知识讲解_热化学方程式和反应热计算（提高）

1 高考总复习 热化学方程式和反应热的计算 【考试目标】 1．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。 2．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。 【考点梳理】 要点一、热化学方程式 1．定义：表示参加反应物质的量与反应热关系的化学方程式，叫做热化学方程式。 　要点诠释：热化学方程式既体现化学反应的物质变化，同时又体现反应的能量变化，还体 现了参加反应的反应物的物质的量与反应热关系。如： H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；ΔH1=-241.8kJ/mol 2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g)；ΔH2=-483.6kJ/mol H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；ΔH3=-285.8kJ/mol 2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)；ΔH4=-571.6kJ/mol 2．书写热化学方程式的注意事项： (1)需注明反应的温度和压强；因反应的温度和压强不同时，其△H 不同。 不注明的指 101kPa 和 25℃时的数据。 (2) 要注明反应物和生成物的状态（不同状态，物质中贮存的能量不同）。 如：H2 (g)+ O2 (g)==H2O (g)；ΔH=－241.8 kJ／mol H2 (g)+ O2 (g)==H2O (1) ；ΔH=－285.8 kJ／mol (3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示物质的量，它可以是整数也 可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH 成比例变化。 如：H2 (g)+Cl2 (g)==2HCl (g) ；ΔH=－184.6 kJ／mol H2 (g)+ Cl2 (g)==HCl (g)；ΔH=－92.3 kJ／mol (4)△H 的单位 kJ/mol，表示每 mol 反应所吸放热量，△H 和相应的计量数要对应。 (5)比较△H 大小时要带着“﹢”、“﹣”进行比较。 (6)表示反应已完成的热量，可逆反应 N2(g) +3H2(g) 2NH3 (g)；△H=- 92.4kJ/mol，是指 当 1molN2(g)和 3molH2(g)完全反应，生成 2 mol NH3(g)时放出的热量 92.4kJ；2 mol NH3(g) 分解生成 1molN2(g)和 3molH2(g)时吸收热量 92.4kJ，即逆反应的△H=+92.4kJ/mol。 ３．热化学方程式与化学方程式的比较： 　 化学方程式 热化学方程式 相似点 都能表明化学反应的物质变化，都遵循质量守恒定律。 1 2 1 2 1 2 1 22 含 义 只表示化学反应的物质变化。 重点表示化学反应的能量变化。 不 同 点 书 写 用化学式表示，遵循质量守恒， 各物质的计量数只能是整数，要 标出反应条件。 除了化学方程式的一般要求外，还有如下特点： 要标出物质状态；非常温常压条件要标出；计量 数既可以是整数也可以是分数；要写出△H。 要点二、盖斯定律和反应热的计算。 1.盖斯定律的定义 　　不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。即化学反应的反应热与反 应途径无关，只与反应体系的始态和终态有关。 2.反应热的计算 （1）．根据反应物和生成物的总能量计算 △H＝生成物的总能量－反应物的总能量 （2）．根据键能计算 ΔH=反应物键能总和―生成物键能总和 （3）．利用热化学方程式进行相关量的求解 先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的 关系直接求算物质的量或反应热。 （4）．燃烧热和中和热的计算 ①燃烧热：Q 放=n（可燃物）×ΔHC n（可燃物）为可燃物的物质的量，ΔHC 为该可燃物的燃烧热 ②中和热：Q 放=n（H2O）×ΔHC＇ n（H2O）为生成水的物质的量，ΔHC＇为中和热 （5）．利用盖斯定律求反应热 （1）设计合理的反应途径。 （2）适当加减已知的热化学方程式，得出待求的热化学方程式，反应热也要进行相应 的加减运算，从而得出待求热化学方程式的反应热。 （3）在进行反应热的计算时，要注意反应热的符号以及反应热与方程式中化学计量数 间的比例关系。 （6）．混合物燃烧放热求比例问题 可用常规的列方程组法，也可采用十字交叉法。 【典型例题】 类型一：热化学方程式的意义及书写 例 1、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水．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 液态肼与足量液态双氧水反应，生 成氮气和水蒸气，放出 256.652 kJ 的热量。 (1)反应的热化学方程式为____________________． (2)又已知 H2O(l)===H2O(g)；ΔH＝＋44 kJ/mol。