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1.2 练习2　反应热的计算
题组一　根据热化学方程式(或键能)计算反应热
1. 已知热化学方程式为H2O(g)====H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋241.8 kJ·mol－1，H2(g)＋O2(g)==== H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1。当1 g水蒸气变为液态水时，其焓变为(　 )
A. ΔH＝＋4.4 kJ·mol－1
B. ΔH＝－4.4 kJ·mol－1
C. ΔH＝－2.44 kJ·mol－1
D. ΔH＝＋2.44 kJ·mol－1
2. SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子需吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。反应S(s)＋3F2(g)====SF6(g)的反应热ΔH为( )
A. －1 780 kJ·mol－1
B. －1 220 kJ·mol－1
C. －450 kJ·mol－1
D. ＋430 kJ·mol－1
3. 已知1mol二氧化硅晶体中化学键的数目为4NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)，有关键能数据见下表：
化学键 Si—O O==O Si—Si
键能/(kJ·mol－1) 460 498.8 176
又知Si(s)＋O2(g)====SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol－1，关于1 mol Si中Si—Si的数目，下列说法中正确的是(　 )
A. 4NA B. 3NA
C. 2NA D. NA
题组二　根据燃烧热计算反应热
4. 已知：2H2(g)＋O2(g)====2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　ΔH＝－282.8 kJ·mol－1。现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2 L(标准状况下)，经完全燃烧后放出的总热量为710.0 kJ，并生成18 g液态水，关于燃烧前混合气体中CO的体积分数，下列说法中正确的是(　 )
A. 80%
B. 50%
C. 60%
D. 20%
5. 已知：C(s)＋O2(g)====CO(g)　ΔH＝－110.35 kJ·mol－1，CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　ΔH＝－282.57 kJ·mol－1，6 g碳不完全燃烧所得产物中，CO与CO2的体积比为2∶3，关于与6 g碳完全燃烧相比，损失的热量，下列说法中正确的是(　 )
A. 56.51 kJ
B. 110.35 kJ
C. 196.46 kJ
D. 282.57 kJ
题组三　根据盖斯定律计算反应热
6. 已知：
①2C(s)＋2O2(g)====2CO2(g)　ΔH1＝－787.0 kJ·mol－1；
②2Mg(s)＋O2(g)====2MgO(s)　ΔH2＝－1 203.4 kJ·mol－1。
关于反应2Mg(s)＋CO2(g)====C(s)＋2MgO(s)的ΔH，下列说法中正确的是( )
A. ＋809.9 kJ·mol－1
B. －809.9 kJ·mol－1
C. ＋416.4 kJ·mol－1
D. －416.4 kJ·mol－1
7. 工业上，冶炼铁的有关热化学方程式如下：
①C(s)＋O2(g)====CO2(g)
ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO2(g)＋C(s)====2CO(g)
ΔH2＝b kJ·mol－1
③Fe2O3(s)＋3CO(g)====2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1
④2Fe2O3(s)＋3C(s)====4Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH4＝d kJ·mol－1
上述热化学方程式中，a、b、c、d均不等于0。下列说法中，错误的是(　 )
A. b＞a
B. d＝3b＋2c
C. C(s)＋O2(g)====CO(g)
ΔH＝ kJ·mol－1　
D. CO(g)＋O2(g)====CO2(g)
ΔH＜a kJ·mol－1　
8. 已知如下热化学方程式：
①NH3(g)＋HClO4(l)====NH4ClO4(s)　ΔH1＝－a kJ·mol－1
②N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1
③4HClO4(l)====2Cl2(g)＋7O2(g)＋
2H2O(g)　ΔH3＝＋c kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)====2H2O(g)　ΔH4＝－d kJ·mol－1
高氯酸铵是发射火箭的固体能源，发生爆炸的反应如下：
2NH4ClO4(s)====N2(g)＋Cl2(g)＋2O2(g)＋4H2O(g)　ΔH，ΔH可表示为(　 )
A. kJ·mol－1
B. (4a－2b＋c－3d) kJ·mol－1
C. kJ·mol－1
D. kJ·mol－1
9. 已知：
①2H2(g)＋O2(g)====2H2O(g)　ΔH1；
②N2(g)＋2O2(g)====2NO2(g)　ΔH2；
③N2(g)＋3H2(g)====2NH3(g)　ΔH3，
关于反应4NH3(g)＋7O2(g)====4NO2(g)＋6H2O(g)的ΔH，下列说法中正确的是( )
A. 2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3
B. ΔH1＋ΔH2－ΔH3
C. 3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3
D. 3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3
