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第七章　化学反应与能量
第32讲　化学反应的热效应
1．知道常见的吸热反应和放热反应，能解释化学反应中能量变化的本质。2.能用热化学方程式表示反应中的能量变化，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。3.了解中和反应反应热测定的原理及操作，了解燃烧热的含义和能源及能源利用的意义。4.了解盖斯定律及其简单应用，能进行反应焓变的简单计算。
考点一　焓变　热化学方程式
1．反应热　焓变
(1)反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量。
(2)焓变
①焓(H)：焓是与内能有关的物理量。
②焓变(ΔH)：生成物的焓与反应物的焓之差。
③焓变与反应热的关系
等压条件下的反应热等于反应的焓变，用符号ΔH表示，常用单位：kJ·mol-1(或kJ/mol)。
2．吸热反应和放热反应
(1)常见的吸热反应和放热反应
(2)理解吸热、放热反应的两个角度
①从反应过程能量图理解
项目 放热反应(ΔH<0) 吸热反应(ΔH>0)
图示
解释与 说明 ①E1代表反应物断键吸收的能量，即反应物的键能之和。过渡态理论认为E1为正反应的活化能 ②E2代表形成化学键时释放的能量，即生成物的键能之和。过渡态理论认为E2为逆反应的活化能 ③ΔH为该反应过程的反应热 ΔH＝∑E(生成物)－∑E(反应物) ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能 ΔH＝E(正反应活化能)－E(逆反应活化能)
②从化学键角度理解
3．热化学方程式
(1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。
(2)意义：不仅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。
(3)热化学方程式的书写步骤及要求
正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)反应体系的焓就是体系的内能。(　×　)
(2)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。(　×　)
(3)石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定。(　×　)
(4)吸热反应中，反应物总能量高于生成物总能量。(　×　)
(5)可逆反应的ΔH表示发生了反应的那部分的热量变化。(　×　)
(6)活化能越大，表明化学反应吸收的能量越多。(　×　)
题组一　反应热与能量变化示意图
1．(2025·河南三门峡高三月考)1868年狄青和洪特发现了用空气中的氧气来氧化氯化氢气体制取氯气的方法：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)。化学反应与能量变化如图所示。下列说法正确的是(　C　)
A．该反应为吸热反应
B．若H2O为液态，则生成物总能量将变大
C．4HCl(g)和O2(g)总能量高于2Cl2(g)＋2H2O(g)的总能量，反应时向环境释放能量
D．断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键所释放的总能量
解析：据题图可知，4HCl(g)＋O2(g)的总能量高于2Cl2(g)＋2H2O(g)的总能量，反应为放热反应，A错误；若H2O为液态，气体变为液体，物质能量减小，生成物总能量将变小，B错误；反应前后遵循能量守恒，4HCl(g)和O2(g)总能量高于2Cl2(g)和2H2O(g)的总能量，反应时向环境释放能量，C正确；据题图可知，4HCl(g)＋O2(g)的总能量高于2Cl2(g)＋2H2O(g)的总能量，反应为放热反应，断开旧化学键吸收的总能量小于形成新化学键所释放的总能量，D错误。
2．臭氧层中O3分解过程如图所示，回答下列问题。
(1)ΔH<(填“>”或“<”)0。
(2)催化反应①是吸热(填“吸热”或“放热”，下同)反应，催化反应②是放热反应。
(3)总反应的活化能是E，催化反应①的活化能是E1，催化反应②对应的逆反应的活化能是E2＋|ΔH|，总反应对应的逆反应活化能为E＋|ΔH|。
题组二　化学反应的焓变与键能的相互计算
3．相关键能数据如下表，则反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝－71 kJ·mol-1，该反应的活化能Ea(正)小于(填“大于”“小于”或“等于”)Ea(逆)。
化学键 H—H C≡O O—H C===O
键能/(kJ·mol-1) 436 1 071 463 745
解析：根据键能计算反应的焓变，ΔH＝(2×745＋436) kJ·mol-1－(1 071＋2×463) kJ·mol-1＝－71 kJ·mol-1，该反应为放热反应，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能。
4．有关键能数据如表，SiO2晶体部分微观结构如图，晶体硅在O2中燃烧的热化学方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol-1，则表中的x值为460。
化学键 Si—O O===O Si—Si
键能/ (kJ·mol-1) x 498.8 176
解析：已知Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol-1，由题图可知，1 mol SiO2晶体中含有4 mol Si—O，1 mol O2中含有1 mol O===O，1 mol晶体硅中有2 mol Si—Si，则根据反应热与键能关系可得：ΔH＝2×176 kJ·mol-1＋498.8 kJ·mol-1－4x kJ·mol-1＝－989.2 kJ·mol-1，解得x＝460。
利用键能计算ΔH的方法
(1)计算公式：ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。
(2)计算关键：要算清物质中化学键的种类和数目。
题组三　热化学方程式的书写与判断
5．(2025·江苏南通高三期中)已知25 ℃、101 kPa下，10 kg丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时，放出5×105 kJ的热量，下列热化学方程式书写正确的是(　D　)
A．C4H10＋O2===4CO2＋5H2O
ΔH＝－2 900 kJ mol-1
B．C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝＋2 900 kJ mol-1
C．C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝＋2 900 kJ
D．2C4H10(g)＋13O2(g)===8CO2(g)＋10H2O(l)
ΔH＝－5 800 kJ mol-1
