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课题　以“火箭推进剂”为载体解决化学反应的热效应问题
我国目前常用的火箭推进剂的类型、成分和特点
目前，火箭推进剂主要有三种类型： 液体推进剂、固体推进剂和混合推进剂。
(1)液体推进剂
液体推进剂比较常用的有：四氧化二氮——肼类(偏二甲肼、一甲基肼、肼)、液氧——煤油、液氢——液氧等。 其中四氧化二氮——肼类推进剂被广泛使用，其特点是可在室温下储存，技术成熟，可靠性高，但其燃烧效率比较低且有毒、污染环境；液氧——煤油推进剂作为常温推进剂，使用方便，安全性好，且价格便宜；液氢——液氧推进剂是当前最有潜力的组合，其燃烧效率很高，清洁无污染，但是价格昂贵，对储存、运输、加注、发动机制造都要求更高。
(2)固体推进剂
固体推进剂是燃料和氧化剂的混合体。固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。固体推进剂火箭发动机主要的优点是结构简单，成本相对较低，使用非常安全，瞬间的爆发推力巨大，缺点是推力无法调节并且推进效率低。
(3)混合推进剂
混合推进剂是液体推进剂和固体推进剂的混合体。它能够像液体火箭发动机那样进行推力调节，系统比较简单，但混合推进剂火箭发动机的燃速低，燃烧不均匀，效率低。
厘清反应热与焓变的关系并能进行焓变的简单计算
　已知肼(N2H4)是一种高能燃料，液态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，该反应是__________(填“放热”或“吸热”)反应，反应物的总能量__________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量，断开化学键________(填“吸收”或“放出”，下同)的总能量小于形成化学键________的总能量。若16 g气态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，放出267 kJ热量，试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化。
　肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂，其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合，可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。液态肼和液态过氧化氢混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。若每生成1 mol N2，放出642 kJ的热量，则消耗16 g液态肼放出的热量为多少？若N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－544 kJ·mol-1，键能数据如下表：
化学键 N—N N—H OO O—H
键能/(kJ·mol-1) 193 391 497 463
则氮氮三键的键能为多少？
计算焓变的两种方法
(1)宏观角度计算：ΔH＝生成物总焓－反应物总焓。
(2)微观角度计算：ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。可以简单记忆为反应热(ΔH)等于反应物断键吸热与生成物成键放热的代数和，吸热取“＋”值，放热取“－”值。
理解燃烧热的概念及掌握热化学方程式的书写方法
　目前，火箭的液体推进剂有液氢、液氧、偏二甲肼、四氧化二氮、硼烷等十几种，但比较理想的环境推进剂是液氢和液氧。由于储存、运输等技术的制约，液氢和液氧的使用受到很大程度的限制。化学反应：2H2＋O2===2H2O能量变化如图所示，请写出表示H2燃烧热的热化学方程式。
　火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢，当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.8 kJ的热量。写出该反应的热化学方程式。
1．燃烧热的热化学方程式书写“三要素”
(1)可燃物的化学计量数要为1。
(2)元素完全燃烧生成的物质要为指定产物。
(3)ΔH的符号、单位要正确。
2．热化学方程式的书写步骤及要求
一写方程式写出配平的化学方程式二标状态用s、l、g、aq标明物质的聚集状态三判正、负根据吸热反应或放热反应判断ΔH正、负。吸热反应ΔH符号为＋，放热反应ΔH符号为－四算数值根据化学计量数计算写出ΔH的值
盖斯定律的应用及ΔH大小的比较
　联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。
①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1
②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2
③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3
④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4＝
若O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l)　ΔH5，写出ΔH5与ΔH3的大小关系，及上述4个反应中ΔH4与ΔH3、ΔH2、ΔH1的关系。
　发射卫星时可用肼(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：
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH1＝＋67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－534 kJ·mol-1
H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝＋44 kJ·mol-1
写出气态肼与二氧化氮反应生成液态水的热化学方程式。
利用“加和法”确定目标反应的焓变
第一步：确定目标反应，并分析目标反应与已知反应的关系；
第二步：调整已知热化学方程式的化学计量数和ΔH；
第三步：将调整好的热化学方程式和ΔH进行加和。
1．火箭燃料有液氢、乙炔(C2H2)、甲烷、煤油、肼(N2H4)等。回答下列问题：
(1)氢燃料汽车中氢的燃烧与火箭中氢的燃烧最大的不同在于前者使用的是空气作氧化剂，而后者使用的是液氧。
