高中化学选修一第一章《化学反应的热效应》知识点复习

一、选择题

1．肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、N-H为391、O=O为500，则断裂1molN—N键所需的能量是 kJ

A．1327 答案：D 【详解】

B．391 C．516 D．154

由图可知N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H1=-534kJ/mol，反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量，结合图可知

N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g)，其△H3=-534kJ/mol-（-2752kJ/mol）=+2218kJ/mol，设4+Q+500kJ=2218kJ，解得Q=154kJ，D正确； 断裂1molN-N键所需的能量为Q，即391kJ×答案为D。

2．下列化学反应中，没有电子转移且△H<0的是 A．CaO+H2O=Ca(OH)2 H2O

C．2Na+2H2O =2NaOH+H2↑ 答案：A 【详解】

A．CaO+H2O=Ca(OH)2为化合反应，无电子转移，且反应放热，∆H<0，A符合题意； B．Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O为复分解反应，无电子转移，B与题意不符；

C．2Na+2H2O =2NaOH+H2↑为氧化还原反应，有电子转移，C与题意不符； D．C+CO2 = 2CO为氧化还原反应，有电子转移，D与题意不符； 答案为A。

D．C+CO2 = 2CO

8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10B．Ba(OH)2·

3．KI可催化H2O2分解，机理为：①H2O2+I—→H2O+IO；②H2O2+IO→H2O+O2↑+I．反应过程中能量变化如图所示，下列判断正确的是

A．KI不改变H2O2分解反应的途径 B．KI能改变总反应的能量变化 C．H2O2+I—→H2O+IO—是放热反应 D．反应物总能量高于生成物总能量 答案：D 【详解】

A．催化剂参与化学反应改变反应途径，KI改变H2O2分解反应的途径，故A错误； B．焓变只与反应体系的始态和终态有关，催化剂不能改变总反应的能量变化，故B错误；

C．根据图示，H2O2+I—→H2O+IO—是吸热反应，故C错误；

D．根据图示，反应物总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，故D正确； 选D。

4．下列关于热化学反应的描述中正确的是 A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．在一定的条件下将1molSO2和0.5molO2置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2kJ，则反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-158.4kJ/mol

C．HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/mol

283.0kJ/mol D．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×答案：D 【详解】

A．一个化学反应是放热反应还是吸热反应，与反应条件无关，如铁在氯气中的燃烧需要加热反应才能发生，但该反应为放热反应，故A错误；

B．SO2和O2的反应是可逆反应，反应不能进行到底，在一定的条件下将1molSO2和0.5molO2置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2kJ，则反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＜-158.4kJ/mol，故B错误；

C．中和热指在稀溶液中，强酸和强碱生成1mol水时所放出的热量，HCl与NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol，但H2SO4和Ca(OH)2反应时除了生成水以外还有硫酸钙生成，反(-57.3)kJ/mol，不是中和热，故C错误； 应的ΔH＜2×

D．燃烧热指的是1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol，故D正确； 答案选D。

5．工业上，在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。反应原理：

CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g) ΔH。已知几种共价键的键能如下：

化学键 C—H C=C H—O C—C C—O 键能/kJmol-1 413 下列说法错误的是 615 463 348 351 A．上述合成乙醇的反应原子利用率为100%

B．由表中的C—H、C—C、C—O的键能可推知C—H最牢固 C．碳碳双键的键能大于碳碳单键键能，但碳碳单键更稳定 D．上述反应式中，ΔH=+34 kJmol-1 答案：D 【详解】

A．为加成反应，没有副产品生成，则合成乙醇的反应原子利用率为100%，故A正确； B．键能越大，共价键越稳定，根据表中数据可知C－H最牢固，故B正确；

C．碳碳双键的键能为615kJ/mol，碳碳单键键能为348kJ/mol，则碳碳双键的键能大于碳碳单键键能，碳碳双键不稳定，易断裂，碳碳单键更稳定，故C正确； D．焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量，则ΔH=

（615+413×4+463×2）kJ/mol-（348+351+463+413×5）kJ/mol=－34kJ•mol-1，故D错误； 故答案选D。

6．已知298 K时，C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH1=-a kJ?mol-1

2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH2=-b kJ?mol-1

则该温度下反应2C(s)+O2(g)===2CO(g)生成14 g CO时，放出的热量为(单位为kJ) A．b-a 答案：D 【详解】

由①C(s)+O2(g)=CO2(g)

H = -a kJmol-1，②2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g)

H = -b kJmol-1，

结合盖斯定律可知，①2-②得到反应2C(s)+ O2(g)=2CO(g)，则

H=(-akJmol-1)2-(-B．b-2a

C．14b-28a

D．0.5a-0.25b

bkJmol-1)=-(2a-b) kJmol-1，即生成2molCO放出(2a-b)kJ的热量，则生成14gCO时放出的热量为(2a-b)kJ114g=(0.5a-0.25b)kJ，D正确，故选D。

228g/mol

7．C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知： mol-1 ①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221 kJ·

②

下列推断正确的是

mol-1 A．C(s)的燃烧热为110.5 kJ·

mol-1 B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=+484 kJ·

mol-1 C．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5 kJ·

463 kJ的热量 D．将2 mol H2O(g)分解成H2(g)和O2(g)，至少需要提供4×答案：C 【详解】

A．1mol C(s)完全燃烧生成稳定的氧化物即CO2时所放出的热量为燃烧热，A项错误； B．2molH2断开化学键需要吸收的热量为2mol×436 kJ·mol-1，1mol O2断开化学键需要吸mol-1，4molH原子和2molO原子形成2molH2O(g)是时放出的热收的热量为1mol×496 kJ·

mol-1，根据△H=反应物的总键能-生成物的总键能，可得△H=2mol×436 量为4mol×463 kJ·

kJ·mol-1+1mol×496 kJ·mol-1-4mol×463 kJ·mol-1=-484 kJ·mol-1，因此热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1，B项错误；

C．反应①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ·mol-1和反应②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1，根据盖斯定律，反应①-②得C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，△H=+131.5 kJ·mol-1

mol-1，C项正确； ，即热化学方程式为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=+131.5kJ·

D．根据2H2O(g) =2H2(g)+O2(g) △H=+484kJ·mol-1可知，2 mol H2O(g)分解成H2(g)和O2(g)，提供的热量为484kJ，D项错误； 答案选C。

8．下列关于热化学反应的描述中正确的是 A．HCN和NaOH反应的中和热△H=-57.3 kJ/mol

B．甲烷的标准燃烧热△H=- 0.3 kJ/mol，则CH4(g) +2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) △H＜-0.3 kJ/mol

C．500℃、30 MPa下，N2(g)+3H2(g)

2NH3(g) △H = -92.4kJ/mo1， 将1.5 mol H2和过量

的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2 kJ

D．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的△H=+566.0 kJ/mol 答案：D 【详解】

