(新高考)高考化学一轮复习讲义第6章第34讲反应热的计算(含解析)

这是一份(新高考)高考化学一轮复习讲义第6章第34讲反应热的计算(含解析)，共18页。试卷主要包含了18 J·g－1·℃－1＝4，50 ml·L－1 盐酸、0，5的含量，7 kJ·ml－1等内容，欢迎下载使用。

3.掌握盖斯定律的内容及意义，并能进行有关反应热的计算。
考点一 反应热的测定 燃烧热 能源
1．中和反应反应热及其测定
(1)中和反应反应热
在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 ml H2O(l)时所放出的热量。
(2)测定原理
ΔH＝－eq \f(m酸＋m碱·c·t终－t始,n)
c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用
1 g·mL－1进行计算。
(3)装置如图
(4)注意事项
①隔热层及杯盖的作用是保温、隔热，减少热量损失。
②为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量(0.50 ml·L－1 盐酸、0.55 ml·L－1 NaOH溶液等体积混合)。
③实验时不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器的理由是铜丝导热性好，比用玻璃搅拌器误差大。
2．燃烧热
(1)燃烧热
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(概念：在101 kPa时，1 ml纯物质完全燃烧,生成指定产物时所放出的热量,意义：衡量燃料燃烧时放出热量的多少))
(2)对完全燃烧的理解
3.燃料的选择 能源
(1)燃料的选择原则
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(首先：保护环境,其次：热值大小,其他：稳定性、来源、价格、运输等))
(2)能源及利用
1．煤油是可再生能源( )
2．H2燃烧过程中热能转化为化学能( )
3．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能( )
4．开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量( )
5．根据2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571 kJ·ml－1可知，氢气的燃烧热为571 kJ·ml－1
( )
6．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的ΔH＝2×(－57.3 kJ·ml－1)( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.×
一、燃烧热、中和反应反应热的含义
1．油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应：
C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)
已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ，油酸甘油酯的燃烧热为( )
A．3.8×104 kJ·ml－1
B．－3.8×104 kJ·ml－1
C．3.4×104 kJ·ml－1
D．－3.4×104 kJ·ml－1
答案 C
解析 燃烧热是指25 ℃、101 kPa下，1 ml纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，则1 ml油酸甘油酯的燃烧热为eq \f(3.8×104 kJ,1 000 g)×884 g·ml－1≈3.4×104 kJ·ml－1。
2．下列关于热化学反应的描述正确的是( )
A．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，用含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应反应热为28.65 kJ·ml－1
B．CO(g)的燃烧热ΔH＝－283.0 kJ·ml－1，则反应2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝＋(2×283.0) kJ·ml－1
C．1 ml甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 ml水，放出57.3 kJ热量
答案 B
解析 中和反应反应热是以生成1 ml H2O(l)作为标准的，A不正确；有水生成的燃烧反应，必须按液态水计算燃烧热，C不正确；稀醋酸是弱酸，电离过程需要吸热，放出的热量要小于57.3 kJ，D不正确。
二、中和反应反应热的测定操作及误差分析
3.利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 ml·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取
50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液的最高温度。回答下列问题：
(1)NaOH溶液稍过量的原因是
。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母，下同)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入
B．分三次倒入
C．一次迅速倒入
(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 。
A．用温度计小心搅拌
B．揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯
D．用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 ml·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为 。
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·
g－1·℃－1。为了计算中和反应反应热，某学生实验记录数据如下：
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和反应反应热ΔH＝ (结果保留一位小数)。
答案 (1)确保盐酸被完全中和 (2)C (3)D (4)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3 (5)－51.8 kJ·ml－1
解析 (4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和反应反应热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故反应热的数值要小一些。
考点二 盖斯定律及应用
1．盖斯定律
(1)内容
对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，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)应用
2.反应热的大小比较
(1)根据反应物的量的大小关系比较反应焓变的大小
①H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2
反应②中H2的量更多，因此放热更多，故ΔH1＞ΔH2。
(2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小
③C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH3
