与稀盐酸反应
C．灼热的炭与二氧化碳反应
D．甲烷在空气中燃烧
解析：选C A项反应不是氧化还原反应，B、D两项反应都是放热反应，C项既是氧化还原反应，又是吸热反应。
4．分析如图的能量变化示意图，确定下列选项中正确的是( )
A．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH<0
B．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH>0
C．2A＋B===2C ΔH<0
D．2C===2A＋B ΔH<0
解析：选A 由图示知，2A(g)＋B(g)的总能量高于2C(g)的能量，则反应2A(g)＋B(g)===2C(g)为放热反应，ΔH<0，A正确；C、D两项没有注明物质状态。
5．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.3 kJ·mol－1表示( )
A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B．1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量
C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，并吸热131.3 kJ
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1 kJ
解析：选C 该热化学方程式表示1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，并吸收131.3 kJ的热量。
6．已知①H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1＝－184.6 kJ·mol－1，则反应②H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)的ΔH2为( )
A．184.6 kJ·mol－1 B．－92.3 kJ·mol－1
C．－369.2 kJ·mol－1 D．92.3 kJ·mol－1
解析：选B 由题目可知：反应②＝①×，则ΔH2＝ΔH1×＝(－184.6 kJ·mol－1)×＝－92.3 kJ·mol－1。
7．已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是( )
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)ΔH＝242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝484 kJ·mol－1
解析：选A B项中水为液态，排除B；H2与O2反应生成水蒸气是放热反应，ΔH应为负值，而其逆反应ΔH则为正值，故排除C、D两项。
8．如图所示是101 kPa时氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的能量变化，则下列有关说法中不正确的是( )
A．1 mol H2中的化学键断裂时需要吸收436 kJ能量
B．2 mol HCl分子中的化学键形成时要释放862 kJ能量
C．此反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝183 kJ·mol－1
D．此反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g) ΔH＝－91.5 kJ·mol－1
解析：选C 断裂化学键吸热，形成化学键放热，结合题给数据可知，A、B项正确；H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH＝436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－431 kJ·mol－1×2＝－183 kJ·mol－1，故C项错误，D项正确。
9．写出下列反应的热化学方程式：
(1)1 mol氨气和适量氯化氢气体化合生成氯化铵固体，放出176 kJ热量：________________________________________________________________________。
(2)氮气和氧气化合生成1 mol NO气体，吸收90.25 kJ 热量：________________________________________________________________________。
(3)1 mol CO还原适量Fe2O3固体生成Fe(s)，放出8.2 kJ 热量：________________________________________________________________________。
(4)乙烯气体与氧气反应生成1 mol H2O(l)和CO2(g)，放出705.5 kJ热量：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：先写出反应的化学方程式→再注明各物质的聚集状态→据热效应确定ΔH的正负→据化学计量数确定ΔH的数值。
答案：(1)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH＝－176 kJ·mol－1
(2)N2(g)＋O2(g)===NO(g) ΔH＝90.25 kJ·mol－1
(3)3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝－24.6 kJ·mol－1
(4)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－1 411 kJ·mol－1
10．(1)家用液化气中主要成分之一是丁烷(C4H10)。当1 g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50 kJ。试写出丁烷燃烧的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)12 g C(石墨)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量。该反应的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
若吸收393.9 kJ热量，则消耗石墨为__________g。
解析：(1)1 mol丁烷燃烧放出的热量为58×50 kJ＝2 900 kJ。
(2)12 g C即为1 mol，则该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，
若吸收393.9 kJ热量，则消耗石墨为＝3 mol，即36 g。
答案：(1)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2 900 kJ·mol－1
(2)C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJ·mol－1 36
1．下列各图中，表示反应是吸热反应的是( )
