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2019高三化学二轮复习配套教案：第一篇题型九 化学反应中的能量变化
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题型九 化学反应中的能量变化
(对应学生用书第39~40页)
1.(2014·全国Ⅱ卷,13)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( B )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
解析:由题给条件可知:①CuSO4·5H2O(s)Cu2+(aq)+S(aq)+5H2O(l) ΔH1>0,②CuSO4(s)Cu2+(aq)+S(aq) ΔH2<0,由①-②可得CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,选B。
2.(2013·全国Ⅱ卷,12)在1 200 ℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
H2S(g)+O2(g)SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+O2(g)S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( A )
A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
D.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
解析:按题干顺序给4个热化学方程式编号,根据盖斯定律,④=×①+×②-2×③,
即ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。
3.(2017·江苏卷,8)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( C )
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
ΔH1=a kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH2=b kJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH3=c kJ·mol-1
④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH4=d kJ·mol-1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)的 ΔH= kJ·mol-1
D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1
解析:反应①的产物为CO和H2,反应②的产物为CO2和H2,反应③的原料为CO2和H2,A项正确;反应③将温室气体CO2转化为燃料CH3OH,B项正确;反应④中生成物H2O为气体,C项中生成物H2O为液体,故C项中反应的焓变不等于 kJ·mol-1,C项不正确;依据盖斯定律,由②×2+③×2+④,可得所求反应的焓变,D项正确。
4.(2015·北京卷,9)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法正确的是( C )
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
解析:根据能量变化示意图可以判断,该反应为放热反应,A项错误;根据反应过程示意图可以看出CO中的碳氧键没有断裂,B项错误;CO2中含有极性共价键,C项正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O形成CO2的过程,D项错误。
1.此类题型全国Ⅰ卷和Ⅲ卷近五年一直没考,全国Ⅱ卷最近一次考查是2014年,考虑到地方卷经常考查这个考点以及命题周期性和求变的思想不排除可能考查的概率。
2.此类题型一直以盖斯定律焓变计算与大小判断为经典考查方式,不排除有新颖考查方式出现的可能性。
3.综合近几年各地考查此类题型的方式,预测2019年有以图示加焓变计算为考查形式的概率。
考向1 反应热、焓变及活化能的正确理解
(对应学生用书第40~41页)
1.几个基本概念
(1)反应热与焓变:化学反应过程中放出或吸收的热量,通常叫做反应热。测量反应热的仪器叫做量热计。焓变用ΔH表示,单位一般采用kJ/mol。ΔH为负值为放热反应;ΔH为正值为吸热反应。ΔH=恒压反应热。
(2)燃烧热:在25 ℃ 101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
(3)中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O,这时的反应热叫做中和热。
(4)活化能:活化分子比普通分子多出的那部分能量称作活化能。
2.中和热测定实验
(1)简易量热器构造
(2)测定前的准备工作
①选择精密温度计(精确到0.1 ℃),并进行校对(本实验温度要求精确到0.1 ℃)。
②使用温度计要轻拿轻放。刚刚测量高温的温度计不可立即用水冲洗,以免破裂。
③测量溶液的温度应将温度计悬挂起来,使水银球处于溶液中间,不要靠在烧杯壁上或插到烧杯底部。不可将温度计当搅拌棒使用。
(3)要想提高中和热测定的准确性,实验时应注意的问题
①作为量热器的仪器装置,其保温隔热的效果一定要好。因此可用保温杯来做。如果按教材中的方法做,一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平,这样可以减少热量损失。
②盐酸和氢氧化钠溶液的浓度的配制须准确,且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大。
③温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测温度的精度。
④实验操作时动作要快,以尽量减少热量的散失。
⑤为了减少实验误差,重复实验2~3次,数据取平均值。
3.化学反应吸放热原理
(1)从总能量角度:因为能量(焓)是守恒的,所以若H反应物>H生成物,则生成物能量减少,必然有能量释放到环境中,所以反应为放热反应;若H反应物