A． HCN是弱酸，HCN和NaOH反应的中和热△H≠=-57.3 kJ/mol，A错误； B．生成水蒸气时放出的热量小于生成液态水时放出的热量，甲烷的标准燃烧热△H=- 0.3 kJ/mol，则CH4(g) +2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) △H>-0.3 kJ/mol，B错误； C． 500℃、30 MPa下，N2(g)+3H2(g)热量小于46.2 kJ，C错误；

D．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则1molCO2(g)分解产生1mol CO(g)和0.5mol O2(g)时吸收热量283.0 kJ ，故2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的△H=+566.0 kJ/mol，D正确； 答案选D。

2NH3(g) △H = -92.4kJ/mo1，合成氨反应是可逆反

应， 将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应，实际消耗的氢气不足1.5 mol，放出

9．下列有关实验操作说法正确的是 A．渗析使用的半透膜是一种离子交换膜

B．蒸馏实验结束后，先停止加热，再停止通冷凝水

C．分液操作时，从下口先放出下层液体，紧接着放出上层液体

D．中和热的测定中，用温度计测完盐酸的温度后，直接继续测量NaOH溶液的温度 答案：B 【详解】

A．渗析使用的半透膜是一种可以使溶液的离子透过，而胶体微粒不能透过的物质，A错误；

B．蒸馏实验结束后，为使容器中的气体液化，应先停止加热，再停止通冷凝水，B正确； C．分液操作时，从下口先放出下层液体，紧接着从上口倒出上层液体，C错误； D．中和热的测定中，用温度计测完盐酸的温度后，洗涤温度计表面的酸液后，再测量NaOH溶液的温度，D错误； 故合理选项是B。

10．下列说法不正确的是( )

A．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变 B．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化

C．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应

D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同 答案：B 【详解】

A．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变，反应和起始物质和终了物质能量有关，与变化过程无关，选项A正确；

B．化学变化中的能量变化形式不仅仅是热量变化，还有光能、电能等，选项B不正确； C. 反应物的能量小于生成物的能量，说明在反应过程中反应物吸收能量，造成生成物能量增加，故反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应，选项C正确； D．根据盖斯定律，反应的焓变只与始态和终态有关，与过程无关，故同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同，选项Ｄ正确； 答案选B。

11．下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法错误的是

A．∆H3<0 B．∆H1=∆H2+∆H3

C．∆H1越小，HX越稳定

D．按Cl、Br、I的顺序，∆H2依次增大 答案：D 【详解】

A．原子形成化学键时放热，焓变小于0，2H(g)+2X(g)=2HX(g) ∆H3<0，故A正确； B．由盖斯定律可知，反应焓变与起始反应物和最终生成物有关，与反应途径无关，则途径I生成HX的反应热：∆H1=∆H2+∆H3，故B正确；

C．化学反应吸收或放出的能量即为反应热，反应热等于反应中断裂旧化学键吸收的能量之和与反应中形成新化学键放出的能量之和的差值，F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，途径I生成HX放出的热量依次减小，而反应放热越少，∆H1越大，说明HX越不稳定，所以∆H1越小，HX 越稳定，故C正确；

D．Cl、Br、I的原子半径依次增大，Cl2、Br2、I2断裂化学键需要能量依次减小，所以途径II吸收的热量依次减小，即∆H2依次减小，故D错误； 答案选D。

12．下列关于反应能量的说法正确的是( )

A．Zn(s)+CuSO4(aq)＝ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,则反应物总能量小于生成物总能量

B．相同条件下,如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol 氢分子所具有的能量为E2,则2E1＞E2

C．101 kPa时,2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为571.6 kJ·mol-1

D．氧化还原反应一定是放热反应 答案：B 【详解】

A. 因为所给反应为放热反应，所以反应物总能量高于生成物总能量，A错误； B. 因为分子变成原子要破坏化学键，吸收能量，相同条件下,如果1 mol氢原子所具有的能量为E1，1 mol 氢分子所具有的能量为E2，则2E1＞E2，B正确； C. H2的燃烧热是1 mol氢气充分燃烧生成液态水时放出的热量，101 kPa时，

2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1，则H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1，C错误；

D. 氧化还原反应不一定是放热反应，如C+CO2于吸热反应，D错误；答案选B。

Δ2CO，此反应是氧化还原反应，但是属

13．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )

A．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)△H＞0，则金刚石比石墨稳定

B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=﹣483.6kJ/mol，则氢气的燃烧热为241.8kJ•mol﹣1 C．H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=﹣270kJ•mol﹣1，则相同条件下，2mol HF气体的能量小于

1mol氢气和1mol氟气的能量之和

D．500℃、30MPa下，N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=﹣92.4kJ•mol﹣1；将1.5mol H2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2kJ 答案：C 【详解】

A．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)△H＞0，反应吸热，说明金刚石具有的能量高于石墨，能量越低越稳定，故石墨比金刚石稳定，A错误；

B．燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所释放的热量，而

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=﹣483.6kJ/mol中H2O不是液态水，气态水变为液态水释放热量，故氢气的燃烧热大于241.8kJ•mol1，B错误；

C．H2(g)+F2(g)=2HF(g) △H=﹣270kJ•mol﹣1，说明反应放热，△H=生成物的总能量-反应物的总能量＜0，因此相同条件下，2mol HF气体的能量小于1mol氢气和1mol氟气的能量之和，C正确；

D．500℃、30MPa下，N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=﹣92.4kJ•mol﹣1，△H是指完全反应释放出的热量，而将1.5mol H2和过量的N2在此条件下充分反应，反应为可逆反应，仍不能完全进行，放出热量小于46.2kJ，D错误； 答案选C。

﹣

14．已知：① CH3OH(g) +②H2(g)+

1O2(g) = CO2(g) + 2H2(g) △H = -192.9 kJ/mol 21O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol 2则CH3OH(g) +

3O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH为( 2B．-7.5 kJ/mol

C．- 478.7 kJ/mol

D．+7.5 kJ/mol

A．+478.7kJ/mol 答案：B 【详解】

已知热化学方程式：① CH3OH(g) +②H2(g)+

1O2(g) = CO2(g) + 2H2(g) △H = -192.9 kJ/mol； 21O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol；根据盖斯定律可知，将①+②×2可得目标方程23O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) △H=(-192.9kJ/mol)+(−285.8kJ/mol)×2= -27.5kJ/mol，故B正确； 故选B。

式：CH3OH(g) +

L－1的H2SO4溶液反应放出11.46 kJ的热量。15．含0.2 mol KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol·