④C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH4
反应④中，C完全燃烧，放热更多，故ΔH3＞ΔH4。
(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小
⑤S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH5
⑥S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH6
方法一：图像法，画出上述两反应能量随反应过程的变化曲线。
由图像可知：ΔH5＜ΔH6。
方法二：通过盖斯定律构造新的热化学方程式。
由⑤－⑥可得S(g)===S(s) ΔH＝ΔH5－ΔH6＜0，故ΔH5＜ΔH6。
(4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
⑦2Al(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Al2O3(s) ΔH7
⑧2Fe(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Fe2O3(s) ΔH8
由⑦－⑧可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH
已知铝热反应为放热反应，ΔH＝ΔH7－ΔH8＜0，故ΔH7＜ΔH8。
一、根据盖斯定律计算反应热
1．已知(g)===(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋100.3 kJ·ml－1①
H2(g)＋I2(g)===2HI(g)
ΔH2＝－11.0 kJ·ml－1②
对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)
ΔH3＝ kJ·ml－1。
答案 ＋89.3
解析 根据盖斯定律，将反应①＋反应②，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(＋100.3－11.0)kJ·ml－1＝＋89.3 kJ·ml－1。
2．Deacn直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)===CuCl(s)＋eq \f(1,2)Cl2(g)
ΔH1＝＋83 kJ·ml－1
CuCl(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CuO(s)＋eq \f(1,2)Cl2(g)
ΔH2＝－20 kJ·ml－1
CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g)
ΔH3＝－121 kJ·ml－1
则4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝ kJ·ml－1。
答案 －116
解析 将所给反应依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，(①＋②＋③)×2可得：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝[(＋83 kJ·ml－1)＋(－20 kJ·ml－1)＋(－121 kJ·ml－1)]×2＝－116 kJ·ml－1。
二、根据盖斯定律书写热化学方程式
3．“嫦娥”五号预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)
ΔH＝＋10.7 kJ·ml－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－543 kJ·ml－1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：
。
答案 2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 096.7 kJ·ml－1
解析 根据盖斯定律，由2×②－①得：
2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝2×(－543 kJ·ml－1)－(＋10.7 kJ·ml－1)＝－1 096.7 kJ·ml－1。
4．[2018·北京，27(1)]近年来，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·ml－1
反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH3＝－297 kJ·ml－1
反应Ⅱ的热化学方程式： 。
答案 3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)
ΔH2＝－254 kJ·ml－1
解析 由题图可知，反应Ⅱ的化学方程式为3SO2＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(催化剂))2H2SO4＋S↓。根据盖斯定律，反应Ⅱ＝－(反应Ⅰ＋反应Ⅲ)可得：3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH2＝－254 kJ·
ml－1。
5．[2020·全国卷Ⅰ，28(1)]硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)eq \(――→,\s\up7(钒催化剂))SO3(g) ΔH＝－98 kJ·ml－1。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为
。
答案 2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s) ΔH＝－351 kJ·ml－1
解析 据图写出热化学方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)===2VOSO4(s) ΔH1＝－399 kJ·ml－1；②V2O4(s)＋SO3(g)===V2O5(s)＋SO2(g) ΔH2＝－24 kJ·ml－1，根据盖斯定律由①－②×2可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s) ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－399 kJ·ml－1)－(－24 kJ·
ml－1)×2＝－351 kJ·ml－1。
利用盖斯定律计算反应热的两种方法
(1)虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。
(2)加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。 流程如下：
三、反应热的比较
6．已知：①S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1；
②S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2；
③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l) ΔH3；
④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4；
⑤SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是( )
A．ΔH1<ΔH2
B．ΔH3<ΔH4
C．ΔH5＝ΔH3－ΔH2
D．2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4
答案 B
