第一部分

專題11熱化學(xué)方程式的書寫與蓋斯定律

［復(fù)習(xí)目標(biāo)］1.了解焰變與反應(yīng)熱的含義，會利用鍵能計算焰變。2.了解熱化學(xué)方程式的含義,

能正確書寫熱化學(xué)方程式。3.理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關(guān)焰變的計算。

考點一焙變(AH)的計算

量核心精講

1.根據(jù)(相對)能量計算

△“=”(生成物)一H(反應(yīng)物)

2.根據(jù)鍵能計算AH

AH=EE(反應(yīng)物鍵能)一EE(生成物鍵能)

按要求回答下列問題：

⑴航天員呼吸產(chǎn)生的C02利用Bosch反應(yīng)：CC)2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)AH,再電解

水可實現(xiàn)O2的循環(huán)利用。熱力學(xué)中規(guī)定由最穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol某物質(zhì)的焰變稱為該物質(zhì)的

標(biāo)準(zhǔn)生成焰(符號：△/用)，最穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焰規(guī)定為0。己知上述反應(yīng)中：AX(CO2)

=—394kJ-mol"1?

1-1

△那(H2)=0kJ-moir；A//?,(C)=0kJ-mor；A//?,(H2O)=-242kJmol,則A”=

kJ-mol'o

答案一90

解析AH=生成物的總?cè)家环磻?yīng)物的總帽，若規(guī)定最穩(wěn)定單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成蛤為0,則各物質(zhì)

1

的標(biāo)準(zhǔn)生成始可看作該物質(zhì)的總蛤，可得AH=2A/H?i(H2O)-A^!(CO2)=2X(-242kJmor)-

(—394kJ01011)=—90kJ-mol1o

(2)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)：

2cH/g)催化劑

OcH=CH2(g)+H2(g)

已知：

化學(xué)鍵C—HC—CC=CH—H

鍵能/412348612436

(kJ-mol!)

-1

計算上述反應(yīng)的△"=kJ-molo

答案+124

解析設(shè)“<2^C，，部分的化學(xué)鍵鍵能為&kj.morl則AH=(a+348+412X5)kJ-moF1

-(o+612+412X3+436)kJ-mol-1=+124kJ-moC^

-1

(3)已知反應(yīng)2Hl(g)H2(g)+b(g)的△"=+“kJ-mol,1molH2(g)>1molL(g)分子中化

學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收

的能量為kJ。

答案299

解析形成1moling)和1molL(g)共放出436kJ+151kJ=587kJ能量，設(shè)斷裂2moiHI(g)

中化學(xué)鍵吸收2akJ能量，則有2a—587=11,得°=299。

-歸納總結(jié)

常見1mol物質(zhì)中化學(xué)鍵數(shù)目

物質(zhì)金剛石硅SiO2

化學(xué)鍵C—CSi—SiSi—O

化學(xué)鍵數(shù)2NA2NA4NA

物質(zhì)

CO2CH4s8

化學(xué)鍵c=oC—Hs—s

化學(xué)鍵數(shù)2NA4NA8NA

星真題演練

1.(2022?浙江6月選考，18)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表:

物質(zhì)

(g)OHHOHOOH2o2H2O2H2O

能量/

(kJ-249218391000—136-242

mol1)

可根據(jù)HO(g)+HO(g)=H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ-mori。下列說法不

正確的是()

A.A的鍵能為436kLmoFi

B.Ch的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍

C.解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O2

-1

D.H2O(g)+O(g)=H2O2(g)AH=-143kJ-mol

答案C

解析根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，聲的鍵能為218kJ-moriX2=436kJ-moPi,A正確；由表

格中的數(shù)據(jù)可知。2的鍵能為249kJmoFiX2=498由題中信息可知H2O2中氧氧單

鍵的鍵能為214kJ-mori,則O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍，B正確；由表格

中的數(shù)據(jù)可知HOO===HO+O,解離其中氧氧單鍵需要的能量為249kJ-mo「+39kJ-mo「一10

kJ-moPi=278kJ-molr,H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ-moir,C錯誤；由表中的數(shù)據(jù)可

