2024年高考化学一轮总复习 第5单元 第2讲　盖斯定律及其应用 学案（含高考真题和课后作业）（教师版 ）

第2讲　盖斯定律及其应用
复习目标
理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。

1．内容：一个化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即在一定条件下，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：可间接计算某些难以直接测定的反应的反应热。
3．应用
(1)计算反应热。如
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3

根据盖斯定律得：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。
(2)判断反应热之间的关系

反应焓变
焓变之间的关系
aA===B　ΔH1
A===B　ΔH2
ΔH1＝aΔH2
aA===B　ΔH1
B===aA　ΔH2
ΔH1＝－ΔH2

ΔH＝ΔH1＋ΔH2
　请指出下列各说法的错因
(1)一个反应一步完成或分几步完成，二者相比，经过的步骤越多，放出的热量越多。
错因：反应放出的热量只和始态与终态有关，与过程无关。
(2)若H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－b kJ·mol－1，则a>b。
错因：生成液态水放出的热量更多，a (3)已知相同条件下H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2，则ΔH1＜ΔH2。
错因：ΔH1＞ΔH2。
(4)已知
①P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH1＝－2983.2 kJ/mol，
②P(红磷，s)＋O2(g)===P4O10(s)　ΔH2＝－738.5 kJ/mol，
则白磷转化为红磷的反应是吸热反应。
错因：由①－4×②得P4(白磷，s)===4P(红磷，s)__ΔH＝－29.2__kJ/mol，为放热反应。

1．利用盖斯定律书写热化学方程式的步骤

如①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1；
②C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2；
由(①－②)×2可得
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝2(ΔH1－ΔH2)。
2．反应热大小的比较
(1)根据化学计量数比较反应焓变大小
①H2(g)＋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，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。
(2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小
①C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2
反应②中，C完全燃烧，放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1>ΔH2。
(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小
①S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
方法一：图像法

由图像可知：|ΔH1|>|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1<ΔH2。
方法二：通过盖斯定律构造新的热化学方程式
由①－②可得S(g)===S(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，故ΔH1<ΔH2。
(4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
①2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH1
②2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH2
由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2。

角度一　根据盖斯定律计算反应热
1．将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：
①TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)
ΔH1＝＋140.5 kJ·mol－1
②C(石墨，s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(石墨，s)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是(　　)
A．＋80.5 kJ·mol－1 B．＋30.0 kJ·mol－1
C．－30.3 kJ·mol－1 D．－80.5 kJ·mol－1
答案　D
2．已知：①CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
则CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)的ΔH为(　　)
A．＋478.7 kJ·mol－1 B．－764.5 kJ·mol－1
C．－478.7 kJ·mol－1 D．＋764.5 kJ·mol－1
答案　B
角度二　利用盖斯定律书写热化学方程式
3．发射“嫦娥”五号的火箭第一、二级发动机，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·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJ·mol－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＝－1096.7 kJ·mol－1
4．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·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：________________________________________。
答案　3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2＝－254 kJ·mol－1
角度三　反应热的比较
5．根据以下热化学方程式，ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是(　　)
A．2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1
2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2
则有ΔH1>ΔH2
B．Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH1
Br2(l)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2
则有ΔH1<ΔH2
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH2
则有ΔH1<ΔH2
D．Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH1
Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2
则有ΔH1<ΔH2
答案　A
解析　将A项的热化学方程式依次编号为①②，根据盖斯定律，由①－②可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，A错误。
6．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错误；ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6，ΔH1>0，ΔH2>0，ΔH3>0，ΔH4>0，所以ΔH6>ΔH5，C正确。
高考真题演练
1．(2021·浙江高考)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　一般，烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应，且放出的热量与碳碳双键的数目大致成正比，故ΔH1>ΔH2。苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性，苯与氢气发生加成反应生成环己烷比1，3­环己二烯与H2发生加成反应生成环己烷所放出的热量少，故ΔH3>ΔH2。
2．(2020·北京高考)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 mol C(石墨)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)＋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
3．(1)(2022·全国甲卷节选)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000 ℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝172 kJ·mol－1，Kp1＝1.0×10－2
(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH2＝－51 kJ·mol－1，Kp2＝1.2×1012 Pa
反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH为________kJ·mol－1，Kp＝________Pa。
(2)(2022·全国乙卷节选)已知下列反应的热化学方程式：
①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1036 kJ·mol－1
②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝94 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－484 kJ·mol－1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________ kJ·mol－1。
答案　(1)－223　1.2×1014　(2)170
解析　(2)根据盖斯定律，(①＋②)×－③即得到2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝(－1036＋94) kJ·mol－1×＋484 kJ·mol－1＝170 kJ·mol－1。
4．(1)(2022·广东高考节选)催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备，反应同时生成无污染气体。
Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)―→Y(g)过程的焓变为__________________________(列式表示)。