(3)吸放热原理图:
图中E1表示正反应活化能,E2表示逆反应活化能(有些图示里E1表示旧键断裂吸收的能量,E2表示新键产生释放能量);ΔH=E1-E2或H生成物-H反应物。
加入催化剂后正、逆反应活化能减小,但是反应热不变。
4.常见吸放热反应
(1)常见的放热反应:可燃物的燃烧反应;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属跟酸的置换反应;铝热反应。
(2)常见吸热反应:大多数分解反应;盐的水解和弱电解质的电离;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;碳和水蒸气、C和CO2的反应;一般用C、CO和H2还原金属氧化物的反应。
【例1】 反应Br+H2HBr+H过程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是( C )
A.该反应是放热反应
B.加入催化剂后,反应加快,ΔH减小
C.反应物的总键能大于生成物的总键能
D.反应达到平衡时,升高温度,H2的转化率减小
精讲精析:反应物能量小于生成物能量,所以该反应为吸热反应,因此A错误;加入催化剂,正、逆反应活化能均降低,所以正、逆反应速率均加快,但是焓变不变,所以B错误;由于属于吸热反应,所以断键吸收能量>成键释放能量,即反应物总键能>生成物总键能,所以C正确;达到平衡时升温,根据勒夏特列原理,反应向吸热反应(即正反应)方向移动,H2转化率增大,所以D错误。注意:催化剂通过改变活化能来“同等程度”改变正、逆反应速率,但不会改变反应能量变化(即ΔH),也不会引起平衡移动。
【例2】 下列叙述正确的是( B )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2的反应热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的ΔH=+2×283.0 kJ·mol-1
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.甲烷的燃烧热就是1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量
精讲精析:-57.3 kJ·mol-1是H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)的反应热,H2SO4和Ca(OH)2反应生成硫酸钙微溶物也会放热,所以反应热不等于2×(-57.3)kJ·mol-1,故A错误;据B项所给CO(g)的燃烧热知道CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,因此2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的反应热为ΔH=+2×283.0 kJ·mol-1,故B正确;反应的吸放热与反应条件无关,如铝热反应需要加热,但属于放热反应,所以C错误;101 kPa下,1 mol CH4完全燃烧生成液态水(液态水比气态水稳定)和二氧化碳所放出的热量才是甲烷的燃烧热,故D错误。注意:如果一个中和反应,伴随着电离过程,则其反应热数值会偏小,若伴随着溶解放热(如浓硫酸与氢氧化钠中和),则其反应热数值会偏大(但此时反应热不是中和热,因为中和热前提是稀溶液),若伴随着沉淀反应,则其反应热数值会偏大(沉淀反应形成化学键放热)。
1.下列说法正确的是( A )
A.由图甲可知,升高温度,醋酸钠的水解程度增大
B.由图乙可知,a点KW的数值比b点KW的数值大
C.由图丙可知,反应A(g)+B(g)2C(g)是吸热反应
D.由图丁可知,反应C(金刚石,s)C(石墨,s)的焓变ΔH=ΔH1-ΔH2
解析:由图甲可知,升高温度,醋酸钠溶液的pH增大,因CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,故其水解程度增大,A正确;KW只与温度有关,a点与b点均为25 ℃,则a点KW的数值与b点KW的数值相等,B不正确;由图丙可知,T2对应的化学反应速率较大,故T2温度较高,C达平衡时的体积分数较小,故反应A(g)+B(g)2C(g)是放热反应,C不正确;由图丁可知,反应C(金刚石,s)C(石墨,s)是放热反应,由盖斯定律可知,ΔH=ΔH2-ΔH1,D不正确。
2.(2018·福建福州模拟)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、Cl(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是( D )
A.这些离子中结合H+能力最强的是E
B.A、B、C、D、E五种微粒中C最稳定
C.CB+D,反应物的总键能大于生成物的总键能
D.BA+D反应的热化学方程式为3ClO-(aq)Cl(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-116 kJ·mol-1
解析:酸性越弱的酸,结合氢离子能力越强,次氯酸为最弱的酸,所以ClO-结合氢离子能力最强,A错误;根据图像可知,A的能量最低,所以A最稳定,B错误;2Cl(aq)ClO-(aq)+Cl(aq) ΔH=(64+60-100×2)kJ·mol-1=-76 kJ·mol-1,该反应为放热反应,反应物的总键能小于生成物的总键能,C错误;3ClO-(aq)Cl(aq)+2Cl-(aq) ΔH=(64+0×2-3×60)kJ·mol-1=-116 kJ·mol-1,D正确。
3.(2018·浙江余姚选考模拟)H2O2(l)在有MnO2条件下和无MnO2条件下分解的能量变化如图所示。下列说法正确是( D )
A.有MnO2条件下的反应曲线是a曲线
B.该反应能量变化类型与CaCO3分解反应相同
C.加催化剂后,正反应速率加快,逆反应速率减小
D.b曲线的热化学方程式为H2O2(l)H2O(l)+O2(g) ΔH=E1-E2
解析:催化剂通过降低反应活化能而改变反应速率,但不影响平衡移动,则焓变不变,所以有MnO2条件下的反应曲线是b曲线,故A错误;该反应反应物能量高,生成物能量低,为放热反应,CaCO3分解是吸热反应,故B错误;加催化剂后正、逆反应速率同时增大,故C错误;该反应的焓变为ΔH=E1-E2或ΔH=-(E2-E1),故D正确。
【教师用书备用】 (2018·浙江余姚选考模拟)下列关于反应能量的说法正确的是( A )