解析：选A 反应物的总能量低于生成物的总能量属于吸热反应；反应物的总能量高于生成物的总能量属于放热反应，据图可知A为吸热反应，B、D为放热反应。
2．下列说法不正确的是( )
A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
B．对于ΔH>0的反应，反应物的能量小于生成物的能量
C．放热反应都不需要加热就能发生
D．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生
解析：选C 化学反应中既有物质变化，又有能量变化，A正确；ΔH>0的反应为吸热反应，则反应物的能量小于生成物的能量，B正确；有些放热反应需要加热或点燃才能引发，C错误；有些吸热反应如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl在常温下就能反应，D正确。
3．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，则下列说法中正确的是( )
A．X的能量一定高于M
B．Y的能量一定高于N
C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D．因该反应为放热反应，所以不必加热就可以发生
解析：选C 对于放热反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量，A、B项中均不是反应物或生成物的总能量，不成立；放热或吸热反应是指反应的能量变化过程而不是指反应的条件，有些放热反应也要先加热才能发生。
4．已知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＞0，下列判断正确的是( )
A．此反应为放热反应
B．断裂1 mol石墨的化学键需要吸收的能量小于生成1 mol金刚石化学键所放出的能量
C．石墨比金刚石稳定
D．此变化为物理变化
解析：选C A项，ΔH＞0，反应为吸热反应，错误；B项，ΔH＝(断裂1 mol石墨的化学键需要吸收的能量)－(生成1 mol金刚石化学键所放出的能量)＞0，断裂1 mol石墨中的化学键需要吸收的能量大于生成1 mol金刚石中的化学键所放出的能量，B错误；C项，ΔH＞0，石墨能量小于金刚石，能量越低越稳定，石墨比金刚石稳定，C正确；D项，有新物质生成，此变化为化学变化，错误。
5．CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，有关两者反应的说法正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)具有的总能量
C．反应的热化学方程式是CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝41 kJ·mol－1
D．1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和H2O(g)要放出41 kJ热量
解析：选B 由图示知，反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应，A项错误，B项正确；该反应的热化学方程式应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1，C项错误，同时知D项中应吸收41 kJ热量，D项错误。
6．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知( )
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应的热化学方程式为NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑
解析：选B 醋酸受冷凝固，NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应，A项错误；反应中热能转化为化学能，B项正确；吸热反应反应物的总能量低于生成物总能量，C项错误；热化学方程式未标明聚集状态以及反应的热量变化，D项错误。
7．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是( )
A．Q1＋Q2＞Q3 B．Q1＋Q2＞2Q3
C．Q1＋Q2＜Q3 D．Q1＋Q2＜2Q3
解析：选D 氢气在氯气中燃烧时放出能量，所以形成2 mol氯化氢中的化学键释放的能量大于破坏1 mol氢气中的化学键和破坏1 mol氯气中的化学键消耗的总能量。
8．1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为( )
A．C＋H2O===CO＋H2 ΔH＝131.3 kJ·mol－1
B．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝10.94 kJ·mol－1
C．C(s)＋H2O(l)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJ·mol－1
D．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJ·mol－1
解析：选D 1 mol碳完全反应时吸收的热量为10.94 kJ÷≈131.3 kJ，即1 mol碳完全反应时反应的焓变为ΔH＝131.3 kJ·mol－1。A项中各物质没有标明聚集状态，错误；B项焓变的数值错误；C项中水的状态应为气态。
9．如图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将镁片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，请根据要求完成下列问题：
(1)有关反应的离子方程式是_________________________________________________，
试管中看到的现象是____________________________________________________。
(2)U形管中液面A________(填“上升”或“下降”)，原因是____________________；说明此反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
(3)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“高于”“低于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
解析：镁片与盐酸的反应是放热反应，是由于反应物的总能量高于生成物的总能量，放出的热量使锥形瓶内气压增大，导致U形管左端液面下降，右端液面上升。
答案：(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 镁片溶解，有气泡产生
(2)下降 反应放出的热量使锥形瓶内气压增加 放热
(3)低于
10．硅在燃烧时会释放出大量热能，因此曾被考虑用作固体燃料。
已知：1 mol硅晶体中含有2 mol Si—Si键，1 mol SiO2晶体中含有4 mol Si—O键，且各化学键的键能数据如下表所示：