解析：10 kg丁烷完全燃烧生成CO2和液态水时，放出5×105 kJ的热量，则58 g丁烷完全燃烧生成CO2和液态水放出热量为＝2 900 kJ，放热反应焓变值为负，热化学方程式为C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－2 900 kJ·mol-1，或者2C4H10(g)＋13O2(g)===8CO2(g)＋10H2O(l)　ΔH＝－5 800 kJ·mol-1。
6．写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol-1。
(2)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示：
化学键
键能/ (kJ·mol-1) 436 351 745 463 413
写出该反应的热化学方程式：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－181 kJ·mol-1 。
(3)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。
传统上该转化通过如图所示的催化循环实现。其中，反应①为2HCl(g)＋CuO(s) H2O(g)＋CuCl2(s)　ΔH1，反应②生成1 mol Cl2(g)的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为2HCl(g)＋O2(g)===Cl2(g)＋H2O(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。
(4)过渡金属催化还原氮气合成氨具有巨大前景。催化过程一般有吸附—解离—反应—脱附等过程，图示为N2和H2在固体催化剂表面合成氨反应路径的势能面图(部分数据略)，其中“”表示被催化剂吸附。
氨气的脱附是吸热(填“吸热”或“放热”)过程，合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1。
解析：(1)由题意可知，生成的n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝1 mol，则由原子守恒可知，需要乙醇的物质的量为 mol，故热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－(2×Q) kJ·mol-1＝－2Q kJ·mol-1。(2)反应热＝反应物总键能－生成物总键能，故ΔH＝(2×745＋3×436－3×413－351－3×463) kJ·mol-1＝－181 kJ·mol-1，故CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－181 kJ·mol-1。(3)根据题图写出反应②CuCl2(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g)　ΔH2，由①＋②可写出总反应的热化学方程式。(4)由题干势能面图可知，氨气从催化剂上脱附时势能面在升高，为吸热过程，由题图可知，0.5 mol氮气和1.5 mol氢气转变成1 mol氨气的反应热为21 kJ·mol-1－17 kJ·mol-1－50 kJ·mol-1＝－46 kJ·mol-1，则合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol-1。
判断热化学方程式的“五审法”
考点二　反应热的测定　燃烧热和能源
1．中和反应的反应热及其测定
(1)中和反应的反应热
在25 ℃和101 kPa下，在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量，强酸与强碱在稀溶液中发生的中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1或ΔH＝－57.3 kJ·mol-1。
(2)测定原理
通过量热计测得体系在反应前后的温度变化，再利用有关物质的比热容计算反应热。
(3)实验步骤及装置
实验装置 实验步骤
①测量反应物的温度
②测量反应后体系温度(记录反应后体系的最高温度)
③重复步骤①至步骤②两次
④数据处理：取三次测量所得温度差的平均值进行计算，生成1 mol H2O时放出的热量为 kJ
大量实验测得：在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量
(4)注意事项
①为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量。
②因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验中若使用弱酸或弱碱则测得的反应热数值偏小。
2．燃烧热
(1)燃烧热的概念
在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。燃烧热为正值。
(2)意义：衡量燃料燃烧时放出热量的多少。
(3)对完全燃烧的理解
元素 C H S N
指定产物 及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g)
3.能源
(1)分类
(2)科学开发利用能源的措施
正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)使用氢气作燃料有助于控制温室效应。(　√　)
(2)101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热。(　×　)
(3)在测定中和反应反应热的实验中，应把NaOH溶液分多次倒入。(　×　)
(4)中和反应的反应热测定实验中，小烧杯内残留水，会使测得的反应热数值偏小。(　√　)
(5)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的ΔH＝2×(－57.3 kJ·mol-1)。(　×　)
题组一　中和反应反应热的测定
1．某化学实验小组用简易量热计(装置如图)，采用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应，测量中和反应的反应热。
测定操作
Ⅰ.用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入量热计内筒中，测出盐酸的温度；
Ⅱ.用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；
Ⅲ.将NaOH溶液倒入量热计内筒中，使之混合均匀，测得混合液最高温度。
重复上述步骤，记录数据。
回答下列问题：
(1)NaOH溶液与盐酸混合均匀的正确操作是d(填字母)。
a．把NaOH溶液分多次倒入量热计内筒小烧杯中与盐酸反应
b．用温度计小心搅拌
c．揭开杯盖用玻璃棒搅拌
d．用套在温度计上的玻璃搅拌器上下轻轻地搅动
e．实验时可用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器
(2)NaOH溶液稍过量的原因：确保盐酸被完全中和。
(3)稀盐酸和氢氧化钠溶液的密度都视为1 g·cm-3，溶液的比热容c＝4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1。某学生实验记录数据如下：
