第1章 第3节
一、选择题
1．已知25 ℃、101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.51 kJ·mol－1①
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395.41 kJ·mol－1②
据此判断，下列说法中正确的是( )
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时石墨的能量比金刚石的低
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时石墨的能量比金刚石的高
C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时石墨的能量比金刚石的高
解析： 盖斯定律是热化学方程式书写的依据之一，同时通过ΔH的比较，亦可判断物质能量的高低。
根据盖斯定律，将①式减去②式，得到下列热化学方程式：
C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.90 kJ·mol－1
说明由石墨制备金刚石是吸热反应，吸收的热量作为化学能的形式贮存在金刚石中，也就是等质量的金刚石具有的能量比石墨高，A选项正确。
答案： A
2．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是( )
A．－441.8 kJ/mol B．－254.6 kJ/mol
C．－438.9 kJ/mol D．－260.4 kJ/mol
答案： D
3．氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷燃烧的热化学方程式分别为：
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ/mol
C8H18(l)＋25/2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ/mol
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ/mol
相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是( )
A．H2 B．CO
C．C8H18 D．CH4
解析： 题中各ΔH对应的可燃烧物的物质的量为1 mol，把它们的ΔH值分别换算成1 g可燃物燃烧的热量(即ΔH/m)即可比较。
答案： B
4．已知25 ℃、101 kPa条件下：
(1)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－2 834.9 kJ·mol－1
(2)4Al(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为吸热反应
B．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应
C．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应
D．O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应
解析： (2)－(1)得：2O3(g)===3O2(g) ΔH＝－284.2 kJ/mol，等质量的O2能量低。
答案： A
5．已知：H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.83 kJ/mol
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.9 kJ/mol
若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成5.4 g H2O(l)，并放出114.3 kJ热量，则混合气体中CO的物质的量为( )
A．0.22 mol B．0.15 mol
C．0.1 mol D．0.05 mol
答案： C
6．根据下表的数据，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热应为( )
部分物质的键能
H2 Cl2 HCl
键能(kJ·mol－1) 436 243 431
A.＋183.0 kJ/mol B．－366.0 kJ/mol
C．－183.0 kJ/mol D．＋211.0 kJ/mol
解析： 根据公式ΔH＝E1(反应物的键能总和)－E2(生成物的键能总和)＝(436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1)－(2×431 kJ·mol－1)＝－183 kJ·mol－1<0，为放热反应。
答案： C
7．(2011·长沙高二检测)已知：2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ/mol，实验室测得4 mol SO2发生上述化学反应时放出314.3 kJ热量，SO2的转化率最接近于( )
A．40% B．50%
C．80% D．90%
解析： SO2的转化率为：×100%＝80%。
答案： C
8．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： 解答本题可先写出相关的热化学方程式，然后根据热化学方程式进行分析、计算。根据题给各物质燃烧热数据可得相关热化学方程式为：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1；
②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－1 411.0 kJ·mol－1
③C2H5OH(l)＋3O2(g)===3H2O(l)＋2CO2(g) ΔH＝－1 366.8 kJ·mol－1
由②－③可得：C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l) ΔH＝－44.2 kJ·mol－1，
故A选项正确。
答案： A
二、非选择题
9．科学家盖斯曾提出“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。
①P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol－1
②P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2＝－738.5 kJ·mol－1
则白磷转化为红磷的热化学方程式为________________________________ ______________________________________。
答案： P4(s，白磷)===4P(s，红磷) ΔH＝－29.2 kJ·mol－1
10．(2011·南京调研)10 g硫磺在O2中完全燃烧生成气态SO2，放出的热量能使500 g H2O的温度由18 ℃升至62.4 ℃，则硫磺的燃烧热为________，热化学方程式为______________ _______________________________________________________________________。