下列表示该反应中和热的热化学方程式正确的是（ ） A．KOH（aq）＋

11H2SO4（aq）=K2SO4（aq）＋H2O（l） △H＝－11.46 kJ·mol－1 22mol－1 B．2KOH（aq）＋H2SO4（aq）=K2SO4（aq）＋2H2O（l） △H＝－114.6 kJ·mol－1 C．2KOH（aq）＋H2SO4（aq）=K2SO4（aq）＋2H2O（l） △H＝＋114.6 kJ·D．KOH（aq）＋答案：D 【详解】

KOH的物质的量为0.2mol，1 L 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液中H2SO4的物质的量为0.1mol，L-1的H2SO4溶液恰好完全反应生成0.2mol水，反应含0.2mol KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol·的中和热ΔH=-

11H2SO4（aq）=K2SO4（aq）＋H2O（l） △H＝－57.3 kJ·mol－1 2211.46kJ=-57.3 kJ·mol-1，则表示该反应中和热的热化学方程式为KOH(aq)+

0.2mol11 H2SO4(aq)= K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1； 22答案选D。

二、填空题

16．盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现已知火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料，以NO2作氧化剂，反应生成N2(g)和气态的水，据下列的2个热化学反应方程式： N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g) △H= +67.7kJ／mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+ 2H2O(g) △H= -534kJ／mol

试写出气态肼(N2H4)与NO2反应生成N2(g)和气态水的热化学反应方程式：____________。

答案：2N2H4(g)+2NO2(g) =3N2(g)+ 4H2O(g)，△H= -1135.7kJ／mol

解析：根据题干热化学方程式和盖斯定律进行计算，得到所需热化学方程式。 【详解】

①N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g) △H= +67.7kJ／mol；② N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+ 2H2O(g) △H= -534kJ／mol；根据盖斯定律②×2-①，得到，则肼与NO2完全反应的热化学方程式为： 2N2H4(g)+2NO2(g) =3N2(g)+ 4H2O(g)，△H= -1135.7kJ／mol；

因此，本题正确答案是：2N2H4(g)+2NO2(g) =3N2(g)+ 4H2O(g)，△H= -1135.7kJ／mol； 17．化学反应伴随能量变化，获取反应能量变化有多条途径。 （1）下列反应中，属于放热反应的是_________（填字母）。

A． 碳与水蒸气反应 B ．铝和氧化铁反应 C ．CaCO3受热分解 D ．锌与盐酸反应 （2）获取能量变化的途径 ①通过化学键的键能计算。已知： 化学键种类 H-H O=O O-H 496 463.4 键能(kJ/ mol) 436 计算可得：2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g） △H＝____。

②通过物质所含能量计算。已知反应中M＋N＝P＋Q中M、N、P、Q所含能量依次可表

示为EM、EN、EP、EQ，该反应△H＝______。 ③通过盖斯定律可计算。已知在25℃、101 kPa时：

1O2（g）＝Na2O（s） △H＝－412 kJ·mol－1 2II.2Na（s）＋O2（g）＝Na2O2（s） △H＝－511 kJ·mol－1

I.2Na（s）＋

写出Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式_______________。

L④利用实验装置测量盐酸与NaOH溶液反应的热量变化的过程中，若取50 mL 0.50 mol·的盐酸，则还需加入________（填序号）。

A ．1.0 g NaOH固体 B． 50 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液 C ．50 mL0.55 mol·L－1 NaOH溶液

－1

答案：BD −485.6kJ/mol EP + EQ −(EM+ EN) Na2O2(s)+2Na(s)═2Na2O(s)△H=−313kJ⋅mol−1 C

解析：（1）常见的吸热反应有：大多数的分解反应、C或氢气作还原剂的氧化还原反应、氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应等，大多数化合反应，铝热反应，金属与酸的反应等属于放热反应；

（2）①焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量； ②焓变等于生成物总能量减去反应物总能量；

1O2（g）＝Na2O（s） △H＝－412 kJ·mol－1 2Ⅱ．2Na（s）+O2（g）═Na2O2（s）△H=-511kJ•mol-1

③由Ⅰ．2Na（s）＋

2-II得到Na2O2（s）+2Na（s）═2Na2O（s）； 结合盖斯定律可知，I×

④测定中和热，需加稍过量的NaOH，保证盐酸完全反应。 【详解】

(1) B、D均为放热反应，A、C为吸热反应， 故答案为：BD；

(2)①2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）△H=(2×436+496−463.4×2×2)kJ/mol=−485.6kJ/mol； ②反应中M＋N＝P＋Q中M、N、P、Q所含能量依次可表示为EM、EN、EP、EQ，该反应△H= EP + EQ −(EM+ EN)；

1O2（g）＝Na2O（s） △H＝－412 kJ·mol－1 2mol－1 Ⅱ. 2Na（s）＋O2（g）＝Na2O2（s） △H＝－511 kJ·

③由Ⅰ. 2Na（s）＋

结合盖斯定律可知，I×2−II得到Na2O2(s)+2Na(s)═2Na2O(s)△H=−313kJ⋅mol−1； ④测定中和热，需加稍过量的NaOH，保证盐酸完全反应，且固体溶热，只有C合理；答案选C。

18．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质．请回答下列问题：

(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如图：

△H=+88.6kJ/mol则M、N相比，较稳定的是__．(用字母“M”或“N”表示) (2)已知CH3OH(l)的燃烧热△H=﹣238.6kJ/mol，CH3OH(l)+

1O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H=﹣a kJ/mol，则a__238.6(填“＞”、“＜”或“=”)． 2(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式：__________．

(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质．将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)═2Al2O3(s)+3TiC(s)△H=﹣1176kJ/mol，则反应过程中，每转移1mol电子放出的热量为__kJ．

(5)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式： ① Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) △H＝ ―24.8 kJ•mol-1 ② 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H＝ ―47.2 kJ•mol-1 ③ Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H＝ +0.5 kJ•mol-1

写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：________。 答案：M ＜ 2Cl2（g）+2H2O（g）+C（s）═4HCl（g）+CO2（g）△H=﹣290kJ•mol﹣1 98kJ FeO(s)+ CO(g)== Fe(s)+CO2(g) △H＝-218.0 kJ•mol-1 【详解】

(1)由M转化成N的热效应可知，M的总能量更低，能量越低越稳定，则较稳定的是M； (2)CH3OH(l)的燃烧热是1molCH3OH(l)在足量氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水时对应的焓变，生成二氧化碳气体，甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量小，则a<238.6；

(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，该化学方程式为：

2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)，当有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，则有2mol Cl2参与反应时释放出290kJ，则该反应的热化学方程式：2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)△H=﹣290kJ•mol﹣1； (4)由4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)═2Al2O3(s)+3TiC(s)△H=﹣1176kJ/mol知：

4Al(s)3C(s)12e，转移12mol电子放热1176KJ，则反应过程中，每转移1mol电子

放热98kJ；

(5)① Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) △H1＝ -24.8 kJ•mol-1② 3Fe2O3(s)+

CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H21＝-47.2 kJ•mol-1③ Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H31＝+0.5 kJ•mol-1，按照盖斯定律：Fe(s)+CO2(g) △H，则△H =