10. “千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。如图所示为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计循环过程，关于ΔH4/(kJ·mol－1)，下列说法中正确的是(　 )
A. ＋533
B. ＋686
C. ＋838
D. ＋1 143
11. 肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时在Cu表面分解的机理如图甲所示。已知200 ℃时，反应Ⅰ：3N2H4(g)====N2(g)＋4NH3(g)　ΔH1＝－32.9 kJ·mol－1；反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)====2NH3(g)　ΔH2＝－41.8 kJ·mol－1。
甲
乙
下列说法中，错误的是(　 )
A. 图甲所示过程①是放热反应
B. 反应Ⅱ的能量变化示意图如图乙所示
C. 断开3 mol N2H4(g)的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)的化学键释放的能量
D. 200 ℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)====N2(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋50.7 kJ·mol－1
12. (1)反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)过程中的能量变化如图所示。
①该反应ΔH＝ (用含E1、E2代数式表示)。
②在反应体系中加入催化剂，ΔH (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)发射卫星时用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：
①N2(g)＋2O2(g)====2NO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)====N2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝b kJ·mol－1
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式： 。
13. (1)中科院某研究团队通过设计一种新型Na－Fe3O4/HZSM－5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知：H2(g)＋O2(g)====H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1　
C8H18(l)＋O2(g)====8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1
试写出25 ℃、101 kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式：
。
(2)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产、生活中有广泛的应用。汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。
已知：①N2(g)＋O2(g)====2NO(g)
ΔH1＝＋180.5 kJ·mol－1
②2C(s)＋O2(g)====2CO(g)
ΔH2＝－221.0 kJ·mol－1
③CO2(g)====C(s)＋O2(g)
ΔH3＝＋393.5 kJ·mol－1
则反应2NO(g)＋2CO(g)====N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝ kJ·mol－1。
(3)合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中I2O5常用于定量测量CO的含量。已知：2I2(s)＋5O2(g)====2I2O5(s)ΔH1＝－76 kJ·mol－1；2CO(g)＋O2(g)====2CO2(g)　ΔH2＝－566 kJ·mol－1。该测定反应的热化学方程式为 。
(4)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知：CO(g)＋NO2(g)====NO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)
2CO(g)＋2NO(g)====N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－b kJ·mol－1(b＞0)
若用CO将NO2还原为N2，当消耗标准状况下3.36 L CO时，放出的热量为 kJ(用含有a和b的代数式表示，不用化简)。 (共41张PPT)
二、反应热的计算
练习2　反应热的计算
化学反应的热效应
第一章
高中化学 选择性必修1 化学反应原理
必备知识练
题组一　根据热化学方程式(或键能)计算反应热
1. 已知热化学方程式为H2O(g)====H2(g)＋O2(g)　
ΔH＝＋241.8 kJ·mol－1，H2(g)＋O2(g)==== H2O(l)　
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1。当1 g水蒸气变为液态水时，其焓变为(　　)
A. ΔH＝＋4.4 kJ·mol－1 B. ΔH＝－4.4 kJ·mol－1
C. ΔH＝－2.44 kJ·mol－1 D. ΔH＝＋2.44 kJ·mol－1
C
【解析】 ①H2O(g)====H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋241.8 kJ·mol－1，
②H2(g)＋O2(g)====H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，由盖斯
定律可知，①＋②得H2O(g)====H2O(l)ΔH＝－44 kJ·mol－1，
由该热化学方程式可知，18 g水蒸气变为液态水时放出44 kJ的热
量，则1 g水蒸气变为液态水时放出的热量是×1 g≈2.44 kJ，