解析： 由Q＝cmΔt＝cm(t2－t1)及Q＝n×|ΔH|得：
n×|ΔH|＝cm(t2－t1)×10－3
|ΔH|＝
＝
＝296.9 kJ/mol
故S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.9 kJ/mol。
答案： 296.9 kJ/mol
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.9 kJ/mol
11．煤燃烧的反应热可通过以下两种途径来利用：
a．利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热；
b．先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为：
a．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝E1①
b．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝E2②
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝E3③
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝E4④
回答：
(1)与途径a相比途径b有较多的优点，即______________________________________ __________________________________________________________________________________________________________。
(2)上述四个热化学方程式中的哪个反应ΔH>0________。
(3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是________。
A．a比b多 B．a比b少
C．a与b在理论上相同
(4)根据能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之间的关系为______________。
解析： (1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)是煤气化过程中发生的主要反应，生成CO和H2燃烧充分，能量利用率高，且运输方便。
(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)需吸收热量，ΔH>0。
(3)根据盖斯定律，②③④三方程式的加和可得①，理论上a、b两条途径产生的可利用的总能量是相同的。
(4)根据能量守恒及(3)的分析，不难得出E1＝E2＋E3＋E4。
答案： (1)煤的利用率高；变成气体以后，运输方便；使燃烧充分
(2)反应② (3)C (4)E1＝E2＋E3＋E4
12．(知能提升)(2011·黄岗中学高二质检)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：__________________________________ _____________________________________。
(2)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：________。
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：
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：________________________________________________________________________。
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＝－1 452.8 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＝kJ/mol
＝＋226.7 kJ/mol。
答案： (1)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 452.8 kJ/mol
(2)－93
(3)ΔH＝＋226.7 kJ/mol第1章 第2节
一、选择题
1．下列说法不正确的是( )
①化石燃料在任何条件下都能充分燃烧 ②化石燃料在燃烧过程中会产生污染环境的CO、SO2等有害气体 ③直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧效果好 ④固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低
A．①② B．①③
C．①④ D．③④
解析： 化石燃料只有在适当的温度和有足量氧气存在的情况下才能燃烧充分。化石燃料含硫元素，不经处理直接燃烧可产生污染环境的SO2，氧气不足时不完全燃烧又会产生CO，SO2、CO都会污染环境。化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料除去了硫，不仅可以减少SO2的生成，而且能燃烧充分，提高燃烧效率，所以①④的说法是错误的。
答案： C
2．下列性质中，能说明乙醇宜作燃料的是( )
①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境
③乙醇是一种可再生能源 ④燃烧时放出大量的热
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
解析： 在选择燃料时，应从物质的燃烧热(燃烧热值高)，燃料的储量(储量大，可再生)，对生态环境的影响(无影响或尽可能小)等各方面综合考虑，乙醇燃烧热值高，充分燃烧生成物为CO2和H2O，对环境无污染，且可以由绿色植物光合作用的产物淀粉发酵制取，是一种可再生能源，而燃烧时发生氧化反应是所有可燃物燃烧时的共性，故①错误。
答案： D
3．燃烧热与反应热的关系是( )
A．燃烧热是反应热的一种类型
B．当一个反应是燃烧反应时，该燃烧反应的反应热就是燃烧热
C．燃烧热不属于反应热，反应热是在25 ℃、101 kPa下测定的，而燃烧反应的温度要高
D．反应热有正负之分，燃烧热全部是正值
解析： 可燃物是1 mol且燃烧后生成稳定氧化物时的反应热才是燃烧热。
答案： A
4．下列说法正确的是( )
A．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，故反应一定是吸热反应
B．在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C．物质燃烧都需要氧气
D．物质燃烧放出热量的多少与外界条件有关
解析： A中CO是强还原剂(高温时)，点燃时易和氧气反应，生成稳定的二氧化碳，故CO燃烧是放热反应；B中碳燃烧有完全燃烧与不完全燃烧，1 mol碳完全燃烧生成CO2时所放出的热量叫燃烧热；任何发光放热的剧烈的化学反应都叫燃烧，如H2在Cl2中燃烧。
答案： D
5．下列有关反应热及能量变化的说法正确的是( )