1[3×①-②-2×③]可得：反应FeO(s)+ CO(g)== 61[3×△H1-△H2-2×△H3]= -218.0 kJ•mol-1，则CO气体还原6FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：FeO(s)+ CO(g)== Fe(s)+CO2(g)

△H＝-218.0 kJ•mol-1。

19．请回答下列问题：

（1）已知1molSi固体中有2molSi—Si键，1molO2中有1molO=O键，1molSiO2固体中有4molSi—O键。某些化学键键能数据如下： 化学键 mol-1) 键能(kJ·Si—O 460 Si—Si 176 O=O 498 根据化学键数据写出Si(s)在O2中完全燃烧生成SiO2的热化学方程式：___。 （2）肼(N2H4)通常作为火箭的燃料。已知3.2g液态肼在O2(g)中完全燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出62.2kJ热量，写出上述反应的热化学方程式：___。

mol-1 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-622kJ/mol 答案：Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH=-990kJ·【详解】

(1)反应的ΔH=反应物总键能-生成物总键能，则Si(s)在O2中完全燃烧生成SiO2的热化学方176+498)kJ·mol-1-4×460kJ·mol-1=-990kJ·mol-1； 程式为Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH=(2×(2)3.2g液态肼的物质的量为

3.2g=0.1mol，0.1mol液态肼在O2(g)中完全燃烧，生成

32g/molN2(g)和H2O(l)，放出62.2kJ热量，则1mol液态肼在O2(g)中完全燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出62.2kJ×10=322kJ热量，故该反应热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-622kJ/mol。

20．2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)被氧化为1 mol SO3(g)的ΔH1＝-99 kJ/mol。请回答下列问题：

(1) 图中A、C分别表示________、________。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？________； (2) 图中ΔH＝__________ kJ/mol；

(3) 已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1，计算由S(s)生成3mol SO3(g)的ΔH_______。 答案：反应物总能量 生成物总能量 降低 -198 -1185kJ 【详解】

(1)A表示反应物总能量，C表示生成物总能量，E为活化能，活化能不影响反应热，所以E的大小对该反应的反应热无影响；催化剂能降低反应所需活化能，因为催化剂改变了反

应历程，所以使活化能E降低，故答案为：反应物总能量；生成物总能量；降低； (2)1 mol SO2（g）被氧化为1 mol SO3（g）的△H=-99 kJ/mol，则2mol SO2（g）被氧化为2mol SO3（g）的△H=-198 kJ/mol，故答案为：-198； (3)①S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1=-296 kJ•mol-1，②SO2(g)+3+②×3可得3S(s)+合盖斯定律将①×

1185kJ/mol，故答案为：-1185kJ。

1O2(g)=SO3(g)△H2=-99 kJ•mol-1；结29O2(g)=3SO3(g)，△H=3（-296-99）kJ/mol=-2

21．某化学反应中，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，

I.若E1>E2，则该反应为_____(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图____(填“A”或“B”)表示。

II.若E1＜E2，则该反应为______(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图_____(填“A”或“B”)表示

III.下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的最小能量： 物质 键能(kJ/mol) Cl2 243 Br2 193 I2 151 HCl 432 HBr 366 HI 298 H2 436 根据上述数据回答下列问题：

（1）下列物质本身具有的能量最低的是（_____） A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2 （2）下列氢化物中最稳定的是（_____） A．HCl B．HBr C．HI

（3）X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？_______。 （4）相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是_____（填写化学式）。

答案：放热 A 吸热 B A A 放热 Cl2

解析：I、反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应，反之为吸热反应；III、键能越大，反应时释放的能量越多，物质本身具有的能量越低，则越稳定；旧键断裂吸收的总能量小于新键形成释放的总能量为放热反应，反之为吸热反应；

【详解】

I.若E1>E2，反应物的总能量大于生成物的总能量，为图像A，反应放热；答案为：放热；A；

II.若E1＜E2，反应物的总能量小于生成物的总能量，为图像B，反应吸热，答案为：吸热；B

III. （1）键能越大，反应时释放的能量越多，物质本身具有的能量越低，则越稳定，根据表中数据，答案为A；

（2）键能越大，反应时释放的能量越多，则越稳定，答案为A；

（3）X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)，以氯气为例，旧键断裂吸收的总能量

=243+436=679；新键形成释放的总能量=432×2=8，反应为放热反应，答案为：放热； （4）相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，释放的热量分别为：185、103、9，答案为：Cl2； 22．已知：C(s)+O2(g) ΔH=－566.0 kJ·mol-1

（1）一氧化碳的标准燃烧热ΔH为：_________

（2）碳和氧气反应生成一氧化碳的热化学方程式是：___________ （3）反应CO2(g) + C(s)

2CO(g) ΔH为：_________________

（4）完全燃烧相同物质的量的C和CO，放出的热量_____多（填C或CO）

（5）在25℃、101kPa时，8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.15kJ，则CH4燃烧的热化学方程式________

（6）一定条件下，在水溶液中1 mol Cl-、ClOx- (x=1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图 所示。B→A+C反应的热化学方程式为(用离子符号表示)___________

CO2(g) ΔH=－437.3 kJ·mol-1；2CO(g)+ O2(g)

2CO2(g)

mol-1 2C(s)+O2(g) 答案：－283kJ·117 kJ·mol－1

2CO(g) ΔH=－308.6 kJ·mol-1 128.7kJ·mol-1 C

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=−0.3kJ/mol 3ClO-(aq)= ClO3-(aq)+2Cl- (aq) ΔH＝－解析：根据燃烧热的概念及热化学方程式的含义计算燃烧热；根据盖斯定律计算反应热并书写热化学方程式；根据图示中反应物总能量与生成物总能量的相对大小计算反应热并书写热化学方程式。 【详解】

（1）在25℃、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，根据题干中的热化学方程式知，一氧化碳的标准燃烧热

－566.0 kJmol-1ΔH==283kJ·mol-1；故答案为：－283kJ·mol-1；

2mol-1；II 2CO(g)+ O2(g) = （2）根据盖斯定律得：I C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH=－437.3 kJ·

2CO2(g) ΔH=－566.0 kJ·mol-1 ，I×2-II得2C(s)+O2(g) =2CO(g) ΔH=(-437.3 kJ·mol-1)×2-(-566.0 kJ·mol-1)=-308.6 kJ·mol-1，即热化学方程式为：2C(s)+O2(g) = 2CO(g) ΔH=－308.6 kJ·mol-1，故答案为：2C(s)+O2(g) = 2CO(g) ΔH=－308.6 kJ·mol-1；

mol-1；II 2CO(g)+ O2(g) = （3）根据盖斯定律得：I C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH=－437.3 kJ·2CO2(g) ΔH=－566.0 kJ·mol-1 ，I-II得CO2(g) + C(s)

