PAGEPAGE15化學反應熱的計算1．從能量守恒角度理解并駕馭蓋斯定律。2．能正確運用蓋斯定律和熱化學方程式進行有關反應熱的簡潔計算。3．學會反應熱計算的方法技巧，進一步提高化學計算的實力。1．蓋斯定律的內容不論化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。即化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關，而與反應的途徑無關。蓋斯定律的理解－能量守恒角度反應體系的始態為S，終態為L，從S→L，ΔH1＜0，體系放出熱量，從L→S，ΔH2＞0，體系汲取熱量，則ΔH1和ΔH2的關系：ΔH1＋ΔH2＝0。3．蓋斯定律的意義蓋斯定律在生產和科學探討中有很重要的意義。有些反應的反應熱雖然無法干脆測得，但可通過間接的方法測定。如：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)反應的ΔH無法干脆測得，但下列兩個反應的ΔH可以干脆測得：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1則在此溫度下C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)反應的ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5kJ·mol－1[新知探究]1．內容不論化學反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。2．特點(1)反應的熱效應只與始態、終態有關，與途徑無關。(2)反應熱總值肯定，如圖表示始態到終態的反應熱。則ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。[名師點撥]蓋斯定律應用的常用方法(1)虛擬路徑法：若反應物A變為生成物D，可以有兩個途徑：①由A干脆變成D，反應熱為ΔH；②由A經過B變成C，再由C變成D，每步的反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，如圖所示：則有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。(2)加合法：將須要消去的物質先進行乘除運算，使它們的化學計量數相同，然后進行加減運算。①確定待求反應的熱化學方程式。②找出待求熱化學方程式中各物質出現在已知方程式中的位置(是同側還是異側)。③利用同側相加、異側相減進行處理。④依據未知方程式中各物質的化學計量數通過乘除來調整已知反應的化學計量數，并消去中間產物。⑤實施疊加并確定反應熱的變更。[對點演練]1．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH1＝－196.6kJ·mol－1①；2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH2＝－113.0kJ·mol－1②，則反應NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。[解析]依據蓋斯定律，由①×eq\f(1,2)－②×eq\f(1,2)可得：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，則ΔH＝eq\f(1,2)ΔH1－eq\f(1,2)ΔH2＝eq\f(1,2)×(－196.6kJ·mol－1)－eq\f(1,2)×(－113.0kJ·mol－1)＝－41.8kJ·mol－1。[答案]－41.8【特殊提示】(1)熱化學方程式同乘以某一個數時，反應熱數值也必需乘上該數。(2)熱化學方程式相加減時，同種物質之間可相加減，反應熱也隨之相加減(帶符號)。(3)將一個熱化學方程式顛倒時，ΔH的“＋”“－”號必需隨之變更，但數值不變。[新知探究]方法1依據熱化學方程式：反應熱的肯定值與各物質的物質的量成正比，依據熱化學方程式中的ΔH求反應熱，如aA＋bB=cC＋dDΔHabcd|ΔH|n(A)n(B)n(C)n(D)|Q|則eq\f(n(A),a)＝eq\f(n(B),b)＝eq\f(n(C),c)＝eq\f(n(D),d)＝eq\f(|Q|,|ΔH|)。[對點演練]2．25℃、101kPa，將1.0g鈉與足量氯氣反應，生成氯化鈉晶體，并放出18.87kJ熱量，求生成1moL氯化鈉的反應熱。[解析]1.0g鈉生成氯化鈉晶體，放出18.87kJ熱量，要生成1mol氯化鈉，須要23.0g鈉，放出熱量為eq\f(23.0g,1.0g)×18.87kJ＝434.01kJ。[答案]ΔH＝－434.01kJ·mol－1方法2依據物質的燃燒熱ΔH：Q放＝n可燃物×|ΔH|。[對點演練]3．乙醇的燃燒熱：ΔH＝－1366.8kJ·mol－1，在25℃、101kPa,1kg乙醇充分燃燒放出多少熱量？[解析]乙醇的燃燒熱是1mol乙醇(即46g乙醇)充分燃燒的反應熱，1kg乙醇充分燃燒放出的熱量：eq\f(1000g,46g)×1366.8kJ＝29713.0kJ。[答案]29713.0kJ方法3依據蓋斯定律：依據蓋斯定律，可以將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個新的熱化學方程式，同時反應熱也做相應的變更。[對點演練]已知下列反應的反應熱：(1)CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－870.3kJ·mol－1(2)C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1(3)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3＝－285.8kJ·mol－1試計算下列反應的反應熱：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)ΔH＝_______。