实验 序号 起始温度t1/℃ 最高温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
计算生成1 mol水的反应热。
ΔH＝－＝－51.8 kJ·mol-1(保留小数点后一位)。
(4)问题讨论
①在中和反应反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱会使测得的中和反应反应热数值偏低(填“偏高”“不变”或“偏低”)，其原因是弱酸或弱碱在溶液中部分电离，在反应过程中，弱酸或弱碱会继续电离，而电离是吸热的过程。
②有两组实验：ⅰ.50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液，ⅱ.60 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液。实验ⅰ、ⅱ反应放出的热量不相等(填“相等”或“不相等”，下同)，测得的中和反应反应热相等，原因是中和反应反应热是以生成1 mol液态水为标准的，与反应物的用量无关。
中和反应反应热的测定实验中的注意事项
(1)实验所用的酸和碱溶液应当用稀溶液，否则会造成较大误差。
(2)量取酸和碱时，应当分别使用不同的量筒量取。
(3)使用同一温度计分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度时，测完一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干后再测另一种溶液的温度。
(4)取多次实验起始温度(t1)、终止温度(t2)的平均值代入公式计算，计算时应注意单位的统一。
题组二　能源　燃烧热
2．(2025·上海杨浦区高级中学期末)有关能源的说法不正确的是(　B　)
A．太阳能、氢能和生物质能等均属于新能源
B．随着新能源的发现与利用，煤炭等能源完全失去作用
C．天然气与煤炭、石油及薪柴相比，具有热值高、洁净等优势
D．煤、石油及天然气蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能
解析：太阳能、氢能、生物质能燃烧过程中无污染，都属于新能源，A正确；随着新能源的发现与利用，煤炭等能源仍旧为燃料，仍旧可作为能源，B错误；天然气的主要成分是甲烷，此外还含有少量的乙烷、丙烷、二氧化碳、一氧化碳等，燃烧产物无污染，燃烧放出热量高，天然气与煤炭、石油等能源相比具有使用安全、热值高、洁净等优势，C正确；远古时期生物体吸收利用太阳能，经过非常复杂的过程和漫长的时间形成煤、石油及天然气，D正确。
3．已知25 ℃、101 kPa时，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 ，辛烷的燃烧热ΔH为－5 518 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是(　B　)
A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2+(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　 ΔH＝－57.3 kJ·mol-1
B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1
C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－5 518 kJ·mol-1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol-1
解析：所给热化学方程式中有两个错误，一是中和反应的反应热指反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应放出的热量会增加，即该反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ，A错误；燃烧热指在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，产物中的水应为液态，C错误；当2 mol辛烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时，放出的热量为11 036 kJ，且辛烷应为液态，D错误。
考点三　盖斯定律　反应热的计算与比较
1．盖斯定律
(1)内容
一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
(2)意义
间接计算某些反应的反应热。
(3)图示
转化关系 反应热间的关系
aAB；AB ΔH1＝aΔH2
AB ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
2.反应热的大小比较
(1)看物质的聚集状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下：
(2)看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。
(3)看化学计量数。当反应物与生成物的聚集状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。
(4)看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和聚集状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。
题组一　利用盖斯定律计算反应热
1．计算下列反应的反应热。
(1)(2024·安徽卷节选)C2H6氧化脱氢反应：
2C2H6(g)＋O2(g)===2C2H4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－209.8 kJ·mol-1
C2H6(g)＋CO2(g)===C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)　ΔH2＝178.1 kJ·mol-1
计算：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝－566 kJ·mol-1。
(2)(2024·山东卷节选)水煤气是H2的主要来源，研究CaO对CH2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下：
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)(Ⅰ)ΔH1>0
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)(Ⅱ)　ΔH2<0
CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)(Ⅲ)　ΔH3<0
C(s)＋CaO(s)＋2H2O(g) CaCO3(s)＋2H2(g)的焓变ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3(用代数式表示)。