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
O===O
Cl—Cl
所需能量
/kJ
460
360
436
431
176
494
243
(1)工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH＝______kJ·mol－1。
(2)写出硅燃烧的热化学方程式____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知反应Si＋2Cl2△,SiCl4，试比较1 mol硅转化生成SiCl4和SiO2时的热效应。
解析：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。(1)ΔH＝360 kJ·mol－1×4＋436 kJ·mol－1×2－176 kJ·mol－1×2－431 kJ·mol－1× 4＝236 kJ·mol－1。
(2)硅燃烧的化学方程式为Si＋O2===SiO2
ΔH＝176 kJ·mol－1×2＋494 kJ·mol－1－460 kJ·mol－1×4＝－994 kJ·mol－1。
即热化学方程式为
Si(s)＋O2(g)===SiO2(s) ΔH＝－994 kJ·mol－1。
(3)硅与Cl2反应生成SiCl4的反应为Si＋2Cl2SiCl4，其ΔH＝176 kJ·mol－1×2＋243 kJ·mol－1×2－360 kJ·mol－1×4＝－602 kJ·mol－1，故与生成SiO2比较，生成SiCl4放出的热量较少。
答案：(1)236
(2)Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)ΔH＝－994 kJ·mol－1
(3)生成SiO2放热较多
课时跟踪检测（三） 能源的充分利用
1．合理利用燃料减小污染符合“可持续发展”理念，下列关于燃料的说法正确的是( )
A．“可燃冰”(化学组成CH4·nH2O)是将水变为油的新型燃料
B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料
C．乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料
D．石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料
解析：选B A项，“可燃冰”外观像冰，其化学组成是CH4·nH2O，水的化学式为H2O，根据元素守恒知，水不能变为油，错误；B项，氢能源具有来源广、热值高，且燃烧后生成水对环境无污染，正确；C项，乙醇中含有碳、氢、氧三种元素，其燃烧产物是二氧化碳和水，但乙醇为可再生能源，错误；D项，石油和煤都属于化石燃料，且属于不可再生能源，D错误。
2．下列热化学方程式中，ΔH能正确表示物质的标准燃烧热的是( )
A．CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol
B．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
D．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
解析：选D A项，此反应完全燃烧应生成CO(g)和H2O(l)，故ΔH不代表标准燃烧热，错误；B项，C的化学计量数为1，但产物不是CO2，ΔH不代表燃烧热，错误；C项，H2的化学计量数为1，但产物不是H2O(l)，ΔH不代表燃烧热，错误。
3．下列热化学方程式中，ΔH的数值能表示可燃物标准燃烧热的是( )
A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1
B．CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ·mol－1
解析：选B A中氧化剂为Cl2，C中H2的物质的量不是1 mol，D中H2O不是液态，故A、C、D三项均错。
4．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的标准燃烧热依次是393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、890.3 kJ·mol－1、2 800 kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是( )
A．C (s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝571.6 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2 (g)===CO2 (g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2 (g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
解析：选D 根据标准燃烧热的概念，碳的燃烧产物应是二氧化碳；氢气燃烧是放热反应(ΔH<0)且生成液态水；甲烷的燃烧产物应是气态二氧化碳和液态水。
5．已知1 mol白磷(s)转化为1 mol红磷，放出18.39 kJ热量，又知：
4P(白、s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1①
4P(红、s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2②
则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1＞ΔH2
C．ΔH1＜ΔH2 D．无法确定
解析：选C 根据盖斯定律，由①－②可得4P(白、s)＝4P(红、s)，ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－18.39 kJ·mol－1，所以ΔH1＜ΔH2。
6．一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q，它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收可得100 g CaCO3沉淀。则完全燃烧1 mol无水乙醇时放出的热量是( )
A．0.5Q B．Q
C．2Q D．5Q
解析：选C CaCO3中的C来自于乙醇，100 g CaCO3中含碳的物质的量为＝1 mol，而1 mol C2H5OH中含2 mol碳，即1 mol乙醇完全燃烧时放出2Q的热量。
7．1.5 g 火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧，放出50 kJ热量，则二甲基肼的标准燃烧热ΔH为( )
A．－1 000 kJ·mol－1 B．－1 500 kJ·mol－1
C．－2 000 kJ·mol－1 D．－3 000 kJ·mol－1
解析：选C 1.5 g放热为50 kJ，则1 mol二甲基肼(即60 g)放热为：×60 g·mol－1＝2 000 kJ·mol－1。