1

2CO(g) ΔH=－437.3 kJ·mol-

+566.0 kJ·mol-1=128.7kJ·mol-1，故答案为：128.7kJ·mol-1；

（4）C与氧气反应生成CO时放热，CO与氧气反应生成CO2时也放热，所以完全燃烧相同物质的量的C和CO时都生成CO2，放出的热量C多，故答案为：C；

（5）8gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445.15kJ，则1molCH4燃烧时放出的热量2=0.3kJ，则热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) 为445.15kJ×

△H=−0.3kJ/mol，故答案为： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=−0.3kJ/mol； （6）结合Cl元素的化合价可知B→A+C反应为3ClO−=ClO3−+2Cl−，生成1molC时能量变化为3×60kJ−63kJ−0=117kJ，反应物总能量大于生成物总能量，该反应放出117kJ热量，热mol－1，故答案为：3ClO-化学反应方程式为：3ClO-(aq)= ClO3-(aq)+2Cl- (aq) ΔH＝－117 kJ·(aq)= ClO3-(aq)+2Cl- (aq) ΔH＝－117 kJ·mol－1。

23．氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题：

mol－1 已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=－221kJ·C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=－393.5kJ·mol－1 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+181kJ·mol-1

c(N2)c2(CO2)(1)若某反应的平衡常数表达式为K=2，请写出此反应的热化学方程式：

c(CO)c2(NO)_____；下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是(填字母代号)______。 A．增大容器压强B．升高温度C．使用优质催化剂D．增大CO的浓度 (2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)+2NO(g)

N2(g)+CO2(g)，NO和N2的物质的量变化如下表所示。

T1/℃ 物质的量/mol 0 NO N2 2.0 0 5min 1.16 0.42 10min 0.80 0.60 15min 0.80 0.60 20min 0.50 0.75 25min 0.40 0.80 30min 0.40 0.80 T2/℃ ①0∼5min内，以CO2表示的该反应速率v(CO2)=_______，该条件下的平衡常数K=_____。

②第15min后，温度调整到T2，数据变化如上表所示，则T1____T2(填“>”、“<”或“=”)。 ③若30min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2mol，则此时反应_____移动(填“正向”、“逆向”或“不”)；最终达平衡时NO的转化率a=____________。 (3)工业上可以用氨水除去反应C(s)+2NO(g)NH4HCO3溶液，反应NH4＋+HCO3-+H2OKa2=4×10-11)

mol ad 0.042mol⋅L−1⋅min−1 答案：2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=－747kJ·

N2(g)+CO2(g)中产生的CO2，得到NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_____。(已

10-5，H2CO3的电离平衡常数Ka1=4×10-7，知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×

910−3 > 正向 60% 1.25×

16【详解】

c(N2)c2(CO2)(1)平衡常数表达式为2，可知反应为2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)；

c(CO)c2(NO)由①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=−221kJ/mol ②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=−393.5kJ/mol ③N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+181kJ/mol

结合盖斯定律可知，②×2−③−①得到2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)，其△H=−747kJ/mol，

热化学方程式为2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) △H=−747kJ/mol；

a.增大容器压强，向气体体积减小的方向移动，即平衡正向移动，NO转化率增大，故a符合题意；

b.升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡逆向移动，NO转化率减小，故b不符合题意；

c.使用优质催化剂，催化剂同等程度改变正逆反应速率，平衡不移动，故c不符合题意； d.增大CO的浓度，平衡正向移动，NO转化率增大，故d符合题意； 故答案为2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) △H=−747kJ/mol；ad； (2)反应②−①得到反应C(s)+2NO(g)①0∼5min内，根据反应

C(s)+2NO(g)

N2(g)+CO2(g)

开始（mol） 2 0 0 变化（mol） 0.84 0.42 0.42 5min（mol） 1.16 0.42 0.42

N2(g)+CO2(g) △H=-574.5 kJ/mol；

0.42mol−1−1

以CO2表示的该反应速率v(CO2)=2L=0.042mol⋅L⋅min，

5min10分钟达到平衡时，根据反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)

开始（mol） 2 0 0 变化（mol） 1.2 0.6 0.6 平衡（mol） 0.8 0.6 0.6

0.6mol0.6mol0.3mol/L0.3mol/L92L2LK===， 220.8mol0.4mol/L162L故答案为0.042mol⋅L−1⋅min−1；

9； 16②第15min后，温度调整到T2，NO的物质的量在降低，平衡正向移动，该反应为放热反应，根据已知降低温度，平衡向放热反应方向移动，则T1>T2， 故答案为>；

③若30min时，保持T2不变，K=

0.40.40.22=4，向该容器中再加入该四种反应混合物各

2.8mol2.8mol2L2L2mol，Qc==1.36开始（mol） 4 2 2 转化（mol） x 0.5x 0.5x 平衡（mol） 4−x 2+0.5x 2+0.5x

2+0.5x2+0.5x24-x222=4，解得x=2.4mol，

最终NO的转化率=

转化的量2.4×100%=×100%=60%，

开始的量4故答案为正向；60%；

(3)反NH4+HCO3+H2O⇌NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=平衡常数表达式中分子和分母同乘以cH+3223+−

cNH3H2OcH2CO3c NH4+cHCO3-，在

cOH，可得

cNHHOcHCOcHcOHK10K===

KKc NHcHCOcHcOH210410+--w14+-+-43ba157=1.25×10−3，

10−3。 故答案为1.25×

24．(1)下列反应中，属于放热反应的是 ______ ，属于吸热反应的是 ______ （填序号） ①煅烧石灰石制生石灰 ②燃烧木炭取暖 ③炸药爆炸 ④酸与碱的中和反应 ⑤生石灰与8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 ⑦灼热的木炭与CO2反应 水作用制熟石灰 ⑥Ba(OH)2·

8H2O晶体与NH4Cl晶体反应的化学反应方程式： _________． 写出Ba(OH)2·

(2)已知下列各种共价键的键能：C—H：a kJ· mol－1、O—H：b kJ· mol－1、O＝O：c kJ·mol

－1

mol－1。写出甲烷气体完全燃烧生成CO2气体和气体水的热化学方程式：、C＝O：d kJ·

________

(3)1L 1mol/L H 2SO 4溶液与 2L 1mol/L NaOH溶液完全反应，放出 114.6kJ的热量，该反应的中和热为 _______，表示其中和热的热化学方程式为____________。

答案：②③④⑤ ①⑥⑦ Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=(4a+2c-2d—4b)] kJ· mol－1 57.3kJ/mol NaOH（aq）+1HSO224（aq）=1Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol 2【解析】

解析：（1）化学上把有热量放出的反应叫做放热反应，大多数化合反应、金属单质与水（或酸）的置换反应、燃烧反应、中和反应、铝热反应等都是放热反应；把吸收热量的反应叫做吸热反应，大多数分解反应、C与CO2的化合反应、氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应等是吸热反应；

