【化学】10-11学年同步学案（人教版选修4）：第一章 第三节 化学反应热的计算

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第3节 化学反应热的计算
重难点一 盖斯定律的应用
1．盖斯定律的应用
反应热的热效应只与始态和终态有关，就像登山至山顶一样，不管选择哪一条路线，山的海拔是不变的。
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。如下图所示：21世纪教育网
则有：ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
如：已知下列两个热化学方程式：
①P4(白磷，s)+5O2(g)===P4O10(s)
ΔH1=-2 983.2 kJ/mol
②P(红磷，s)+O2(g)===P4O10(s)
ΔH2=-738.5 kJ/mol
要写出白磷转化为红磷的热化学方程式可虚拟如下过程：
根据盖斯定律
ΔH=ΔH1+(-ΔH2)×4=-2 983.2 kJ/mol+738.5 kJ/mol×4=-29.2 kJ/mol
所以白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH=-29.2 kJ/mol。
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。
(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“+”、“-”号必须随之改变。[来源:21世纪教育网
重难点二 反应热计算的类型及方法
1．根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比。
2．根据反应物和生成物的能量和计算：
ΔH＝生成物的能量和－反应物的能量和。
3．根据反应物和生成物的键能和计算：
ΔH＝反应物的键能和－生成物的键能和。
4．根据盖斯定律计算：将热化学方程式进行适当的“加”、“减”等变形后，由过程的热效应进行计算、比较。
5．根据物质燃烧放热数值计算：Q(放)＝n(可燃物)×ΔH。
6．根据比热公式进行计算：Q＝cmΔT。
特别提醒　反应热计算的注意事项
(1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。
(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。
(3)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
(4)求总反应的反应热，不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立。某些物质只是在分步反应中暂时出现，
最后应该恰好消耗完。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1　1840年，瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。按此规律，结合下述反应方程式，回答问题。
已知：
(1)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
ΔH＝－176 kJ/mol
(2)NH3(g)＋H2O(l)===NH3·H2O(aq)
ΔH＝－35.1 kJ/mol
(3)HCl(g)＋H2O(l)===HCl(aq)
ΔH＝－72.3 kJ/mol
(4)NH3·H2O(aq)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq)
ΔH＝－52.3 kJ/mol
(5)NH4Cl(s)＋2H2O(l)===NH4Cl(aq)　ΔH＝Q
则第(5)个方程式中的反应热是__________。
答案　＋16.3 kJ/mol
解析　考查盖斯定律的理解运用。
本题可用“加合法”，也可用“虚拟路径法”。
a．加合法
(4)＋(3)＋(2)－(1)与(5)相比较得反应热是＋16.3 kJ/mol。
b．虚拟路径法
设计反应的虚拟过程
则有：－35.1 kJ/mol＋(－72.3 kJ/mol)＋(－52.3 kJ/mol)＋176 kJ/mol＝ΔH　ΔH＝＋16.3 kJ/mol。
利用盖斯定律进行问题分析时，常用加合法和虚拟途径法。
(1)加合法：根据需要将化学方程式进行代数转换，应注意各物质的计量数与ΔH的数值同等倍数的改变，ΔH的符号也作相应的改变。
(2)虚拟途径法
①先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。
②同种元素形成不同的单质(称为同素异形体)具有不同的能量，因此涉及书写该类单质的热化学方程式不仅要注明单质的聚集状态，还要注明同素异形体的名称。
例2　(1)CH3－CH3―→CH2===CH2＋H2，其中有关化学键的键能如下：
化学键 C－H C－C H－H
键能(kJ/mol) 414.4 615.3 347.4 435.3[来源:21世纪教育网
试计算该反应的反应热。
(2)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－Q1 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－Q2 kJ/mol
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－Q3 kJ/mol
常温下，取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复至常温，放出的热量为________kJ。
答案　(1)＋125.6 kJ/mol　(2)0.4Q1＋0.45Q3－0.4Q2
解析　(1)ΔH＝[6E(C－H)＋E(C－C)]－[E(C＝C)＋4E(C－H)＋E(H－H)]＝(6×414.4＋347.4)kJ/mol－(615.3＋4×414.4＋435.3)kJ/mol＝＋125.6 kJ/mol