解析：(1)将两个反应依次标号为反应①和反应②，反应①－反应②×2可得目标反应，则ΔH3＝ΔH1－2ΔH2＝(－209.8－178.1×2) kJ·mol-1＝－566 kJ·mol-1。(2)由已知反应，设目标反应C(s)＋CaO(s)＋2H2O(g) CaCO3(s)＋2H2(g)为Ⅳ，根据盖斯定律可知，Ⅳ＝Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ，所以ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。
2．(2022·重庆卷)“千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计如图所示的循环过程，可得ΔH4/(kJ·mol-1)为(　C　)
A．＋533 B．＋686
C．＋838 D．＋1 143
解析：①NH4Cl(s)===NH(g)＋Cl－(g)　ΔH1＝＋698 kJ·mol-1；②NH4Cl(s)===NH(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2＝＋15 kJ·mol-1；③Cl－(g)===Cl－(aq)　ΔH3＝－378 kJ·mol-1；④(NH4)2SO4(s)===NH(g)＋SO(g)　ΔH4；⑤(NH4)2SO4(s)===NH(aq)＋SO(aq)　ΔH5＝＋3 kJ·mol-1；⑥SO(g)===SO(aq)　ΔH6＝－530 kJ·mol-1；则⑤＋①－⑥－②＋③得④，ΔH4＝＋838 kJ·mol-1，C正确。
利用盖斯定律计算反应热的思维流程
题组二　利用盖斯定律判断ΔH间的关系
3．对于反应a：C2H4(g) C2H2(g)＋H2(g)，反应b：2CH4(g) C2H4(g)＋2H2(g)，当升高温度时平衡都向右移动。①C(s)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH1；②2C(s)＋H2(g)===C2H2(g)　ΔH2；③2C(s)＋2H2(g)===C2H4(g)　ΔH3。则①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小顺序排列正确的是(　B　)
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH2>ΔH3>2ΔH1
C．ΔH2>2ΔH1>ΔH3 D．ΔH3>ΔH2>ΔH1
解析：对于反应a、b，升高温度平衡都向右移动，故二者均为吸热反应，ΔHa>0、ΔHb>0。根据盖斯定律知a＝②－③，ΔHa＝ΔH2－ΔH3>0，推知ΔH2>ΔH3；b＝③－2×①，故ΔHb＝ΔH3－2ΔH1>0，推知ΔH2>ΔH3>2ΔH1。
4．(2022·浙江1月选考)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷()的能量变化如图所示：
下列推理不正确的是(　A　)
A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B．ΔH2＜ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定
C．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D．ΔH3－ΔH1＜0，ΔH4－ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性
解析：由题图可知，反应Ⅰ为(l)＋H2(g)―→(l)　ΔH1，反应Ⅱ为(l)＋2H2(g)―→(l)　ΔH2，反应Ⅲ为(l)＋2H2(g)―→(l)　ΔH3 ，反应Ⅳ为 (l)＋3H2(g)―→(l)　ΔH4 。2ΔH1≈ΔH2，但2ΔH1<ΔH3，说明虽然碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比，但是不能是存在相互作用的两个碳碳双键，A错误； ΔH2＜ΔH3，根据盖斯定律，(l)―→(l) 　ΔH＝ΔH2－ΔH3＜0，即单双键交替的物质能量低，更稳定，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定，B正确；由题图可知，反应Ⅰ是1 mol碳碳双键加成，焓变为ΔH1，反应Ⅳ为苯的完全加成，焓变为ΔH4 ，如果苯环上有三个完全独立的碳碳双键，则3ΔH1＝ΔH4，现在3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，C正确；ΔH3－ΔH1＜0，根据反应Ⅰ、Ⅲ由盖斯定律可知， (l)＋H2(g)―→ (l) 　ΔH＜0，ΔH4－ΔH3＞0，根据反应Ⅲ、Ⅳ由盖斯定律可知， (l)＋H2(g)―→(l)　ΔH＞0，则说明具有的总能量小于，能量越低越稳定，则说明苯分子具有特殊稳定性，D正确。
反应热的比较方法
ΔH的比较方法有两种，一是运用盖斯定律直接加减，结合状态改变比较大小，二是作图比较。如比较下列两个反应中的焓变大小。
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1；
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2。
方法一：由①－②可得2H2O(l)===2H2O(g)
ΔH＝ΔH1－ΔH2>0，即可知ΔH1>ΔH2。
方法二：
要注意在图像上只能看出放出或吸收热量多或少，若是放热反应，放出热量越多，ΔH越小；若是吸热反应，吸收热量越多，ΔH越大。故ΔH1>ΔH2。
1．(2023·湖北卷)2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是(　A　)
A．液氮—液氢 B．液氧—液氢
C．液态NO2—肼 D．液氧—煤油
解析：液氮较稳定，氢气不能在氮气中燃烧，液氮－液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意。
2．(2023·海南卷)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是(　D　)
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
ΔH/(kJ·mol-1) －1 559.8 －1 411 －285.8
A．C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1 411 kJ·mol-1
B．C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) ΔH＝－137 kJ·mol-1
C．H2O(l)===O2(g)＋H2(g) ΔH＝＋285.8 kJ·mol-1
D．C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 559.8 kJ·mol-1