(2)(2022·湖北高考节选)已知：
①CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH1＝－65.17 kJ·mol－1
②Ca(OH)2(s)===Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)　ΔH2＝－16.73 kJ·mol－1
③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)===[Al(OH)4]－(aq)＋H2(g)　ΔH3＝－415.0 kJ·mol－1
则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝________ kJ·mol－1。
答案　(1)(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4) 　
(2)－911.9
解析　(1)设反应过程中第一步的产物为M，第二步的产物为N，则X―→M　ΔH1＝(E1－E2)，M―→N　ΔH2＝ΔH，N―→Y　ΔH3＝(E3－E4)，根据盖斯定律可知，X(g) ―→Y(g)的焓变为ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)。
(2)根据盖斯定律可得，①＋②＋2×③可得反应CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)，则ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(－65.17 kJ·mol－1)＋(－16.73 kJ·mol－1)＋2×(－415.0 kJ·mol－1)＝－911.9 kJ·mol－1。
5．(2021·全国甲卷节选)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·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH2＝－90 kJ·mol－1
总反应的ΔH＝________kJ·mol－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
6．(2021·辽宁高考节选)苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反应：
Ⅰ.主反应： (g)＋3H2(g)(g) ΔH1<0
Ⅱ.副反应： (g)(g)　 ΔH2>0
回答下列问题：
已知：Ⅲ.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3
Ⅳ.2 (g)＋15O2(g)===12CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH4
Ⅴ. (g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH5
则ΔH1＝____________________(用ΔH3、ΔH4和ΔH5表示)。
答案　ΔH3＋ΔH4－ΔH5
7．(1)(2020·全国卷Ⅰ节选)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)＋O2(g)SO3(g)　ΔH1＝－98 kJ·mol－1。回答下列问题：
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______________________________________。

(2)(2020·全国卷Ⅱ节选)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH，相关物质的燃烧热数据如下表所示：

物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/ (kJ·mol－1)
－1560
－1411
－286
ΔH＝________kJ·mol－1。
答案　(1)2V2O5(s)＋2SO2(g)2VOSO4(s)＋V2O4(s)　ΔH＝－351 kJ·mol－1
(2)＋137
课时作业
建议用时：40分钟
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．已知△(g)＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g)　ΔH＝－157 kJ·mol－1。已知环丙烷(g)的燃烧热ΔH＝－2092 kJ·mol－1，丙烷(g)的燃烧热ΔH＝－2220 kJ·mol－1，1 mol液态水蒸发为气态水的焓变为ΔH＝＋44 kJ·mol－1。则2 mol氢气完全燃烧生成气态水的ΔH(kJ·mol－1)为(　　)
A．－658 B．－482
C．－329 D．－285
答案　B
2．已知反应：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1
②N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH2
③N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH3
则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为(　　)
A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3
B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3
C．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3
D．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3
答案　C
3．已知25 ℃、101 kPa下，1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ
2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　 ΔH＝＋571.66 kJ·mol－1
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　 ΔH＝＋131.29 kJ·mol－1
则反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热为(　　)
A．ΔH＝－396.36 kJ·mol－1 B．ΔH＝－198.55 kJ·mol－1
C．ΔH＝－154.54 kJ·mol－1 D．ΔH＝－110.53 kJ·mol－1
答案　D
4．根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：