(2)n(CH4)＝0.5 mol×＝0.4 mol，n(H2)＝0.5 mol×＝0.1 mol。0.4 mol CH4 燃烧时放出的热量为0.4Q1 kJ，此时生成0.8 mol H2O(g)。0.1 mol H2燃烧时放出的热量为0.05Q3 kJ，此时生成0.1 mol H2O(l)。根据盖斯定律导出，H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝ kJ/mol。
0．8 mol H2O(g)转化为0.8 mol H2O(l)时放出的能量为：0.8 mol×(－) kJ/mol＝(0.4Q1－0.4Q2 ) kJ。混合气体完全燃烧时，放出的总热量为：
0．4Q1 kJ＋0.05Q3 kJ＋(0.4Q3－0.4Q2) kJ＝(0.4Q1＋0.45Q3－0.4Q2) kJ
在解答化学键的键能与反应热之类的试题时，需要弄清每种反应物分子和生成物分子中所含有的共价键数目，这是求解的关键所在。运用盖斯定律进行反应热的计算是高考的要求，解答该类题通常可将给出的几个热化学方程式进行适当的组合，也可求出同一物质不同状态
之间转化时对应的热化学方程式。
1．放出983.8 kJ的热量
点拨　C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 kJ/mol。
2．5 mol C 完全燃烧，ΔH＝2.5 mol×(－393.5 kJ/mol)＝－983.8 kJ/mol。
2．3.5 mol H2
点拨　H2(g)燃烧热ΔH＝－285.8 kJ/mol，要使H2完全燃烧生成液态水，得到1 000 kJ的热量，需要H2 1 000 kJ÷285.8 kJ/mol＝3.5 mol。
3．燃烧热为296 kJ/mol
点拨　S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH
32 g/mol ΔH[来源:21世纪教育网
4 g －37 kJ
ΔH＝32g/mol×(－37 kJ)÷4 g＝－296 kJ/mol
4．燃烧热为889.6 kJ/mol
点拨
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH
16 g/mol ΔH
1.00 g －55.6 kJ
ΔH＝16 g/mol×(－55.6 kJ)÷1.00 g＝－889.6 kJ/mol
5．3 884.4 kJ，C2H2放出的热量多。
点拨　C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH
26 g/mol ΔH
2.00 g　　　　　　　　　　　　　　－99.6 kJ
ΔH＝26 g/mol×(－99.6 kJ)÷2.00 g＝－1 294.6 kJ/mol
Q＝3.00 mol×(－1 294.8 kJ/mol)＝－3 884.4 kJ
从第4题已知CH4的燃烧热为889.6 kJ/mol，与之相比，燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多。
6．282.8 kJ/mol
点拨　NH3 燃烧的热化学方程式为NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)。
将题中(1)式乘以，得H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH1＝×(－241.8 kJ/mol)＝－362.7 kJ/mol。
将题中(2)式照写：N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH2＝＋33.9 kJ/mol。
将题中(3)式反写，得NH3(g)===N2(g)＋H2(g)　　ΔH′3＝＋46.0 kJ/mol。
再将改写后的三式相加，得：
NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)
ΔH＝－282.8 kJ/mol。NH3 的燃烧热为282.8 kJ/mol。
7．9.64 kg
点拨　已知1 kg 人体脂肪储存32 200 kJ能量，行走1 km消耗170 kJ，每天走5 km,1年因此而消耗的脂肪量：170 kJ/km×5 km/d×365 d÷32 200 kJ/kg＝9.64 kg。
8．1 000 km
点拨　此人脂肪储存的能量为4.2×105 kJ，快速奔跑1 km要消耗420 kJ能量，此人脂肪可以维持奔跑的距离为4.2×105 kJ÷420 kJ/km＝1 000 km。
9．57.7%
点拨　1 t煤燃烧放热2.9×107 kJ,50 t水由20℃升温至100℃，温差100℃－20℃＝80℃，此时需吸热：50×103 kg×80℃×4.184 kJ/(kg·℃)＝1.673 6×107 kJ，锅炉的热效率＝(1.673 6×107) kJ÷(2.9×107 )kJ×100%＝57.7%。
10．1.7×106 kJ
点拨　各种塑料可回收的能量分别是：
耐纶　5 m3×4.2×104 kJ/m3＝21×104 kJ
聚氯乙烯　50 m3×1.6×104 kJ/m3＝80×104 kJ
丙烯酸类塑料　5 m3×1.8×104 kJ/m3＝9×104 kJ
聚丙烯　40m3×1.5×104 kJ/m3＝60×104 kJ
将回收的以上塑料加工成燃料，可回收能量为21×104 kJ＋80×104 kJ＋9×104 kJ＋60×104 kJ＝170×104 kJ＝1.7×106 kJ。
11．提示：可分成几组，查阅资料，共同讨论。
1．下列关于盖斯定律描述不正确的是(　　)
A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关
B．盖斯定律遵守能量守恒定律
C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热
D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热
答案　A
2．已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝＋Q1 kJ/mol，室温下，若将1 mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2 kJ，则(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．Q1>Q2 B．Q1＝Q2 C．Q1答案　A