解析 等量的S具有的能量：S(g)>S(s)，则等量的S(g)完全燃烧生成SO2(g)放出的热量多，故ΔH1<ΔH2，A正确；等量的H2S(g)完全燃烧生成SO2(g)放出的热量比不完全燃烧生成S(s)放出的热量多，则ΔH3>ΔH4，B错误；根据盖斯定律，由③－②可得⑤，则有ΔH5＝ΔH3－ΔH2，C正确；根据盖斯定律，由③×3－⑤×2可得④，则2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4，D正确。
7．室温下，将1 ml的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 ml的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O(s)受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。下列判断正确的是( )
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
答案 B
解析 根据题意知，CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)＋5H2O(l) ΔH1＞0；CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热化学方程式为CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq) ΔH2＜0；根据盖斯定律知，CuSO4·5H2O(s)受热分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0。
四、能量图像的分析与应用
8．多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。如图所示，我国学者发现在T ℃时，甲醇(CH3OH)在铜催化剂上的反应机理如下：
反应Ⅰ：CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)
ΔH1＝a kJ·ml－1
反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－b kJ·ml－1(b>0)
总反应：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2 (g)＋3H2(g) ΔH3＝c kJ·ml－1
下列有关说法正确的是( )
A．反应Ⅰ是放热反应
B．1 ml CH3OH(g)和H2O(g)的总能量大于1 ml CO2(g)和3 ml H2(g)的总能量
C．c>0
D．优良的催化剂降低了反应的活化能，并减小了ΔH3，节约了能源
答案 C
解析 根据图像可知总反应生成物的总能量大于反应物的总能量，因此为吸热反应，故ΔH3>0，根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH3－ΔH2>0，则反应Ⅰ为吸热反应，故A、B错误，C正确；优良的催化剂降低了反应的活化能，但焓变不变，焓变只能由反应物和生成物的总能量决定，故D错误。
9．[2021·全国甲卷，28(1)]二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)
ΔH1＝＋41 kJ·ml－1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH2＝－90 kJ·ml－1
总反应的ΔH＝ kJ·ml－1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是 (填标号)，判断的理由是
。
答案 －49 A ΔH1为正值，ΔH2和ΔH为负值，反应①的活化能大于反应②的活化能
解析 根据盖斯定律可知，①＋②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝(＋41 kJ·ml－1)＋(－90 kJ·ml－1)＝－49 kJ·ml－1；总反应为放热反应，因此生成物总能量低于反应物总能量，反应①为慢反应，因此反应①的活化能高于反应②的活化能，同时反应①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，因此示意图中能体现反应能量变化的是A项。
1．(2021·浙江6月选考，21)相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是( )
A．ΔH1>0，ΔH2>0
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2
D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
答案 C
解析 环己烯、1,3­环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此，ΔH1＜0，ΔH2＜0 ，A不正确；苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1,3­环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即ΔH3≠ΔH1＋ΔH2，B不正确；由于1 ml 1,3­环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，则ΔH1>ΔH2；苯与氢气发生加成反应生成1,3­环己二烯的反应为吸热反应(ΔH4>0)，根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热：ΔH3＝ΔH4＋ΔH2，因此ΔH3>ΔH2，ΔH2＝ΔH3－ΔH4，C正确，D不正确。
2．[2021·广东，19(1)]我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
(a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH1
(b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2
(c)CH4(g)C(s)＋2H2(g) ΔH3
(d)2CO(g)CO2(g)＋C(s) ΔH4
(e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s) ΔH5
根据盖斯定律，反应a的ΔH1 ＝ (写出一个代数式即可)。
答案 ΔH2＋ΔH3－ΔH5(或ΔH3－ΔH4)
解析 根据题目所给出的反应方程式关系可知，(a)＝(b)＋(c)－(e)＝(c)－(d)，根据盖斯定律则有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5＝ΔH3－ΔH4。
3．(2020·北京，12)依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A．石墨燃烧是放热反应
B．1 ml C(石墨)和1 ml 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)＋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
答案 C
解析 所有的燃烧反应都是放热反应，根据图示，C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝
－393.5 kJ·ml－1，ΔH1＜0，则石墨燃烧是放热反应，故A正确；1 ml C(石墨)和1 ml CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2,1 ml C(石墨)放热多，故B正确；①C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·ml－1，②CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·