①火箭中不能使用液化空气，原因是___________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
②已知：(ⅰ)H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol-1
(ⅱ)O2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol-1
(ⅲ)H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1
(ⅳ)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol-1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：_________________________
___________________________________________________________________。
(2)神舟十三号使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与C2H8N2的燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
2．液态肼(N2H4)和液态过氧化氢可作火箭推进剂的原料，它们混合时发生反应，生成N2和水蒸气，并放出大量的热。已知1 g液态肼与足量的液态过氧化氢完全反应生成气态水放出的热量为20 kJ。
(1)以N2和H2为原料通过一定途径可制得N2H4，已知断裂1 mol N—N、N≡N、N—H、H—H所需的能量分别为193 kJ·mol-1、、390.8 kJ·mol-1、436 kJ·mol-1，由N2、H2合成气态肼(N2H4)的热化学方程式为___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)温度在150 ℃以上时，H2O2便迅速分解为H2O和O2，发射火箭时用过氧化氢作强氧化剂就是利用这个原理。
已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)　ΔH1＝；
②H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH2＝＋286 kJ·mol-1。
则反应③H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)的ΔH＝________。
5/5课题　以“火箭推进剂”为载体解决化学反应的热效应问题
我国目前常用的火箭推进剂的类型、成分和特点
目前，火箭推进剂主要有三种类型： 液体推进剂、固体推进剂和混合推进剂。
(1)液体推进剂
液体推进剂比较常用的有：四氧化二氮——肼类(偏二甲肼、一甲基肼、肼)、液氧——煤油、液氢——液氧等。 其中四氧化二氮——肼类推进剂被广泛使用，其特点是可在室温下储存，技术成熟，可靠性高，但其燃烧效率比较低且有毒、污染环境；液氧——煤油推进剂作为常温推进剂，使用方便，安全性好，且价格便宜；液氢——液氧推进剂是当前最有潜力的组合，其燃烧效率很高，清洁无污染，但是价格昂贵，对储存、运输、加注、发动机制造都要求更高。
(2)固体推进剂
固体推进剂是燃料和氧化剂的混合体。固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。固体推进剂火箭发动机主要的优点是结构简单，成本相对较低，使用非常安全，瞬间的爆发推力巨大，缺点是推力无法调节并且推进效率低。
(3)混合推进剂
混合推进剂是液体推进剂和固体推进剂的混合体。它能够像液体火箭发动机那样进行推力调节，系统比较简单，但混合推进剂火箭发动机的燃速低，燃烧不均匀，效率低。
　厘清反应热与焓变的关系并能进行焓变的简单计算
　已知肼(N2H4)是一种高能燃料，液态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应，反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量，断开化学键________(填“吸收”或“放出”，下同)的总能量小于形成化学键________的总能量。若16 g气态肼在氧气中燃烧，生成氮气和水蒸气，放出267 kJ热量，试用化学反应能量图表示该反应过程中能量的变化。
提示：放热　大于　吸收　放出
　肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂，其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合，可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。液态肼和液态过氧化氢混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。若每生成1 mol N2，放出642 kJ的热量，则消耗16 g液态肼放出的热量为多少？若N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－544 kJ·mol-1，键能数据如下表：
化学键 N—N N—H O==O O—H
键能/(kJ·mol-1) 193 391 497 463
则氮氮三键的键能为多少？
提示：321 kJ；946 kJ·mol-1。
　计算焓变的两种方法
(1)宏观角度计算：ΔH＝生成物总焓－反应物总焓。
(2)微观角度计算：ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。可以简单记忆为反应热(ΔH)等于反应物断键吸热与生成物成键放热的代数和，吸热取“＋”值，放热取“－”值。
　理解燃烧热的概念及掌握热化学方程式的书写方法
　目前，火箭的液体推进剂有液氢、液氧、偏二甲肼、四氧化二氮、硼烷等十几种，但比较理想的环境推进剂是液氢和液氧。由于储存、运输等技术的制约，液氢和液氧的使用受到很大程度的限制。化学反应：2H2＋O2===2H2O能量变化如图所示，请写出表示H2燃烧热的热化学方程式。
提示：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－(b＋c－a)kJ·mol-1。
　火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态过氧化氢，当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.8 kJ的热量。写出该反应的热化学方程式。