A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,则反应物总能量>生成物总能量
B.相同条件下,如果1 mol氢原子具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,则2E1=E2
C.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH=-572 kJ·mol-1,则H2燃烧热ΔH为 -572 kJ·mol-1
D.H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ的热量
解析:当反应物总能量>生成物总能量,则反应是放热反应,ΔH<0,故A正确;如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,原子结合成分子形成化学键放出热量,即2HH2放出热量,则2E1>E2,故B错误;H2的燃烧热必须是1 mol物质燃烧生成最稳定的氧化物液态水时所放出的能量,故C错误;中和热是强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量,含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合时,浓硫酸溶于水放热,所以导致ΔH<-57.3 kJ·mol-1,故D错误。
考向2 反应热及热化学方程式的正误判断
(对应学生用书第42~43页)
1.热化学方程式
(1)书写热化学方程式应注意的问题:①由于反应热的数值与反应的温度和压强有关,因此必须注明,不注明的是指101 kPa和25 ℃时的数据;②物质的聚集状态不同,反应热的数值不同,因此要注明物质的聚集状态;③热化学方程式中的化学计量数为相应物质的物质的量,它可以是整数,也可以是分数。
(2)书写热化学方程式的步骤:①依据有关信息写出注明聚集状态的化学方程式,并配平;②根据化学方程式中各物质的化学计量数计算相应的反应热的数值;③如果为放热反应ΔH为负值,如果为吸热反应则ΔH为正值,并写在第①步所得方程式的后面;④如果题目另有要求,如书写有关燃料燃烧热的热化学方程式和有关中和热的热化学方程式,可将热化学方程式的化学计量数进行变换。
2.焓变计算法则
(1)方程式相加减,焓变也相加减:如方程式①+方程式②=方程式③,则ΔH3=ΔH1+ΔH2。
(2)方程式颠倒(即逆反应方程式),焓变改变符号:如2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1;则2H2O(g)2H2(g)+O2(g)
ΔH=+483.6 kJ·mol-1。
(3)方程式改变化学计量数,则焓变也作相同倍数改变:如2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1;则H2(g)+O2(g)H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1。
3.盖斯定律
(1)内容:化学反应中反应热的大小与反应物、生成物的种类、量及聚集状态有关,与反应途径无关。根据能量守恒定律,无论反应是一步完成还是几步完成,只要反应的起始状态和终了状态确定,反应热就是个定值,这就是著名的盖斯定律。
(2)图示:,ΔH=ΔH1+ΔH2。
(3)盖斯定律计算焓变解题技巧:如果一个题目给出好几个热化学方程式,让我们计算另一个热化学方程式的焓变,则可以考虑运用盖斯定律,进行方程式叠加来计算。已知焓变的方程式称“已知方程式”,让计算焓变的方程式称“待求方程式”,观察“待求方程式”中各物质在已知方程式中出现的次数,从“出现次数最少”的物质开始考虑依次对方程式进行叠加。
例:选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术是一种成熟的NOx控制处理方法,主要反应如下:
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g)3N2(g)+6H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH4=d kJ·mol-1
可以计算出反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH为( D )
A.(4b-3a+d)/4 B.(4a-3b+d)/4
C.(3b-4a+d)/4 D.(3a-4b+d)/4
“待求方程式”为2NO(g)+O2(g)2NO2(g);NO在①及副反应中总共出现2次,O2在①②及副反应中总共出现3次,NO2仅在②出现过1次。所以应该先从NO2开始分析,NO2在“待求方程式”右侧,化学计量数为2,所以方程式②应该颠倒过来即“-②”,由于②中有3N2而“待求方程式”没有,所以需要消掉此物质,为此需要把①×后与“-②”叠加,但此时NH3叠加后在“=”右侧还有NH3,需要消掉(待求方程式没有此物质),所以需要与副反应×后作叠加。因此待求方程式=①×-②+副反应×,所以ΔH=ΔH1×-ΔH2+ΔH4×=a×-b+d×=×(3a-4b+d),因此答案为D。
【例1】 (2018·安徽淮北十二中与濉溪二中联考)已知在101 kPa,298 K条件下,2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是( C )
A.H2O(g)H2(g)+1/2O2 ΔH(298 K)=-242 kJ·mol-1
B.H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) ΔH(298 K)=+484 kJ·mol-1
C.H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) ΔH(298 K)=-242 kJ·mol-1
D.H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) ΔH(298 K)=-484 kJ·mol-1
精讲精析:热化学方程式正误判断类题型需要特别注意以下情况①物质状态,②化学计量数与焓变一致性,③焓变符号。本题是“放出热量”,根据“焓变吸正放负规则”,显然B错误;由于A是氢气燃烧逆过程(不能叫“逆反应”),根据方程式颠倒焓变改变符号,所以A焓变应该为正值,而且要注明物质状态,所以A错误;因为 2 mol氢气燃烧放热484 kJ,所以1 mol氢气燃烧放热应该为242 kJ,所以C正确而D错误。