（2）化学反应中旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量，化学反应中的反应热△H=反应物总键能-生成物总键能；

（3）1L 1mol/L H2SO4溶液与2L 1mol/L NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，则生成1mol水放出57.3kJ的热量。 【详解】

（1）①煅烧石灰石制生石灰是分解反应，属于吸热反应； ②木炭燃烧是放热反应； ③炸药爆炸是放热反应； ④酸与碱的中和反应是放热反应；

⑤生石灰与水作用制熟石灰是化合反应，属于放热反应； ⑥Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应； ⑦灼热的木炭与CO2反应是吸热反应；

属于放热反应的是②③④⑤，属于吸热反应的是①⑥⑦，故答案为②③④⑤；①⑥⑦； Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体研磨反应生成氯化钡、氨气和水，反应的化学方程式为Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O，故答案为Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2 +2NH3↑+10H2O；

（2）化学反应中旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量，化学反应中的反应热△H=反应物总键能-生成物总键能。甲烷气体完全燃烧生成CO2气体和气体水的化学方程式为CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）反应热△H=[4E(C-H)+2E(O=O)]-[2E(C=O)+4E(H-O)]

=[(4a+2c)-(2d+4b)] kJ· mol－1，故答案为CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g） mol－1； △H=(4a+2c-2d—4b)] kJ·

（3）1L1mol/LH2SO4溶液与2L1mol/LNaOH溶液完全反应，放出114.6kJ的热量，即生成2mol水放出114.6kJ的热量，反应的反应热△H为-114.6kJ/mol，所以中和热为生成1mol水HSO4（aq）所放出的热量57.3kJ/ mol，则中和热的热化学方程式：NaOH（aq）+122

=1Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol，故答案为57.3kJ/mol；NaOH（aq）2+1HSO4（aq）=1Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol。 222【点睛】

本题考查了化学反应的能量变化，注意常见放热反应和吸热反应的判断，注意理解反应热与键能的关系及中和热的概念是解答关键。

25．“西气东输”是西部开发的重点工程，这里的气是指天然气，其主要成分是甲烷。工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，两者的体积比约为1∶1。已知1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量；1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量；1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出0 kJ热量。

（1）写出氢气完全燃烧生成液态水的热化学反应方程式：________________________， 若1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量_______0 kJ（填“>”、“=”或“<”)。

（2）忽略水煤气中其他成分，相同状况下若得到相等的热量，所需水煤气与甲烷的体积比约为_______；燃烧生成的CO2的质量比约为_______。

（3）以上数据和计算说明，以天然气代替水煤气作民用燃料，突出的优点是___________。

mol-1 ＜ 3∶1 3∶2 燃烧值高，减少CO2答案：2H2（g）+ O2(g)=2H2O(l) ΔH= -572kJ·的排放量，有利于环境保护 【详解】

（1）1molH2完全燃烧生成液态水放出286kJ热量，所以H2完全燃烧生成液态水的热化学反应方程式2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)；△H=－572kJ•mol-1。由于水蒸气的能量高于液态水的能量，所以1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量小于0kJ。 （2）2mol水煤气完全燃烧放出的热量是283kJ＋286kJ＝569kJ，要放出569kJ的能量需要0＝0.mol，其体积比约为3︰1。 甲烷是569÷

2mol水煤气含1molCO，燃烧生成的CO2的质量是1mol×44g/mol=44g，0.mol甲烷燃烧44g/mol＝28.16g，所以燃烧生成的CO2的质量比约为44g：生成的CO2的质量是0.mol×28.16g=3:2；

（3）根据（2）可知放出相同的热量，消耗的甲烷质量少，所以燃烧值高，且能减少CO2的排放量，有利于保护环境。

26．氮氧化物污染日益严重，请分析下列有关NO、NO2等的试题，然后填空。 (1)如图1所示为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化。

由图1写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学反应方程式：_______________________。 (2)图2所示是1 mol NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：

__________________________________________________________。

答案： N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180 kJ/mol NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ/mol

【解析】(1)根据图中数据可知，N

N的键能为946kJ/mol，O=O的键能为498kJ/mol，而

生成1molNO的键能为632kJ/mol，由反应热与键能的关系ΔH=反应物键能总和—生成物键能总和，可得该反应的ΔH =946kJ/mol +498kJ/mol—2×632kJ/mol=180 J/mol，所以N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学反应方程式N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH＝＋180 kJ/mol； (2)由图象可知反应物的总键能为134kJ/mol，生成物的总键能为368kJ/mol，所以该反应的ΔH =134kJ/mol-368kJ/mol=－234 kJ/mol，则反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)== CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234 kJ/mol。

三、解答题

27．氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题。

I．NOx和SO2在空气中存在下列平衡： 2NO(g)+O2(g)2SO2(g)+O2(g)

2NO2(g) △H=﹣113.0kJ•mol﹣1 2SO3(g) △H=﹣196.6kJ•mol﹣1

SO2通常在二氧化氮的存在下，进一步被氧化，生成SO3。 (1)写出NO2和SO2反应的热化学方程式为_________。

(2)随温度升高，该反应化学平衡常数变化趋势是_____(填增大、不变、减小)。 II．(1)已知4NH3(g)+6NO(g)

5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1800 kJ·mol-1，将2 mol NH3、3 mol

NO的混合气体分别置于a、b、c三个10 L恒容密闭容器中，使反应在不同条件下进行，反应过程中c(N2)随时间的变化如图所示。

①与容器a中的反应相比，容器b中的反应改变的实验条件可能是____，判断的依据是_________。

②一定温度下，下列能说明反应已达到平衡状态的是____ A．H2O(g)与NO的生成速率相等 B．混合气体的密度保持不变 C．ΔH保持不变 D．容器的总压强保持不变

(2)用NH3和Cl2反应可以制备具有强氧化性的三氯胺(三氯胺在中性、酸性环境中会发生强烈水解，生成具有强杀菌作用的物质)，方程式为3Cl2(g)+NH3(g)

NCl3(l)+3HCl(g)，向

容积均为1L的甲、乙两个恒温(反应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2molCl2和2molNH3，测得各容器中n(Cl2)随反应时间t的变化情况如下表所示： t /min n(Cl2)(甲容器)/mol n(Cl2)(乙容器)/mol 0 2.00 2.00 40 1.50 1.45 80 1.10 1.00 120 0.80 1.00 160 0.80 1.00 ①T℃__________400℃(填“＞”或“＜”)。 ②该反应的ΔH__________0(填“＞”或“＜”)。

③该反应自发进行的条件是__________(填高温、低温、任何温度)。 答案：NO2(g)+SO2(g)＜ 低温 【详解】 I．2NO(g)+O2(g)2SO2(g)+O2(g)