提示：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－642 kJ·mol-1。
1．燃烧热的热化学方程式书写“三要素”
(1)可燃物的化学计量数要为1。
(2)元素完全燃烧生成的物质要为指定产物。
(3)ΔH的符号、单位要正确。
2．热化学方程式的书写步骤及要求
　盖斯定律的应用及ΔH大小的比较
　联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。
①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1
②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2
③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3
④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4＝
若O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l)　ΔH5，写出ΔH5与ΔH3的大小关系，及上述4个反应中ΔH4与ΔH3、ΔH2、ΔH1的关系。
提示：ΔH5＜ΔH3，ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。
　发射卫星时可用肼(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：
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH1＝＋67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－534 kJ·mol-1
H2O(l)===H2O(g)　ΔH3＝＋44 kJ·mol-1
写出气态肼与二氧化氮反应生成液态水的热化学方程式。
提示：2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 311.7 kJ·mol-1。
利用“加和法”确定目标反应的焓变
第一步：确定目标反应，并分析目标反应与已知反应的关系；
第二步：调整已知热化学方程式的化学计量数和ΔH；
第三步：将调整好的热化学方程式和ΔH进行加和。
1．火箭燃料有液氢、乙炔(C2H2)、甲烷、煤油、肼(N2H4)等。回答下列问题：
(1)氢燃料汽车中氢的燃烧与火箭中氢的燃烧最大的不同在于前者使用的是空气作氧化剂，而后者使用的是液氧。
①火箭中不能使用液化空气，原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
②已知：(ⅰ)H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol-1
(ⅱ)O2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol-1
(ⅲ)H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1
(ⅳ)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol-1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)神舟十三号使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与C2H8N2的燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[答案]　(1)①液化空气中的液氮不能参与反应，液氢燃烧时，液氮挥发带走大量的热量，导致能量损失
②H2(l)＋O2(l)===H2O(g)ΔH＝－237.46 kJ·mol-1
(2)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－2 550.0 kJ·mol-1
[解析]　(1)①空气中含有大量的氮气，液化空气中含有大量的液氮，液氮虽然不参与反应，但在液氢燃烧时，液氮挥发带走大量的热量，导致能量损失。②根据盖斯定律，ⅳ＋ⅲ－ⅱ×－ⅰ得，H2(l)＋O2(l)===H2O(g)　ΔH＝－237.46 kJ·mol-1。(2)10.0 g液态偏二甲肼的物质的量为 mol，则1 mol 液态偏二甲肼完全反应放热2 550 kJ·mol-1，所以其热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝。
2．液态肼(N2H4)和液态过氧化氢可作火箭推进剂的原料，它们混合时发生反应，生成N2和水蒸气，并放出大量的热。已知1 g液态肼与足量的液态过氧化氢完全反应生成气态水放出的热量为20 kJ。
(1)以N2和H2为原料通过一定途径可制得N2H4，已知断裂1 mol N—N、N≡N、N—H、H—H所需的能量分别为193 kJ·mol-1、、390.8 kJ·mol-1、436 kJ·mol-1，由N2、H2合成气态肼(N2H4)的热化学方程式为_____________________________________________________________________。
(2)温度在150 ℃以上时，H2O2便迅速分解为H2O和O2，发射火箭时用过氧化氢作强氧化剂就是利用这个原理。
已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)　ΔH1＝；
②H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH2＝＋286 kJ·mol-1。
则反应③H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)的ΔH＝________。
[答案]　(1)N2(g)＋2H2(g)===N2H4(g)　ΔH＝＋61.8 kJ·mol-1　(2)－151.7 kJ·mol-1
[解析]　(1)N2、H2合成气态肼(N2H4)的化学方程式为N2＋2H2===N2H4，则根据ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和可知，该反应的ΔH＝946 kJ·mol-1＋2×436 kJ·mol-1－193 kJ·mol-1－4×390.8 kJ·mol-1＝＋61.8 kJ·mol-1，故其热化学方程式为N2(g)＋2H2(g)===N2H4(g)　ΔH＝＋61.8 kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律，－(①＋②)得到反应③H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)，则ΔH＝－(－134.3＋286)kJ·mol-1＝－151.7 kJ·mol-1。