【例2】 (2014·江苏卷,10)已知:C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3
4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( C )
A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
精讲精析:第一个反应及第三个反应为燃烧,所以为放热反应,根据焓变“吸正放负”,所以ΔH1<0,ΔH3<0,因此A错误;根据相关规律第二个反应为吸热反应,第四个反应为缓慢氧化,所以为放热反应,同上据焓变“吸正放负”判断B错误;第二个方程式+第三个方程式得:C(s)+O2(g)CO2(g),正好是第一个方程式,所以根据方程式叠加计算焓变原理得ΔH1=ΔH2+ΔH3,因此C正确;第四个方程式+第五个方程式得:2Fe(s)+3O2(g)+3CO(g)Fe2O3(s)+3CO2(g)不是第三个方程式,所以同理D错误。注意:遇到形如“ΔHx=ΔHy+ΔHz”这种问题一般都是考查盖斯定律,通常都可以通过运用“方程式叠加法”进行计算与判断。
1.(2018·吉林实验中学模拟)已知:①CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH3=-c kJ·mol-1
④H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH4=-d kJ·mol-1下列叙述正确的是( B )
A.由上述热化学方程式可知ΔH3<ΔH4
B.H2的燃烧热ΔH为-d kJ·mol-1
C.CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)
ΔH=(a-b-2c)kJ·mol-1
D.当CO和H2的物质的量之比为1∶2时,其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时,放出Q kJ热量,则混合气中CO的物质的量为 mol
解析:气态水到液态水继续放热,所以d>c,ΔH3>ΔH4,故A错误;燃烧热应生成稳定氧化物,应该是液态水,H2的燃烧热ΔH为-d kJ·mol-1,故B正确;根据盖斯定律,由①-②-③×2得到:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH=(b+2c-a)kJ·mol-1,故C错误;设CO和H2物质的量分别为n mol、2n mol,则CO放出的热量是nb kJ,氢气放出的热量是2nd kJ,即nb+2nd=Q,解得n=,则该混合物中CO的物质的量为 mol,故D错误。
2.(2018·江苏淮安四市模拟)通过以下反应均可获取O2。
①光催化分解水制氧气:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol-1
②过氧化氢分解制氧气:2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)
ΔH2=-196.4 kJ·mol-1
③一氧化氮分解制氧气:2NO(g)N2(g)+O2(g) ΔH3=-180.5 kJ·mol-1
下列有关说法不正确的是( C )
A.反应①是人们获取H2的途径之一
B.反应②、③都是化学能转化为热能
C.反应H2O2(l)H2O(g)+O2(g)的ΔH=-98.2 kJ·mol-1
D.反应2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l)的ΔH=-752.1 kJ·mol-1
解析:反应①是制取氢气的途径之一,A正确;②过氧化氢分解制氧气:2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g) ΔH2=-196.4 kJ·mol-1,③一氧化氮分解制氧气:2NO(g)N2(g)+O2(g) ΔH3=-180.5 kJ·mol-1都是放热反应,故反应②、③都是化学能转化为热能,B正确;由②可得H2O2(l)H2O(l)+O2(g) ΔH=-98.2 kJ·mol-1,故C错误;根据盖斯定律,由③-①可得反应:2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH=ΔH3-ΔH1=-752.1 kJ·mol-1,故D正确。
3.(2018·安徽滁州联考)下列说法正确的是( D )
A.已知:H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-242 kJ·mol-1,则H2的燃烧热ΔH为-242 kJ·mol-1
B.已知:S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH1=-Q1;S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH2=-Q2,则Q1
D.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+489.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
C(石墨)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
则4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)
ΔH=-1 641.0 kJ·mol-1
解析:燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,其中H2O为液态,故A错误;S(g)S(s)放出热量,S的燃烧是放热反应,即ΔH<0,因此有Q1>Q2,故B错误;浓硫酸遇水放出热量,CH3COOH属于弱电解质,电离是吸热过程,即|ΔH1|>|ΔH2|,故C错误;①Fe2O3(s)+3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g),②CO(g)+O2(g)CO2(g),③C(石墨)+O2(g)CO2(g),根据目标反应方程式,(③×3-②×3-①)×2,得出:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH=-1 641.0 kJ·mol-1,故D正确。