解析：1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量称为燃烧热，表中三种物质的燃烧热的热化学方程式分别为①C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 559.8 kJ·mol-1；②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 411 kJ·mol-1；③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol-1。H2O应为液态，A错误；根据盖斯定律，由①－②－③得B项中反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＝＋137 kJ·mol-1，B错误；方程式未配平，C错误；根据热化学方程式的意义可知，D正确。
3．(2022·浙江6月选考)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O
能量/ (kJ·mol-1) 249 218 39 10 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1。下列说法不正确的是(　C　)
A．H2的键能为436 kJ·mol-1
B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C．解离氧氧单键所需能量：HOOD．H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)　ΔH＝－143 kJ·mol-1
解析：根据题干表格中的数据可知，H2的键能为218 kJ·mol-1×2＝436 kJ·mol-1，A正确；由题干表格中的数据可知，O2的键能为249 kJ·mol-1×2＝498 kJ·mol-1，由题中信息可知，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；由题干表格中的数据可知，HOO===HO＋O，解离其中氧氧单键需要的能量为249 kJ·mol-1＋39 kJ·mol-1－10 kJ·mol-1＝278 kJ·mol-1，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1，C错误；由题干表格中的数据可知，H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)的ΔH＝－136 kJ·mol-1－(－242 kJ·mol-1)－249 kJ·mol-1＝－143 kJ·mol-1，D正确。
4．按要求书写热化学方程式。
(1)(2022·河北卷节选)298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol-1。
(2)(2021·海南卷节选)已知25 ℃，100 kPa时：1 mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2 804 kJ热量。则25 ℃时，CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式为6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g) ΔH＝＋2 804 kJ·mol-1。
(3)(2021·天津卷节选)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－(a－b) kJ·mol-1。从能量角度分析，铁触媒的作用是降低反应的活化能。
解析：(1)298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，则1 mol H2燃烧生成1 mol H2O(l)放热286 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol-1。
5．按要求填空。
(1)(2024·河北卷)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)　ΔH＝－67.59 kJ·mol-1。若正反应的活化能为E正kJ·mol-1，则逆反应的活化能E逆＝E正＋67.59 kJ·mol-1(用含E正的代数式表示)。
(2)(2024·广东卷)反应a：NO(aq)＋NH(aq)===N2(g)＋2H2O(l)
已知：
则反应a的ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＋ΔH4。
(3)(2024·甘肃卷)SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。
由SiCl4制备SiHCl3：SiCl4(g)＋H2(g)===SiHCl3(g)＋HCl(g)　ΔH1＝＋74.22 kJ·mol-1　(298 K)
已知SiHCl3(g)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g)　ΔH2＝＋219.29 kJ·mol-1(298 K)
298 K时，由SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)制备56 g硅吸(填“吸”或“放”)热587.02 kJ。
(4)(2024·贵州卷)已知25 ℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应6CH4(g)→C6H6(l)＋9H2(g)　ΔH2＝6a－b－9c kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。
物质 CH4(g) C6H6(l) H2(g)
ΔH/(kJ·mol-1) a b c
(5)(2023·新课标卷节选)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。根据如图数据计算反应N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的ΔH＝－45 kJ·mol-1。
解析：(1)根据反应热ΔH与活化能E正和E逆关系为ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能可知，该反应的E逆＝E正kJ·mol-1－ΔH＝(E正＋67.59) kJ·mol-1。(2)由已知可得：Ⅰ.NaNO2(s)＋NH4Cl(s)===N2(g)＋NaCl(s)＋2H2O(l)　ΔH1；Ⅱ.NaNO2(s)===Na＋(aq)＋NO(aq)　ΔH2；Ⅲ.NH4Cl(s)===Cl－(aq)＋NH(aq)　ΔH3；Ⅳ.NaCl(s)===Na＋(aq)＋Cl－(aq)　ΔH4；由盖斯定律可知，目标反应NO(aq)＋NH(aq)===N2(g)＋2H2O(l)可由反应Ⅰ－Ⅱ－Ⅲ＋Ⅳ得到，故反应a的ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＋ΔH4。(3)将题给热化学方程式编号分别为①和②，根据盖斯定律可知，①＋②可得热化学方程式SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋74.22 kJ·mol-1＋(＋219.29 kJ·mol-1)＝＋293.51 kJ·mol-1，则制备56 g Si，即2 mol Si，需要吸收的热量为293.51 kJ·mol-1×2 mol＝587.02 kJ。(4)由题给数据可得出以下热化学方程式：③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝a kJ·mol-1；④C6H6(l)＋O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝b kJ·mol-1；⑤H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝c kJ·mol-1，依据盖斯定律，将反应③×6－④－⑤×9得，ΔH2＝(6a－b－9c) kJ·mol-1。