知H2O(g)+O(g)=H2O2(g)的△反=一136kJ-moCi—(—242kJ-mori)—249kJ-morI=-143

kJ-mol1,D正確。

2.[2021?湖南，16(1)]氨氣中氫含量高，是一種優(yōu)良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運，可

通過下面兩種方法由氨氣得到氫氣。

方法I.氨熱分解法制氫氣

相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)

化學(xué)鍵N三NH—HN—H

鍵能E/CkJ-mol1)946436.0390.8

在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。回答下列問題：

反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)

NH=kJ-moP'o

答案+90.8

解析根據(jù)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能一生成物的總鍵能，2NH3(g)N2(g)+3H2(g),NH=

390.8kJ-moC1X3X2-(946kJ-mol-1+436.0kJmol-1X3)=+90.8kJmoF'o

皂考向預(yù)測

1.目前Haber-Bosch法是工業(yè)合成氨的主要方式，其生產(chǎn)條件需要高溫高壓。為了有效降低

能耗，過渡金屬催化還原氮氣合成氨被認為是具有巨大前景的替代方法。催化過程一般有吸

附一解離一反應(yīng)一脫附等過程，圖示為N2和H2在固體催化劑表面合成氨反應(yīng)路徑的勢能面

圖(部分?jǐn)?shù)據(jù)略)，其中“*”表示被催化劑吸附。

反應(yīng)歷程

氨氣的脫附是(填“吸熱”或“放熱”)過程，合成氨的熱化學(xué)方程式為

1

答案吸熱N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH=-92kJmor

解析由勢能面圖可知，氨氣從催化劑上脫離時勢能面在升高，為吸熱過程，由圖可知，3mol

3___

氯氣和]mol氫氣生成1mol氨氣的反應(yīng)熱為21kJ-mol1-17kJ-mol1-50kJ-mol1=-46kJ-

-

mo「，則合成氨的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH=-92kJ-mol^

2.CO2經(jīng)過催化氫化合成低碳烯燒。其合成乙烯的反應(yīng)為2co2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)

+4H2O(g)AH。幾種物質(zhì)的能量(在標(biāo)準(zhǔn)狀況下規(guī)定單質(zhì)的能量為0,測得其他物質(zhì)在生成

時所放出或吸收的熱量)如下表所示：

物質(zhì)

H2(g)CO2(g)CH2=CH2(g)H2O(g)

能量/

0-39452-242

(kJ-mol1)

貝I]NH=。

答案—128kJ-mo「

解析反應(yīng)蛤變=生成物總能量一反應(yīng)物總能量，則該反應(yīng)的始變?yōu)?2kJ-mo「1+(—242kJ-

mor1)X4-(-394kJmor1)X2-0=-128kJ-mor'o

oo

\z

NN-N

3.已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是()'")和()''()。實驗測得N—N的鍵能為167kJ-

moF1,NO2中氮氧雙鍵的平均鍵能為466kJ-mo「，N2O4中氮氧雙鍵的平均鍵能為438.5kJ-

mo「。寫出NCh轉(zhuǎn)化為N2O4的熱化學(xué)方程式：o

1

答案2NC)2(g)N2O4(g)AH=-57kJ-moC

解析反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能一生成物的總鍵能，則反應(yīng)熱為2X2X466kJ-moF1—

(167kJ-mol1+4X438.5kJ-mol-*)=-57kJmol1,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

2NO2(g)N2O4(g)AH=-57kJ-moC1。

4.以下是部分共價鍵鍵能數(shù)據(jù)：

共價鍵H—SS—SS=OH—O

鍵能/

364266522464

(kJ-mol1)

則2H2s(g)+SO2(g)=3S(g)+2H2O(g)\H=

SB分子結(jié)構(gòu)