即当1 g水蒸气变为液态水时，其焓变ΔH＝－2.44 kJ·mol－1，
C正确。
2. SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：
1 mol S(s)转化为气态硫原子需吸收能量280 kJ，断裂1 mol F
—F、S—F需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。反应S(s)＋
3F2(g)====SF6(g)的反应热ΔH为(　　)
A. －1 780 kJ·mol－1
B. －1 220 kJ·mol－1
C. －450 kJ·mol－1
D. ＋430 kJ·mol－1
B
【解析】 ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝
280 kJ·mol－1＋3×160 kJ·mol－1－6×330 kJ·mol－1＝
－1 220 kJ·mol－1，B正确。
3. 已知1mol二氧化硅晶体中化学键的数目为4NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)，有关键能数据见下表：
化学键 Si—O O==O Si—Si
键能/(kJ·mol－1) 460 498.8 176
又知Si(s)＋O2(g)====SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol－1，关于
1 mol Si中Si—Si的数目，下列说法中正确的是(　　)
A. 4NA B. 3NA
C. 2NA D. NA
C
【解析】 设1 mol Si中含有x mol Si—Si，已知Si(s)＋O2(g) ====SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol－1，根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，则有176 kJ·mol－1×x＋498.8 kJ·mol－1－4×460 kJ·mol－1＝－989.2 kJ·mol－1，解得x＝2，则
1 mol Si中含有Si－Si的数目为2NA，C正确。
题组二　根据燃烧热计算反应热
4. 已知：2H2(g)＋O2(g)====2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，
CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　ΔH＝－282.8 kJ·mol－1。现有
CO、H2、CO2组成的混合气体67.2 L(标准状况下)，经完全燃
烧后放出的总热量为710.0 kJ，并生成18 g液态水，关于燃烧前
混合气体中CO的体积分数，下列说法中正确的是(　　)
A. 80% B. 50%
C. 60% D. 20%
B
【解析】 标准状况下，混合气体的物质的量为＝
3 mol，生成H2O的物质的量为＝1 mol，则H2的物质的量为1 mol，1 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量为＝285.8 kJ，由于CO2在O2中不燃烧，则混合气体中CO完全燃烧放出的热量为710.0 kJ－285.8 kJ＝424.2 kJ，n(CO)＝＝1.5 mol，故原混合气体中CO的体积分数为×100%＝50%，B正确。
5. 已知：C(s)＋O2(g)====CO(g)　ΔH＝－110.35 kJ·mol－1，
CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　ΔH＝－282.57 kJ·mol－1，6 g碳
不完全燃烧所得产物中，CO与CO2的体积比为2∶3，关于与
6 g碳完全燃烧相比，损失的热量，下列说法中正确的是(　　)
A. 56.51 kJ B. 110.35 kJ
C. 196.46 kJ D. 282.57 kJ
A
【解析】 碳不完全燃烧的产物为CO，由盖斯定律可知，6 g碳不完全燃烧损失的热量为产物中CO燃烧生成CO2时放出的热量。6 g碳的物质的量为＝0.5 mol，不完全燃烧所得气体中，CO与CO2的体积比为2∶3，根据碳原子守恒，求得CO的物质的量为0.5 mol×＝0.2 mol，由CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　ΔH＝－282.57 kJ·mol－1可知，0.2 mol CO燃烧生成CO2时放出的热量为282.57 kJ·mol－1×0.2 mol≈56.51 kJ，所以6 g碳不完全燃烧，损失的热量为56.51 kJ，A正确。
题组三　根据盖斯定律计算反应热
6. 已知：
①2C(s)＋2O2(g)====2CO2(g)　ΔH1＝－787.0 kJ·mol－1；
②2Mg(s)＋O2(g)====2MgO(s)　ΔH2＝－1 203.4 kJ·mol－1。
关于反应2Mg(s)＋CO2(g)====C(s)＋2MgO(s)的ΔH，下列说法
中正确的是(　　)
A. ＋809.9 kJ·mol－1 B. －809.9 kJ·mol－1
C. ＋416.4 kJ·mol－1 D. －416.4 kJ·mol－1
B
【解析】 根据盖斯定律，由②－×①可得2Mg(s)＋CO2(g) ====C(s)＋2MgO(s)，则ΔH＝－1 203.4 kJ·mol－1－×
(－787.0 kJ·mol－1)＝－809.9 kJ·mol－1，B正确。
7. 工业上，冶炼铁的有关热化学方程式如下：
①C(s)＋O2(g)====CO2(g)
ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO2(g)＋C(s)====2CO(g)
ΔH2＝b kJ·mol－1
③Fe2O3(s)＋3CO(g)====2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1
④2Fe2O3(s)＋3C(s)====4Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH4＝d kJ·mol－1
上述热化学方程式中，a、b、c、d均不等于0。
下列说法中，错误的是(　　)
A. b＞a
B. d＝3b＋2c
C. C(s)＋O2(g)====CO(g)
ΔH＝ kJ·mol－1　