课时作业32
(总分：60分)
一、选择题(每小题3分，共30分。每小题只有1个选项符合题意)
1．化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是(　B　)
A．直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同
B．天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源
C．人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值
D．地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
解析：A项，将煤进行深加工后，脱硫处理、气化处理能很好地减少污染气体，提高燃烧效率，错误；C项，有时需通过吸热反应吸收热量降低环境温度，有利用价值，错误；D项，天然气是化石燃料，不属于新能源，错误。
2．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是(　D　)
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D．若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果数值偏高
解析：A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，铝片更换为等质量的铝粉，没有改变反应物的本质，放出的热量不变，错误；C项，铁质搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；D项，NaOH固体溶于水时放热，使测定结果数值偏高，正确。
3．(2025·江西南昌莲塘一中期中)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。下列有关说法不正确的是(　B　)
A．该反应为吸热反应
B．该反应历程共分3步进行
C．第3步的正反应活化能最小
D．第二步反应的ΔH2大于第三步反应的ΔH3
解析：由题图可知反应物总能量比生成物总能量低，该反应为吸热反应，A正确；由题图可知，该反应历程共分为4步，故B错误；由题图可知，第三步正反应的活化能最小，C正确；由题图可知第二步为吸热反应(ΔH2＞0)，第三步为放热反应(ΔH3＜0)，D正确。
4．(2025·江苏南通高三期中)已知断裂1 mol H2(g)中的H—H需要吸收436 kJ能量，断裂1 mol I2(g)中的I—I需要吸收151 kJ能量，生成HI(g)中的1 mol H—I能放出299 kJ能量。下列说法正确的是(　C　)
A．1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总能量为587 kJ
B．H2(g)＋I2(s) 2HI(g)　ΔH＝－11 kJ·mol-1
C．HI(g) H2(g)＋I2(g) ΔH＝＋5.5 kJ·mol-1
D．H—H比I—I更容易断裂
解析：键能是生成或断裂1 mol化学键释放或吸收的能量，不是物质具有的能量，A错误；H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝436 kJ·mol-1＋151 kJ·mol-1－299 kJ·mol-1×2＝－11 kJ·mol-1，I2(g)的能量大于I2(s)，所以H2(g)＋I2(s) 2HI(g)　ΔH>－11 kJ·mol-1，B错误；H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝－11 kJ·mol-1，所以HI(g) H2(g)＋I2(g)　ΔH＝＋5.5 kJ·mol-1，C正确；H—H的键能大于I—I，所以I—I更容易断裂，D错误。
5．(2025·吉林长春外国语学校高三期中)下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是(　D　)
A．稀硫酸与0.1 mol·L-1 NaOH溶液反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝＋57.3 kJ·mol-1
B．在101 kPa下H2(g)的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol-1，则水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol-1
C．已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.8 kJ·mol-1，则有CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－726.8 kJ·mol-1
D．已知9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成17.6 g FeS时放出19.12 kJ热量，则Fe(s)＋S(s)===FeS(s)　ΔH＝－95.6 kJ·mol-1
解析：稀硫酸和NaOH溶液发生中和反应，放出热量，则H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1，A错误；燃烧热指101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量，所以2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8×2 kJ·mol-1＝－571.6 kJ·mol-1，水的分解是氢气燃烧的逆过程，所以水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol-1，B错误；燃烧热强调1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物，如C→CO2、H→H2O(l)，而CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)中生成物是H2O(g)不是H2O(l)，C错误；根据生成硫化亚铁17.6 g(即0.2 mol)时，放出19.12 kJ热量，可知生成1 mol FeS(s)时放出95.6 kJ的热量，所以硫粉与铁粉反应的热化学方程式为Fe(s)＋S(s)===FeS(s)　ΔH＝－95.6 kJ·mol-1，D正确。