8．已知葡萄糖的标准燃烧热ΔH＝－2 804 kJ·mol－1，当它氧化生成1 g液态水时放出的热量是( )
A．26.0 kJ B．51.9 kJ
C．155.8 kJ D．467.3 kJ
解析：选A 葡萄糖的标准燃烧热是－2 804 kJ·mol－1，即1 mol葡萄糖完全燃烧生成
6 mol二氧化碳和6 mol液态水时放出2 804 kJ的热量，当生成1 g液态水时放出热量为÷6 mol×2 804 kJ＝26.0 kJ。
9．已知25 ℃、101 kPa时下列物质的标准燃烧热：
序号
名称
化学式
ΔH(kJ·mol－1)
①
苯
C6H6(l)
－3 267.5
②
一氧化碳
CO(g)
－283.0
③
乙醇
C2H5OH(l)
－1 366.8
试写出表示上述物质标准燃烧热的热化学方程式。
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
答案：①C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－3 267.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1 366.8 kJ·mol－1
10．(1)丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题：
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“＋”或“－”。
②写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式：___________________________________
________________________________________________________________________。
③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。
(2)盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：
①已知：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
若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为________ kJ。
②碳(s)在氧气供应不充足时，生成CO同时还部分生成CO2，因此无法通过实验直接测得反应：C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH。但可设计实验，利用盖斯定律计算出该反应的ΔH，计算时需要测得的实验数据有________________________。
解析：(1)①丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)的过程放热，ΔH为“－”。
②标准燃烧热是1 mol物质完全燃烧的反应热，所以表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 215.0 kJ·mol－1。
③n(二甲醚)×1 455 kJ·mol－1＋[1 mol－n(二甲醚)]×2 215.0 kJ·mol－1＝1 645 kJ，解得n(二甲醚)＝0.75 mol，n(丙烷)＝0.25 mol。
(2)①由盖斯定律可得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH4＝－(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol－1，所以使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，整个过程中放出的热量为(3Q1－Q2＋Q3)kJ。
②利用盖斯定律计算反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH，需要测得的实验数据有碳和CO的标准燃烧热。
答案：(1)①－
②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2 215.0 kJ·mol－1
③1∶3
(2)①(3Q1－Q2＋Q3)
②碳和CO的标准燃烧热
1．已知丙烷的标准燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为( )
A．55 kJ B．220 kJ
C．550 kJ D．1 108 kJ
解析：选A 丙烷分子式是C3H8,1 mol丙烷完全燃烧会产生4 mol水，则丙烷完全燃烧产生1.8 g水，放出的热量为×2 215≈55(kJ)。
2．已知：① 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH1，
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2。
下列说法中正确的是( )
A．碳的标准燃烧热为0.5ΔH1 kJ·mol－1
B．②能表示CO标准燃烧热的热化学方程式
C．碳的标准燃烧热ΔH＝0.5(ΔH1＋ΔH2)
D．碳的标准燃烧热 ΔH大于CO的标准燃烧热ΔH
解析：选C 由(①＋②)×可得C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝0.5(ΔH1＋ΔH2)，C正确，A、B错误；碳的标准燃烧热ΔH小于CO的标准燃烧热ΔH，D项错误。
3．大型运动会火炬使用的燃料是丙烷(C3H8)，其完全燃烧后只有CO2和H2O，不会造成环境污染，已知有以下四个热化学反应方程式：
①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－a kJ·mol－1
②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－b kJ·mol－1
③2C3H8(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋2CO(g)＋8H2O(l)
ΔH＝－c kJ·mol－1
④C3H8(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－d kJ·mol－1
其中 a、b、c、d最大的是( )
A．a B．b
C．c D．d
解析：选C ①与②相比生成液态水比气态水放出的热量多，所以b>a，④中各物质的量均为①中的一半，所以d＝a，③中与②相比，2 mol C3H8燃烧生成 4 mol CO2和2 mol CO，相当于此反应中的2 mol C3H8有1 mol 完全燃烧，1 mol不完全燃烧，故放出的热量c大于b，所以c最大。
4．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ·mol－1
标准状况8.96 L某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A．2∶1 B．1∶2
C．1∶1 D．2∶3