章末综合测评(一)　化学反应的热效应
(本试卷共60分)
一、选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列关于反应热的说法正确的是(　　)
A．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
B．已知C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH为－110.5 kJ·mol-1，说明碳的燃烧热为110.5 kJ
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D．当ΔH<0时，表示该反应为吸热反应
A　[根据盖斯定律可知，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关，A正确；燃烧热为1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，碳完全燃烧的生成物为二氧化碳，B错误；反应热的大小即反应物所具有的能量和生成物所具有的能量的差，C错误；ΔH<0时，反应为放热反应，D错误。]
2．甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol-1。其能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．反应物的总能量低于生成物的总能量
B．反应的能量变化与化学键的断裂和形成有关
C．断开C—H放出能量
D．该反应是吸热反应
B　[根据热化学方程式ΔH<0可知，反应为放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，A错误；化学反应总是伴随着能量的变化，吸热或放热的原因主要是化学物质内部的化学键断裂和形成所发生的能量差而表现成热量变化，B正确；断开化学键需要吸收能量，故断开C—H吸收能量，C错误；由ΔH<0和题中能量变化图可知，该反应为放热反应，D错误。]
3．下列说法正确的是(　　)
A．测定中和热时，可用铜制搅拌器代替玻璃搅拌器
B．等质量的同种煤粉和煤块完全燃烧，煤粉燃烧放出的热量多
C．C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1、C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，若ΔH1>ΔH2，说明石墨比金刚石稳定
D．甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1，则CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol-1
C　[铜制搅拌器比玻璃搅拌器导热性能好，热量损失较多，A错误；等质量的同种煤完全燃烧，放出的热量一样多，B错误；C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1、C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，若ΔH1>ΔH2，根据盖斯定律，可得C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝(ΔH1－ΔH2)>0，石墨能量较低，相对稳定，C正确；甲烷的燃烧热为－890.3 kJ·mol-1，其相应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol-1，D错误。]
4．下列关于能量变化的说法正确的是(　　)
A．“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，冰的能量高
B．对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，在光照和点燃条件下的ΔH不相同
C．已知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
D．若反应物的键能总和小于生成物的键能总和，则该反应是放热反应
D　[相同质量的水和冰相比较，水放热结冰，说明水的能量高，A错误；焓变与反应条件和途径无关，故该反应在光照和点燃条件下的ΔH相同，B错误；已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＞0，反应吸热，则金刚石能量高，不如石墨稳定，C错误；若反应物的键能总和小于生成物的键能总和，则焓变为负值，该反应是放热反应，D正确。]
5．2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A．ΔH2＞0
B．ΔH4＋ΔH5＋ΔH8＝ΔH1
C．在相同条件下，2K(g)―→2K＋(g)的ΔH＜ΔH3
D．ΔH6＋ΔH7＝ΔH8
B　[金属钠由固态变为气态的过程中需要吸收热量，因此ΔH2＞0，A正确；由盖斯定律可知，ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＝ΔH1，B错误；钾原子原子核外有4个电子层，其失去最外层一个电子所需的能量较小，因此2K(g)―→2K＋ (g)的ΔH＜ΔH3，C正确；由盖斯定律可知ΔH6＋ΔH7＝ΔH8，D正确。]
6．3.6 g碳在6.4 g氧气中恰好完全反应，共放出X kJ的热量。已知：碳的燃烧热ΔH为－Y kJ·mol-1，则1 mol C与O2完全反应生成CO的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
C　[碳在氧气中燃烧，氧气不足时发生反应2C＋O22CO，氧气足量时发生反应C＋O2CO2，3.6 g碳的物质的量为＝0.3 mol，6.4 g氧气的物质的量为＝0.2 mol，n(C)∶n(O2)＝3∶2，在2∶1与1∶1之间，所以上述两个反应都发生。设生成的CO的物质的量为a mol，CO2的物质的量为b mol，根据元素守恒有a＋b＝0.3、a＋2b＝0.2×2，联立方程式，解得a＝0.2，b＝0.1。碳的燃烧热ΔH为－Y kJ·mol-1，所以生成0.1 mol CO2放出的热量为0.1Y kJ，生成0.2 mol CO放出的热量为X kJ－0.1 Y kJ，由于碳燃烧为放热反应，所以ΔH<0，故1 mol C与O2完全反应生成CO的ΔH为－＝－(5X－0.5Y)kJ·mol-1。]