由 16 g 液态肼与液态双氧水反应生成3 液态水时放出的热量是________kJ. (3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点 是________________． 【答案】(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)；ΔH＝－641.63 kJ/mol (2)408.815　 (3)产物不会造成环境污染 【解析】(1)首先根据得失电子守恒即可配平该氧化还原反应为 N2H4＋2H2O2===N2↑＋ 4H2O，因此 1 mol N2H4(l)完全反应放出热量是： ，因此热化 学方程式为 N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)；ΔH＝－641.63 kJ/mol。 (2) 利用盖斯定律得： N2H4(l) ＋ 2H2O2(l)===N2(g) ＋ 4H2O(l) ， 因 此 反 应 热 ΔH ＝ － 641.63 kJ/mol － ( ＋ 44 kJ/mol)×4 ＝－817.63 kJ/mol.所以 16 g(即 0.5 mol) N2H4(l)与液态 H2O2 反应生成液态 H2O 放出热 量为 817.63 kJ/mol×0.5 mol＝408.815 kJ. (3)因产物为 N2 和 H2O，故不会造成环境污染． 【总结升华】书写热化学方程式，要注意各物质的状态、ΔH 的正负及单位。 举一反三： 【变式 1】（2014 新课标全国卷Ⅰ）已知： 甲醇脱水反应 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1 甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1 乙醇异构化反应 C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1 则乙烯气相直接水合反应 C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的 ΔH ＝________ kJ·mol－1。 【答案】－45.5 【解析】①－②－③即可得目标方程式。 【变式 2】写出下列热化学方程式： (1)SiH4 是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成 SiO2(s)和 H2O(l)；已知室 温下 2 g SiH4 自燃放出热量 89.2 kJ，其热化学方程式为 ________________________________________________． (2)0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷(B2H6)，在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水， 放出 649.5 kJ 热量，写出该反应的热化学方程式： ________________________________________. (3)在 101 kPa 时，1.00 g C6H6(l)燃烧生成 CO2 和 H2O(l)时，放出 41.8 kJ 的热量，C6H6 的燃烧热为________ kJ/mol，该反应的热化学方程式为 __________________________________．4 【答案】(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)；ΔH＝－1427.2 kJ/mol (2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)；ΔH＝－2165 kJ/mol (3)3260.4 【 解 析 】 (1)1 mol SiH4(g) 自 燃 生 成 SiO2(s) 和 H2O(l) 放 出 的 热 量 为 ： 热化学方程式为： SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)；ΔH＝－1427.2 kJ/mol (2) 1 mol B2H6(g)完全燃烧生成 B2O3(s)和 H2O(l)，放出的热量为： 热化学方程式为： B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)；ΔH＝－2165 kJ/mol (3)1 mol C6H6(l)完全燃烧生成 CO2(g)和 H2O(l)放出的热量为： 热化学方程式为： 类型二：有关反应热的计算 例 2、(2016 丰台二模)下图为反应 H2(g) + Cl2(g)＝2HCl(g)的能量变化示意图，下列说法 不正确的是 A. H-H 键比 Cl-Cl 键强，H-Cl 键是极性共价键 B. 断键吸收能量，成键释放能量，该反应△H=-183kJ/mol C. 若生成液态 HCl，则反应释放的能量将减少 D. 反应的焓变与假想的中间物质的种类、状态无关 【答案】C 【解析】A 项，氢气键能为 436 kJ／mol，氯气键能为 243 kJ／mol，所以 H—H 键比 Cl—Cl 键强，不同非金属元素之间形成极性键，即 H—Cl 键为极性键，故 A 正确；B 项，ΔH=反5 应物的总键能－生成物的总键能=(435 kJ／mol+243 kJ／mol)－2×431 kJ／mol=－183 kJ／ mol，故 B 正确；C 项，从气态到液态会放出热量，所以若生成液态 HCl，则反应释放的能 量将增大，故 C 错误；D 项，焓变只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关，即 反应的焓变与假想的中间物质的种类、状态无关，故 D 正确。