解析：选C 混合气体n(混合)＝8.96 L÷22.4 L·mol－1＝0.4 mol,1 mol混合气体燃烧放出的热量113.7 kJ÷0.4 mol＝284.35 kJ·mol－1，又知H2的标准燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，CO的标准燃烧热ΔH＝－282.9 kJ·mol－1，利用十字交叉法计算：
H2 285.8CO 282.91.451.45
n(H2)∶n(CO)＝1.45∶1.45＝1∶1。
5．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol－1、1 411.0 kJ·mol－1和1 366.8 kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )
A．－44.2 kJ·mol－1 B．44.2 kJ·mol－1
C．－330 kJ·mol－1 D．330 kJ·mol－1
解析：选A 由题意知①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1
②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2＝－1 411.0 kJ·mol－1
③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH3＝－1 366.8 kJ·mol－1
则：④C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l) ΔH，由盖斯定律得：④＝②－③，则ΔH＝ΔH2－ΔH3＝－1 411.0 kJ·mol－1－(－1 366.8 kJ·mol－1)＝－44.2 kJ·mol－1。
6．室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
解析：选B 由题给条件可知：①CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l) ΔH1＞0，②CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq) ΔH2＜0，由①－②可得CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0，即ΔH3>ΔH1。
7．已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出x kJ热量。已知单质碳的标准燃烧热为y kJ·mol－1，则1 mol C与O2反应生成CO的反应热ΔH为( )
A．－y kJ·mol－1
B．－(10x－y)kJ·mol－1
C．－(5x－0.5y)kJ·mol－1
D．＋(10x－y)kJ·mol－1
解析：选C n(C)＝＝0.3 mol，n(O)＝2n(O2)＝2×＝
0.4 mol,18．比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。
(1)S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(3)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(4)煤作为燃料有2种途径：
途径1——直接燃烧：
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
途径2——先制水煤气：
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2>0
再燃烧水煤气：
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3<0
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0
ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是__________________________________________。
解析：(1)中两式相减得：S(s)===S(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2>0(固态硫变为硫蒸气是吸热过程)，所以ΔH1>ΔH2(气态硫比固体硫燃烧放出的热量多)；(2)中两式相减得：2H2O(g)===2H2O(l) ΔH＝ΔH1－ΔH2<0(水蒸气变为液态水是放热过程 )，所以ΔH1<ΔH2(生成液态水比生成水蒸气放出的热量多)；(3)中两式相减得：4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2<0(铝热反应很剧烈，是典型而熟悉的放热反应)，所以ΔH1<ΔH2；(4)中将途径2的后两个热化学方程式分别乘以后与第一个热化学方程式相加得：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)，即ΔH1＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)。(两种途径的ΔH完全相同)。
答案：(1)> (2)< (3)<
(4)ΔH1＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)
9．城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式：____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1
已知CO气体燃烧的热化学方程式为
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－282.57 kJ·mol－1
试比较同物质的量的丙烷和一氧化碳燃烧，产生的热量比值约为________。
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为
________________。
(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是________________________________________________________________________。
解析：(1)由题意“由煤与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气”“煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气”，可知化学方程式为C＋H2O(g)CO＋H2；
(2)同物质的量的丙烷和一氧化碳燃烧，产生的热量比值为2 220.0∶282.57＝7.86∶1。同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值为∶＝142.9∶50.5＝2.83∶1。
答案：(1)C＋H2O(g)CO＋H2
(2)7.86∶1 (3)2.83∶1
(4)来源丰富；产物无污染
