2024届高考化学一轮复习专题6第29讲能量—反应历程图像与反应热比较能力学案

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能量—反应历程图像分析
1．曲线图类型
(1)如图所示，反应A＋B―→AB的活化能为Ea，加入催化剂后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。
(2)由于Ea1>Ea2，第1步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”。第1步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。
2．能垒图类型(如C2H2＋HCl―→CH2===CHCl)
(1)图像的意义：纵坐标是能量，横坐标是反应过程，图像描述的是反应历程中各阶段不同中间产物所对应的能量(或相对能量)。
(2)多能垒的原因：催化剂改变的是反应途径，也就是说，原来的一个反应，加入催化剂后就变成了多步反应，所以会出现多个能垒。
(3)反应历程中的反应：图中的“爬坡”与“下坡”各对应一个基元反应，如上图中包含了5个基元反应。
(4)最大能垒：“爬坡”即为能垒，最大能垒步骤属于“慢反应”，决定整个反应的速率。
1．(2022·徐州检测)已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ/ml，在V2O5存在时反应过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A．ΔH＝E4－E3＋E2－E1
B．加入V2O5后反应经过两步完成，其中第一步决定反应速率
C．加入V2O5，ΔH不变，但反应速率改变
D．向密闭容器中充入2 ml SO2和1 ml O2，发生上述反应达到平衡时，反应放热198 kJ
C [根据图示可知：反应的焓变为吸收能量与放出能量的差值，ΔH＝E1－E2＋E3－E4，A错误；多步反应的反应速率由慢反应决定，由图可知加入V2O5后第二步反应发生需要的能量高，反应速率慢，所以反应速率由第二步反应决定，B错误；催化剂不能改变反应物、生成物的能量，所以ΔH不变，但催化剂能改变反应途径，降低活化能，所以使用催化剂后反应速率改变，C正确；该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以向密闭容器中充入2 ml SO2和1 ml O2，发生题述反应达平衡时，反应放热小于198 kJ，D错误。 ]
2．活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示：
下列说法正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．产物的稳定性：P1>P2
C．该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·ml－1
D．相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)C [由图示可知，反应物所具有的能量之和比生成物所具有的能量之和高，即该反应为放热反应，故A错；产物P2所具有的能量比产物P1所具有的能量低，所以产物P2比产物P1要稳定，故B错；由图示可知中间产物Z到过渡态Ⅳ所需的活化能最大，则E正＝186.19 kJ·ml－1，故C正确；由图示可知，由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能，则由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)>v(P2)，故D错。]
能量(能垒)—反应历程图像分析4要点
(1)反应历程中的最大能垒是指正反应过程中最大相对能量的差值，可以用估算的方法进行确定。
(2)能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。
(3)用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。
(4)相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。
反应热的比较
1．看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下：
2．焓变ΔH的正负
对于吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH。
3．同一反应的化学计量数不同
当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。
如H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH1与2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2中ΔH1>ΔH2。
4．反应程度不同
参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。
如C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1与C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH2中ΔH1<ΔH2。
5．根据总反应的焓变(ΔH)正负确定分步反应的焓变大小
如①2Al(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Al2O3(s) ΔH1
②2Fe(s)＋eq \f(3,2)O2(g)===Fe2O3(s) ΔH2
由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH<0
ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，故ΔH1<ΔH2。
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)===2SO2(g)＋O2(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
[思路分析] A项，，由于H2O(l)===H2O(g) ΔH>0，则ΔH2＋ΔH＝ΔH1，ΔH1－ΔH2＝ΔH>0，故ΔH1>ΔH2，正确；B项，，由于S(s)===S(g) ΔH>0，则ΔH＋ΔH1＝ΔH2，ΔH2－ΔH1＝ΔH>0，故ΔH2>ΔH1，错误；C项，SO2被氧化成SO3是放热反应，ΔH1<0，SO3分解成SO2是吸热反应，ΔH2>0，故ΔH2>ΔH1，错误；D项，，根据盖斯定律ΔH1＝ΔH＋ΔH2，ΔH1－ΔH2＝ΔH<0，则ΔH1<ΔH2，错误。
[答案] A
1．Li/Li2O体系的能量循环图如图所示。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
C [由循环图可知ΔH1>0，ΔH2>0，ΔH3>0，ΔH4>0，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6，C项正确。]