故选 C。 【总结升华】本题考查反应热的有关计算。在化学反应中断键需要吸热，而形成新的化学键 需要放热。 举一反三： 【高清课堂：反应热和热化学方程式　例４】 【变式 1】白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量 分别为：P—P a kJ·mol—1、P—O b kJ·mol—1、P=O c kJ·mol—1、O=O d kJ·mol—1。 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是 A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1 B（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1 C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1 D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1 【答案】A 【解析】由图可以看出：P4 中有 6mol 的 P－P，5mol 的 O2 中含有 5molO＝O，1mol 的 P4O10 中含有 4mol 的 P＝O，12mol 的 P－O，所以△H＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol － 1。 【高清课堂：反应热和热化学方程式　例７】 【变式 2】已知 ，蒸发 1mol Br2（l）需要 吸收的能量为 30kJ，其它相关数据如下表： H2(g) Br2(g) HBr(g) 1mol 分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369 则表中 a 为 A．404 B．260 C．230 D．200 【答案】D 【解析】由已知得：Br2(l)=Br2(g) H=+30kJ/mol，则 H2(g) + Br2(g) = 2HBr(g)；H= － 102kJ/mol。436+a-2×369=－102；a=―200kJ，D 项正确。 ( ) ( ) ( )2 2H g Br l 2HBr g 72kJ/mol.H+ = ∆ = −；6 例 3、已知 1 g 氢气在氧气中完全燃烧，生成气态水放出 120.9kJ 的热量，试计算 1000L 标 准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量。 　【答案】1000L 标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为 1.08×104 kJ 【解析】设氢气燃烧的热化学反应的反应热 △H ＝ －Q kJ/ mol 　　　　 H2 (g) ＋ O2 (g) H2O (g)　 　△H ＝ －Q kJ/ mol 　　　　　 2 g　　　　　　　　　　 　　　　　　　 Q kJ 　　　　　 1 g　　　　　　　　　　　　　　　　　120.9 kJ 　　　　 　 Q ＝ 241.8　 △H ＝ －241.8 kJ/ mol 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　又设 1000L 标准状况下的氢气完全燃烧所放出的热量为 Q1　 　　　　　 H2 (g) ＋ O2 (g) H2O (g)　 　△H ＝ －241.8 kJ/ mol 　 　　　　22.4 L　 　　　　　　　　　　　　　　　　241.8KJ 　　　　　 1000 L　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Q1 　　　　　 　Q1 　＝ 1.08×104 kJ　 　 举一反三： 【变式 1】已知下列两个热化学方程式： 　　2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ；△H=—571.6kJ· mol—1 　　C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ；△H=—2220.0kJ· mol—1 　　实验测得 H2 与 C3H8 的混合气体共 5mol，完全燃烧时放热 3847kJ，则混合气体中 H2 与 C3H8 体积比是 　　A. 1:3　　　 B. 3:1　　　 C. 1:4　　　 D. 1:1 　　【答案】B 【解析】可根据所给热化学方程式及反应热数值分别求出 1mol H2 和 1mol C3H8 完全燃 烧各自放出的热量，然后再求混合物的组成。 　　设 H2 的物质的量为 x，则 C3H8 的物质的量为 5-x，则(571.6÷2)x +2220×(5-x)=3847 　　所以 x=3.75mol，由体积之比等于物质的量之比 3.75：(5-3.75)=3：1　 类型三：盖斯定律的应用 例 4、（2015 高考•重庆卷）黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为： S(s)+2KNO3(s)+3C(s)==K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH= x kJ·mol－1 已知碳的燃烧热 ΔH1= a kJ·mol－1 S(s)+2K(s)==K2S(s) ΔH2= b kJ·mol－1 2K(s)+N2(g)+3O2(g)==2KNO3(s) ΔH3= c kJ·mol－1 1 2 1 27 则 x 为（ ） A．