答案一154kJ-mol1

解析根據(jù)題圖8個S原子有8個S—S共價鍵，則1個S原子平均有1個S—S共價鍵，NH

=EE(反應(yīng)物鍵能)一EE(生成物鍵能)=4義364kJ-mol-1+2X522kJ-mol-1-3X266kJmor1-

4X464kJmol1=—154kJ-molro

考點二熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律

邕回扣自測

1.正誤判斷，正確的打“，錯誤的打“X”

⑴甲烷的燃燒熱為890.3kJ-mol-1,則甲烷燃燒的化學(xué)方程式可表示為CH4(g)+]C>2(g)=

CO(g)+2H2O(l)AH=-890.3kJ-moFV)

(2)已知H+(aq)+OlT(aq)=H2。⑴AH=-57.3kJmoP1,則H2sO4和Ba(OH)2反應(yīng)的AH

=2X(-57.3)kJ-moF1()

(3)期=(N2H4)是一種高效清潔的火箭燃料。25℃、101kPa時，0.25molN2H“g)完全燃燒生成

氮氣和氣態(tài)水，放出133.5kJ熱量。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+

1

2H2O(g)AH=-534kJ-mor()

答案(1)X(2)X(3)V

2.已知2000℃時，有下列熱化學(xué)反應(yīng)：

@CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g)

AHi—akJ-mol1

@Ca(g)+2C(s)=CaC2(s)

△“2=6kJ-mori

@CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)

1

AH3=ckJmor

@2CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g)NH4

則△%=kJ-mo「(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。

答案2a-b

星核心精講

1.熱化學(xué)方程式書寫易出現(xiàn)的錯誤

(1)未標(biāo)明反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)而造成錯誤。

(2)反應(yīng)熱的符號使用不正確，即吸熱反應(yīng)未標(biāo)出“+”號，放熱反應(yīng)未標(biāo)出“一”號，從而

導(dǎo)致錯誤。

(3)漏寫AH的單位，或者將AH的單位寫為kJ,從而造成錯誤。

(4)反應(yīng)熱的數(shù)值與方程式的計量數(shù)不對應(yīng)而造成錯誤。

(5)對燃燒熱的概念理解不到位，忽略其標(biāo)準(zhǔn)是1mol可燃物而造成錯誤。

提醒對于具有同素異形體的物質(zhì)，除了要注明聚集狀態(tài)之外，還要注明物質(zhì)的名稱。

如：①S(單斜，s)+O2(g)=SO2(g)

A//i=-297.16kJ-mol-1

②S(正交，s)+O2(g)=SO2(g)

-1

A/72=-296.83kJ-mol

③S(單斜，s)=S(正交，s)

△/?3=-0.33kJ-mol1

2.蓋斯定律的答題模板一疊加法

步驟1“倒”

為了將方程式相加得到目標(biāo)方程式，可將方程式顛倒過來，反應(yīng)熱的數(shù)值不變，但符號相反。

這樣就不用再做減法運算了，實踐證明，方程式相減時往往容易出錯。

步驟2“乘”

為了將方程式相加得到目標(biāo)方程式，可將方程式乘以某個倍數(shù)，反應(yīng)熱也要乘以某個倍數(shù)。

步驟3“加”

上面的兩個步驟做好了，只要將方程式相加即可得目標(biāo)方程式，反應(yīng)熱也要相加。

魚真題演練

1.[2022?廣東，19(1)②]銘及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應(yīng)用。

CnCh催化丙烷脫氫過程中，部分反應(yīng)歷程如圖，X(g)一丫(g)過程的焰變?yōu)?列

式表示)。

答案Ei—E2+AH+E3—瓦

解析設(shè)反應(yīng)過程中第一步的產(chǎn)物為M,第二步的產(chǎn)物為N,則X—M的AHI=EI—E2,M-N

的A/72=AH,N-Y的AH3=E3-￡4,根據(jù)蓋斯定律可知，X(g)-Y(g)的蛤變?yōu)锳HI+AH2

+AH3=￡I-E2+AH+￡3-￡4?