[解析]依據蓋斯定律，由(1)×(－1)＋(2)×2＋(3)×2得2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)，則ΔH＝－ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3＝870.3kJ·mol－1＋2×(－393.5kJ·mol－1)＋2×(－285.8kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。[答案]－488.3kJ·mol－1方法4依據反應物斷鍵汲取熱量Q吸與生成物成鍵放出熱量Q放：ΔH＝Q吸－Q放。[對點演練]5．白磷與氧氣可發生如下反應：P4＋5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵須要汲取的能量分別為P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P=OckJ·mol－1、O=OdkJ·mol－1，依據圖示的分子結構和有關數據估算該反應的ΔH，其中正確的是()A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1[解析]由鍵能求反應熱的公式為ΔH＝反應物斷鍵汲取能量總和－生成物斷鍵汲取能量總和，則ΔH＝6×akJ·mol－1＋5×dkJ·mol－1－(12×bkJ·mol－1＋4×ckJ·mol－1)＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1，A項正確。[答案]A方法5依據反應物的總能量E反應物和生成物的總能量E生成物。ΔH＝E生成物－E反應物。[對點演練]6．紅磷P(s)和Cl2(g)發生反應生成PCl3(g)和PCl5(g)，反應過程中的能量關系如圖所示(圖中的ΔH表示生成1mol產物的數據)。依據圖像回答下列問題：(1)P(s)和Cl2(g)反應生成PCl3(g)的熱化學方程式是________________________________________________________________________。(2)PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的熱化學方程式是________________________________________________________________________。(3)P(s)和Cl2(g)分兩步反應生成1molPCl5(g)的ΔH3＝________，P(s)和Cl2(g)一步反應生成1molPCl5(g)的ΔH4________(填“大于”“小于”或“等于”)ΔH3。[解析](1)聯系圖像找誕生成1molPCl3(g)時放出的熱量為306kJ。(2)聯系圖像分析出PCl3(g)和Cl2(g)生成1molPCl5(g)時放出93kJ的熱量，則1molPCl5(g)分解為PCl3(g)和Cl2(g)時應汲取93kJ的熱量。(3)依據蓋斯定律可知由P(s)和Cl2(g)生成1molPCl5(g)的ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝－399kJ·mol－1，不管該反應是一步完成還是分幾步完成，反應的熱效應不變。[答案](1)eq\f(3,2)Cl2(g)＋P(s)=PCl3(g)ΔH＝－306kJ·mol－1(2)PCl5(g)=PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93kJ·mol－1(3)－399kJ·mol－1等于1．物質E在肯定條件下可發生一系列轉化，由圖推斷下列關系錯誤的是()A．E→JΔH＝－ΔH6B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1C．G→J|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|D．|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|解析：選B由蓋斯定律可知：E→JΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝－ΔH6，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，故A項正確，B項錯誤；由G→J可以推斷，ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝－(ΔH1＋ΔH2＋ΔH6)，故C項正確；由E→H知：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)，故D項正確。2．關于如圖所示的轉化關系(X代表鹵素)，下列說法不正確的是()A．2H(g)＋2X(g)=2HX(g)ΔH3<0B．生成HX的反應熱與途徑無關，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3C．途徑Ⅲ生成HCl放出的熱量比生成HBr的多，說明HCl比HBr穩定D．