D. CO(g)＋O2(g)====CO2(g)
ΔH＜a kJ·mol－1　
D
【解析】 ①C(s)＋O2(g)====CO2(g)为放热反应，ΔH1＝
a kJ·mol－1＜0，②CO2(g)＋C(s)====2CO(g)为吸热反应，ΔH2＝b kJ·mol－1＞0，因此b＞a，A正确；由盖斯定律可知，②×3＋③×2得④2Fe2O3(s)＋3C(s)====4Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH4＝d kJ·mol－1＝(3b＋2c) kJ·mol－1，B正确；(①＋②)×得C(s)＋O2(g)====CO(g)　ΔH＝ kJ·mol－1，C正确；因为C(s)不完全燃烧生成CO(g)时放出热量，所以1 mol C(s)完全燃烧放出的热量大于1 mol CO(g)完全燃烧放出的热量，而放热反应的反应热为负值，故CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　ΔH＞
a kJ·mol－1，D错误。
8. 已知如下热化学方程式：
①NH3(g)＋HClO4(l)====NH4ClO4(s)　ΔH1＝－a kJ·mol－1
②N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1
③4HClO4(l)====2Cl2(g)＋7O2(g)＋2H2O(g)　
ΔH3＝＋c kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)====2H2O(g)　ΔH4＝－d kJ·mol－1
高氯酸铵是发射火箭的固体能源，发生爆炸的反应如下：
2NH4ClO4(s)====N2(g)＋Cl2(g)＋2O2(g)＋4H2O(g)　ΔH，
ΔH可表示为(　　)
A. kJ·mol－1
B. (4a－2b＋c－3d) kJ·mol－1
C. kJ·mol－1
D. kJ·mol－1
A
【解析】 根据盖斯定律，由③×＋④×－①×2－②可得目标反应，则有ΔH＝ kJ·mol－1，A正确。
关键能力练
9. 已知：
①2H2(g)＋O2(g)====2H2O(g)　ΔH1；
②N2(g)＋2O2(g)====2NO2(g)　ΔH2；
③N2(g)＋3H2(g)====2NH3(g)　ΔH3，
关于反应4NH3(g)＋7O2(g)====4NO2(g)＋6H2O(g)的ΔH，下列说法中正确的是(　　)
A. 2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B. ΔH1＋ΔH2－ΔH3
C. 3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 D. 3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3
C
【解析】 根据盖斯定律，由①×3＋②×2－③×2整理可得4NH3(g)＋7O2(g)====4NO2(g)＋6H2O(g)，则有ΔH＝3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3，A正确。
10. “千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。如图所示为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计循环过程，关于ΔH4/(kJ·mol－1)，
下列说法中正确的是(　　)
A. ＋533
B. ＋686
C. ＋838
D. ＋1 143
C
【解析】 根据循环过程中物质变化及反应热可得热化学方程式：①NH4Cl(s)====N(g)＋Cl－(g)　ΔH1＝＋698 kJ·mol－1。
②NH4Cl(s)====N(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2＝＋15 kJ·mol－1。
③Cl－(g)====Cl－(aq)　ΔH3＝－378 kJ·mol－1。
④(NH4)2SO4(s)====S(g)＋N(g)　ΔH4。
⑤(NH4)2SO4(s)====S(aq)＋N(aq)
ΔH5＝＋3 kJ·mol－1。
⑥S(g)====S(aq)　ΔH6＝－530 kJ·mol－1。
根据盖斯定律，由①＋③＋⑤－②－⑥可得反应④，则有ΔH4＝(＋698 kJ·mol－1)＋(－378 kJ·mol－1)＋(＋3 kJ·mol－1)
－(＋15 kJ·mol－1)－(－530 kJ·mol－1)＝＋838 kJ·mol－1。
11. 肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时在Cu表面分解的机理如图甲所示。已知200 ℃时，反应Ⅰ：3N2H4(g)====N2(g)＋4NH3(g)　ΔH1＝－32.9 kJ·mol－1；反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)====2NH3(g)　ΔH2＝－41.8 kJ·mol－1。
甲 乙
下列说法中，错误的是(　　)
A. 图甲所示过程①是放热反应
B. 反应Ⅱ的能量变化示意图如图乙所示
C. 断开3 mol N2H4(g)的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)的化学键释放的能量
D. 200 ℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)====N2(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋50.7 kJ·mol－1
C
【解析】 过程①是N2H4分解生成N2和NH3，已知热化学方程式Ⅰ中ΔH1为负值，所以过程①为放热反应，A正确；反应Ⅱ是放热反应，能量变化示意图正确，B正确；放热反应中，反应物的化学键的键能之和小于生成物的化学键的键能之和，C错误；根据盖斯定律：Ⅰ－2×Ⅱ得N2H4(g)====N2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－32.9 kJ·mol－1－2×(－41.8 kJ·mol－1)＝＋50.7 kJ·mol－1，D正确。
12. (1)反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)过程中的能量变化如图所示。