2．已知：Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s) ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s) ΔH3
则下列表述正确的是( )
A．ΔH2>0
B．ΔH3>ΔH1
C．Mn＋SO2===MnO2＋S ΔH＝ΔH2－ΔH1
D．MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝ΔH3－ΔH2－ΔH1
D [A项，S燃烧的反应为放热反应，所以ΔH2<0，错误；B项，ΔH1＋ΔH2>ΔH3因为ΔH2<0，所以ΔH3<ΔH1，错误；C项，根据盖斯定律可知，第一个反应减去第二个反应即可得到反应：Mn(s)＋SO2(g)===MnO2(s)＋S(s)，此反应的ΔH＝ΔH1－ΔH2，且热化学方程式中要写出物质的状态，错误；D项，根据盖斯定律可知，第三个反应减去第二个反应再减去第一个反应即可得到反应：MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝ΔH3－ΔH1－ΔH2，正确。]
3．联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。下列说法不正确的是 ( )
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＝－1 048.9 kJ·ml－1
A．O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH5 ΔH5>ΔH3
B．ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1
C．1 ml O2(g)和2 ml H2(g)具有的总能量高于2 ml H2O(g)
D．联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热
A [O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH5；两个反应均为放热反应，ΔH均为负值，放热越多，ΔH越小，由于生成液态水放热更多，所以ΔH5<ΔH3，A错误；根据盖斯定律，③×2－②×2－①得，2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1，B正确；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g) ΔH3，该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，C正确；由ΔH4＝－1 048.9 kJ·ml－1知，反应放出大量的热，所以可以用联氨和N2O4作火箭推进剂，D正确。]
1．(2022·湖南选择性考试，T12改编)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示：
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是( )
A．进程Ⅰ是吸热反应
B．平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ
C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ
D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用
D [A.由题图中信息可知，进程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量，因此进程Ⅰ是放热反应，不正确；B.进程Ⅱ中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡时的产率，因此在两个进程中平衡时P的产率相同，不正确；C.进程Ⅲ中由S·Y转化为P·Y的活化能高于进程Ⅱ中由S·X转化为P·X的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率为Ⅲ<Ⅱ，不正确。]
2．(2021·湖南选择性考试，T14改编)铁的配合物离子(用eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(L－Fe－H))＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：
下列说法错误的是( )
A．该过程的总反应为HCOOHeq \(======,\s\up9(催化剂))CO2↑＋H2↑
B．H＋浓度过大或者过小，均导致反应速率降低
C．该历程中反应速率最慢的一步：HCOO－＋CO2＋Ⅳ―→HCOO－＋CO2＋H2＋Ⅰ
D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
D [分析题给反应机理图，可知该过程的反应物为HCOOH，生成物为CO2和H2，则该过程的总反应为HCOOHeq \(======,\s\up9(催化剂))CO2↑＋H2↑，A说法正确；H＋浓度过大，抑制HCOOH的电离，HCOO－浓度减小，会降低Ⅰ→Ⅱ步骤的反应速率，H＋浓度过小，会降低Ⅲ→Ⅳ步骤反应速率，故H＋浓度过大或者过小，均会导致反应速率降低，B说法正确；活化能越大，反应速率越慢，根据反应进程图像可知，HCOO－＋CO2＋Ⅳ→HCOO－＋CO2＋H2＋I，活化能最大，反应速率最慢，C说法正确；由相对能量的变化情况图可以得出，该反应过程中的Ⅳ→Ⅰ步骤的活化能Ea＝86.1 kJ·ml－1，为该反应进程中的最大活化能，故该过程的决速步骤为Ⅳ→Ⅰ步骤，D说法错误。]
3．(2021·浙江6月选考，T21)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
C [一般的烯烃与氢气发生加成反应为放热反应，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；ΔH1<0，ΔH2<0，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，其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错误。]
4．(2021·全国甲卷，T28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·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____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
A B
C D
[解析] 由盖斯定律可知，反应①＋反应②得总反应方程式，则总反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋41 kJ·ml－1＋(－90 kJ·ml－1)＝－49 kJ·ml－1。该总反应是放热反应，生成物的总能量比反应物的总能量低，B、D错误；反应①为慢反应，是总反应的决速步骤，则反应①的活化能比反应②的大，A正确，C错误。