3a+b－c B．c +3a－b C．a+b－c D．c+a－b 【思路点拨】反应的焓值由盖斯定律直接求出。 【答案】A 【解析】已知硫的燃烧热为 ΔH1= a kJ·mol－1，则硫的燃烧热化学方程式为， ① S(s)+O2(g)=SO2 (g) ΔH1= a kJ·mol－1 ， ② S(s)+2K(s)==K2S(s) ΔH2= b kJ·mol－1， ③ 2K(s)+N2(g)+3O2(g)==2KNO3(s) ΔH3= c kJ·mol－1， 根据盖斯定律，可得 ΔH =3ΔH1+ΔH2—ΔH3，即 x=3a+b－c。故选 A。 【总结升华】应用盖斯定律把方程式相加减时，要注意系数的调整。 举一反三： 【变式 1】已知下列反应的热化学方程式为 ： (1)C(s)＋O2(g)==CO2(g)；ΔH1＝－393.5 kJ/mol (2)CH3COOH(l)＋2O2(g) → 2CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH2＝－870.3 kJ/mol (3)H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)；ΔH3＝－285.8 kJ/mol 则 2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热(焓变)为(　　) A．488.3 kJ/mol　　　　　　 B．－488.3 kJ/mol C．－244.15kJ/mol D．244.15kJ/mol 【答案】B 【解析】据盖斯定律知(1)×2＋(3)×2－(2)，即得： 2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH＝(－393.5 kJ/mol)×2＋(－285.8 kJ/mol)×2－(－870.3 kJ/mol) ＝－488.3 kJ/mol 【变式 2】(2016 四川高考) 工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知 25 ℃，101kPa 时； CaO(s)+H2SO4(l)= CaSO4(s)+H2O(l) ΔH =-271kJ/mol 5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g) = Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) ΔH =-937kJ/mol 则 Ca5(PO4)3F 和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 。 【答案】Ca5(PO4)3F(s)+5H2SO4(l)=HF(g)+5CaSO4(s)+3H3PO4(l) ΔH = -418 kJ/mol 【解析】考查盖斯定律。反应①×5 -反应②，就能得到答案中的反应。故 ΔH = 5×(-271) – (-937) = -418 kJ/mol 。 1 28 【巩固练习】 一、选择题：（每题只有 1 个选项符合题意） 1．已知在 1×105Pa、298 K 条件下，2 mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484 kJ 的热量，下列热 化学方程式正确的是(　　) A．H2O(g)===H2(g)＋ O2(g)；ΔH＝＋242 kJ·mol－1 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；ΔH＝－484 kJ·mol－1 C．H2(g)＋ O2(g)===H2O(g)；ΔH＝＋242 kJ·mol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)；ΔH＝＋484 kJ·mol－1 2．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋49.0 kJ/mol； ②CH3OH(g)＋1 2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH2＝－192.9 kJ/mol。 根据上述反应，下列说法正确的是(　　) A．反应①中的能量变化如上图所示 B．CH3OH 转变成 H2 的过程一定要吸收能量 C．1 mol CH3OH 充分燃烧放出的热量为 192.9 kJ D．可推知 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.8 kJ/mol 3.已知：2H2（g）+ O2(g)=2H2O(l) ；ΔH= -571.6KJ· mol-1 CH4（g）+ 2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH= -890KJ· mol-1 现有 H2 与 CH4 的混合气体 112L（标准状况），使其完全燃烧生成 CO2 和 H2O(l),若实验 测得反应放热 3695KJ，则原混合气体中 H2 与 CH4 的物质的量之比是 A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3 4.