(对应学生用书第39~40页)
1.(2014·全国Ⅱ卷,13)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( B )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
解析:由题给条件可知:①CuSO4·5H2O(s)Cu2+(aq)+S(aq)+5H2O(l) ΔH1>0,②CuSO4(s)Cu2+(aq)+S(aq) ΔH2<0,由①-②可得CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,选B。
2.(2013·全国Ⅱ卷,12)在1 200 ℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
H2S(g)+O2(g)SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+O2(g)S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( A )
A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
D.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
解析:按题干顺序给4个热化学方程式编号,根据盖斯定律,④=×①+×②-2×③,
即ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。
3.(2017·江苏卷,8)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( C )
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
ΔH1=a kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH2=b kJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH3=c kJ·mol-1
④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH4=d kJ·mol-1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)的 ΔH= kJ·mol-1
D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d) kJ·mol-1
解析:反应①的产物为CO和H2,反应②的产物为CO2和H2,反应③的原料为CO2和H2,A项正确;反应③将温室气体CO2转化为燃料CH3OH,B项正确;反应④中生成物H2O为气体,C项中生成物H2O为液体,故C项中反应的焓变不等于 kJ·mol-1,C项不正确;依据盖斯定律,由②×2+③×2+④,可得所求反应的焓变,D项正确。
4.(2015·北京卷,9)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
下列说法正确的是( C )
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
解析:根据能量变化示意图可以判断,该反应为放热反应,A项错误;根据反应过程示意图可以看出CO中的碳氧键没有断裂,B项错误;CO2中含有极性共价键,C项正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O形成CO2的过程,D项错误。
1.此类题型全国Ⅰ卷和Ⅲ卷近五年一直没考,全国Ⅱ卷最近一次考查是2014年,考虑到地方卷经常考查这个考点以及命题周期性和求变的思想不排除可能考查的概率。
2.此类题型一直以盖斯定律焓变计算与大小判断为经典考查方式,不排除有新颖考查方式出现的可能性。
3.综合近几年各地考查此类题型的方式,预测2019年有以图示加焓变计算为考查形式的概率。
考向1 反应热、焓变及活化能的正确理解
(对应学生用书第40~41页)
1.几个基本概念
(1)反应热与焓变:化学反应过程中放出或吸收的热量,通常叫做反应热。测量反应热的仪器叫做量热计。焓变用ΔH表示,单位一般采用kJ/mol。ΔH为负值为放热反应;ΔH为正值为吸热反应。ΔH=恒压反应热。
(2)燃烧热:在25 ℃ 101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
(3)中和热:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O,这时的反应热叫做中和热。
(4)活化能:活化分子比普通分子多出的那部分能量称作活化能。
2.中和热测定实验
(1)简易量热器构造
(2)测定前的准备工作
①选择精密温度计(精确到0.1 ℃),并进行校对(本实验温度要求精确到0.1 ℃)。
②使用温度计要轻拿轻放。刚刚测量高温的温度计不可立即用水冲洗,以免破裂。
③测量溶液的温度应将温度计悬挂起来,使水银球处于溶液中间,不要靠在烧杯壁上或插到烧杯底部。不可将温度计当搅拌棒使用。
(3)要想提高中和热测定的准确性,实验时应注意的问题
①作为量热器的仪器装置,其保温隔热的效果一定要好。因此可用保温杯来做。如果按教材中的方法做,一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平,这样可以减少热量损失。
②盐酸和氢氧化钠溶液的浓度的配制须准确,且氢氧化钠溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大。
③温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中,而且要稳定一段时间后再读数,以提高所测温度的精度。
④实验操作时动作要快,以尽量减少热量的散失。
⑤为了减少实验误差,重复实验2~3次,数据取平均值。
3.化学反应吸放热原理
(1)从总能量角度:因为能量(焓)是守恒的,所以若H反应物>H生成物,则生成物能量减少,必然有能量释放到环境中,所以反应为放热反应;若H反应物
(3)吸放热原理图:
图中E1表示正反应活化能,E2表示逆反应活化能(有些图示里E1表示旧键断裂吸收的能量,E2表示新键产生释放能量);ΔH=E1-E2或H生成物-H反应物。