2.[2022?全國乙卷，28(1)]油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有硫化氫，需要

回收處理并加以利用。回答下列問題：

已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

@2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H20(g)

AHi=-1036kJmol1

②4H2s(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)

△“2=+94kJmol1

@2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

△“3=—484kJ-mor1

計算H2s熱分解反應(yīng)④2H2s(g)=S2(g)+2H2(g)的AH4=_______kJ-moC'c

答案+170

解析根據(jù)蓋斯定律(①+②)xg—③即得到④2112s(g)=S2(g)+2H2(g)的AH4=(-1036+

94)kJ-mol-1x|+484kJ-mol_1=+170kJ-mol-^

3.[2022?河北，16(1)]298K時，1g氏燃燒生成田0稔)放熱121kJ,lmol用0(1)蒸發(fā)吸熱44kJ,

表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_______________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

答案H2(g)+^O2(g)=H2O(l)

△”=—286kJ-moFi

解析298K時,1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ,1mol也0(1)蒸發(fā)吸熱44kJ,則1molH2

燃燒生成1mol氏0(1)放熱286kJ,表示周燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)+1o2(g)=H2O(l)

AH=-286kJmoC'o

4.[2021.全國甲卷，28(1)]二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮?/p>

下列問題：

二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

該反應(yīng)一般認為通過如下步驟來實現(xiàn)：

?CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)

△Hi=+41kJ-mol1

@CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)

△H?=-90kJmol1

總反應(yīng)的△〃=kJ-mol1；若反應(yīng)①為慢反應(yīng)，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變

化的是(填標(biāo)號)，判斷的理由是

答案一49AAZ為正值，A%和AH為負值，反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②的活化能

解析根據(jù)蓋斯定律可知，①+②可得二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)為CO2(g)+

3H,(g)=CH3OH(g)+H2O(g)AH=(+41日皿0口)+(—90口加。「)=一49kJ-moL;總反

應(yīng)為放熱反應(yīng)，因此生成物總能量低于反應(yīng)物總能量，反應(yīng)①為慢反應(yīng)，因此反應(yīng)①的活化

能高于反應(yīng)②，同時反應(yīng)①的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，反應(yīng)②的反應(yīng)物總能量高于

生成物總能量，因此示意圖中能體現(xiàn)反應(yīng)能量變化的是A項。

5.[2021?河北，16(1)]當(dāng)今，世界多國相繼規(guī)劃了碳達峰、碳中和的時間節(jié)點。因此，研發(fā)

二氧化碳利用技術(shù)，降低空氣中二氧化碳含量成為研究熱點。

大氣中的二氧化碳主要來自于煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時，相關(guān)物質(zhì)的

燃燒熱數(shù)據(jù)如表:

物質(zhì)H2（g）C(石墨，s)C6H6⑴

燃燒熱AH/

-285.8-393.5-3267.5

（kJ-mol1）

則25℃時H2（g）和C（石墨，s）生成C6H6⑴的熱化學(xué)方程式為。

答案6c（石墨，s）+3H2（g）=C6H6⑴A/7=+49.1kJ.moP1

解析根據(jù)表格中燃燒熱數(shù)據(jù)可知，存在反應(yīng)①C（石墨，s）+C）2（g）===CO2（g）=-393.5kJ.

mor1,②H2（g）+3o2（g）^H2。⑴

-11

△“2=-285.8kJ-mol,③C6H6（1）+彌2（g）=6CO2（g）+3H2O（l）AH3=-3267.5kJ-moP,

根據(jù)蓋斯定律，①X6+②義3—③得反應(yīng)：6c（石墨，s）+3H2（g）=C6H6（l）AH=（-393.5kJ-

mor1）X6+（-285.8kJmor'）X3-（-3267.5kJ-mo「i）=+49.1kJmor'o

考向預(yù)測

考向一熱化學(xué)方程式的書寫

1.用吊還原SiCk蒸氣可制取純度很高的硅，當(dāng)反應(yīng)中有1mol電子轉(zhuǎn)移時吸收59kJ熱量,

則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________________________________

答案SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)