课时跟踪检测（二） 反应热的测量与计算
1．中和反应反应热测定实验中，下列操作一定使测定结果偏低的是( )
A．量筒量取所用药品
B．NaOH溶液在倒入小烧杯中时，有少量的溅出
C．量热计的保温材料质量高
D．测量HCl溶液温度时的温度计用水洗后，测NaOH溶液的温度
解析：选B NaOH溶液溅出，导致反应的NaOH的量减小，使放出的热量减少，致使结果偏低。
2．已知在298 K时下述反应的有关数据
C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)ΔH1＝－110.5 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
则C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH为( )
A．283.5 kJ·mol－1 B．172.5 kJ·mol－1
C．－172.5 kJ·mol－1 D．－504 kJ·mol－1
解析：选B 根据盖斯定律：ΔH＝2ΔH1－ΔH2＝2×(－110.5 kJ·mol－1)－(－393.5 kJ·mol－1)＝172.5 kJ·mol－1。
3．在298 K、100 kPa时，已知：
①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1
②Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
解析：选A 根据盖斯定律，①＋2×②＝③，则ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。
4．已知25 ℃、101 kPa条件下：①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－2 834.9 kJ·mol－1；②4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－3 119.1 kJ·mol－1。由此得出的正确结论是( )
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应
B．等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为吸热反应
C．O3比O2稳定，由O2变O3为放热反应
D．O2比O3稳定，由O2变O3为吸热反应
解析：选D 由已知热化学方程式①－②可得3O2(g)===2O3(g) ΔH＝284.2 kJ·mol－1，由此可知等质量的O2比O3能量低，即O2比O3稳定，O2转化为O3的反应为吸热反应。
5．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1，
H2SO4(浓，aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH2＝m kJ·mol－1。下列说法正确的是( )
A．上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量
B．ΔH1＜ΔH2
C．ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1
D．|ΔH1|＞|ΔH2|
解析：选A A项，热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，正确；B项，浓硫酸溶于水放热，故含 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液反应时，放出的热量大于57.3 kJ，由于ΔH为负值，所以ΔH1＞ΔH2，B、C、D项错误。
6．氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的热化学方程式分别为
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是( )
A．H2(g) B．CO(g)
C．C8H18(l) D．CH4(g)
解析：选B 假设H2、CO、C8H18和CH4的质量皆为1 g，则它们放出的热量分别为
H2：×285.8 kJ·mol－1＝142.9 kJ
CO：×283.0 kJ·mol－1＝10.11 kJ
C8H18：×5 518 kJ·mol－1＝48.40 kJ
CH4：×890.3 kJ·mol－1＝55.64 kJ
故答案为B。
7．已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝67.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534 kJ·mol－1
则2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)的ΔH是( )
A．－1 135.7 kJ·mol－1 B．6 601.7 kJ·mol－1
C．－466.3 kJ·mol－1 D．1 000.3 kJ·mol－1
解析：选A ②×2－①得目标热化学方程式，则ΔH＝ΔH2×2－ΔH1＝－1 135.7 kJ·mol－1。
8．已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH＝－25 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH＝－47 kJ·mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH＝19 kJ·mol－1
则FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式为( )
A．FeO＋CO===Fe＋CO2 ΔH＝－11 kJ·mol－1
B．FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－22 kJ·mol－1
C．FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－11 kJ·mol－1
D．FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝11 kJ·mol－1
解析：选C 根据盖斯定律，由[(①×3－②)－③×2]÷6即得目标热化学方程式FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)，则6ΔH＝[－25×3－(－47)－38]＝－66 kJ·mol－1，ΔH＝－11 kJ·mol－1。
9．(1)已知：下列两个热化学方程式：
Fe(s)＋1/2O2(g)===FeO(s)
ΔH1＝－272.0 kJ·mol－1 ①
2Al(s)＋3/2O2(g)===Al2O3(s)
ΔH2＝－1 675.7 kJ·mol－1 ②
则Al(s)单质和FeO(s)反应的热化学方程式是________________________________。
(2)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(l)
ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1
②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由反应物质确定目标热化学方程式为2Al(s)＋3FeO(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s) ΔH3
由②－①×3得目标热化学方程式，则ΔH3＝ΔH2－ΔH1×3＝－859.7 kJ·mol－1。
(2)首先写出肼和N2O4反应的化学方程式并注明状态。
2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)
可由②×2－①得到，ΔH＝ΔH2×2－ΔH1＝－1 048.9 kJ·mol－1。
答案：(1)2Al(s)＋3FeO(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s)ΔH3＝－859.7 kJ·mol－1
(2)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1 048.9 kJ·mol－1
10.用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热(生成1 mol H2O时的反应热)。回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是____________________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是__________________________________________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和反应反应热的数值______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)实验中改用60 mL 0.50 mol·L－1盐酸跟50 mL 0.55 mol·L－1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和反应反应热__________(填“相等”或“不相等”)，简述理由：________________________________________。
(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和反应反应热的数值会____________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
解析：中和反应放出的热量跟生成H2O的物质的量有关。而中和反应反应热是指强酸跟强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O的反应热，与酸、碱的用量无关。
答案：(1)环形玻璃搅拌棒 (2)减少实验过程中热量的损失 (3)偏小 (4)不相等 相等 因为中和反应反应热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O的反应热，与酸、碱的用量无关 (5)偏小
1．在进行中和反应反应热的测定中，下列操作错误的是( )
A．反应前酸、碱溶液的温度要相同
B．环形玻璃棒搅拌能加快反应速率，减少实验误差
C．为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
D．为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量
解析：选C A项，反应前酸、碱溶液温度要相同，不同时误差较大，正确；B项，环形玻璃棒搅拌能加快反应速率，减小实验误差，正确；C项，分次加入混合时，容易造成热量损失，使测定结果不准确，错误；D项，为了使反应进行更完全，可以使酸(碱)适当过量，正确。
2．钛被称为“第三金属”，其制取原料为金红石(TiO2)，制取步骤为
TiO2―→TiCl4Ti
已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2
③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH3
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH为( )
A．ΔH3＋2ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＋2ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2 D．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2
解析：选C 由③＋①×2－②可得
TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)
ΔH＝ΔH3＋2ΔH1－ΔH2。
3．用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1 ℃，终止温度为23.4 ℃，反应后溶液的比热容为4.18 J·g－1·℃－1，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm－3，则中和反应生成1 mol水时放热( )
A．55.2 kJ B．391 kJ
C．336 kJ D．1.38 kJ
解析：选A 代入Q＝－ kJ·mol－1计算即可。
4．化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如下图所示，该反应的热化学方程式是( )
A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1
B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝2(b－a) kJ·mol－1
C.N2(g)＋H2(g)===NH3(l) ΔH＝(b＋c－a) kJ·mol－1
D.N2(g)＋H2(g)===NH3(g) ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1
解析：选A 由题图可以看出， mol N2(g)和 mol H2(g)的化学键断裂需吸收的总能量为a kJ，形成1 mol NH3(g)放出的能量为b kJ，所以有N2(g)＋H2(g)===NH3(g) ΔH＝(a－b) kJ·mol－1，而1 mol NH3(g)转化为1 mol NH3(l)放出c kJ的热量，所以有N2(g)＋H2(g)===NH3(l) ΔH＝(a－b－c) kJ·mol－1，即N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1。
5．运用中和反应反应热的测定方法，即保温、隔热的条件下，向盛有20 mL 2.08 mol·L－1 NaOH溶液的试管中分五次加入1～5 mL未知浓度的H2SO4溶液(边加边振荡，每次加入1 mL)后，测得溶液的温度分别是1.4 ℃、2.5 ℃、4.2 ℃、5.2 ℃、5.18 ℃，则该硫酸溶液的物质的量浓度约是( )