A．反应CH4(g)＋2O2(g)―→CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3 kJ·mol－1，则CH4的燃烧热是802.3 kJ·mol－1
B．从化石能源到能源的多元化，其中核能不属于清洁能源，氢能属于清洁能源
C．放热反应可以自发进行，而吸热反应需加热才能进行
D．从能量守恒的角度看，用电解水法制得的氢气作常规能源是不可取的
解析： 燃烧热是指25 ℃、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。这个定义中有三个要素：一是1 mol可燃物；二是完全燃烧；三是生成稳定的化合物，选项A生成的是气态水，稳定的水应为液态，故A不正确；核能无污染，属于清洁能源，B不正确；放热反应并不是都可以自发进行的，例如，煤燃烧必须要达到它的着火点才行，所以开始反应前也需加热，故C不正确；选项D中电解水吸收的能量与氢气燃烧放出的能量是相等的，而使用过程中存在着能量的损失，热效率不可能为100%，故用这种方式得到的氢气作为常规能源是不可取的，故D正确。
答案： D
6．下列热化学方程式中，ΔH能正确表示物质的燃烧热的是( )
A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ/mol
B．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ/mol
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ/mol
D．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－11 036 kJ/mol
解析： 根据燃烧热的概念“1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量”知，CO(g)和气态水均不是稳定的化合物，故B、C错误；而D项中C8H18(l)的化学计量数为2，不符合燃烧热的概念。
答案： A
7．下列分别是利用不同能源发电的实例图形，其中不属于新能源开发利用的是( )
答案： C
8．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A．CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol－1
B．反应①中的能量变化如图所示
C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D．根据②推知反应CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH>－192.9 kJ·mol－1
解析： 燃烧热是指在25 ℃、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，而在选项A中甲醇与氧气反应生成的是氢气，而非H2O(l)，故选项A错误；反应①中ΔH>0，属于吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，故选项B错误。由题目所给的将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理可知，该过程可能要吸热，也可能要放热，故选项C错误；由燃烧热的定义和反应②可知D项正确。
答案： D
二、非选择题
9．(2011·临沂高三质检)能源可划分为一次能源和二次能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一次能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。氢气是一种高效而没有污染的二次能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ/mol。根据以上叙述回答：
(1)下列叙述正确的是( )
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．焦炉气是一次能源
(2)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ/mol，等质量的氢气和甲烷分别完全燃烧后，放出的热量之比约为( )
A．1∶3.4 B．1∶1.7
C．2.6∶1 D．4.6∶1
(3)关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向不正确的是( )
A．组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．设法将太阳光聚焦，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．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
解析： (1)电能通常是由其他能源(如煤、石油等)间接制取的，应属二次能源。直接利用水的动能和势能，水力应属一次能源，若用水力发电，则发出的电能应属于二次能源。天然气为一次能源。焦炉气是炼焦的产物，是从煤间接制取的，应属二次能源。
(3)构成水的氢、氧两元素与其单质H2和O2性质不同，水不能燃烧，O2也不是可燃物，O2只是能助燃。A错。水的分解是吸热反应，利用太阳能产生高温使水分解，此法可取，B正确。催化剂只能改变反应的速率，却不能把水分解，水分解的反应是吸热反应，C错。D是一个可以肯定的研究方向，以解决分解水制H2的问题。
答案： (1)AC (2)C (3)AC
10．①CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋177.7 kJ
②C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝－131.3 kJ/mol
③H2SO4(l)＋NaOH(l)===Na2SO4(l)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ/mol
④C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
⑤CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ/mol
⑥HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
⑦2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol
(1)上述热化学方程式中，不正确的有________；不正确的理由分别是_____________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)根据上述信息写出表示H2燃烧热的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)上述反应中，表示燃烧热的热化学方程式为_______________________________ _________________________________________；表示中和热的热化学方程式为________ ______________。