△H=+236kJ-moL

解析在反應(yīng)中硅元素的化合價從+4價降低到。價，得到4個電子。當(dāng)反應(yīng)中有1mol電

子轉(zhuǎn)移時吸收59kJ熱量，則消耗1mol氯化硅時吸收的熱量是59kJX4=236kJ,因此該反

應(yīng)的熱化學(xué)方程式為SiCL(g)+2H2(g)==Si⑸+4HCl(g)AH=+236kJ-moP'o

2.CH3OHQ)汽化時吸收的熱量為27kJ-mo「，CH30H(g)的燃燒熱為677kJ-mol-1,請寫出

CH30HQ)燃燒熱的熱化學(xué)方程式：______________________________________________

3_

答案CH3OH(1)+^O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)△”=—650kJ-mo「

解析燃燒熱是1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量。則CH30H⑴燃燒熱的

3_

熱化學(xué)方程式為CH3OH(1)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)AH=-650kJ-moP^

3.釘及其化合物在合成工業(yè)上有廣泛用途，下圖是用釘(Ru)基催化劑催化合成甲酸的過程。

每生成92g液態(tài)HCOOH放出62.4kJ的熱量。

根據(jù)圖示寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

答案H2(g)+CO2(g)=HCOOH(l)△”=—31.2kJ-mori

解析根據(jù)整個流程圖可知，C02(g)和H2(g)為反應(yīng)物，生成物為HCOOH(l),92gHCOOH

92o

的物質(zhì)的量為46名下島-1=2mol,所以生成1molHCOOH⑴放出31.2kJ熱量，熱化學(xué)方程式

為H2(g)+CO2(g)=HCOOH(l)AH=-31.2kJ-mori。

4.在1L密閉容器中，4moi氨氣在一定條件下分解生成氮氣和氫氣。2min時反應(yīng)吸收的熱

量為46.1kJ,此時氨氣的轉(zhuǎn)化率為25%。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

1

答案2NH3(g)N2(g)+3H2(g)AH=+92.2kJmol

解析熱化學(xué)方程式2NH3(g)N2(g)+3H2(g)AH=+QkJ-mor1表示2moiNH3完全分

解需要吸收。kJ的熱量，反應(yīng)的氯氣的物質(zhì)的量為A"(NH3)=4moiX25%=1mol,則2moi

NH3完全分解需要吸收的熱量0=2X46.1kJ=92.2kJ,即AH=+92.2kJ-moP'o

考向二蓋斯定律的應(yīng)用

5.硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法，其流程圖如圖。

已知：

反應(yīng)I：2H2O(l)=2H2(g)+02(g)

A//i=+572kJmor'

1

反應(yīng)II：H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(1)+1o2(g)AH2=+327kJ-moP

反應(yīng)III：2HI(aq)=H2(g)+l2(g)

△“3=+172kJ-moF1

則反應(yīng)SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq)NH=?

答案一213kJ-mol1

解析根據(jù)蓋斯定律，將Ix|-II-III得反應(yīng)SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq)

AH=-213kJmor'o

6.含碳化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在，AndrenDasic等提出在M+的作用下以N2O為氧化劑

可以氧化乙烯生成乙醛，催化體系氧化還原循環(huán)如圖所示。

已知：

++

N2O(g)+M(s)=N2(g)+MO(s)

AHi=+678kJ-mor1

MO+(s)+C2H4(g)=C2H40(g)+M+(s)

△%=-283kJmol1

請寫出在M+的作用下以N2O為氧化劑氧化乙烯生成乙醛的熱化學(xué)方程式：

1

答案N2O(g)+C2H4(g)=N2(g)+C2H4O(g)AH=+395kJmoF

解析已知：①N2O(g)+M+(s)=N2(g)+MO+(s)AHi=+678kJ-moF1,②MC/(s)+C2H4(g)=

-1

C2H40(g)+M+(S)AH2=-283kJ-mol,根據(jù)蓋斯定律①+②可得N2O(g)+C2H4(g)=N2(g)+

C2H4O(g)AH=AH1+Aft=+678kJ-mol-1+(-283kJ-mor1)=+395kJ.moP'o

7.1molCHXg)完全燃燒生成氣態(tài)水的能量變化和1molS(g)燃燒的能量變化如圖所示。在催

化劑作用下，CHMg)可以還原S02(g)生成單質(zhì)S(g)、H2O(g)^CO2(g),寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)