6．(2020·北京卷)依据图示关系，下列说法不正确的是(　C　)
A．石墨燃烧是放热反应
B．1 mol C(石墨，s)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多
C．C(石墨，s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2
D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
解析：由题图知，石墨燃烧的ΔH1＝－393.5 kJ·mol-1，为放热反应，A项正确；根据题图知，1 mol石墨完全燃烧转化为CO2，放出393.5 kJ热量，1 mol CO完全燃烧转化为CO2，放出283.0 kJ热量，故石墨燃烧放热多，B项正确；由题图知，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1、CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，根据盖斯定律，由第一个反应－第二个反应×2，可得C(石墨，s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝ΔH1－2ΔH2，C项错误；根据盖斯定律可知，化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，D项正确。
7．(2021·浙江1月选考)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键 H—H H—O
键能/(kJ·mol-1) 436 463
热化学方程式 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－482 kJ·mol-1
则2O(g)===O2(g)的ΔH为(　D　)
A．＋428 kJ·mol-1 B．－428 kJ·mol-1
C．＋498 kJ·mol-1 D．－498 kJ·mol-1
解析：设O===O的键能为x，则(2×436 kJ·mol-1＋x)－2×2×463 kJ·mol-1＝－482 kJ·mol-1，x＝498 kJ·mol-1，所以2O(g)===O2(g)的ΔH＝－498 kJ·mol-1，D正确。
8．以CO和H2为原料合成甲醇是工业上的成熟方法，直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时，第一步就需要将CO2转化为甲醇。
已知：①CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH1＝－90.5 kJ·mol-1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41.1 kJ·mol-1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－483.6 kJ·mol-1
下列说法不正确的是(　C　)
A．若温度不变，反应①中生成1 mol CH3OH(l)时，放出的热量大于90.5 kJ
B．CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.4 kJ·mol-1
C．通过电解制H2和选用高效催化剂，可降低CO2与H2合成甲醇反应的焓变
D．以CO2和H2O为原料合成甲醇，同时生成O2，该反应需要吸收能量
解析：根据盖斯定律①－②得，CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－49.4 kJ·mol-1，故B正确；催化剂可降低CO2与H2合成甲醇反应的活化能，但不改变反应的焓变，故C错误；已知反应④CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH4＝－49.4 kJ·mol-1，根据盖斯定律④×2—③×3得2CO2(g)＋4H2O(g)===2CH3OH(g)＋3O2(g)　ΔH＝2ΔH4－3ΔH3＝＋1 352 kJ·mol-1＞0，则该反应需要吸收能量，故D正确。
9．(2025·河北石家庄高三期中)图1、图2分别表示1 mol H2O和1 mol CO2分解时的能量变化情况(单位：kJ)。下列说法错误的是(　D　)
A．CO的燃烧热ΔH＝－285 kJ·mol-1
B．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋134 kJ·mol-1
C．O===O的键能为494 kJ·mol-1
D．无法求得CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的反应热
解析：由题图2可知CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－285 kJ·mol-1，A正确；由题图1可得①H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋243 kJ·mol-1，由题图2可得②C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－109 kJ·mol-1，根据盖斯定律①＋②得，C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋134 kJ·mol-1，B正确；由题图1或题图2均可得出O===O的键能为494 kJ·mol-1，C正确；CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－285 kJ·mol-1＋243 kJ·mol-1＝－42 kJ·mol-1，D错误。
10．室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，反应热为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，反应热为ΔH2；CuSO4·5H2O(s)受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，反应热为ΔH3。下列判断正确的是(　B　)
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
解析：根据题干信息，构建多步反应中总反应与分步反应的关系，快速得出反应方程式和反应热之间的关系：
ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，ΔH1>0，ΔH3>0，ΔH2<0，B正确。
二、非选择题(共30分)
11．(16分)(2025·河北沧衡八校联盟期中联考)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。