7．下列推论正确的是(　　)
A．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．C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
C．葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol-1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol-1
D．101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol-1，则碳的燃烧热为110.5 kJ·mol-1
C　[该反应为放热反应，只能说明2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)的总能量高于2 mol SO3(g)的能量，但不能说明SO2的能量一定高于SO3的能量，A错误；石墨生成金刚石为吸热反应，说明金刚石的能量高于石墨，故石墨更稳定，B错误；葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol-1，即1 mol 葡萄糖完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放热2 800 kJ，则0.5 mol葡萄糖完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放热1 400 kJ，C正确；碳的燃烧热指在101 kPa时，1 mol 碳完全燃烧生成CO2(g)时放出的热量，所给热化学方程式不是生成CO2(g)，故不能确定碳的燃烧热，D错误。]
8．肼(N2H4)在不同条件下的分解产物不同，200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1。已知200 ℃时：
反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)　ΔH1＝
反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g)　ΔH2＝
下列说法不正确的是(　　)
A．图1所示过程①是放热反应，过程②是吸热反应
B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C．断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中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＝
C　[过程①是N2H4分解生成N2和NH3，根据3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)　ΔH1＝，可知该反应为放热反应，所以图示过程①为放热反应，过程②是NH3在一定条件下分解生成N2和H2，根据反应Ⅰ－3×反应Ⅱ得到2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝92.5 kJ·mol-1，过程②为吸热反应，故A项正确；反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g)　 ΔH2＝－41.8 kJ·mol-1，反应为放热反应，反应物能量高于生成物能量，与题图2相符，故B项正确；反应Ⅰ为放热反应，说明反应物的总键能小于生成物的总键能，即断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量，故C项错误；根据盖斯定律，反应Ⅰ－2×反应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，故D项正确。]
9．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是(　　)
A．石墨转变为金刚石是放热反应
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 ，则ΔH1＜ΔH2
C．白磷比红磷稳定
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0
B　[根据题图可知，金刚石的能量大于石墨的能量，所以石墨转变为金刚石是吸热反应，A错误；气态硫的能量大于固态硫，同质量的气态硫燃烧放出的能量大于固态硫，S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1<ΔH2，B正确；根据题图可知，白磷的能量大于红磷的能量，能量越低越稳定，所以红磷比白磷稳定，C错误；CO和气态水的总能量大于二氧化碳和氢气的总能量，所以CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，D错误。]
10．在298 K、1.01×105Pa下，将0.5 mol CO2通入1 L 0.75 mol·L-1NaOH溶液中充分反应，生成碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1∶1，且测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下，1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是(　　)
A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)　ΔH＝－(2y－x)kJ·mol-1
B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)　ΔH＝－(2x－y)kJ·mol-1
C．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)　ΔH＝－(4x－y)kJ·mol-1
D．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)　ΔH＝－(4y－x)kJ·mol-1