解析　胆矾溶于水包括分解和溶解两个过程，最终使溶液温度降低即分解时吸收的热量大于溶解时放出的热量。
3．已知常温时红磷比白磷稳定，在下列反应中：
4P(白磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH＝－a kJ/mol
4P(红磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH＝－b kJ/mol
若a、b均大于零，则a和b的关系为(　　)
A．ab D．无法确定
答案　C
解析　根据盖斯定律，将两方程式加合，得：
4P(白磷，s)===4P(红磷，s)
ΔH＝b－a kJ/mol
由于常温下红磷比白磷稳定，上述转化为放热过程，即ΔH<0，则a>b。C项正确。
4．已知A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1，D(g)＋B(g)===E(g)　ΔH2，且ΔH1<ΔH2，若A和D的混合气体1 mol完全与B反应，反应热为ΔH3，则A和D的物质的量之比为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　
A. B. C. D.
答案　B
解析　设A的物质的量为x mol，则D的物质的量为(1－x) mol。
由反应的热化学方程式：A(g)　～　ΔH1
1 mol ΔH1
x mol ΔH1x
D(g)　　～　　ΔH2
1 mol ΔH2
(1－x) mol ΔH2(1－x)
所以ΔH1x＋ΔH2(1－x)＝ΔH3，x＝，
所以＝
5．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
(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：
________________________________________________________________________。
(1) 由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。已知反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝a kJ/mol。试根据表中所列键能数据估算a的数值：
(2) _______________________________________________________________________。
化学键 H—H N—H N≡N
键能(kJ/mol) 436 391 945
(3)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：21世纪教育网
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ/mol①
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH2＝－571.6 kJ/mol②
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－2 599 kJ/mol③
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：________________________________________________________________________。
答案　(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1452.8 kJ/mol
(2)－93
(3)ΔH＝＋226.7 kJ/mol
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，或2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1452.8 kJ/mol。
(2)ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和
＝3×436 kJ/mol＋945 kJ/mol－6×391 kJ/mol
＝－93 kJ/mol
故a的值为－93。
(3)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)/2得：
2C(石墨，s)＋H2(g)＝C2H2(g)　ΔH＝2ΔH1＋－则ΔH＝[2×(－393.5)＋－] kJ/mol＝＋226.7 kJ/mol
1．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ/mol、1 411.0 kJ/mol和1 366.8 kJ/mol，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．－44.2 kJ/mol B．＋44.2 kJ/mol C．－330 kJ/mol D．＋330 kJ/mol
答案　A
解析　根据燃烧热的概念，写出热化学方程式：
①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－1 411.0 kJ/mol
②C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1 366.8 kJ/mol
根据盖斯定律将反应①－②得：
C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)
ΔH＝－44.2 kJ/mol。
2．100 g碳燃烧所得气体中，CO占体积，CO2占体积，且C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH(298K)＝－110.35 kJ/mol，CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH(298K)＝－282.57 kJ/mol。与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　