方程式：___________________________________________________________________________

能量能量

E=928S(g)+

CH4(g)+

kJ?mo「O(g)-1

202(g)2kJ-mol

|kJ?morZCO2(g)+2H2O(g)SC)2(g)

O反應(yīng)過程°反應(yīng)過程

1

答案CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH=+352kJ-moC

1

解析根據(jù)圖像可知：?CHi(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)A//=126kJmo「-928kJ-moP

=-802kJmoF1;②S(g)+O2(g)=SC)2(g)A/7=-577kJ-moF1;根據(jù)蓋斯定律可知①一

②X2可得CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH=+352kJmol^o

專題強化練

1.已知：RlnKp=-〒+C(C為常數(shù))，根據(jù)下圖，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱△〃=kJ-mol^o

RinKp/Q?mol-1?K*

\T3.19,69.50)

53.64)

^\?(3.41,37.78)

y-AlO^K-1)

答案+144.2

解析將圖像上的點代入RinKp=一竿+C得：69.50Jmol-i-K-i=—△”><3.19X10-3K-

+C和53.64=—△”><3.30X10-3K^+C,聯(lián)立求解得A”心+1.442X1()5j.mori

=+144.2kJ-mol-1o

2.CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)+CO2(g)催化劑2co(g)+2H2(g)。已知上

述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：

化學(xué)鍵C—HC=OH—Hc三O(co)

鍵能/(kJ.mori)4137454361075

則該反應(yīng)的

答案+120kJ-mol1

催化劑

解析反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2co(g)+2H2(g)的AH=[(413X4+745X2)—(2X1075

+2X436)]kJ-mo「=+120kJ-mo「。

3.近幾年，大氣污染越來越嚴(yán)重，霧霾天氣對人們的生活、出行、身體健康產(chǎn)生了許多不利

的影響。汽車尾氣是主要的大氣污染源。降低汽車尾氣危害的方法之一是在排氣管上安裝催

化轉(zhuǎn)化器，發(fā)生的反應(yīng)為2co(g)+2NO(g)2C02(g)+N2(g)o已知：

2xakJ,mol-12O(g)―

2co(g)匚2c(g)—2x(=5moi22cO?(g)

2NO(g)__________廣20(g)

2xZ,kJ，mI-1L

°2N(g)方寸N2(g)

貝12co(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)\H=(用含〃、b、c、d的式子表示)。

答案(2〃+2Z?—2。一①kJ?moli

解析2co(g)+2NO(g)2cO2(g)+N2(g)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵

能之和，故AH=(2〃+2/?—2c—J)kJ?mo「。

4.工業(yè)上利用甲酸的能量關(guān)系轉(zhuǎn)換圖如圖所示：

xAH=+72.6kJ,mol-1———

HCOOH(g)----------------------?CO(g)+H,O(g)

A//=-241.8kJ?molT

2°2(g)

20(g)

A”=-283.0kJ?moL2

CO2(g)H2(g)

1

反應(yīng)CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)的AH=________kJ-mol-

答案一31.4

解析根據(jù)圖示可得如下熱化學(xué)方程式：①HCOOH(g)CO(g)+H2O(g)AHi=+72.6kJ-

1

mor;@CO(g)+1o2(g)CO2(g)

△H2=-283.0kJ-moFi;③H2(g)+；Ch(g)H2O(g)△為=—241.8kJ-mo「。由蓋斯定律可

得，將③一①一②得到反應(yīng)CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)的AH=A“3—AHI-AH2=-241.8kJ.