ml－1，根据盖斯定律①－②×2可得：C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－2ΔH2，故C错误。
4．(2019·浙江4月选考，23)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
答案 C
解析 根据盖斯定律，得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，又已知Ca2＋半径大于Mg2＋半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3的离子键强度，CaO的离子键强度弱于MgO的离子键强度。A项，ΔH1表示断裂MCO3中的离子键形成M2＋和COeq \\al(2－,3)所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，正确；B项，ΔH2表示断裂COeq \\al(2－,3)中共价键形成O2－和CO2吸收的能量，与M2＋无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，正确；C项，由以上分析可知ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)>0，错误；D项，由以上分析可知ΔH1＋ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，正确。
课时精练
1．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列符合未来新能源标准的是( )
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧
C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧
答案 B
解析 天然气、煤、石油都是化石能源，不可再生，因此不属于未来新能源，①②④不符合题点；核能使用不当的话对环境有污染，且不可再生，故核能不属于未来新能源，③不符合题意。
2．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·ml－1；②H2(g)＋S(g)===H2S(g) ΔH＝－20.1 kJ·ml－1，下列判断正确的是( )
A．若反应②中改用固态硫，则消耗1 ml S(s)反应放出的热量小于20.1 kJ
B．从焓变数值知，单质硫与氧气相比，更容易与氢气化合
C．由①②知，水的热稳定性弱于硫化氢
D．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8 kJ·ml－1
答案 A
解析 固体变为气体，吸收热量，若反应②中改用固态硫，则消耗1 ml S(s)反应放出的热量小于20.1 kJ，A项正确；由热化学方程式可知，1 ml氢气与氧气反应放出的热量比1 ml氢气与硫反应放出的热量多221.7 kJ，说明氧气与单质硫相比更容易与氢气化合，B项错误；无法直接比较水和硫化氢的热稳定性，C项错误；燃烧热为101 kPa下，1 ml纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量，反应①生成的是气态水而不是液态水，D项错误。
3．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( )
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，则测定结果偏高
答案 D
解析 A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，铝片更换为铝粉，没有改变反应的本质，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，使测定结果偏高，正确。
4．分别向1 L 0.5 ml·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系正确的是( )
A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1<ΔH2<ΔH3
C．ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1＝ΔH2<ΔH3
答案 B
解析 混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热；浓、稀硫酸在与Ba(OH)2反应时还会形成BaSO4沉淀，Ba2＋、SOeq \\al(2－,4)之间形成化学键的过程中也会放出热量。因放热反应的ΔH取负值，故ΔH1<ΔH2<ΔH3。
5．Li/Li2O体系的能量循环如图所示。下列说法正确的是( )
A．ΔH3<0
B．ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6
C．ΔH6>ΔH5
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0
答案 C
解析 由O2的气态分子变为气态原子，需要断裂分子中的化学键，因此要吸收能量，ΔH3>0，A项错误；物质含有的能量只与物质的始态与终态有关，与反应途径无关，根据物质转化关系可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6，B、D两项错误；ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6，ΔH1>0，ΔH2>0，ΔH3>0，ΔH4>0，所以ΔH6>ΔH5，C项正确。
6．已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是ΔH1、ΔH2、ΔH3，则工业冶炼晶体硅的反应为2C(s)＋SiO2(s)===Si(s)＋2CO(g) ΔH4。则下列判断正确的是( )
A．ΔH1>ΔH2
B．2ΔH1－2ΔH2－ΔH3＝ΔH4
C．C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH1
D．Si＋O2===SiO2 ΔH3
答案 B
解析 1 ml C完全燃烧放出的热量大于1 ml CO完全燃烧放出的热量，ΔH1<ΔH2，A错误；根据题给信息，可分别得到热化学方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1，②CO(g)＋
eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH2，③Si(s)＋O2(g)===SiO2(s) ΔH3，将①×2－②×2－③得，2C(s)＋SiO2(s)===Si(s)＋2CO(g) ΔH4＝2ΔH1－2ΔH2－ΔH3，B正确。
7．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( )
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3
B．ΔH2>ΔH3>ΔH1
C．ΔH2>ΔH1>ΔH3
D．ΔH3>ΔH2>ΔH1
答案 B
解析 对于反应a、反应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。经分析知a＝②－③，ΔHa＝ΔH2－ΔH3>0，推知ΔH2>ΔH3；b＝③－2×①，故ΔHb＝ΔH3－2ΔH1>0，推知ΔH3>2ΔH1>ΔH1。
8．发射运载火箭使用的是以液氢为燃料、液氧为氧化剂的高能低温推进剂，已知：
①H2(g)===H2(l) ΔH1＝－0.92 kJ·ml－1
②O2(g)===O2(l) ΔH2＝－6.84 kJ·ml－1
下列说法正确的是( )
A．H2(g)与O2(g)反应生成H2O(g)放热483.6 kJ·ml－1