C　[0.5 mol二氧化碳通入1 L 0.75 mol·L-1的NaOH溶液中，反应生成的碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量相同，则生成了0.25 mol碳酸钠和0.25 mol碳酸氢钠，放出x kJ热量，则有①2CO2(g)＋3NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋NaHCO3(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－4x kJ·mol-1，已知1 mol CO2与2 mol NaOH反应生成1 mol碳酸钠放出y kJ的热量，即②CO2(g)＋2NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋H2O(l)　ΔH2＝－y kJ·mol-1，则反应①－反应②得到CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)　ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－(4x－y)kJ·mol-1。]
二、非选择题(本题共3小题，共30分)
11．(12分)化学反应中的能量变化通常表现为热量变化，研究热量变化具有重要的意义。化学反应的反应热可通过实验测定，也可通过计算间接获得。
(1)下列变化属于吸热反应的是________(填序号)。(2分)
①液态水汽化　
②胆矾加热变成白色粉末　
③浓硫酸稀释　
④氢气还原氧化铜　
⑤碳酸钙高温分解　
⑥氢氧化钾溶液和稀硫酸反应
⑦灼热的木炭与CO2的反应　
⑧Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应　
⑨甲烷在空气中燃烧
(2)在25 ℃、101 kPa下，23 g乙醇CH3CH2OH(l)完全燃烧生成CO2和液态水时放热638.4 kJ，则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
Ⅰ．中和反应反应热的实验测定
设计实验测定反应H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的ΔH。
(3)实验室中盐酸和NaOH溶液已耗尽，请你为该兴趣小组推荐一种酸和一种碱：_______________________。(2分)
(4)选用合理的试剂，用如图装置进行实验，其中仪器a的名称为_____________。某次实验测得中和反应反应热ΔH＝－50.5 kJ·mol-1，与理论值－57.3 kJ·mol-1出现较大偏差，产生偏差的原因不可能是________(填字母)。(2分)
A．实验装置保温、隔热效果差
B．分多次把碱溶液倒入盛有酸的小烧杯中
C．用温度计测定碱溶液起始温度后直接测定酸溶液的温度
D．用量筒量取酸和碱溶液的体积时均仰视读数
Ⅱ．通过计算间接获得反应热
(5)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1
②CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2
③CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键 H—H C—O C≡O H—O C—H
E/(kJ·mol-1) 436 343 1 076 465 413
(已知甲醇与CO的结构式分别为)
由此计算ΔH1＝_______________________________________；
已知ΔH2＝，则ΔH3＝________________。(4分)
[答案]　(1)②④⑤⑦⑧　(2)CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 276.8 kJ·mol-1　
(3)稀硫酸(或稀硝酸)和氢氧化钾溶液　(4)玻璃搅拌器　D　(5)－99 kJ·mol-1　
[解析]　(1)液态水汽化过程中没有新物质生成，属于物理变化，故①错误；胆矾加热发生分解反应，生成的白色粉末为硫酸铜，该反应是吸热反应，故②正确；浓硫酸稀释过程中没有新物质生成，属于物理变化，故③错误；氢气还原氧化铜生成铜和水的反应是吸热反应，故④正确；碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳的反应是吸热反应，故⑤正确；氢氧化钾溶液和稀硫酸发生的中和反应是放热反应，故⑥错误；灼热的木炭与二氧化碳生成一氧化碳的反应是吸热反应，故⑦正确；八水合氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是吸热反应，故⑧正确；甲烷在空气中燃烧的反应为放热反应，故⑨错误。(2)乙醇的燃烧热指在25 ℃、101 kPa 时，1 mol乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，23 g乙醇完全燃烧放热638.4 kJ，则乙醇的燃烧热ΔH＝－＝－1 276.8 kJ·mol-1，反应的热化学方程式为CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 276.8 kJ·mol-1。(3)中和反应反应热为强酸的稀溶液和强碱的稀溶液反应生成1 mol水放出的热量，所以实验室中盐酸和氢氧化钠溶液已耗尽，可以选用稀硫酸(或稀硝酸)代替盐酸，氢氧化钾溶液代替氢氧化钠溶液。(4)由实验装置图可知，仪器a为玻璃搅拌器。由题意可知，反应测得中和反应反应热数值偏小，说明实验过程中存在热量散失；A．实验装置保温、隔热效果差，测得的热量值偏小，得到中和反应反应热数值偏小，故不符合题意；B．分多次把碱溶液倒入盛有酸的小烧杯中，会导致热量散失，中和反应反应热数值偏小，故不符合题意；C．用温度计测定碱溶液起始温度后直接测定酸溶液的温度，酸溶液的起始温度偏高，测得中和反应反应热数值偏小，故不符合题意；D．用量筒量取酸和碱溶液的体积时均仰视读数，导致所量取的溶液体积偏大，反应生成的水大于1 mol，测得中和反应反应热数值偏大，故符合题意。(5)由反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，可得ΔH1＝1 076 kJ·mol-1＋2×436 kJ·mol-1－(3×413＋343＋465) kJ·mol-1＝；由盖斯定律可知，反应②－反应①得到反应③，则ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝)＝＋41 kJ·mol-1。
12．(8分)热化学方程式中的ΔH实际上是热力学中的一个物理量，叫作焓变，其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关，也与反应物和生成物的键能有关。反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的能量变化如图所示：