①该反应ΔH＝
_____________________
(用含E1、E2代数式表示)。
②在反应体系中加入催化剂，
ΔH__________(填“增大”
“减小”或“不变”)。
(E1－E2) kJ·mol－1
不变
(2)发射卫星时用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：
①N2(g)＋2O2(g)====2NO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)====N2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝b kJ·mol－1
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式：_______________________________________________________________________________。
2N2H4(g)＋2NO2(g)====3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝(2b－a) kJ·mol－1
【解析】 (1)①由题图可知，该反应的ΔH＝(E1－E2) kJ·mol－1。
②在反应体系中加入催化剂，ΔH 不变。
(2)根据盖斯定律，由2×②－①可得2N2H4(g)＋2NO2(g)====
3N2(g)＋4H2O(g)，则该反应的ΔH＝(2b－a) kJ·mol－1。
拓展突破练
13. (1)中科院某研究团队通过设计一种新型Na－Fe3O4/HZSM－5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知：H2(g)＋O2(g)====H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1　
C8H18(l)＋O2(g)====8CO2(g)＋9H2O(l)　
ΔH2＝－b kJ·mol－1
试写出25 ℃、101 kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式：
____________________________________________________________________________________。
8CO2(g)＋25H2(g)====C8H18(l)＋16H2O(l)
ΔH＝－(25a－b) kJ·mol－1
(2)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产、生活
中有广泛的应用。汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。
已知：①N2(g)＋O2(g)====2NO(g) ΔH1＝＋180.5 kJ·mol－1
②2C(s)＋O2(g)====2CO(g) ΔH2＝－221.0 kJ·mol－1
③CO2(g)====C(s)＋O2(g) ΔH3＝＋393.5 kJ·mol－1
则反应2NO(g)＋2CO(g)====N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝__________kJ·mol－1。
－746.5
(3)合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中I2O5常用于定量测量CO的含量。已知：2I2(s)＋5O2(g)====2I2O5(s)ΔH1＝－76 kJ·mol－1；2CO(g)＋O2(g)====2CO2(g)　ΔH2＝－566 kJ·mol－1。该测定反应的热化学方程式为________________________________________ ___________________________________。
5CO(g)＋I2O5(s)====5CO2(g)＋I2(s)
ΔH＝－1 377 kJ·mol－1
(4)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知：CO(g)＋NO2(g)====NO(g)＋CO2(g)　
ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)
2CO(g)＋2NO(g)====N2(g)＋2CO2(g)　
ΔH＝－b kJ·mol－1(b＞0)
若用CO将NO2还原为N2，当消耗标准状况下3.36 L CO时，放
出的热量为_______________ kJ(用含有a和b的代数式表示，不用化简)。

【解析】 (1)已知：①H2(g)＋O2(g)====H2O(l)　
ΔH1＝－a kJ·mol－1，②C8H18(l)＋O2(g)====8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH2＝－b kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①×25－②得8CO2(g)＋25H2(g)====C8H18(l)＋16H2O(l)　ΔH＝25ΔH1－ΔH2＝－(25a－b) kJ·mol－1。　(2)根据盖斯定律，由－(①＋②＋③×2)得反应2NO(g)＋2CO(g)====N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝－746.5 kJ·mol－1。　
(3)依次设反应为①②，根据盖斯定律，由反应①×＋②×得到5CO(g)＋I2O5(s)====5CO2(g)＋I2(s)　
ΔH＝－1 377 kJ·mol－1。　(4)依次设反应为①②，根据盖斯定律，反应①×2＋②得4CO(g)＋2NO2(g)====N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＝－(2a＋b) kJ·mol－1，标准状况下3.36 L CO的物质的量是0.15 mol，放出的热量为 kJ。1.2 练习2　反应热的计算
题组一　根据热化学方程式(或键能)计算反应热