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＞Δ H3 5．在密闭容器中充入 4 mol SO2 和 3 mol O2，一定条件下建立平衡：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)；ΔH＝－Q kJ/mol。测得 SO2 的转化率为 90%，则在此条件下，反应放出的热量为 (　　) 1 2 1 29 A．1.8Q kJ B．2Q kJ C．Q kJ D．0.9Q kJ 6．甲醇广泛用作燃料电池的燃料，可用天然气来合成，已知： ①2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)；ΔH＝－71 kJ/mol ②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)；ΔH＝－90.5 kJ/mol ③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH＝－890 kJ/mol 不能得出的结论是(　　) A．反应②不需要加热就能进行 B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH>－90.5 kJ/mol C．甲醇的燃烧热 ΔH＝－764 kJ/mol D．若 CO 的燃烧热 ΔH＝－282.5 kJ/mol，则 H2 的燃烧热 ΔH＝－286 kJ/mol 7.已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；ΔH=-566 kJ/mol Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ ；ΔH=-226 kJ/mol 根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是 A．CO 的燃烧热为 283 kJ B．右图可表示由 CO 生成 CO2 的反应过程和能量关系 C．2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)；ΔH＞-452 kJ/mol D．CO(g)与 Na2O2(s)反应放出 509 kJ 热量时，电子转移数为 6.02×1023 8.2015·山东滕州第五中学高三三模）取少量 0．1mol/L 的 NaHSO4 溶液滴加到过量的 Ba(OH)2 稀溶液中，产生 2．33g 白色沉淀，同时放热 590．0J，若已知： Ba(OH)2(aq)+2HCl(aq)=BaCl2(aq)+2H2O（l） ∆H= -114．6kJ·mol－1, 则 Na2SO4(aq)+Ba(NO3)2(aq)=BaSO4(s)+2NaNO3(aq) ∆H=（ ） A．-532．7 kJ·mol－1 B．-475．4 kJ·mol－1 C．-55．6 kJ·mol－1 D．-1．7 kJ·mol－1 9.100gC 不完全燃烧所得产物中，CO 所占体积为 1/3，CO2 为 2/3，且： 　　　　 　　与这些碳完全燃烧相比，损失的热量为 　　A．392.46kJ　　　　B．3274.3kJ　　　　C．784.92kJ　　　　D．2489.44kJ 10．某温度下，体积一定的密闭容器中发生如下可逆反应： 　　X (g) + Y (g) Z (g) + W (s) ; △H＞0，下列叙述正确的是 　　A．加入少量 W，逆反应速率增大 　　B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡 　　C．升高温度，平衡逆向移动 　　D．平衡后加入 X，上述反应的△H 增大 2 1 O (g)210 11. 25℃、101kPa 下：①2Na(s)＋1/2O2(g)=Na2O(s)；△H1=－414KJ/mol ②2Na(s)＋O2(g)=Na2O2(s)；△H2=－511KJ/mol 下列说法正确的是 A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等 B.①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同 C.常温下 Na 与足量 O2 反应生成 Na2O，随温度升高生成 Na2O 的速率逐渐加快 D.25℃、101kPa 下，Na2O2（s）+2 Na（s）= 2Na2O（s）；△H=－317kJ/mol 二、填空题 1. （2016 西城检测）依据事实，写出下列反应的热化学方程式： （1）在 25℃，101 kPa 下，1 mol C（s）与适量的 H2O（g）起反应生成 CO（g）和 H2 （g），吸收 131.5 kJ 热量。 （2）在 25℃，101 kPa 下，1 mol 辛烷 C8H18 在 O2 中燃烧，生成 CO2 和 H2O，放出 5518 kJ 热量。 （3）根据图示，写出 NH4+转化为 NO2－的热化学方程式。 2.红磷 P (s）和 Cl2(g）发生反应生成 PCl3(g）和 PCl5(g）。反应过程和能量关系如图所示 （图中的△H 表示生成 l mol 产物的数据）。11 根据上图回答下列问题： （1）P 和 CI2 反应生成 PC13 的热化学方程式是 。 （2）PC15 分解成 PC13 和 Cl2 的热化学方程式是 ； 上述分解反应是一个可逆反应。温度 Tl 时，在密闭容器中加人 0.80 nol PC15 ，反应达平衡 时 PC15 还剩 0.60 mol ，其分解率 al 等于 ；若反应温度由 Tl 升高到 T2，平衡 时 PC15 的分解率为 a2，a2 al（填“大于”、“小于”或“等于”)。 （3）工业上制备 PC15 通常分两步进行，先将 P 和 C12 反应生成中间产物 PC13，然后 降温，再和 Cl2 反应生成 PCl5。原因是 。 （4）P 和 C12 分两步反应生成 1 mol PC15 的△H3== ，一步反应生成 1 molPC15 的△H4____________△H3（填“大于”、“小于”或“等于”）。 （5）PC15 与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是： 。 3.（2016 全国高考卷 2）联氨（又称联肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料， 可用作火箭燃料，回答下列问题： （1）联氨分子的电子式为_____________，其中氮的化合价为____________。 （2）实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为___________。 （3）①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) △H1 ②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2 ③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) △H3 ④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mol 上述反应热效应之间的关系式为△H4=________________，联氨和 N2O4 可作为火箭 推进剂的主要原因为_________________________________________________。 4.某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以 NH4+和 NH3·H2O 的形式存在，该废水的处理流程如 下： （1）过程Ⅰ：加 NaOH 溶液，调节 pH 至 9 后，升温至 30℃，通空气将氨赶出并回收。 ①用离子方程式表示加 NaOH 溶液的作用：________________。 ②用化学平衡原理解释通空气的目的：________________。 （2）过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH4 经过两步反应被氧化成 NO3－。两步反应 的能量变化示意图如下： 氨氮废水 低浓度氨氮废水 含 HNO3 废水 达标废水Ⅰ Ⅱ Ⅲ12 ① 第 一 步 反 应 是 ________ 反 应 （ 选 题 “ 放 热 ” 或 “ 吸 热 ”），判 断 依 据 是 ________________。 ②1 mol NH4+ (aq)全部氧化生成 NO2－ (aq)的热化学方程式是________________。 （3）过程Ⅲ：一定条件下，向废水加入 CH3OH，将 HNO3 还原成 N2。若该反应消耗 32 g CH3OH 转移 6 mol 电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。13 【参考答案与解析】 1.A 【解析】热化学方程式的书写要求与普通方程式的区别：①一定要标明各物质的状态，B 项 中水为液态，排除。②化学计量数可用分数表示其实际物质的量，与热量成正比。③用 ΔH 表示其热效应时：吸热，其值为正；放热，其值为负。H2 与 O2 反应生成水蒸气是放热反应， ΔH 应为负值，而其逆反应 ΔH 则为正值。故排除 C、D 两项，答案为 A 项。 2.D 【解析】A 项，反应①为吸热反应，即图示能量变化关系错误；B 项，从题中反应①②来看， CH3OH 转变成 H2 可能吸热，也可能放热；C 项，反应②中生成物 H2 可以继续燃烧，即 1 mol CH3OH 充分燃烧放出的热量要大于 192.9 kJ；根据盖斯定律可判断 D 项正确。 3. B 【解析】设 H2、CH4 的物质的量分别为 x、ymol，则 x + y =5 mol，571.6x/2 + 890y = 3695, 解得 x=1.25mol; y=3.75mol，两者比为 1：3，故选 B 项。 4. B 【解析】①胆矾溶于水时，溶液温度降低，反应为： CuSO4•5H2O（s）=Cu2+（aq）+SO42﹣（aq）+5H2O(l) △H1＞0； ②CuSO4（s）=Cu2+（aq）+SO42﹣（aq） △H2＜0； ③已知 CuSO4•5H2O（s）=CuSO4（s）+5H2O（l）△H3； 依据盖斯定律①﹣②得到③，所以△H3=△H1﹣△H2；△H2＜0，△H1＞0，则△H3＞0。 A 项：上述分析可知△H2＜△H3，故 A 错误；B 项：分析可知△H3＞△H1 ，故 B 正确； C 项：△H3=△H1﹣△H2，故 C 错误；D 项：△H2＜0，△H1＞0、△H3＞△H1+△H2，故 D 错误；故选 B。 