加入催化剂后正、逆反应活化能减小,但是反应热不变。
4.常见吸放热反应
(1)常见的放热反应:可燃物的燃烧反应;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属跟酸的置换反应;铝热反应。
(2)常见吸热反应:大多数分解反应;盐的水解和弱电解质的电离;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;碳和水蒸气、C和CO2的反应;一般用C、CO和H2还原金属氧化物的反应。
【例1】 反应Br+H2HBr+H过程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是( C )
A.该反应是放热反应
B.加入催化剂后,反应加快,ΔH减小
C.反应物的总键能大于生成物的总键能
D.反应达到平衡时,升高温度,H2的转化率减小
精讲精析:反应物能量小于生成物能量,所以该反应为吸热反应,因此A错误;加入催化剂,正、逆反应活化能均降低,所以正、逆反应速率均加快,但是焓变不变,所以B错误;由于属于吸热反应,所以断键吸收能量>成键释放能量,即反应物总键能>生成物总键能,所以C正确;达到平衡时升温,根据勒夏特列原理,反应向吸热反应(即正反应)方向移动,H2转化率增大,所以D错误。注意:催化剂通过改变活化能来“同等程度”改变正、逆反应速率,但不会改变反应能量变化(即ΔH),也不会引起平衡移动。
【例2】 下列叙述正确的是( B )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2的反应热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的ΔH=+2×283.0 kJ·mol-1
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.甲烷的燃烧热就是1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量
精讲精析:-57.3 kJ·mol-1是H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)的反应热,H2SO4和Ca(OH)2反应生成硫酸钙微溶物也会放热,所以反应热不等于2×(-57.3)kJ·mol-1,故A错误;据B项所给CO(g)的燃烧热知道CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,因此2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的反应热为ΔH=+2×283.0 kJ·mol-1,故B正确;反应的吸放热与反应条件无关,如铝热反应需要加热,但属于放热反应,所以C错误;101 kPa下,1 mol CH4完全燃烧生成液态水(液态水比气态水稳定)和二氧化碳所放出的热量才是甲烷的燃烧热,故D错误。注意:如果一个中和反应,伴随着电离过程,则其反应热数值会偏小,若伴随着溶解放热(如浓硫酸与氢氧化钠中和),则其反应热数值会偏大(但此时反应热不是中和热,因为中和热前提是稀溶液),若伴随着沉淀反应,则其反应热数值会偏大(沉淀反应形成化学键放热)。
1.下列说法正确的是( A )
A.由图甲可知,升高温度,醋酸钠的水解程度增大
B.由图乙可知,a点KW的数值比b点KW的数值大
C.由图丙可知,反应A(g)+B(g)2C(g)是吸热反应
D.由图丁可知,反应C(金刚石,s)C(石墨,s)的焓变ΔH=ΔH1-ΔH2
解析:由图甲可知,升高温度,醋酸钠溶液的pH增大,因CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,故其水解程度增大,A正确;KW只与温度有关,a点与b点均为25 ℃,则a点KW的数值与b点KW的数值相等,B不正确;由图丙可知,T2对应的化学反应速率较大,故T2温度较高,C达平衡时的体积分数较小,故反应A(g)+B(g)2C(g)是放热反应,C不正确;由图丁可知,反应C(金刚石,s)C(石墨,s)是放热反应,由盖斯定律可知,ΔH=ΔH2-ΔH1,D不正确。
2.(2018·福建福州模拟)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、Cl(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是( D )
A.这些离子中结合H+能力最强的是E
B.A、B、C、D、E五种微粒中C最稳定
C.CB+D,反应物的总键能大于生成物的总键能
D.BA+D反应的热化学方程式为3ClO-(aq)Cl(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-116 kJ·mol-1
解析:酸性越弱的酸,结合氢离子能力越强,次氯酸为最弱的酸,所以ClO-结合氢离子能力最强,A错误;根据图像可知,A的能量最低,所以A最稳定,B错误;2Cl(aq)ClO-(aq)+Cl(aq) ΔH=(64+60-100×2)kJ·mol-1=-76 kJ·mol-1,该反应为放热反应,反应物的总键能小于生成物的总键能,C错误;3ClO-(aq)Cl(aq)+2Cl-(aq) ΔH=(64+0×2-3×60)kJ·mol-1=-116 kJ·mol-1,D正确。
3.(2018·浙江余姚选考模拟)H2O2(l)在有MnO2条件下和无MnO2条件下分解的能量变化如图所示。下列说法正确是( D )
A.有MnO2条件下的反应曲线是a曲线
B.该反应能量变化类型与CaCO3分解反应相同
C.加催化剂后,正反应速率加快,逆反应速率减小
D.b曲线的热化学方程式为H2O2(l)H2O(l)+O2(g) ΔH=E1-E2
解析:催化剂通过降低反应活化能而改变反应速率,但不影响平衡移动,则焓变不变,所以有MnO2条件下的反应曲线是b曲线,故A错误;该反应反应物能量高,生成物能量低,为放热反应,CaCO3分解是吸热反应,故B错误;加催化剂后正、逆反应速率同时增大,故C错误;该反应的焓变为ΔH=E1-E2或ΔH=-(E2-E1),故D正确。
【教师用书备用】 (2018·浙江余姚选考模拟)下列关于反应能量的说法正确的是( A )
A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,则反应物总能量>生成物总能量