解析： (1)①中反应热的单位应是kJ/mol，②式不符合实际反应情况，碳和水的反应属于吸热反应，ΔH>0；③式中H2SO4、NaOH、Na2SO4的聚集状态应为aq。
(2)据⑦可写出表示H2燃烧热的热化学方程式：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol。
(3)燃烧热是101 kPa 1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，故④、⑤表示燃烧热的热化学方程式；同理，中和热指酸碱的稀溶液中和生成1 mol水时所放出的热量，故⑥可表示中和热的热化学方程式。
答案： (1)①②③ ①中ΔH单位有误；②不符合客观事实，ΔH应大于零；③除H2O外各物质均处于稀溶液中，应用aq 标注
(2)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol
(3)④⑤ ⑥
11．(2011·南京高二期末)以下是一些烷烃的燃烧热(kJ/mol)数据，回答下列问题：
化合物 燃烧热 化合物 燃烧热
甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0
乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6
丙烷 2 221.5 2 甲基丁烷 3 531.3
(1)已知：物质的能量越高越不稳定，根据表中的数据，比较正丁烷、异丁烷的热稳定性：正丁烷________异丁烷(填“>”或“<”)。
(2)写出表示乙烷燃烧热的热化学方程式：_________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量________(填“越多”“越少”或“相同”)。
解析： (1)由表中数据可知，正丁烷和燃烧热大于异丁烷，燃烧热越大，能量越高，越不稳定，由此知正丁烷的热稳定性小于异丁烷。
(2)由表查得乙烷的燃烧热为1 560.8 kJ/mol，故乙烷燃烧热的热化学方程式为C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 560.8 kJ/mol
(3)16 g CH4(1 mol CH4)完全燃烧放出热量为891.0 kJ,16 g C2H6完全燃烧放出热量为×16 g＝832 kJ<891.0 kJ。CH4中m(C)∶m(H)＝12∶4＝3∶1，C2H6中m(C)∶m(H)＝24∶6＝4∶1，乙烷中碳的质量分数大于甲烷，因此得出：相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少。
答案： (1)< (2)C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 560.8 kJ/mol
(3)越少
12．(知能提升)(2011·苏州调研)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，它由煤炭与水蒸气反应制得，故又称水煤气。
(1)试写出制取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
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
试比较等物质的量的C3H8和CO燃烧产生的热量的比值约为________。
(3)已知H2燃烧的热化学方程式为：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol
试比较等质量的H2和C3H8完全燃烧产生的热量的比值约为________。
(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)产生煤气的化学方程式为C＋H2O(g)CO＋H2。
(2)根据丙烷和CO燃烧的热化学方程式得，
等物质的量的C3H8和CO燃烧产生的热量比值为
＝。
(3)假设H2和C3H8的质量都为1 g，则产生热量的比值约为＝2.83。
(4)根据H2燃烧的热化学方程式分析。
答案： (1)C＋H2O(g)CO＋H2 (2)7.86∶1
(3)2.83∶1
(4)产物为H2O，对环境无污染；H2来源丰富第1章 第1节 第1课时
一、选择题
1．下列说法正确的是( )
A．凡有能量变化的过程都是化学变化
B．吸热反应只能在加热条件下才能进行
C．放热反应可能需要加热才能进行
D．天然气在空气中燃烧时，其化学能将全部转化为热能
解析： 有能量变化的过程不一定是化学变化，如水的蒸发，NaOH(s)溶于水，两过程都属于物理变化，但前者吸热，后者放热，A不正确；吸热反应不一定加热才能进行，放热反应也不一定不需要加热才能进行，B不正确，C正确；天然气燃烧时化学能转化为光能与热能，D不正确。
答案： C
2．下列各图中，表示正反应是吸热反应的图象是( )
解析： 当反应物的能量低于生成物的能量时，正反应为吸热反应。
答案： A
3．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是( )
A．铝片与稀硫酸的反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的碳与二氧化碳的反应 D．甲烷在氧气中的燃烧反应
答案： C
4．在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是( )
A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋725.8 kJ·mol－1
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 452 kJ·mol－1
C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－725.8 kJ·mol－1
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋1 452 kJ·mol－1
解析： 本题主要考查学生反应热的计算及热化学方程式的书写。1 g CH3OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放热22.68 kJ，则1 mol即32 g CH3OH完全燃烧放热：32 g×22.68 kJ·g－1＝725.8 kJ，吸热ΔH为“＋”，放热为“－”，故1 mol CH3OH(l)燃烧时，ΔH＝－725.8 kJ·mol－1，B项正确。
答案： B
5．有如下三个热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝a kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝b kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝c kJ·mol－1
下列关于它们的表述中，正确的是( )
A．它们都是吸热反应 B．a、b和c均为正值
C．a＝b D．2b＝c
解析： H2燃烧是放热反应，ΔH为负值，故A、B不正确；根据相同物质的反应，聚集状态不同，反应热不同，可判断a≠b，故C错；根据相同的反应，反应热与可燃物的物质的量成正比，第三个反应各反应物与生成物物质的量是第二个反应各反应物和生成物物质的量的2倍，可判断2b＝c。