下列说法正确的是(　　)
A．ΔH5＞0
B．ΔH1＋ΔH2＝0
C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
答案　D
5．(2022·天津市和平区高三期末考试)用一氧化碳还原氮氧化物，可防止氮氧化物污染。已知：
ⅰ.2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1
ⅱ.N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋181 kJ·mol－1
ⅲ.2CO(g)＋2NO(g)===2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－747 kJ·mol－1
则12 g C(s)完全燃烧所放出的热量为(　　)
A．787 kJ B．221 kJ
C．393.5 kJ D．442 kJ
答案　C
解析　根据盖斯定律，将题中所给三个反应ⅰ、ⅱ、ⅲ直接加和可得：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－787 kJ·mol－1，由此可得12 g C(s)完全燃烧所放出的热量为393.5 kJ。
6．已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是ΔH1、ΔH2、ΔH3，工业冶炼晶体硅反应为2C(s)＋SiO2(s)===Si(s)＋2CO(g)　ΔH4。则下列判断或热化学方程式书写正确的是(　　)
A．ΔH1>ΔH2
B．2ΔH1－2ΔH2－ΔH3＝ΔH4
C．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1
D．Si＋O2===SiO2　ΔH3
答案　B
解析　1 mol C完全燃烧放出的热量大于1 mol 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)＋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，C、D错误。
7．用活性炭还原氮氧化物可防止空气污染。向1 L密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，某温度下发生反应：
①C(s)＋2NO(g)  N2(g)＋CO2(g)　ΔH
已知：②C(s)＋O2(g) CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
③N2(g)＋O2(g) 2NO(g)　ΔH2＝＋180.5 kJ·mol－1
下列说法错误的是(　　)
A．ΔH＝－574.0 kJ·mol－1
B．当容器内气体密度不变时，反应①达到平衡状态
C．反应③正反应的活化能大于180.5 kJ·mol－1
D．反应①达到平衡后，增大压强平衡向正反应方向移动
答案　D
8．室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　)
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
答案　B
解析　CuSO4·5H2O(s) CuSO4(aq)＋5H2O(l)　ΔH1>0
CuSO4(s) CuSO4(aq)　ΔH2<0
CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH3
由盖斯定律：ΔH3＝ΔH1－ΔH2，则ΔH3>0。
则ΔH3>ΔH2，A错误；ΔH3>ΔH1，B正确；ΔH2＝ΔH1－ΔH3，C错误；ΔH1＋ΔH2<ΔH3，D错误。
9．(2022·杭州高三年级检测)已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热，Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2放热。关于下列ΔH的判断正确的是(　　)
CO(aq)＋H＋(aq)===HCO(aq)　ΔH1
HCO(aq)＋H＋(aq)===H2CO3(aq)　ΔH2
H2CO3(aq)H2O(l)＋CO2(g)　ΔH3
CO2(g)＋CO(aq)＋H2O(l)===2HCO(aq)　ΔH4
A．ΔH1<0　ΔH2>0 B．ΔH2＋ΔH3>0
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3>0 D．ΔH1<ΔH4
答案　B
解析　CO(aq)＋H＋(aq)===HCO(aq)　ΔH1、HCO(aq)＋H＋(aq)===H2CO3(aq)　ΔH2均只存在化学键的形成，形成化学键时会释放能量，所以ΔH1<0、ΔH2<0，A错误；根据盖斯定律，将HCO(aq)＋H＋(aq)===H2CO3(aq)　ΔH2与H2CO3(aq)H2O(l)＋CO2(g)　ΔH3相加可得：HCO(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)＋CO2(g)　ΔH＝ΔH2＋ΔH3，由题意可知，该反应属于吸热反应，则ΔH2＋ΔH3>0，B正确；根据盖斯定律，将题给前三个反应相加得到：CO(aq)＋2H＋(aq)===H2O(l)＋CO2(g)　ΔH′＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，由题意可知，该反应属于放热反应，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3<0，C错误；根据盖斯定律知，HCO(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)＋CO2(g)的ΔH＝ΔH1－ΔH4>0，所以ΔH1>ΔH4，D错误。
10．已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.31 kJ·mol－1
②2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1452 kJ·mol－1
③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ·mol－1
下列说法不正确的是(　　)
A．CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－1452 kJ·mol－1
B．3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)===4CH3OH(l)　ΔH＝＋585.07 kJ·mol－1
C．等物质的量的CH4(g)和CH3OH(l)完全燃烧，CH4(g)放出的热量更多
D．在中性溶液中，CH4(g)和O2(g)能形成燃料电池
答案　A
解析　由②＋③×4可得2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)的ΔH＝[－1452＋(－44)×4] kJ·mol－1＝－1628 kJ·mol－1，所以2 mol甲醇完全燃烧放出的热量为1628 kJ，则1 mol甲醇完全燃烧放出的热量应为814 kJ，所以甲醇的燃烧热ΔH＝－814 kJ·mol－1，故A错误；根据盖斯定律，①×3－(②＋③×4)×2可得3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)===4CH3OH(l)的ΔH＝{－890.31×3－[－1452＋(－44)×4]×2} kJ·mol－1＝＋585.07 kJ·mol－1，故B正确；根据①可知1 mol甲烷完全燃烧放出的热量为890.31 kJ，根据A项分析可知1 mol甲醇完全燃烧放出的热量为814 kJ，所以甲烷放出的热量多，故C正确；只要溶液为电解质溶液且形成闭合回路，就可以形成燃料电池，故D正确。
11．下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1>ΔH2的是(　　)
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
C．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH1
2SO3(g)===O2(g)＋2SO2(g)　ΔH2
D．已知反应：
C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＜0，
C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2
答案　A
解析　A项，由于2H2O(l)===2H2O(g)　ΔH＞0，则ΔH2＋ΔH＝ΔH1，ΔH1－ΔH2＝ΔH＞0，故ΔH1＞ΔH2，正确。
12．以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如下：