B.相同条件下,如果1 mol氢原子具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,则2E1=E2
C.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH=-572 kJ·mol-1,则H2燃烧热ΔH为 -572 kJ·mol-1
D.H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ的热量
解析:当反应物总能量>生成物总能量,则反应是放热反应,ΔH<0,故A正确;如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,原子结合成分子形成化学键放出热量,即2HH2放出热量,则2E1>E2,故B错误;H2的燃烧热必须是1 mol物质燃烧生成最稳定的氧化物液态水时所放出的能量,故C错误;中和热是强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量,含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合时,浓硫酸溶于水放热,所以导致ΔH<-57.3 kJ·mol-1,故D错误。
考向2 反应热及热化学方程式的正误判断
(对应学生用书第42~43页)
1.热化学方程式
(1)书写热化学方程式应注意的问题:①由于反应热的数值与反应的温度和压强有关,因此必须注明,不注明的是指101 kPa和25 ℃时的数据;②物质的聚集状态不同,反应热的数值不同,因此要注明物质的聚集状态;③热化学方程式中的化学计量数为相应物质的物质的量,它可以是整数,也可以是分数。
(2)书写热化学方程式的步骤:①依据有关信息写出注明聚集状态的化学方程式,并配平;②根据化学方程式中各物质的化学计量数计算相应的反应热的数值;③如果为放热反应ΔH为负值,如果为吸热反应则ΔH为正值,并写在第①步所得方程式的后面;④如果题目另有要求,如书写有关燃料燃烧热的热化学方程式和有关中和热的热化学方程式,可将热化学方程式的化学计量数进行变换。
2.焓变计算法则
(1)方程式相加减,焓变也相加减:如方程式①+方程式②=方程式③,则ΔH3=ΔH1+ΔH2。
(2)方程式颠倒(即逆反应方程式),焓变改变符号:如2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1;则2H2O(g)2H2(g)+O2(g)
ΔH=+483.6 kJ·mol-1。
(3)方程式改变化学计量数,则焓变也作相同倍数改变:如2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1;则H2(g)+O2(g)H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1。
3.盖斯定律
(1)内容:化学反应中反应热的大小与反应物、生成物的种类、量及聚集状态有关,与反应途径无关。根据能量守恒定律,无论反应是一步完成还是几步完成,只要反应的起始状态和终了状态确定,反应热就是个定值,这就是著名的盖斯定律。
(2)图示:,ΔH=ΔH1+ΔH2。
(3)盖斯定律计算焓变解题技巧:如果一个题目给出好几个热化学方程式,让我们计算另一个热化学方程式的焓变,则可以考虑运用盖斯定律,进行方程式叠加来计算。已知焓变的方程式称“已知方程式”,让计算焓变的方程式称“待求方程式”,观察“待求方程式”中各物质在已知方程式中出现的次数,从“出现次数最少”的物质开始考虑依次对方程式进行叠加。
例:选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术是一种成熟的NOx控制处理方法,主要反应如下:
①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②4NH3(g)+2NO2(g)+O2(g)3N2(g)+6H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH4=d kJ·mol-1
可以计算出反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH为( D )
A.(4b-3a+d)/4 B.(4a-3b+d)/4
C.(3b-4a+d)/4 D.(3a-4b+d)/4
“待求方程式”为2NO(g)+O2(g)2NO2(g);NO在①及副反应中总共出现2次,O2在①②及副反应中总共出现3次,NO2仅在②出现过1次。所以应该先从NO2开始分析,NO2在“待求方程式”右侧,化学计量数为2,所以方程式②应该颠倒过来即“-②”,由于②中有3N2而“待求方程式”没有,所以需要消掉此物质,为此需要把①×后与“-②”叠加,但此时NH3叠加后在“=”右侧还有NH3,需要消掉(待求方程式没有此物质),所以需要与副反应×后作叠加。因此待求方程式=①×-②+副反应×,所以ΔH=ΔH1×-ΔH2+ΔH4×=a×-b+d×=×(3a-4b+d),因此答案为D。
【例1】 (2018·安徽淮北十二中与濉溪二中联考)已知在101 kPa,298 K条件下,2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是( C )
A.H2O(g)H2(g)+1/2O2 ΔH(298 K)=-242 kJ·mol-1
B.H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) ΔH(298 K)=+484 kJ·mol-1
C.H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) ΔH(298 K)=-242 kJ·mol-1
D.H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) ΔH(298 K)=-484 kJ·mol-1
精讲精析:热化学方程式正误判断类题型需要特别注意以下情况①物质状态,②化学计量数与焓变一致性,③焓变符号。本题是“放出热量”,根据“焓变吸正放负规则”,显然B错误;由于A是氢气燃烧逆过程(不能叫“逆反应”),根据方程式颠倒焓变改变符号,所以A焓变应该为正值,而且要注明物质状态,所以A错误;因为 2 mol氢气燃烧放热484 kJ,所以1 mol氢气燃烧放热应该为242 kJ,所以C正确而D错误。
【例2】 (2014·江苏卷,10)已知:C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3