1. 已知热化学方程式为H2O(g)====H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋241.8 kJ·mol－1，H2(g)＋O2(g)==== H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1。当1 g水蒸气变为液态水时，其焓变为(　C　)
A. ΔH＝＋4.4 kJ·mol－1
B. ΔH＝－4.4 kJ·mol－1
C. ΔH＝－2.44 kJ·mol－1
D. ΔH＝＋2.44 kJ·mol－1
【解析】 ①H2O(g)====H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋241.8 kJ·mol－1，②H2(g)＋O2(g)====H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，由盖斯定律可知，①＋②得H2O(g)====H2O(l)ΔH＝－44 kJ·mol－1，由该热化学方程式可知，18 g水蒸气变为液态水时放出44 kJ的热量，则1 g水蒸气变为液态水时放出的热量是×1 g≈2.44 kJ，即当1 g水蒸气变为液态水时，其焓变ΔH＝
－2.44 kJ·mol－1，C正确。
2. SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子需吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。反应S(s)＋3F2(g)====SF6(g)的反应热ΔH为(　B　)
A. －1 780 kJ·mol－1
B. －1 220 kJ·mol－1
C. －450 kJ·mol－1
D. ＋430 kJ·mol－1
【解析】 ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝280 kJ·mol－1＋3×160 kJ·mol－1－6×330 kJ·mol－1＝－1 220 kJ·mol－1，B正确。
3. 已知1mol二氧化硅晶体中化学键的数目为4NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)，有关键能数据见下表：
化学键 Si—O O==O Si—Si
键能/(kJ·mol－1) 460 498.8 176
又知Si(s)＋O2(g)====SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol－1，关于1 mol Si中Si—Si的数目，下列说法中正确的是(　C　)
A. 4NA B. 3NA
C. 2NA D. NA
【解析】 设1 mol Si中含有x mol Si—Si，已知Si(s)＋O2(g)====SiO2(s)　ΔH＝－989.2 kJ·mol－1，根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，则有176 kJ·mol－1×x＋498.8 kJ·mol－1－4×460 kJ·mol－1＝－989.2 kJ·mol－1，解得x＝2，则1 mol Si中含有Si－Si的数目为2NA，C正确。
题组二　根据燃烧热计算反应热
4. 已知：2H2(g)＋O2(g)====2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　ΔH＝－282.8 kJ·mol－1。现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2 L(标准状况下)，经完全燃烧后放出的总热量为710.0 kJ，并生成18 g液态水，关于燃烧前混合气体中CO的体积分数，下列说法中正确的是(　B　)
A. 80%
B. 50%
C. 60%
D. 20%
【解析】 标准状况下，混合气体的物质的量为＝3 mol，生成H2O的物质的量为＝1 mol，则H2的物质的量为1 mol，1 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量为＝285.8 kJ，由于CO2在O2中不燃烧，则混合气体中CO完全燃烧放出的热量为710.0 kJ－285.8 kJ＝424.2 kJ，n(CO)＝＝1.5 mol，故原混合气体中CO的体积分数为×100%＝50%，B正确。
5. 已知：C(s)＋O2(g)====CO(g)　ΔH＝－110.35 kJ·mol－1，CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　ΔH＝－282.57 kJ·mol－1，6 g碳不完全燃烧所得产物中，CO与CO2的体积比为2∶3，关于与6 g碳完全燃烧相比，损失的热量，下列说法中正确的是(　A　)
A. 56.51 kJ
B. 110.35 kJ
C. 196.46 kJ
D. 282.57 kJ
【解析】 碳不完全燃烧的产物为CO，由盖斯定律可知，6 g碳不完全燃烧损失的热量为产物中CO燃烧生成CO2时放出的热量。6 g碳的物质的量为＝0.5 mol，不完全燃烧所得气体中，CO与CO2的体积比为2∶3，根据碳原子守恒，求得CO的物质的量为0.5 mol×＝0.2 mol，由CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　ΔH＝－282.57 kJ·mol－1可知，0.2 mol CO燃烧生成CO2时放出的热量为282.57 kJ·mol－1×0.2 mol≈56.51 kJ，所以6 g碳不完全燃烧，损失的热量为56.51 kJ，A正确。
题组三　根据盖斯定律计算反应热
6. 已知：
①2C(s)＋2O2(g)====2CO2(g)　ΔH1＝－787.0 kJ·mol－1；
②2Mg(s)＋O2(g)====2MgO(s)　ΔH2＝－1 203.4 kJ·mol－1。
关于反应2Mg(s)＋CO2(g)====C(s)＋2MgO(s)的ΔH，下列说法中正确的是(　B　)
A. ＋809.9 kJ·mol－1
B. －809.9 kJ·mol－1
C. ＋416.4 kJ·mol－1
D. －416.4 kJ·mol－1
【解析】 根据盖斯定律，由②－×①可得2Mg(s)＋CO2(g)====C(s)＋2MgO(s)，则ΔH＝－1 203.4 kJ·mol－1－×(－787.0 kJ·mol－1)＝－809.9 kJ·mol－1，B正确。
7. 工业上，冶炼铁的有关热化学方程式如下：
①C(s)＋O2(g)====CO2(g)
ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO2(g)＋C(s)====2CO(g)
ΔH2＝b kJ·mol－1
③Fe2O3(s)＋3CO(g)====2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1
④2Fe2O3(s)＋3C(s)====4Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH4＝d kJ·mol－1
上述热化学方程式中，a、b、c、d均不等于0。下列说法中，错误的是(　D　)
A. b＞a
B. d＝3b＋2c
C. C(s)＋O2(g)====CO(g)
ΔH＝ kJ·mol－1　
D. CO(g)＋O2(g)====CO2(g)
ΔH＜a kJ·mol－1　
【解析】 ①C(s)＋O2(g)====CO2(g)为放热反应，ΔH1＝a kJ·mol－1＜0，②CO2(g)＋C(s)====2CO(g)为吸热反应，ΔH2＝b kJ·mol－1＞0，因此b＞a，A正确；由盖斯定律可知，②×3＋③×2得④2Fe2O3(s)＋3C(s)====4Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH4＝d kJ·mol－1＝(3b＋2c) kJ·mol－1，B正确；(①＋②)×得C(s)＋O2(g)====CO(g)　ΔH＝ kJ·mol－1，C正确；因为C(s)不完全燃烧生成CO(g)时放出热量，所以1 mol C(s)完全燃烧放出的热量大于1 mol CO(g)完全燃烧放出的热量，而放热反应的反应热为负值，故CO(g)＋O2(g)====CO2(g)　ΔH＞a kJ·mol－1，D错误。
8. 已知如下热化学方程式：
①NH3(g)＋HClO4(l)====NH4ClO4(s)　ΔH1＝－a kJ·mol－1
②N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1
③4HClO4(l)====2Cl2(g)＋7O2(g)＋
2H2O(g)　ΔH3＝＋c kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)====2H2O(g)　ΔH4＝－d kJ·mol－1
高氯酸铵是发射火箭的固体能源，发生爆炸的反应如下：
2NH4ClO4(s)====N2(g)＋Cl2(g)＋2O2(g)＋4H2O(g)　ΔH，ΔH可表示为(　A　)
A. kJ·mol－1
B. (4a－2b＋c－3d) kJ·mol－1
C. kJ·mol－1
D. kJ·mol－1
【解析】 根据盖斯定律，由③×＋④×－①×2－②可得目标反应，则有ΔH＝ kJ·mol－1，A正确。
9. 已知：
①2H2(g)＋O2(g)====2H2O(g)　ΔH1；
②N2(g)＋2O2(g)====2NO2(g)　ΔH2；
③N2(g)＋3H2(g)====2NH3(g)　ΔH3，
关于反应4NH3(g)＋7O2(g)====4NO2(g)＋6H2O(g)的ΔH，下列说法中正确的是(　C　)
A. 2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3
B. ΔH1＋ΔH2－ΔH3
C. 3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3
D. 3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3
【解析】 根据盖斯定律，由①×3＋②×2－③×2整理可得4NH3(g)＋7O2(g)====4NO2(g)＋6H2O(g)，则有ΔH＝3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3，A正确。
10. “千畦细浪舞晴空”，氮肥保障了现代农业的丰收。如图所示为探究(NH4)2SO4的离子键强弱，设计循环过程，关于ΔH4/(kJ·mol－1)，下列说法中正确的是(　C　)
A. ＋533
B. ＋686
C. ＋838
D. ＋1 143
【解析】 根据循环过程中物质变化及反应热可得热化学方程式：①NH4Cl(s)====N(g)＋Cl－(g)　ΔH1＝＋698 kJ·mol－1。
②NH4Cl(s)====N(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2＝＋15 kJ·mol－1。
③Cl－(g)====Cl－(aq)　ΔH3＝－378 kJ·mol－1。
④(NH4)2SO4(s)====S(g)＋N(g)　ΔH4。
⑤(NH4)2SO4(s)====S(aq)＋N(aq)
ΔH5＝＋3 kJ·mol－1。
⑥S(g)====S(aq)　ΔH6＝－530 kJ·mol－1。
根据盖斯定律，由①＋③＋⑤－②－⑥可得反应④，则有ΔH4＝(＋698 kJ·mol－1)＋(－378 kJ·mol－1)＋(＋3 kJ·mol－1)－(＋15 kJ·mol－1)－(－530 kJ·mol－1)＝＋838 kJ·mol－1。
11. 肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时在Cu表面分解的机理如图甲所示。已知200 ℃时，反应Ⅰ：3N2H4(g)====N2(g)＋4NH3(g)　ΔH1＝－32.9 kJ·mol－1；反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)====2NH3(g)　ΔH2＝－41.8 kJ·mol－1。
甲
乙
下列说法中，错误的是(　C　)
A. 图甲所示过程①是放热反应
B. 反应Ⅱ的能量变化示意图如图乙所示
C. 断开3 mol N2H4(g)的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)的化学键释放的能量
D. 200 ℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)====N2(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋50.7 kJ·mol－1