相关反应的热化学方程式为：
反应Ⅰ：SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq)　ΔH1＝－213 kJ·mol－1
反应Ⅱ：H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋O2(g)　ΔH2＝＋327 kJ·mol－1
反应Ⅲ：2HI(aq)===H2(g)＋I2(g)
ΔH3＝＋172 kJ·mol－1
下列说法不正确的是(　　)
A．该过程实现了太阳能到化学能的转化
B．SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用
C．总反应的热化学方程式为：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋286 kJ·mol－1
D．该过程降低了水分解制氢反应的活化能，总反应的ΔH不变
答案　C
解析　反应Ⅰ＋反应Ⅱ＋反应Ⅲ，得到H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝(－213＋327＋172) kJ·mol－1＝＋286 kJ·mol－1，故C错误。
二、非选择题
13．(1)(2022·吕梁市高三一模)丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径，其热化学方程式为C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。
相关物质的相对能量如下表所示：

物质
丙烷
氢气
相对能量(kJ·mol－1)
b
0

则丙烯的相对能量为________ kJ·mol－1。
(2)(2022·晋中市高三期末)已知H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8 kJ·mol－1、726.5 kJ·mol－1，则CO2与H2反应生成液态甲醇和液态水的热化学方程式为________________________________________________________。
答案　(1)(a＋b)
(2)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝－130.9 kJ·mol－1
14．(2022·天津南开区高三期末考试)氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。回答下列问题：
(1)已知：反应ⅰ：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH1＝－92.4 kJ/mol
反应ⅱ：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝－483.6 kJ/mol
则氨气完全燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式为_________________。
(2)已知反应ⅰ断开1 mol化学键所需的能量如下表。


N≡N
H—H
N—H
键能(kJ/mol)
945
436
？
则断开1 mol N—H键所需的能量是______kJ。
(3)用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－a kJ/mol　①
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH2＝－b kJ/mol　②
若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝________kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
答案　(1)4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1266 kJ/mol
(2)390.9　(3)
解析　(3)①－②×3得4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1－3ΔH2＝(3b－a) kJ/mol，若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝ kJ/mol。

(1)多种短周期非金属元素的气态氧化物常会造成一些环境污染问题，化学工作者设计出将工业废气中污染物再利用的方案，以消除这些不利影响。
以NH3、CO2为原料生产重要的高效氮肥——尿素[CO(NH2)2]，两步反应的能量变化示意图如下：

2NH3(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(NH2)2(s)的ΔH＝________________(用Ea1、Ea2、Ea3、Ea4表示)。已知Ea1 (2)已知：2NO2(g)===N2O4(g)　ΔH1<0
2NO2(g)===N2O4(l)　ΔH2<0
下列能量变化示意图中，正确的是________(填字母)。

答案　(1)Ea1－Ea2＋Ea3－Ea4　第二步　
(2)A
解析　(1)根据图示可知2NH3(g)＋CO2(g)===H2NCOONH4(s)　ΔH1＝Ea1－Ea2；H2NCOONH4(s)===H2O(g)＋CO(NH2)2(s)　ΔH2＝Ea3－Ea4；则反应2NH3(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(NH2)2(s)的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝Ea1－Ea2＋Ea3－Ea4。已知Ea1