4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( C )
A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
精讲精析:第一个反应及第三个反应为燃烧,所以为放热反应,根据焓变“吸正放负”,所以ΔH1<0,ΔH3<0,因此A错误;根据相关规律第二个反应为吸热反应,第四个反应为缓慢氧化,所以为放热反应,同上据焓变“吸正放负”判断B错误;第二个方程式+第三个方程式得:C(s)+O2(g)CO2(g),正好是第一个方程式,所以根据方程式叠加计算焓变原理得ΔH1=ΔH2+ΔH3,因此C正确;第四个方程式+第五个方程式得:2Fe(s)+3O2(g)+3CO(g)Fe2O3(s)+3CO2(g)不是第三个方程式,所以同理D错误。注意:遇到形如“ΔHx=ΔHy+ΔHz”这种问题一般都是考查盖斯定律,通常都可以通过运用“方程式叠加法”进行计算与判断。
1.(2018·吉林实验中学模拟)已知:①CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH3=-c kJ·mol-1
④H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH4=-d kJ·mol-1下列叙述正确的是( B )
A.由上述热化学方程式可知ΔH3<ΔH4
B.H2的燃烧热ΔH为-d kJ·mol-1
C.CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)
ΔH=(a-b-2c)kJ·mol-1
D.当CO和H2的物质的量之比为1∶2时,其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时,放出Q kJ热量,则混合气中CO的物质的量为 mol
解析:气态水到液态水继续放热,所以d>c,ΔH3>ΔH4,故A错误;燃烧热应生成稳定氧化物,应该是液态水,H2的燃烧热ΔH为-d kJ·mol-1,故B正确;根据盖斯定律,由①-②-③×2得到:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH=(b+2c-a)kJ·mol-1,故C错误;设CO和H2物质的量分别为n mol、2n mol,则CO放出的热量是nb kJ,氢气放出的热量是2nd kJ,即nb+2nd=Q,解得n=,则该混合物中CO的物质的量为 mol,故D错误。
2.(2018·江苏淮安四市模拟)通过以下反应均可获取O2。
①光催化分解水制氧气:2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol-1
②过氧化氢分解制氧气:2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)
ΔH2=-196.4 kJ·mol-1
③一氧化氮分解制氧气:2NO(g)N2(g)+O2(g) ΔH3=-180.5 kJ·mol-1
下列有关说法不正确的是( C )
A.反应①是人们获取H2的途径之一
B.反应②、③都是化学能转化为热能
C.反应H2O2(l)H2O(g)+O2(g)的ΔH=-98.2 kJ·mol-1
D.反应2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l)的ΔH=-752.1 kJ·mol-1
解析:反应①是制取氢气的途径之一,A正确;②过氧化氢分解制氧气:2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g) ΔH2=-196.4 kJ·mol-1,③一氧化氮分解制氧气:2NO(g)N2(g)+O2(g) ΔH3=-180.5 kJ·mol-1都是放热反应,故反应②、③都是化学能转化为热能,B正确;由②可得H2O2(l)H2O(l)+O2(g) ΔH=-98.2 kJ·mol-1,故C错误;根据盖斯定律,由③-①可得反应:2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH=ΔH3-ΔH1=-752.1 kJ·mol-1,故D正确。
3.(2018·安徽滁州联考)下列说法正确的是( D )
A.已知:H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-242 kJ·mol-1,则H2的燃烧热ΔH为-242 kJ·mol-1
B.已知:S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH1=-Q1;S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH2=-Q2,则Q1
D.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+489.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
C(石墨)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
则4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)
ΔH=-1 641.0 kJ·mol-1
解析:燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,其中H2O为液态,故A错误;S(g)S(s)放出热量,S的燃烧是放热反应,即ΔH<0,因此有Q1>Q2,故B错误;浓硫酸遇水放出热量,CH3COOH属于弱电解质,电离是吸热过程,即|ΔH1|>|ΔH2|,故C错误;①Fe2O3(s)+3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g),②CO(g)+O2(g)CO2(g),③C(石墨)+O2(g)CO2(g),根据目标反应方程式,(③×3-②×3-①)×2,得出:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH=-1 641.0 kJ·mol-1,故D正确。
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