2NO2(g) △H=﹣113.0kJ•mol﹣1 ① 2SO3(g) △H=﹣196.6kJ•mol﹣1 ②

SO3(g)+NO(g) △H=﹣41.8 kJ•mol﹣1 减小 升高温度 容器b中

反应达到平衡所需时间比容器a短，且平衡时c(N2)也比容器a小，平衡逆向移动 AD ＞

(1)利用盖斯定律，将(②-①)×，得到NO2和SO2反应的热化学方程式为NO2(g)+SO2(g)NO2(g)+SO2(g)

SO3(g)+NO(g) △H=﹣41.8 kJ•mol﹣1。答案为：SO3(g)+NO(g) △H=﹣41.8 kJ•mol﹣1；

12(2)因为△H＜0，正反应为放热反应，所以随温度升高，平衡逆向移动，该反应化学平衡常数变化趋势是减小。答案为：减小；

II．(1)①与容器a中的反应相比，容器b中反应先达平衡、且c(N2)是b中比a中小，所以反应改变的实验条件可能是升高温度，判断的依据是容器b中反应达到平衡所需时间比容器a短，且平衡时c(N2)也比容器a小，平衡逆向移动。答案为：升高温度；容器b中反应达到平衡所需时间比容器a短，且平衡时c(N2)也比容器a小，平衡逆向移动；

②A．H2O(g)与NO的生成速率相等，则表明正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，A符合题意；

B．反应过程中，混合气体的质量不变、体积不变，则密度始终不变，所以密度不变时，反应不一定达平衡状态，B不符合题意；

C．对于一个确定的反应来说，ΔH始终保持不变，所以反应不一定达平衡状态，C不符合题意；

D．因为反应前后气体的分子数不等，随反应的进行，压强在不断改变，所以当容器的总压强保持不变时，反应达平衡状态，D符合题意； 综合以上分析，AD符合题意，故选AD。答案为：AD；

(2)①从表中数据可以看出，相同时间内乙容器中n(Cl2)的变化量大，则反应速率快，温度高，所以T℃＞400℃。

②由表中数据可以看出，乙容器达平衡时，乙容器中n(Cl2)比甲容器大，则表明平衡逆向移动，所以该反应的ΔH＜0。

③该反应的ΔS＜0，△H＜0，所以自发进行的条件是低温。答案为：＞；＜；低温。 【点睛】

提取图象信息时，应从达平衡的时间和转化率两个方面考虑。

28．氮是大气中含量最多的气体，研究氮及其化合物对人类有重要的意义。 (1)合成氨的原理为：N2(g)+3H2⇌2NH3△H=−92.4kJ/mol

107Pa下达到平衡，平衡①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中，在500℃、2×

时测得N2为0.1mol，H2为0.3mol，NH3为0.1mol。该反应的平衡常数表达式K=___，该条件下H2的转化率为___。此温度下该反应的平衡常数K=___。 ②欲提高H2的转化率，下列措施可行的是___。

a.向容器中按原比例再充入原料气b.向容器中再充入惰性气体 c.改变反应的催化剂d.液化生成物分离出氨

(2)在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H<0体系中，各成分浓度随时间的变化如图：

①用O2表示从0∼2s内该反应的平均速率v=___。 ②能说明该反应已经达到平衡状态的是___。 a.v(NO2)=2v(O2)b.容器内压强保持不变 c.v逆(NO)=2v正(O2)d.容器内的密度保持不变

③能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是___。 a.及时分离出NO2气体b.适当升高温度 c.增大O2的浓度d.选择高效的催化剂

(3)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g)△H=−1200kJ⋅mol−1对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图象正确的是___(填代号)。

c2NH33% 3.7(mol/L)-2 ad 0.0015mol/(L⋅s) bc c 乙 答案：3cN2cH2【详解】

(1)①根据化学方程式和三段式列式计算：

N2g+3H2g初始浓度mol/L：0.150.45变化浓度mol/L：0.05平衡浓度mol/L：0.10.150.32NH3g00.10.1

c2NH3平衡常数的表达式：K=，该条件下H2的转化率

cN2c3H2=

0.15mol/L×100%≈33.3%，平衡常数

0.45mol/L2c2NH30.1mol/L-2=K=3=3.7(mol/L)，故答案为：3cN2cH20.1mol/L0.3mol/Lc2NH3；33.3%；3.7(mol/L)-2； 3cN2cH2②根据化学平衡：N2(g)+3H2⇌2NH3，反应是气体体积减小的放热反应，欲提高H2的转化率，平衡正向进行；

a．向容器中按原比例再充入原料气，则压强增大，平衡向右移动，氢气的转化率增大，故a正确；

b．向容器中再充入惰性气体，则各组分浓度不变，平衡不移动，氢气的转化率不变，故b错误；

c．改变反应的催化剂，不影响平衡的移动，氢气的转化率不变，故c错误； d．液化生成物分离出氨，平衡向右移动，氢气的转化率增大，故d正确； 故答案为：ad；

(2)①由图象数据可知，由方程式2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)可知，平衡时

△c(NO):△c(O2):△c(NO2)=2:1:2，为据此判断表示，浓度变化的曲线，分别为b为NO，c为O2，a为NO2，由图中数据可知2s内，O2的浓度变化量为0.005mol/L−0.002mol/L=0.003mol/L，根据v=v(O2)=

c计算t0.003mol/L=0.0015mol/(L⋅s)，故答案为：0.0015mol/(L⋅s)；

2s②能说明该反应已经达到平衡状态的是当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变；

a．未指明正逆速率，若都为同一方向速率，始终都存在v(NO2)=2v(O2)关系，故不能说明到达平衡，若为不同方向的速率，速率之比等于化学计量数之比，说明到达平衡，故a错误；

b．随反应进行气体的物质的量减小，压强增减小，容器内压强保持不变，说明到达平衡，故b正确；

c．不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比，反应到达平衡，故v逆(NO)=2v正(O2)，说明到达平衡，故c正确；

d．反应混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度始终不变，故容器内物质的密度保持不变，不能说明到达平衡，故d错误； 故答案为：bc；

③为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动依据平衡移动原理分析判断； a．及时分离出NO2气体，平衡向正反应移动，但反应速率降低，故a错误； b．适当升高温度，反应速率增大，平衡向逆反应移动，故b错误； c．增大O2的浓度，反应速率增大，平衡向正反应移动，故c正确； d．选择高效的催化剂，增大反应速率，不影响平衡移动，故d错误； 故答案为：c；

(3)甲．升高温度，化学平衡逆向移动，化学反应速率会迅速增大，会离开原来的速率点，故甲错误；

乙．升高温度，化学反应速率会迅速增大，所以T2时先达到化学平衡状态，并且化学平衡逆向移动，二氧化氮的转化率减小，故乙正确；

丙．对于反应：4CO(g)+2NO2(g)⇌4CO2(g)+N2(g)，T不变，增大压强，平衡正向移动，一氧化碳的体积分数会减小，故丙错误； 故答案为：乙。

29．CO和H2是合成气，这两种气体都可以通过CH4通过一定的反应制得。 (1)CH4和CO2反应可以制得CO气体，CH4(g)+3CO2(g)a1、a2表示] ①a1=___；