A．392.92 kJ B．2489.44 kJ C．784.92 kJ D．3274.3 kJ
答案　C
解析　100 g碳不完全燃烧产生CO的物质的量为×mol，因为碳完全燃烧可分两步，先生成CO同时放热，CO再燃烧生成CO2再放出热量，总热量即为完全燃烧时放出的热量。因此与100 g碳完全燃烧相比，损失的热量即为× mol CO燃烧放出的热量，设为Q。
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH(298 K)＝－282.57 kJ/mol
1 mol 282.57 kJ21世纪教育网
×mol Q
Q＝282.57×× kJ＝784.92 kJ
1．已知下列热化学方程式：
Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s)　ΔH1＝－351.1 kJ/mol
Hg(l)＋O2(g)===HgO(s)　ΔH2＝－90.7 kJ/mol
由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)　ΔH3，其中ΔH3的值是(　　)
A．－441.8 kJ/mol　　　　　　 B．－254.6 kJ/mol
C．－438.9 kJ/mol D．－260.4 kJ/mol
答案　D
解析　利用加合法①－②可得热化学方程式，ΔH3＝ΔH1－ΔH2。
2．已知热化学方程式：
(1)2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ/mol
(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ/mol
当1 g液态水变为气态水时，对其热量变化有下列描述：①放出；②吸收；③2.44 kJ；④4.88 kJ；⑤88 kJ。其中正确的是(　　)
A．②和⑤ B．①和③ C．②和④ D．②和③
答案　D
解析　由盖斯定律，将热化学方程式(1)÷2＋(2)÷2得热化学方程式：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ/mol
故此转化吸收热量，据方程式计算可知，1 g液态水变为气态水时，吸收2.44 kJ的热量。
3．相同条件下，下列各反应均为放热反应，其中ΔH值最小的是(　　)
A．2A(l)＋B(l)＝2C(g)　ΔH1 B．2A(g)＋B(g)＝2C(g)　ΔH2
C．2A(g)＋B(g)＝2C(l)　ΔH3 D．2A(l)＋B(l)＝2C(l)　ΔH4
答案　C
解析　题给四个选项中各反应物和生成物物质的量对应相等，但聚集状态各不相同。由于同种物质气态时的能量高于液态时的能量，故B、C项反应物的能量最高，C、D项生成物的能量最低，故C项中反应物的总能量与生成物的总能量差值最大，由于反应放热，ΔH3为负值，故ΔH最小。
4．已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝Q1 kJ/mol
C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH＝Q2 kJ/mol
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)21世纪教育网
ΔH＝Q3 kJ/mol
若使46 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为(　　)
A．(Q1＋Q2＋Q3) kJ B．0.5(Q1＋Q2＋Q3) kJ
C．(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3) kJ D．(3Q1－Q2＋Q3) kJ
答案　D
解析　由盖斯定律和题意可得，乙醇燃烧的热化学方程式：C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)[来源:21世纪教育网
ΔH＝(3Q1－Q2＋Q3) kJ/mol
5．已知氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol，CO的燃烧热为282.8 kJ/mol；现有H2和CO组成的混合气体5.6 L(标准状况)，经充分燃烧后，放出总热量为71.15 kJ，并生成液态水。下列说法正确的是(　　)
A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－282.8 kJ/mol21世纪教育网
B．H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6 kJ/mol
C．燃烧前混合气体中CO的体积分数为40%
D．燃烧后的产物全部与足量的过氧化钠作用可产生0.125 mol O2
答案　CD
解析　A、B中的热化学方程式不符合燃烧热的概念；
由题意知：
n(CO)＋n(H2)＝＝0.25 mol
又因为n(H2)×285.8 kJ/mol＋n(CO)×282.8 kJ/mol＝71.15 kJ
解得：n(CO)＝0.1 mol　n(H2)＝0.15 mol
则与Na2O2作用产生的n(O2)＝0.25 mol×＝0.125 mol　　　　　　　　　　　　　　　
6．在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q>0)，经测定完全吸收生成的CO2需消耗5 mol/L的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为(　　)
A．＋8Q kJ/mol B．＋16Q kJ/mol C．－8Q kJ/mol D．－16Q kJ/mol
答案　D
解析　由题意知：
C4H10～4CO2～8KOH
1 mol 8 mol
n(C4H10) 5 mol×L－1×0.1 L
n(C4H10)＝0.062 5 mol
则1 mol C4H10完全燃烧放出的热量为：
×Q kJ＝16Q kJ
反应放热，故答案为D。
7．①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－571.6 kJ/mol，