[答案] －49 A ΔH1为正值，ΔH2和ΔH为负值，反应①活化能大于反应②的活化能
课时分层作业(二十九)
能量—反应历程图像与反应热比较
1．“中国芯”的主要原料是单晶硅，“精炼硅”反应历程中的能量变化如图所示。
下列有关描述正确的是( )
A．历程Ⅰ、Ⅲ是吸热反应
B．历程Ⅱ的热化学方程式：SiHCl3(g)＋H2(g)===SiHCl3(l)＋H2(g) ΔH＝＋28 kJ/ml
C．历程Ⅲ的热化学方程式：SiHCl3(l)＋H2(g)===Si(s)＋3HCl(g) ΔH＝＋238 kJ/ml
D．实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程中能量不损耗
C [A.从图中可知，历程Ⅰ反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，A错误；B.历程Ⅱ反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，ΔH＝－28 kJ/ml，B错误；C.历程Ⅲ反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，ΔH＝＋238 kJ/ml，热化学方程式正确，C正确；D.实际工业生产中，粗硅变为精硅的过程中，伴随着能量的损耗，D错误。]
2．水煤气变换反应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用“·”标注。下列说法正确的是( )
A．水煤气变换反应的ΔH>0
B．步骤③反应的化学方程式为CO·＋OH·＋H2O(g)===COOH·＋H2O·
C．步骤⑤只有非极性键H—H键形成
D．该历程中最大能垒(活化能)E正＝1.70 eV
B [A项，分析图像可知水煤气的变换过程经过了过渡态1和过渡态2，最后生成物CO2、H2的总能量低于反应物CO、H2O的总能量，反应的ΔH<0，错误；B项，结合题图分析可知，③发生反应：CO·＋OH·＋H2O(g)=== COOH·＋H2O·，正确；C项，步骤⑤中形成的化学键包括C===O键、H—H键、H—O键，错误；D项，该历程中最大能垒(活化能)E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，错误。]
3．2022年度诺贝尔化学奖授予发现“点击化学(通过小单元的拼接，来快速可靠地完成形形色色分子的化学合成)和生物正交化学”的三位科学家。点击化学的概念对化学合成领域有很大的贡献。点击化学的原理如图所示。下列说法错误的是( )
A．上述循环中H＋是中间产物之一
B．上述循环中只断裂和形成极性键
C．该过程总反应的原子利用率为100%
D．铜改变了反应历程，但不改变总反应的焓变
B [A.观察循环图，eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(Cu))开始参与反应，最终生成eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(Cu))，eq \b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(Cu))是催化剂，
H＋在中间生成，最终消失，它是中间产物，A项正确；B.图示转化中，断裂炔烃的碳碳三键中的1个键，断裂了R′—N3中氮氮三键中的1个键，断裂了非极性键，B项错误；C.该过程总反应的实质是加成反应，原子利用率为100%，C项正确；D.铜是点击化学反应的催化剂，仅改变反应历程，D项正确。]
4．环己烷有多种不同构象，其中椅式、半椅式、船式、扭船式较为典型。各构象的相对能量图(位能)如图所示。下列说法正确的是( )
A．相同条件下扭船式环己烷最稳定
B．C6H12(椅式)的燃烧热大于C6H12(船式)
C．C6H12(半椅式)===C6H12(船式) ΔH＝＋39.3 kJ·ml－1
D．环己烷的扭船式结构一定条件下可自发转化成椅式结构
D [A.能量越低越稳定，由图像可知椅式最稳定，A错误；B.四种结构中，椅式能量最低最稳定，故椅式环己烷充分燃烧释放的热量最少，B错误；C.C6H12(半椅式)===C6H12(船式) ΔH＝(23＋6.7－46)kJ·ml－1＝－16.3 kJ·ml－1，C错误；D.扭船式结构转化成椅式结构释放能量，焓变小于0，根据ΔH－TΔS<0反应自发进行，一定条件下可自发转化，D正确。]
5．25 ℃、101 kPa下，①H2O(l)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH1＝＋285.8 kJ/ml
②H2O(l)===H2O(g) ΔH2＝＋44.0 kJ/ml
下列说法不正确的是( )
A．液态水变为水蒸气破坏的是分子间作用力
B．水分解为氢气和氧气，断键吸收的总能量大于成键放出的总能量
C．标准状况下，11.2 L水中含共用电子对总数约为6.02×1023
D．25 ℃、101 kPa下，H2O(g)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝＋241.8 kJ/ml
C [A.液态水变为水蒸气是气化，破坏的是分子间作用力，A正确；B.水分解是吸热反应，断键吸收的总能量大于成键放出的总能量，B正确；C.标准状况下，水是液态，不适用气体摩尔体积相关计算，C错误；D.根据盖斯定律，H2O(g)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)可由①－②得到，ΔH＝(＋285.8 kJ/ml)－(＋44.0 kJ/ml)＝＋241.8 kJ/ml，D正确。]
6．已知反应：①CH4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋2F2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===CH2F2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋2HFeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g)) ΔH1<0
②CH4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋4F2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===CF4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋4HFeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g)) ΔH2
相关化学键的键能数据如下：
下列说法正确的是( )
A．①中反应物的总能量小于生成物的总能量
B．ΔH1＝2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(b－a＋c－d))kJ·ml－1
C．ΔH2＝eq \f(1,2)ΔH1