②判断T1的T2的大小关系，T1___T2。(填“＞”、“＜”或“=”)

2H2O(g)+4CO(g)ΔH=+330kJ·mol-1。图1表示初始投料比n(CH4)：

n(CO2)为1：3或1：4，CH4的转化率在不同温度(T1、T2)下与压强的关系。[注：投料比用

(2)CH4和H2O(g)催化重整可以制取H2和CO2，化学反应为：CH4+2H2O(g)

4H2+CO2。实验发现，其他条件不变，在相同时间内，向上述体系中投

入一定量的CaO可以明显提高H2的体积分数。对比实验的结果如图2所示。

①投CaO时H2的体积分数增大的原因是___。

②微米CaO和纳米CaO对H2体积分数的影响不同的原因是___。 (3)生成的CO和H2可用于合成甲醇，其反应为CO(g)+2H2(g)90.1kJ·mol-1，根据反应回答问题。

①初始条件相同时，分别在A(恒温)、B(绝热)两个容器内反应。反应初始时两容器的反应速率A___B(填“>”、“<”或“=”，下同)；平衡时CO的转化率A___B。

②温度T时，在容积为2L的某密闭容器中进行上述反应，反应开始至平衡的相关数据如图3所示。下列能表明该反应已达到平衡状态的是___。 A．v(H2)=2v(CH3OH) B．

CH3OH(g)ΔH=-

c(CO)=7：3时

c(CH3OH)C．容器中气体的压强不再变化 D．

c(H2)=2：1时

c(CH3OH)③该化学反应10min内H2的反应速率v(H2)=___。该温度下，反应的平衡常数为___(保留1位小数)。

答案：1：3 < CaO可以吸收CO2，使CO2浓度减小，生成H2的反应正向移动，H2百分含量增大 纳米CaO表面积比微米CaO大，吸收CO2能力比微米CaO强 = > BC 0.06mol·L-1·min-1 2.7 【详解】

(1)①图1表示初始投料比n(CH4)：n(CO2)为1：3或1：4时，CH4的转化率在不同温度(T1、T2)下与压强的关系，图象中可知二氧化碳越多，甲烷转化率越大，则a1=1：3，故答案为：1：3；

②CH4(g)+3CO2(g)⇌2H2O(g)+4CO(g)△H=+330kJ/mol，反应为吸热反应，压强一定，升高温度平衡正向进行，甲烷转化率增大，则T1(2)①投入CaO时，H2百分含量增大的原因是：CaO可吸收CO2，c(CO2)减小，使生成H2的反应正向移动，H2百分含量增大，故答案为：CaO可以吸收CO2，使CO2浓度减小，生成H2的反应正向移动，H2百分含量增大；

②投入纳米CaO时，H2百分含量增大的原因是：纳米CaO颗粒小，表面积大，使反应速率加快，故答案为：纳米CaO颗粒小，表面积大，使反应速率加快；

(3)①由于初始条件相同，所以反应初始时两容器的反应速率A=B；由于A(恒温)、B(绝热)，该反应为放热反应，B容器相当于升高温度，平衡逆移，所以平衡时CO的转化率A>B，故答案为：=；>；

②A. 速率为同一个反应方向，不能说明平衡，故A不选； B. 根据图象，平衡时选；

C. 反应CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)是气体体积减小的反应，反应过程中压强减小，当

c(CO)c(CO)=7：3，所以=7：3时，可以说明平衡，故B

c(CH3OH)c(CH3OH)容器中气体的压强不再变化，说明反应达到平衡，故C选；

D. 反应某一时刻可能出现故答案为：BC；

c(H2)=2：1，不能说明平衡，故D不选；

c(CH3OH)③由图知平衡时n(H2)=0.8mol，则v(H2)=

2mol0.8mol=0.06mol·L-1·min-1，结合K的计

2L10min0.3cCH3OH==2.7故答案为：0.06mol·L-1·min-1；2.7。 算式有K=22cH2cCO0.40.7

30．研究和深度开发CO、CO2的应用具有重要的社会意义。回答下列问题： I.CO可用于高炉炼铁，已知：

Fe3O4(s)+4CO(g)＝3Fe(s)+4CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1 3Fe2O3(s)+CO(g)＝2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH2=b kJ·mol-1

(1)反应Fe2O3(s)+3CO(g)＝2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=______ kJ·mol-1

Ⅱ.某温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中投入8mol CO2(g)、16 mol H2(g)发生反应CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)。反应15min后达到平衡，此时CO2的转化率为75%。 (2)0~15min内用二氧化碳表示的平均反应速率v(CO2)=_______；计算此条件下该反应的平衡常数K=______。

Ⅲ.捕碳技术是指从空气中捕获二氧化碳的各种科学技术的统称。目前NH3和(NH4)2CO3，等物质已经被用作工业捕碳剂。

(3)用(NH4)2CO3捕碳的反应为(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)=2NH4HCO3(aq)。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体，保持其他初始实验条件不变，分别在不同温度下，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到的趋势图如图所示。

①c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v逆c______(填“>”“=”或“<”)v正d。 ②b、c、d三点的平衡常数Kb、Kc、Kd 从大到小的顺序为______。

答案：

2ab2mol·L-1·min-1 1.8 < Kb>Kc>Kd 3解析：(3)②c点是平衡点，正逆反应速率相同，根据温度对化学平衡的影响可得出该反应为放热反应，再根据平衡常数的特征分析解答。 【详解】

I. (1)已知：①Fe3O4(s)+4CO(g)═3Fe(s)+4CO2(g) △H1=a kJ/mol，②3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=b kJ/mol，根据盖斯定律：Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)，△H=

①2②可得32H1H22ab=kJ/mol，故答案为：

332ab； 3Ⅱ. (2)反应15 min后达到平衡，此时CO2的转化率为75%，则消耗CO2的物质的量为：8mol×75%=6mol，列三段式：

起始mol/L转化mol/L平衡mol/LCO2gH2g483135COgH2Og003333

则0～15 min内平均反应速率v(CO2)=

3mol/L= 0.2mol·L-1·min-1；此条件下该反应的平衡

15min33=1.8，故答案为：0.2mol·L-1·min-1；1.8； 常数K=

15Ⅲ. (3) ①温度越高，反应速率越快，d点温度高，则c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为：v逆c②根据图象，温度为T3时反应达到平衡，此后温度升高，c(CO2)增大，平衡逆向移动，说明该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，平衡常数减小，Kb>Kc>Kd，故答案为：K b>K c>Kd。