5. A 【解析】此热化学方程式的含义是指 2 mol SO2 完全反应放出 Q kJ 热量，现有 4 mol SO2， 且转化率为 90%，则产生的热量与反应物的量相对应，放出的热量为： 6. A 【解析】A 项，反应为放热反应还是吸热反应，与反应条件无关；B 项，CH3OH 由液态变 为气态需要吸收热量，所以 CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)；ΔH>－90.5 kJ/mol；C 项，③×2－① －②×2 得 2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)；ΔH＝－1528 kJ/mol，所以甲醇的燃烧 热 ΔH＝－764 kJ/mol；D 项，由条件可知④2CO(g)＋O 2(g)===2CO2(g)；ΔH＝－2×282.5 kJ/mol，(③×2－①－④)× 得 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；ΔH＝－572 kJ/mol，所以 H2 的燃 烧热 ΔH＝－286 kJ/mol。 7. C 【解析】A 项，燃烧热的单位出错，应为 kJ/mol，错；图中的量标明错误，应标为 2molCO 和 2molCO2,故错。CO2 气体的能量大于固体的能量，故 C 项中放出的能量应小于 452kJ，而△ H 用负值表示时，则大于-452Kj/mol，正确；将下式乘以 2，然后与上式相加，再除以 2， 即得 CO 与 Na2O2 的反应热，所得热量为 5０９kJ，电子转移数为２×6.02×1023，故 D 项错。 8. D 1 214 【解析】0．1mol/L 的 NaHSO4 溶液滴加到过量的 Ba（OH）2 稀溶液中，产生 2．33g 沉淀， 物质的量为 0.01mol，同时放热 590．0J,则 1mol 硫酸氢钠放热 59.0kJ，故 Na2SO4(aq)+Ba(NO3)2(aq)=BaSO4(s)+2NaNO3(aq) ∆H=-118+114.6=-1．7 kJ·mol－1，D 正确。 9. C 【解析】损失的热量即为生成的 CO 再燃烧生成 CO2 所放出的热量。 10. B 【解析】D 项中反应的△H 只与方程式系数有关，△H 应不变。 11.D 【解析】Na2O 是由 Na＋和 O2－构成的，二者的个数比是 2：1。Na2O2 是由 Na＋和 O22－构成 的，二者的个数比也是 2：1，选项 A 不正确；由化合价变化可知生成 1molNa2O 转移 2mol 电子，而生成 1molNa2O2 也转移 2mol 电子，因此选项 B 不正确；常温下 Na 与 O2 反应生 成 Na2O，在加热时生成 Na2O2，所以当温度升高到一定程度时就不在生成 Na2O，所以选项 C 也不正确；由盖斯定律知①×2－②即得到反应： Na2O2（s）+2 Na（s）= 2Na2O（s）；△H=－317kJ/mol，因此选项 D 正确。 二、选择题 1. 答案：1．（1）C (s)+H2O (g)=CO (g)+H2 (g) ΔH=+131.5 kJ／mol （2）C8H10 (l)+ O2 (g)=8CO2 (g)+9H2O (l) ΔH=－5518 kJ／mol （3）NH4+ (aq)+ O2 (g)=NO2－ (aq)+2H+ (aq)+H2O (l) ΔH=－273 kJ／mol 2.答案：（1）2P(s) + 3Cl2(g)===2PCl3(g)；△H == －612 kJ·mol－1 （2）PCl5(g)===PCl3(g) + Cl2(g)；△H== +93kJ·mol－1 25% 大于 （3）两步反应都是放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解 （4）－399 kJ·mol－1 等于 （5）PCl5 + 4H2O===H3PO4 + 5HCl 3. 答案：（1） ；-2 价 （2）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O （3）△H4=2△H3-2△H2-△H1 ；联胺有强还原性，N2O4 有强氧化性，两者在一起易发生 自发地氧化还原反应 【解析】（1）联氨是由两种非金属形成的共价化合物，电子式为 ，根据化合物 代数和为零，所以其中氮的化合物为-2 价。 （2）次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，Cl 元素的化合物由+1 价降低到-1 价，N 元素的化 合价由-3 价升高到-2 价，根据得失电子守恒和原子守恒配平，反应的化学方程式为 NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O。 （3）根据盖斯定律，反应热效应之间的关系式为△H4=2△H3-2△H2-△H1。联氨有还原性， N2O4 有强氧化性，两者在一起易发生自发地氧化还原反应，产生气体且放出大量的热，所 25 2 3 215 以联氨和 N2O4 可作为火箭推进剂。 4. 答案：（1）①NH4++OH－==NH3·H2O ②废水中的 NH3 被空气带走，使 NH3·H2O NH3+H2O 的平衡向正反应方向移， 利于除氨 （2）①放热 ΔH=－273 kJ / mol＜0（反应物的总能量大于生成物的总能量） ②NH4+ (aq)+2O2 (g)==2H+ (aq)+NO3－ (aq)+H2O (l) ΔH=－346 kJ / mol （3）5∶6