B．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8 kJ·ml－1
C．火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g) ΔH＝－474.92 kJ·ml－1
D．H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－88 kJ·ml－1
答案 C
解析 由题图可知，每2 ml H2(g)与1 ml O2(g)反应生成2 ml H2O(g)放热483.6 kJ，选项中未指明反应物的物质的量，故A错误；氢气的燃烧热ΔH＝－eq \f(483.6＋88,2) kJ·ml－1＝－285.8 kJ·
ml－1，故B错误；由盖斯定律可知，火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·ml－1－(－0.92×2－6.84)kJ·ml－1＝－474.92 kJ·ml－1，故C正确；H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·ml－1，故D错误。
9．(2022·湖南汨罗市高三检测)如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是( )
A．热稳定性：MgF2B．22.4 L F2(g)与足量的Mg充分反应，放热1 124 kJ
C．工业上可由电解MgCl2溶液冶炼金属Mg，该过程需要吸收热量
D．由图可知：MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l) ΔH<－117 kJ·ml－1
答案 D
解析 物质的能量越低，其稳定性越强，根据图示可知，物质的稳定性：MgF2＞MgCl2＞MgBr2＞MgI2，A项错误；未指明气体所处的状态，无法计算F2(g)的物质的量，因此不能计算反应放出的热量，B项错误；工业上可由电解熔融MgCl2冶炼金属Mg，该过程需要吸收热量，C项错误；根据图示可知①MgCl2(s)===Mg(s)＋Cl2(g) ΔH＝＋641 kJ·ml－1，②MgBr2(s)===Mg(s)＋Br2(g) ΔH＝＋524 kJ·ml－1，由②－①可得MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g) ΔH＝－117 kJ·ml－1，物质由气态变为液态，会放出热量，所以MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l) ΔH<－117 kJ·ml－1，D项正确。
10．HBr被O2氧化依次由如下(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三步反应组成，1 ml HBr(g)被氧化为Br2(g)放出12.67 kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。
(Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)===HOOBr(g)
(Ⅱ)HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g)
(Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)===H2O(g)＋Br2(g)
下列说法正确的是( )
A．三步反应均为放热反应
B．步骤(Ⅰ)的反应速率最慢
C．HOOBr(g)比HBr(g)和O2(g)稳定
D．热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g) ΔH＝－12.67 kJ·ml－1
答案 B
解析 放热反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，根据图像，第一步反应为吸热反应，A项错误；步骤(Ⅰ)为吸热反应，导致体系温度降低，反应速率减慢，其余反应为放热反应，反应温度升高，反应速率加快，B项正确；HOOBr(g)的总能量比HBr(g)和O2(g)的总能量高，能量越高，物质越不稳定，C项错误；根据题意，1 ml HBr(g)被氧化为Br2(g)放出12.67 kJ热量，则热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g) ΔH＝－50.68 kJ·ml－1，D项错误。
11．请按要求填空。
(1)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·ml－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
ΔH2＝－90.4 kJ·ml－1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
ΔH3＝ kJ·ml－1。
(2)[2017·全国卷Ⅰ，28(2)节选]如图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为 、
。
(3)[2021·湖南1月适应性考试 ,17(1)]已知：Ⅰ.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
ΔH1＝－92.4 kJ·ml－1
Ⅱ.C(s)＋O2(g)CO2(g)
ΔH2＝－393.8 kJ·ml－1
Ⅲ.N2(g)＋3H2(g)＋C(s)＋O2(g)H2NCOONH4(s)
ΔH3＝－645.7 kJ·ml－1
写出H2NCOONH4分解生成NH3与CO2气体的热化学方程式： 。
答案 (1)＋40.9
(2)H2O(l)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)
ΔH＝＋286 kJ·ml－1 H2S (g)===H2(g)＋S(s)
ΔH＝＋20 kJ·ml－1
(3)H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g) ΔH＝＋159.5 kJ·ml－1
解析 (1)由盖斯定律可知，Ⅲ式＝Ⅰ式－Ⅱ式，即ΔH3＝－49.5 kJ·ml－1－(－90.4 kJ·ml－1)＝＋40.9 kJ·ml－1。
(2)令题干中的四个热化学方程式从上到下分别为①②③④，根据盖斯定律，将①＋②＋③可得系统(Ⅰ)中的热化学方程式：H2O(l)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝(＋327 kJ·
ml－1)＋(－151 kJ·ml－1)＋(＋110 kJ·ml－1)＝＋286 kJ·ml－1；同理，将②＋③＋④可得系统(Ⅱ)中的热化学方程式：H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝(－151 kJ·ml－1)＋(＋110 kJ·ml－1)＋(＋61 kJ·ml－1)＝＋20 kJ·ml－1。
(3)由盖斯定律将Ⅰ＋Ⅱ－Ⅲ得：H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g) ΔH＝＋159.5 kJ·ml－1。燃烧元素
C
H
S
N
稳定产物及状态
CO2(g)
H2O(l)
SO2(g)
N2(g)
实验序号
起始温度t1/ ℃
终止温度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
转化关系
反应热间的关系
aAeq \(――→,\s\up7(ΔH1))B、Aeq \(――→,\s\up7(ΔH2))eq \f(1,a)B
ΔH1＝aΔH2
Aeq \(,\s\up7(ΔH1),\s\d5(ΔH2))B
ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2