11I-1

mor-(+72.6kJ-mor)-(-283.0kJ-mor)=-31.4kJ-molo

5.CO和H2是工業(yè)上最常用的合成氣，制備該合成氣的一種方法是以CH4和H2O為原料，

有關(guān)反應(yīng)的能量變化如圖所示。

能量能量

CO(g)+胃

H2(g)+

2°2(g)A//=-mkJmol-1步2(g)AH=-nkJ-mol-'

____4一

HO(g)

CO2(g)2

反應(yīng)一程反應(yīng)過程

f能量

CH4(g)+k\??,

2O2(g)冬一，kJ.moL

|ccC^)+2H2Q(g)

反應(yīng)過程

CH4(g)與H20(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為

1

答案CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)AH=C-p+Sn+m)kJ-moF

解析依據(jù)三個能量關(guān)系圖像寫出對應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CO(g)+1o2(g)=CO2(g)AH1=

11

—mkJmor;H2(g)+1o2(g)^H2O(g)AH2=—nkJmor;CH4(g)+2O2(g)^CO2(g)+

-1

2H2O(g)kJ-mol;由蓋斯定律：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)A/7=Aft-

3A//2-AHi=(—/>+3n+m)kJmol-1o

6.如圖表示在CuO存在下HC1催化氧化的反應(yīng)過程，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

答案2HCl(g)+；O2(g)=H2O(g)+CL(g)△H=AHI+AH2+A”3

解析根據(jù)蓋斯定律，化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱都是相同的，由

題圖可知熱化學(xué)方程式為2HCl(g)+1o2(g)=H2O(g)+Cl2(g)AH=AHi+AH2+AH3?

7.用NaAlCh制備a-Al(OH)3的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖：

(A12C)3(s)+2NaOH(aq)+3H2O(1))

△//1=-520kJ-mol-'①③AH3=-620kJ-mol-'

(2NaAlC)2(aq)+4H；O⑴]~^[2Na^H(叫)+2a-Al(OH)3(s]

△H-2

反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式為。

1

答案NaAlO2(aq)+2H2O(l)=NaOH(aq)+a-Al(OH)3(s)A/7=-50kJ-moF

解析首先寫出反應(yīng)②的化學(xué)方程式并注明狀態(tài)NaA102(aq)+2H,O(l)=NaOH(aq)+

-1

a-Al(OH)3(s),根據(jù)蓋斯定律求出該反應(yīng)的焙變A//=|(A/73-A7/I)=1X[(-620kJ-mol)-

(-520kJ.mo「)]=-50klmoL。

8.NH4Vo3在高溫下分解產(chǎn)生的V2O5可作為硫酸工業(yè)中2sCh(g)+O2(g)2so3(g)AH=PkJ-

mol-的催化劑，其催化原理如圖所示。

2SO2+O22SO3

Nb?

V2O4^^voso4

1

過程a和過程b的熱化學(xué)方程式分別為V2O5(s)+SO2(g)V2O4(s)+SO3(g)NH=qkJmor、

V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)2VOSO4(S)△?=「kTmoir。請寫出過程c的熱化學(xué)方程式：

答案2VOSO4(S)V2O5(s)+SO3(g)+SO2(g)

AH—(p—q—r)kJ-mol1

解析根據(jù)蓋斯定律，由總的熱化學(xué)方程式2sO2(g)+O22SO3(g)△8=pklmo「減去

過程a、過程b的熱化學(xué)方程式，可得過程c的熱化學(xué)方程式為2Vosc)4(s)V2O5(s)+SO3(s)

1

+SO2(g)AH=(p-^-r)kJ-moro

9.在a-Fe(III)鐵原子簇表面，以N2和H?為原料合成氨的反應(yīng)機理如下

?H2(g)=2H(g)△Hi

@N2(g)+2H(g)2(NH)(g)NH2

△”3

③(NH)(g)+H(g)(NH2)(g)

@(NH2)(g)+H(g)NH3(g)NH4

總反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)則AH4=(用

含AHi、AH2,AH3>AX的式子表示)。

答案!(A/7-3A//i-NH2-2Aft)

10.氨基甲酸鏤(H2NCOONH4)為尿素生產(chǎn)過程的中間產(chǎn)物，易分解，某小組對氨基甲酸鏤的

分解實驗進行探究。已知：

I.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

△Hi=—92.4kJ-moF1

II,C(s)+O2(g)CO2(g)