A．20.8 mol·L－1 B．6.9 mol·L－1
C．5.2 mol·L－1 D．4.16 mol·L－1
解析：选C 滴加H2SO4时，溶液的最高温度为NaOH和H2SO4恰好中和，此时用去H2SO4为4 mL。
设H2SO4的物质的量浓度为c mol·L－1，
则20×10－3 L×2.08 mol·L－1＝c×4×10－3 L×2，
c＝5.2 mol·L－1。
6．肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。
已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：NN为942、OO为500、N—N为154，则断裂1 mol N—H键所需的能量(kJ)是( )
A．194 B．391 C．516 D．658
解析：选B 由图知N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH1＝－534 kJ·mol－1，设断裂1 mol N—H键所需的能量为x kJ，则ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－534 kJ·mol－1＋2 752 kJ·mol－1＝＋2 218 kJ·mol－1，即N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)需要吸收2 218 kJ能量，1 mol N2H4中含有1 mol N—N键和4 mol N—H键，故154 kJ＋4x kJ＋500 kJ＝2 218 kJ，得x＝391，B项正确。
7．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g) ΔH＝－72 kJ·mol－1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
化学键键能/(kJ·mol－1
436
a
369
则表中a为( )
A．404 B．260 C．230 D．200
解析：选D H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g) ΔH＝－72 kJ·mol－1①
Br2(l)===Br2(g) ΔH＝30 kJ·mol－1②
热化学方程式①－热化学方程式②，得
H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g) ΔH＝－102 kJ·mol－1
所以有：a＋436－369×2＝－102 得a＝200。
8．(1)实验测得，5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________________
________________________________________________________________________。
又已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH2＝－44.0 kJ·mol－1，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是____________ kJ。
(3)甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。已知某些化学键的键能数据如下表：
化学键
C—C
C—H
H—H
C—O
CO
H—O
键能/(kJ·mol－1)
348
413
436
358
1 072
463
已知CO中的C与O之间为叁键连接，则工业制备甲醇的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1
③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－2 599 kJ·mol－1
根据盖斯定律，计算298 K时由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变：________。
解析：(1)5 g CH3OH(l)充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出113.5 kJ的热量，则1 mol CH3OH充分燃烧时，放出的热量为：×113.5 kJ＝726.4 kJ，故其燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.4 kJ·mol－1。
(2)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，则1 mol乙硼烷在氧气中燃烧，放出2 165 kJ的热量，反应的热化学方程式为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJ·mol－1①，②H2O(l)===H2O(g) ΔH＝44 kJ·mol－1，由盖斯定律可知①＋②×3得：B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(g) ΔH＝－2 033 kJ·mol－1,11.2 L(标准状况)即0.5 mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2 033 kJ·mol－1×0.5 mol＝1 016.5 kJ。
(3)CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)，ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，ΔH1＝1 072 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(3×413 kJ·mol－1＋358 kJ·mol－1＋463 kJ·mol－1)＝－116 kJ·mol－1，热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g) ΔH＝－116 kJ·mol－1。
(4)由题意知，需求算下述反应的焓变：2C(石墨，s)＋H2(g)===C2H2(g) ΔH，由盖斯定律，将题给热化学方程式加合，(①×4＋②－③)×得：2C(石墨，s)＋H2(g)===C2H2(g) ΔH＝2ΔH1＋－，则ΔH＝ kJ·mol－1＝226.7 kJ·mol－1。
答案：(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.4 kJ·mol－1
(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)
ΔH＝－2 165 kJ·mol－1 1 016.5
(3)CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)
ΔH＝－116 kJ·mol－1
(4)ΔH＝226.7 kJ·mol－1