D．CH2F2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋2F2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===CF4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋2HFeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g)) ΔH＝ΔH2－ΔH1
D [A.①是放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，A错误；B.反应热等于断裂化学键吸收的总能量和形成化学键所放出的总能量的差值，因此ΔH1＝(4a＋2d－2a－2b－2c)kJ·ml－1＝(2a＋2d－2b－2c)kJ·ml－1，B错误；C.反应①②中生成物不同，ΔH2≠eq \f(1,2)ΔH1，C错误；D.依据盖斯定律，②－①即得到CH2F2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋2F2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===CF4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋2HFeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g)) ΔH＝ΔH2－ΔH1，D正确。]
7．(2022·浙江1月选考，T18)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 ml环己烷()的能量变化如图所示：
下列推理不正确的是( )
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
A [由2ΔH1≈ΔH2<ΔH3可知碳碳双键加氢放出的热量不仅与碳碳双键数目有关，还和碳碳双键的位置有关，即与碳碳双键数目不成正比。]
8．已知红磷和Cl2发生反应生成PCl3或PCl5，反应过程中的能量变化如图所示(图中ΔH表示生成1 ml产物的数据)。
(1)P和Cl2反应生成PCl3(g)的热化学方程式为_______________________
_______________________________________________________________。
(2)PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2的热化学方程式为___________________
______________________________________________________________。
(3)白磷能自燃，红磷不能自燃。白磷转变成红磷是________(“放”或“吸”)热反应，如果用白磷代替红磷和Cl2反应生成1 ml PCl5的反应热为ΔH3，则ΔH3________ΔH1(填“>”“<”或“＝”)。
(4)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5，其原因是_______________________________
____________________________________________________________________。
[解析] (1)由图中信息可知P和Cl2生成1 ml PCl3放出399 kJ－93 kJ＝306 kJ热量，热化学方程式为P(s)＋eq \f(3,2)Cl2(g)===PCl3(g) ΔH＝－306 kJ·ml－1或2P(s)＋3Cl2(g)===2PCl3(g) ΔH＝－612 kJ·ml－1；(2)由图中信息可知PCl3和Cl2生成1 ml PCl5，放出93 kJ热量，所以PCl5(g)分解生成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式为PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋93 kJ·ml－1；(3)因为能量越低越稳定，白磷能自燃，红磷不能自燃，相同物质的量的白磷能量高于红磷，白磷转变成红磷是放热反应，如果用白磷代替红磷和Cl2反应生成1 ml PCl5，放出热量多，ΔH3<ΔH1；(4)因为PCl5分解反应是吸热反应，温度太高，不利于 PCl5的生成。
[答案] (1)P(s)＋eq \f(3,2)Cl2(g)===PCl3(g) ΔH＝－306 kJ·ml－1[或2P(s)＋3Cl2(g)===2PCl3(g) ΔH＝－612 kJ·ml－1] (2)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋93 kJ·ml－1 (3)放 < (4)两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解
9．完成下列反应的热化学方程式。
(1)沼气是一种能源，它的主要成分是CH4，常温下，0.5 ml CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时，放出445 kJ热量，则热化学方程式为_____________
___________________________________________________________________。
(2)已知H2S(g)完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l)，H2S的燃烧热为a
kJ·ml－1，写出H2S的燃烧热的热化学方程式__________________________
___________________________________________________________________。
(3)乙烷在一定条件下可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) ΔH1，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
则ΔH1＝________ kJ·ml－1。
(4)已知： ①HF(aq)＋OH－(aq)===F－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－67.7 kJ·ml－1
②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1