答案： D
6．根据热化学方程式：S(l)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH＝－293.23 kJ/mol，分析下列说法正确的是( )
A．S(s)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量大于293.23 kJ/mol
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量小于293.23 kJ/mol
C．1 mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和大于1 mol硫和1 mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和
D．1 mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和小于1 mol硫和1 mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和
答案： C
7．石墨和金刚石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的是(双选)( )
A．石墨不如金刚石稳定
B．金刚石不如石墨稳定
C．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多
D．等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多
解析： 已知12 g石墨完全转化为金刚石时，要吸收E kJ的能量，即C(石墨)===C(金刚石) ΔH＝＋E kJ/mol，说明12 g金刚石比12 g石墨的能量高出E kJ；当12 g金刚石和12 g石墨分别完全燃烧均生成CO2时，金刚石比石墨多放出E kJ的能量。
答案： BC
8．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol，则关于方程式2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH的说法中正确的是( )
A．方程式中的化学计量数表示分子数
B．该反应ΔH大于零
C．该反应ΔH＝－571.6 kJ/mol
D．该反应可表示36 g水分解时的热效应
解析： 在书写热化学方程式时，若反应物和生成物对换，则ΔH的符号变化，数值不变，故B正确，C不正确；D项未注明水的状态。
答案： B
二、非选择题
9．(1)甲硅烷(SiH4)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态水。已知室温下1 g甲硅烷自燃放出热量44.6 kJ，其热化学方程式是__________________ _________________________________________________________。
(2)13 g C2H2(g)完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出659 kJ的热量，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)2.3 g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，生成2.7 g水和2.24 L CO2(标准状况)，并放出68.35 kJ热量，则该反应的热化学方程式为____________ _________________________________________________________________________。
答案： (1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1 427.2 kJ/mol
(2)2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2 636 kJ/mol
(3)C2H6O(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 367 kJ/mol
10．(2010·济南高二质检)已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中的能量变化如图，问：
(1)a、b、c分别代表什么意义？
(2)该反应是放热反应还是吸热反应？________，ΔH大于零还是小于零？________。
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(g)―→O(g)过程中断开H—H键和O===O键需吸收的能量，所以a代表旧键断裂吸收的能量。b代表2H(g)＋O(g)结合成H2O(g)中的氢氧键所放出的能量，c则代表断键所吸收的能量－成键所释放的能量，即a－b＝c。
(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量，所以该反应为放热反应，ΔH<0。
答案： (1)a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键形成放出的能量，c代表反应热。(2)放热反应 小于零
11．下表中的数据是破坏1 mol物质时的化学键所消耗的能量(kJ)：
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
能量(kJ) 243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答(1)～(5)题。
(1)下列物质能量最低的是( )
A．H2 B．Cl2
C．Br2 D．I2
(2)下列氢化物中最不稳定的是( )
A．HCl B．HBr C．HI
(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是________。
(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？________。你的根据是________________________________________________________________________。
解析： (1)破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量越多，此物质越稳定，能量越低，故选A项。(2)破坏1 mol物质中的化学键消耗的能量越少，此物质越不稳定，故选C项。(3)生成物成键时释放的总能量大于反应物断裂时吸收的总能量，故为放热反应。(4)由表中数据可计算出，放出热量最多的是Cl2。(5)生成物越稳定放出的热量越多，因此不用根据表中数据也可判断出HCl是最稳定的。因为在Cl、Br、I中，Cl的非金属性最强，则其气态氢化物最稳定。
答案： (1)A (2)C (3)放热 (4)Cl2
(5)能 生成物越稳定，放出的热量越多，在HX中HCl最稳定
12．(知能提升)(2011·青岛高二期末)(1)某反应过程中的能量变化如下图所示：