(1)甲醇(g)和水蒸气反应生成氢气的能量变化如图1所示：
①该反应是放热反应(填“放热反应”或“吸热反应”)；该反应过程中若加入催化剂，催化剂将不影响(填“增大”“减少”或“不影响”)反应热。
②该反应的ΔH＝E1－E2(用含E1、E2的代数式表示)。
③已知常温下1 g甲醇完全燃烧生成气态CO2和液态水时放热22.68 kJ，请写出甲醇燃烧的热化学方程式：CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.76 kJ·mol-1。
(2)化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开(或形成)1 mol化学键时所吸收(或放出)的能量。部分化学键的键能数据如表：
化学键 H—H O===O O—H
E/(kJ·mol-1) 436 x 463
反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol-1，则x＝496.4。
(3)已知：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3
则反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。
(4)取0.55 mol·L-1的NaOH溶液50 mL与0.5 mol·L-1的稀盐酸50 mL置于如图2所示的简易装置中进行反应，并测定中和反应的反应热。
图2所示装置中缺少的仪器名称为玻璃搅拌器，除此外仍存在(填“仍存在”或“不存在”)错误；当将装置完善后，测得的中和反应的反应热ΔH>－57.3 kJ·mol-1，则产生此结果的原因可能是ac(填字母)。
a．用温度计测量NaOH溶液起始温度后直接测量盐酸的温度
b．用量筒量取稀盐酸体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液缓慢倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
解析：(1)①该反应过程中生成物的能量低于反应物的能量，为放热反应，该反应过程中若加入催化剂，催化剂将不影响反应热；②该反应的ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝E1－E2；③1 g甲醇的物质的量为＝ mol，则1 mol甲醇完全燃烧生成气态CO2和液态水时放热＝725.76 kJ，热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76 kJ·mol-1。(2)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝436 kJ·mol-1＋×x kJ·mol-1－2×463 kJ·mol-1＝－241.8 kJ·mol-1，解得x＝496.4。(3)将已知反应依次编号为①②③，由盖斯定律可知，①＋×②－×③可得CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。(4)题图2所示装置中缺少的仪器名称为玻璃搅拌器，除此外仍存在错误，应该用碎纸条充满整个大烧杯，小烧杯口与大烧杯口平齐，以便硬纸板盖住小烧杯。当将装置完善后，测得的中和反应的反应热ΔH>－57.3 kJ·mol-1，说明测得放出的热量偏小。a.用温度计测量NaOH溶液起始温度后直接测量盐酸的温度，NaOH和盐酸反应放热，会导致起始温度测量数据偏大，测得放出的热量偏小；b.用量筒量取稀盐酸体积时仰视读数会导致盐酸量取偏大，放出的热量偏多；c.分多次把NaOH溶液缓慢倒入盛有稀盐酸的小烧杯中，会导致热量散失过多，测得放出的热量偏小。
12．(14分)(2024·辽宁六校协作体高三联考)回答下列问题。
(1)汽车行驶时，N2和O2在电火花作用下产生NO，各物质所含化学键键能数据如下表：
物质 N2 O2 NO
键能/(kJ·mol-1) 946 498 632
相同条件下，N2、O2、NO三种物质中最稳定的是N2。N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol-1。
(2)CO与NO在催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。该催化反应过程可用下图表示：
①过程Ⅰ为吸热(填“吸热”或“放热”)过程。过程Ⅱ生成的化学键有极性键和非极性键(填“极性键”“非极性键”或“极性键和非极性键”)。
②在101 kPa、25 ℃时，由元素最稳定的单质生成1 mol化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。已知CO(g)、CO2(g)、NO(g)的标准摩尔生成焓分别为－110.5 kJ/mol、－393.5 kJ/mol、＋90.25 kJ/mol，则该催化反应的热化学方程式为2CO(g)＋2NO(g)===2CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－746.5 kJ/mol。
(3)研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋551 kJ·mol-1
反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3＝－297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式：3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH2＝－254 kJ·mol-1。
解析：(1)由题表中的化学键键能数据可知，N2的键能最大，即要断裂N≡N消耗的能量最多，故其最稳定。结合表格中的键能数据可知，N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的ΔH＝946 kJ·mol-1＋498 kJ·mol-1－2×632 kJ·mol-1＝＋180 kJ·mol-1。(2)①根据题干示意图，过程Ⅰ中发生了NO中化学键的断裂，为吸热过程；过程Ⅱ生成的化学键有CO2中的极性键和N2中的非极性键；②催化反应的方程式为2CO(g)＋2NO(g)===2CO2(g)＋N2(g)，根据标准摩尔生成焓的定义，稳定单质的标准摩尔生成焓为0，即N2(g)的为0，则该催化反应的ΔH＝2×(－393.5 kJ/mol)－2×(－110.5 kJ/mol)－2×(＋90.25 kJ/mol)＝－746.5 kJ/mol。(3)由题图可知反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2，Ⅱ＝－(Ⅰ＋Ⅲ)，根据盖斯定律可知ΔH2＝－(ΔH1＋ΔH3)＝－(551 kJ/mol－297 kJ/mol)＝－254 kJ/mol，综上3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2＝－254 kJ/mol。

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