试写出HF电离的热化学方程式___________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] (1)0.5 ml CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时，放出445 kJ热量，则1 ml CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时放出热量445 kJ×2＝890 kJ，所以CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水的热化学方程式为CH4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋2O2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===CO2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋2H2Oeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(l)) ΔH＝－890 kJ·ml－1；(2)已知H2S(g)完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l)，H2S的燃烧热为a kJ·ml－1，所以H2S的燃烧热的热化学方程式为H2Seq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋eq \f(3,2)O2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===SO2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋H2Oeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(l)) ΔH＝－a kJ·ml－1；(3)由表格数据可知：①C2H6eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋eq \f(7,2)O2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===2CO2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋3H2Oeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(l)) ΔH＝－1 560 kJ·ml－1；②C2H4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋3O2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===2CO2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋2H2Oeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(l)) ΔH＝－1 411 kJ·ml－1；③H2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋eq \f(1,2)O2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===H2Oeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(l)) ΔH＝－286 kJ·ml－1，根据盖斯定律：①－②－③得C2H6eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===C2H4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋H2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g)) ΔH＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(－1560＋1411＋286))kJ·ml－1＝＋137 kJ·ml－1；(4)HF电离的化学方程式为HFeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(aq))H＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(aq))＋F－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(aq))，将HF电离的化学方程式记为③，根据盖斯定律：③＝①－②，故ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－67.7 kJ·ml－1＋57.3 kJ·ml－1＝－10.4 kJ·ml－1，故HF电离的热化学方程式为HFeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(aq))H＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(aq))＋F－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(aq)) ΔH3＝－10.4 kJ·ml－1。
[答案] (1)CH4eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋2O2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===CO2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋2H2Oeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(l)) ΔH＝－890 kJ·ml－1
(2)H2Seq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋eq \f(3,2)O2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))===SO2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋H2Oeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(l)) ΔH＝－a kJ·ml－1
(3)＋137 (4)HFeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(aq))H＋eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(aq))＋F－eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(aq)) ΔH3＝－10.4 kJ·ml－1化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(kJ·ml－1)
a
b
c
d
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/ ( kJ·ml－1)
－1 560
－1 411
－286