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－565.1 kJ/mol，
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ/mol
根据以上三个热化学方程式，试判断：
(1)燃烧等体积(相同状况下)的氢气、一氧化碳和甲烷，放出的热量由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
(填物质的化学式，并用“>”连接)
(2)燃烧等质量的氢气、一氧化碳和甲烷，放出的热量由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
(3)为了使放出的热量相等，燃烧的氢气、一氧化碳和甲烷的质量由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
答案　(1)CH4>H2>CO　(2)H2>CH4>CO　(3)CO>CH4>H2
8．根据盖斯定律计算：已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.41 kJ/mol，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.51 kJ/mol，则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
由此看来更稳定的碳的同素异形体为__________。若取金刚石和石墨的混合晶体共1 mol在O2中完全燃烧，产生热量为Q kJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为________(用含Q的代数式表示)。
答案　C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH＝－1.90 kJ/mol　石墨　
解析　由盖斯定律，要得到金刚石和石墨的转化关系，可将两个热化学方程式相减即得：C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－395.41 kJ/mol＋393.51 kJ/mol＝－1.90 kJ/mol。
即C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH＝－1.90 kJ/mol
可见金刚石转化为石墨放出热量，说明石墨的能量更低，较金刚石稳定。
由十字交叉法：Q金刚石　395.41石墨　393.51Q－393.51395.41－Q可得两者的物质的量之比。
9．将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242.0 kJ/mol
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ/mol
请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：
________________________________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出下列循环图：
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析：甲、乙两同学观点正确的是__________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成：①甲醇　②甲醛　③甲酸　④乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应，合成上述________(填序号)物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。
答案　(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)21世纪教育网
ΔH＝＋131.5 kJ/mol
(2)乙　甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，且ΔH2>0)
(3)①减少污染　②燃烧充分　③方便运输(任选两个作答)
(4)②④
解析　根据盖斯定律将方程式合并即可得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ/mol，由此可知煤转化成水煤气是吸热反应，而甲正是忽略了这个问题，才误认为“煤转化成水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。CO和H2按1∶1反应合成物质时，可达到零排放，符合“绿色化学”的要求，则合成的物质的最简式应满足CH2O，则②、④符合。
10．已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量；1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量；1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水，放出890 kJ热量。
(1)写出氢气完全燃烧的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量__________890 kJ(填“>”、“＝”或“<”)。
(3)若将a mol CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水时，则放出的热量(Q)的取值范围是____________。
(4)若将a mol CH4、CO和H2的混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水，且CO2和水的物质的量相等时，则放出的热量(Q)的取值范围是____________。
答案　(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ/mol
(2)<
(3)283a kJ(4)284.5a kJ21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网