△%=-393.8kJmol1

1

III.N2(g)+3H2(g)+C(s)+O2(g)H2NCOONH4(S)AH3=-645.7kJ-moF

寫出H2NCOONH4分解生成NH3與CO?氣體的熱化學(xué)方程式：

1

答案H2NCOONH4(S)2NH3(g)+CO2(g)+159.5kJ-moF

解析由蓋斯定律將I+11—III得：H2NCOONH4G)2NH3(g)+CO2(g)AH=+159.5kJ-mol

1

o

11.甲醇(CH3OH)可替代汽油作為公交車的燃料，寫出由CO和H2生產(chǎn)甲醇的化學(xué)方程式:

用該反應(yīng)合成1mol液態(tài)甲醇放出熱量128.1kJ。

3_

1

又知2H2(g)+CO(g)+]O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)AH=—766.6kJ-mol",H2O(g)=H2O(l)

AH=~44kJmol

請寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式：_______________________________________

一岸條件3

答案CO+2H2CH3OHCH3OH(1)+]O2(g)=C()2(g)+2H2O(1)AH=-726.5

kJ-mol1

解析由CO和H2生產(chǎn)甲醇的化學(xué)方程式為CO+2H2^^=CH3OH;用該反應(yīng)合成1mol

液態(tài)甲醇放出熱量128.1kJ,熱化學(xué)方程式為①CO(g)+2H2(g)===CH30H⑴NH=

3_

_11

-128.1kJ-mol;?2H2(g)+CO(g)+^O2(g)=CO2(g)+2H,0(g)AH=-766.6kJ-moF;

③H2O(g)=H2O(l)AH=-44kJ-mol-1;利用蓋斯定律，將②一①+③X2可得甲醇燃燒熱

3_

的熱化學(xué)方程式為CH3OH(1)+-O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)NH=-726.5kJ-moF'o

12.科研工作者目前正在嘗試以二氧化鈦(TiCh)催化分解汽車尾氣的研究。己知：反應(yīng)I：

1

2N0(g)+O2(g)=2NO2(g)AHi=-113.0kJmoF

反應(yīng)II：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(l)△%=-288.4kJ-mori

1

反應(yīng)III：3NO2(g)+H2O(1)=2HNO3(1)+NO(g)A//3=-138.0kJ-moC

則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)=NO(g)+SO3(1)AH4=o

答案一87.7kJmori

解析根據(jù)蓋斯定律將(11一I)X支導(dǎo)反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)===NO(g)+SO3(1),則AH4=

[(-288.4kJ-moF^-C-113.0kJ-mol-1)]X3=-87.7kJ-moP'o

13.實驗室可用KCIO3分解制取O2，KCK)3受熱分解的反應(yīng)分兩步進行：

@4KC1O3(S)=3KC1O4(S)+KCl(s)

@KC1O4(S)=KC1(S)+2O2(g)

已知：

K(s)+1ci2(g)=KCl(s)

△H=—437kJ-mo「

K(s)+1ci2(g)+|o2(g)=KClO3(s)

AH=-398kJ-mol-1

K(s)+1ci2(g)+2O2(g)=KClO4(s)

△"=-433kJ-mol1

則反應(yīng)4KC1O3(S)=3KC1O4(S)+KCl(s)NH=kJ.moP'o

答案一144

]i3

解析①K(s)+]C12(g)=KCl(s)\H=-437kJ-mol-1;②K(s)+于12(g)+1C)2(g)=KClO3(s)

11

△8=-398kJmoC;@K(s)+1ci2(g)+2O2(g)=KClO4(s)NH=一433kJ-mol",依據(jù)蓋斯

定律將①+③X3—②X4得至I4KC1O3(S)=3KC1O4(S)+KC1(S)的A//=-144kJ-moP^

14.下圖是2LiBH4/MgH2體系放氫焰變示意圖，貝U：Mg(s)+2B(s)=MgB2(s)\H=

能量/(kJ?mol-1)

200-i-----------------