写出该反应的热化学方程式_____________________________________________ _________________________________________________________________________。
(2)在溶液中进行的化学反应的物质，其状态标为“aq”，已知1/2 mol H2SO4在溶液中与足量氢氧化钠反应放出57.3 kJ的热量，用离子方程式写出该反应的热化学方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)合成氨反应的热化学方程式为：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ/mol
已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应，在某一定条件下，N2的转化率仅为10%，要想通过该反应得到92.2 kJ的热量，至少在反应混合物中要投放多少摩尔的N2
解析： (1)读图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，这是一个放热反应，又知反应物和生成物的物质的量和状态，热量的大小和单位，可以写出反应的热化学方程式。
(2)根据题给信息，可直接写出用离子方程式表示的热化学方程式。
(3)据热化学方程式可知，1 mol N2反应才能得到92.2 kJ的热量，而N2的转化率仅为10%，则实际要投入10 mol N2才能转化1 mol。
答案： (1)A(g)＋2B(g)===C(l)＋3D(l) ΔH＝－432 kJ/mol
(2)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
(3)10 mol第1章 第1节 第2课时
一、选择题
1．下列物质加入水中，显著放热的是(双选)( )
A．固体NaOH B．生石灰
C．无水乙醇 D．固体NH4NO3
解析： 初中阶段已知NaOH固体、浓H2SO4溶于水会放热，生石灰加入水中发生反应：CaO＋H2O===Ca(OH)2，该反应为放热反应，NH4NO3固体溶于水会吸热，乙醇溶于水，溶液温度无显著的变化。
答案： AB
2．下列热化学方程式书写正确的是( )
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： 书写热化学方程式必须注意以下几点：要注明反应物和生成物的状态；放热反应ΔH为“－”，吸热反应ΔH为“＋”；ΔH的单位为kJ/mol。故选B。
答案： B
3．(2011·苏州高二检测)已知反应A＋B===C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( )
A．A的能量一定高于C
B．B的能量一定高于D
C．A和B的能量总和一定高于C和D的能量总和
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可自动进行
解析： 所有反应物的总能量高于所有生成物的总能量时，反应为放热反应。故选C。
答案： C
4．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式。
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是( )
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3<ΔH2
C．ΔH1<ΔH2<ΔH3 D．ΔH1>ΔH3>ΔH2
解析： 稀醋酸电离时吸收热量，故放出热量少，ΔH1>－57.3 kJ/mol；浓硫酸溶于水放出热量，故放出热量多，ΔH2<－57.3 kJ/mol；稀硝酸为强酸，中和热ΔH3＝－57.3 kJ/mol。
答案： D
5．已知1 mol NaOH与HCl完全反应放出57.4 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是( )
A．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋28.7 kJ/mol
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－28.7 kJ/mol
C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.4 kJ/mol
D．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4 kJ/mol
解析： 表示该反应中和热的热化学方程式须是生成1 mol H2O时的情况。由题意可知生成0.5 mol H2O放热28.7 kJ，则生成1 mol H2O放热为57.4 kJ，即该反应ΔH＝－57.4 kJ/mol。
答案： D
6．下列说法或表示方法正确的是( )
A．反应物总能量低于生成物总能量，该反应不能发生
B．中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量
C．由石墨比金刚石稳定，可知C(石墨)===C(金刚石) ΔH>0
D．在101 kPa、25 ℃时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
解析： 越稳定的物质具有的能量低，故石墨转化成金刚石吸热，故ΔH>0，C选项正确。其他项错误。
答案： C
7．下列关于反应与能量的说法正确的是( )
A．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJ·mol－1，E反应物B．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋178.2 kJ·mol－1，E反应物C．HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋92.3 kJ·mol－1,1 mol HCl在密闭容器中分解后放出92.3 kJ的热量
D．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，含1 mol NaOH的烧碱溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放热57.3 kJ
解析： A选项中反应Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)为放热反应，E反应物>E生成物；B、C选项中的反应均为吸热反应，E反应物0；D选项中含1 mol NaOH的烧碱溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出的热量多于57.3 kJ。
答案： B
8．(2011·武汉高二质检)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A．已知2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)为放热反应，则SO2的能量一定高于SO3的能量
B．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，则任何酸碱中和反应的热效应均为57.3 kJ