【解析】 过程①是N2H4分解生成N2和NH3，已知热化学方程式Ⅰ中ΔH1为负值，所以过程①为放热反应，A正确；反应Ⅱ是放热反应，能量变化示意图正确，B正确；放热反应中，反应物的化学键的键能之和小于生成物的化学键的键能之和，C错误；根据盖斯定律：Ⅰ－2×Ⅱ得N2H4(g)====N2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－32.9 kJ·mol－1－2×(－41.8 kJ·mol－1)＝＋50.7 kJ·mol－1，D正确。
12. (1)反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)过程中的能量变化如图所示。
①该反应ΔH＝　(E1－E2) kJ·mol－1　(用含E1、E2代数式表示)。
②在反应体系中加入催化剂，ΔH　不变　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)发射卫星时用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：
①N2(g)＋2O2(g)====2NO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)====N2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝b kJ·mol－1
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式：　2N2H4(g)＋2NO2(g)====3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝(2b－a) kJ·mol－1　。
【解析】 (1)①由题图可知，该反应的ΔH＝(E1－E2) kJ·mol－1。②在反应体系中加入催化剂，ΔH 不变。
(2)根据盖斯定律，由2×②－①可得2N2H4(g)＋2NO2(g)====3N2(g)＋4H2O(g)，则该反应的ΔH＝(2b－a) kJ·mol－1。
13. (1)中科院某研究团队通过设计一种新型Na－Fe3O4/HZSM－5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知：H2(g)＋O2(g)====H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1　
C8H18(l)＋O2(g)====8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1
试写出25 ℃、101 kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式：
　8CO2(g)＋25H2(g)====C8H18(l)＋16H2O(l)　ΔH＝－(25a－b) kJ·mol－1　。
(2)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产、生活中有广泛的应用。汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。
已知：①N2(g)＋O2(g)====2NO(g)
ΔH1＝＋180.5 kJ·mol－1
②2C(s)＋O2(g)====2CO(g)
ΔH2＝－221.0 kJ·mol－1
③CO2(g)====C(s)＋O2(g)
ΔH3＝＋393.5 kJ·mol－1
则反应2NO(g)＋2CO(g)====N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝　－746.5　kJ·mol－1。
(3)合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中I2O5常用于定量测量CO的含量。已知：2I2(s)＋5O2(g)====2I2O5(s)ΔH1＝－76 kJ·mol－1；2CO(g)＋O2(g)====2CO2(g)　ΔH2＝－566 kJ·mol－1。该测定反应的热化学方程式为　5CO(g)＋I2O5(s)====5CO2(g)＋I2(s)　ΔH＝－1 377 kJ·mol－1　。
(4)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。
已知：CO(g)＋NO2(g)====NO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)
2CO(g)＋2NO(g)====N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－b kJ·mol－1(b＞0)
若用CO将NO2还原为N2，当消耗标准状况下3.36 L CO时，放出的热量为 　 kJ(用含有a和b的代数式表示，不用化简)。
【解析】 (1)已知：①H2(g)＋O2(g)====H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1，②C8H18(l)＋O2(g)====8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH2＝－b kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①×25－②得8CO2(g)＋25H2(g)====C8H18(l)＋16H2O(l)　ΔH＝25ΔH1－ΔH2＝－(25a－b) kJ·mol－1。　(2)根据盖斯定律，由－(①＋②＋③×2)得反应2NO(g)＋2CO(g)====N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝－746.5 kJ·mol－1。　(3)依次设反应为①②，根据盖斯定律，由反应①×＋②×得到5CO(g)＋I2O5(s)====5CO2(g)＋I2(s)　ΔH＝－1 377 kJ·mol－1。　(4)依次设反应为①②，根据盖斯定律，反应①×2＋②得4CO(g)＋2NO2(g)====N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＝－(2a＋b) kJ·mol－1，标准状况下3.36 L CO的物质的量是0.15 mol，放出的热量为 kJ。

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