回答下列问题：
(1)该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。(1分)
(2)该反应的ΔH＝_______________________________________。(2分)
(3)已知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为Cl—N==O)：
化学键 N≡O Cl—Cl Cl—N N==O
键能/(kJ·mol-1) 630 243 a 607
则反应2NO(g)＋Cl2(g)===2NOCl(g)的ΔH＝____________kJ·mol-1(用含a的代数式表示)。(2分)
(4)已知：①中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1；(aq)===BaSO4(s)　ΔH＝(视a为已知数)。请写出稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(3分)
[答案]　(1)放热　(2)－41 kJ·mol-1　
(3)(289－2a)
(4)H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－(a＋114.6) kJ·mol-1
[解析]　 (1)由题干可知该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应是放热反应。(2)由题干图示信息可知，该反应的ΔH＝E1－E2＝127 kJ·mol-1－168 kJ·mol-1＝－41 kJ·mol-1。(3)根据反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，反应2NO(g)＋Cl2(g)===2NOCl(g)的ΔH＝2E(N≡O)＋E(Cl—Cl)－2[E(N==O)＋E(N—Cl)]＝2×630 kJ·mol-1＋243 kJ·mol-1－2(a kJ·mol-1＋607 kJ·mol-1)＝(289－2a)kJ·mol-1。(4)①中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1，即H+(aq)＋OH-(aq) ===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1；②Ba2+(aq)＋S(aq) ===BaSO4(s)　ΔH＝－a kJ·mol-1 ；根据盖斯定律可知，2×①＋②即得稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq) ===2H2O(l)＋BaSO4(s)　ΔH＝2×(－57.3 kJ·mol-1)＋(－a kJ·mol-1)＝－(114.6＋a)kJ·mol-1。
13．(10分)(1)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 mol N2，其ΔH＝________kJ·mol-1。(2分)
(2)CO、H2可用于合成甲醇和甲醚，其反应为(m、n均大于0)：
反应①：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH＝－m kJ·mol-1
反应②：2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－n kJ·mol-1
反应③：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH<0
则m与n的关系为_____________________________。(3分)
(3)氨是最重要的化工产品之一。合成氨使用的氢气可以甲烷为原料制得：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。有关化学反应的能量变化如图所示，则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(3分)
(4)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5 kJ·mol-1
Ⅱ．CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH2＝－90.4 kJ·mol-1
Ⅲ．CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH3
则ΔH3＝________kJ·mol-1。(2分)
[答案]　(1)－139　(2)n>2m　(3)CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋161.1 kJ·mol-1　(4)＋40.9
[解析]　(1)由题图可得，ΔH＝209 kJ·mol-1－348 kJ·mol-1＝－139 kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律，由反应②－①×2可得热化学方程式③：2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝(2m－n)kJ·mol-1<0，所以n>2m。
(3)根据题图所示能量变化可写出热化学方程式：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－846.3 kJ·mol-1
②CO2(g)===CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋282 kJ·mol-1
③O2(g)＋H2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol-1
根据盖斯定律，由反应①＋②－③×3可得目标热化学方程式：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋161.1 kJ·mol-1。
(4)由盖斯定律可知，反应Ⅲ＝反应Ⅰ－反应Ⅱ，即ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－49.5 kJ·mol-1－(－90.4 kJ·mol-1)＝＋40.9 kJ·mol-1。

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