D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH1，
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2，则ΔH1<ΔH2
解析： A项中2 mol SO2和1 mol O2的总能量比2 mol SO3的能量高，但不能说SO2的能量高于SO3的能量；B项中石墨转化为金刚石，吸收能量，即金刚石的能量高于石墨，能量越高越不稳定，B项错误；C项中酸碱中和反应的热效应不仅与生成H2O的物质的量有关，还与酸、碱的浓度及强弱有关，C项错误；D项中，前者完全燃烧，后者未完全燃烧，故前者放出的能量多，但比较ΔH时应带符号比较，数值越大，ΔH越小，故ΔH1<ΔH2。
答案： D
二、非选择题
9．(1)在101 kPa时，H2(g)在1.00 mol O2(g)中完全燃烧生成2.00 mol H2O(l)放出571.6 kJ的热量，H2的燃烧热为____________________，表示H2燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)1.00 L 1.00 mol·L－1H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L－1 NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中和热为____________，表示其中和热的热化学方程式为___________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案： (1) 285.8 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
(2)57.3 kJ·mol－1
H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
10．根据下图所示，写出反应的热化学方程式并回答问题：
(1)反应过程(1)的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)反应过程(2)的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Q与Q1的关系：Q________Q1(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析： 图中已清楚指明两个反应的反应物、生成物和反应热，热化学方程式不难写，但两个反应互为反方向反应，因此两反应的反应热数值相等，符号相反。
答案： (1)A2(g)＋B2(g)===C(g) ΔH＝－Q kJ/mol
(2)C(g)===A2(g)＋B2(g) ΔH＝＋Q1 kJ/mol
(3)等于
11．H2SO4溶液和KOH溶液反应时有热量放出，并已知反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2。试回答下列问题：
(1)用离子方程式表示中和反应的实质__________________________________。
(2)判断E1和E2的大小关系：E1________E2。
(3)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，计算下列中和反应中放出的热量。
①用20 g NaOH配成稀溶液跟足量的稀盐酸反应，能放出________kJ的热量。
②用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液跟足量的稀硝酸反应，能放出________kJ的热量。
解析： (1)中和反应实质是H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)；
(2)因为酸与碱中和有热量放出，所以反应物总能量大于生成物总能量，即E1＞E2；
(3)①依据题意
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
1 mol 57.3 kJ
Q
Q＝＝28.65 kJ
②依据题意
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
1 mol 57.3 kJ
0.1 mol×2 Q′
Q′＝＝11.46 kJ
答案： (1)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) (2)＞
(3)①28.65 ②11.46
12．(知能提升)(2011·苏州高二检测)(1)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol。回答有关中和反应的问题。
(1)用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液与足量稀硝酸反应，能放出________kJ热量。
(2)如图装置中仪器A的名称____________________，作用是_______________________ _________________________________________________；
仪器B的名称________，作用是____________________________________________ ______________________________________________________________________________；
碎泡沫塑料的作用是_______________________________________________________ _________________________________________________________________________。
(3)若通过实验测定中和热的ΔH，其结果常常大于－57.3 kJ/mol，其原因可能是________________________________________________________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
解析： (1)根据中和热的含义：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol，所以0.1 mol Ba(OH)2稀溶液与足量稀硝酸反应时生成0.2 mol H2O(l)，故放出热量为11.46 kJ。
(2)由实验装置知，A为环形玻璃搅拌棒，作用是搅拌，使溶液充分混合；B为温度计，作用是测量温度；碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。
(3)在测定中和热的实验中，减少热量损失是实验的关键，而在实验中会不可避免有少量热量损失，导致结果常常大于－57.3 kJ/mol。
(4)用氨水代替NaOH(aq)，会使测得的中和热数值偏小，因为氨水(NH3·H2O)是弱电解质，电离时需吸收热量。
答案： (1)11.46
(2)环形玻璃搅拌棒 搅拌，使溶液充分混合 温度计 测量温度 减少实验过程中的热量损失
(3)实验中不可避免有少量热量损失
(4)偏小