Cl、Br、I的非金屬性依次減弱，所以途徑Ⅱ汲取的熱量依次增多解析：選D原子形成化學鍵時放熱，焓變小于0，則2H(g)＋2X(g)=2HX(g)ΔH3<0，A項正確；反應熱與反應體系的始態和終態有關，與反應途徑無關，生成HX的反應熱與途徑無關，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，B項正確；途徑Ⅲ生成HCl放出的熱量比生成HBr放出的熱量多，說明HCl的能量低，比HBr穩定，C項正確；Cl、Br、I的原子半徑依次增大，斷裂Cl2、Br2、I2中的化學鍵須要的能量依次削減，所以途徑Ⅱ汲取的能量依次削減，D項錯誤。3．今有如下3個熱化學方程式：(1)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1＝－akJ·mol－1(2)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH2＝－bkJ·mol－1(3)2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH3＝－ckJ·mol－1關于它們在下列表述中的緣由和結論都正確的是()選項緣由結論AH2的燃燒是放熱反應a、b、c均大于零B方程式(1)和(2)的物質種類和系數均相同a＝bC方程式(1)和(3)中H2O的狀態不同，系數不同a、c不會有任何關系D方程式(3)的系數是(2)的2倍ΔH2<ΔH3解析：選AA項，H2的燃燒是放熱反應，ΔH1、ΔH2、ΔH3分別表示熱化學方程式的焓變，a、b、c分別表示焓變數值，故a、b、c均大于零，正確；B項，物質狀態不相同，故a≠b，錯誤；C項，方程式(1)和(3)表示的反應實質相同，故a、c之間應有肯定的關系；D項，比較ΔH的大小應同時留意數值和符號，因方程式(3)的系數是方程式(2)的2倍，因此2b＝c，但ΔH2＝－bkJ·mol－1，ΔH3＝－ckJ·mol－1，故ΔH2>ΔH3，錯誤。4．已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221.0kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1。則制備水煤氣的反應C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)的ΔH為()A．＋262.6kJ·mol－1B．－131.3kJ·mol－1C．－352.3kJ·mol－1D．＋131.3kJ·mol－1解析：選D據蓋斯定律，eq\f(1,2)(①－②)，得：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝eq\f(1,2)[－221.0kJ·mol－1－(－483.6kJ·mol－1)]＝＋131.3kJ·mol－1。5．放射衛星時可用肼(N2H4)為燃料，用二氧化氮作氧化劑，這兩種物質反應生成氮氣和水蒸氣。已知：①N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH1＝＋67.7kJ·mol－1②N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－534kJ·mol－1；試計算1mol肼與二氧化氮完全反應時放出的熱量為________kJ，寫出肼與二氧化氮反應的熱化學方程式________________________________________________________________________。解析：依據蓋斯定律，為了在反應物中消去O2并得到N2H4和NO2的反應，可令②×2－①得：2N2H4(g)－N2(g)=2N2(g)＋4H2O(g)－2NO2(g)ΔH＝2ΔH2－ΔH1，整理得：2N2H4(g)＋2NO2(g)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝(－534kJ·mol－1)×2－67.7kJ·mol－1＝－1135.7kJ·mol－1，則1mol肼與二氧化氮完全反應時放出的熱量為567.85kJ。答案：567.85N2H4(g)＋NO2(g)=eq\f(3,2)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－567.85kJ·mol－16．已知下列兩個反應：a．C2H2(g)＋H2(g)=C2H4(g)ΔH<0b．2CH4(g)=C2H4(g)＋2H2(g)ΔH>0推斷以下3個熱化學方程式ΔH1、ΔH2、ΔH3由大到小的依次是______________________________________。①C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH1②C(s)＋eq\f(1,2)H2(g)=eq\f(1,2)C2H2(g)ΔH2③C(s)＋H2(g)=eq\f(1,2)C2H4(g)ΔH3解析：由熱化學方程式之間的關系列式。由2×(③－②)＝a，則2(ΔH3－ΔH2)＝(ΔH)a<0，即ΔH3<ΔH2；由2×(③－①)＝b，則2(ΔH3－ΔH1)＝(ΔH)b>0，即ΔH3>ΔH1。三者之間的關系為ΔH1<ΔH3<ΔH2。答案：ΔH2>ΔH3>ΔH1一、選擇題1．已知：①Zn(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=ZnO(s)ΔH＝－348.3kJ·mol－1②2Ag(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=Ag2O(s)ΔH＝－31.0kJ·mol－1則Zn(s)＋Ag2O(s)=ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于()A．－317.3kJ·mol－1B．－379.3kJ·mol－1C．－332.8kJ·mol－1D．＋317.3kJ·mol－1解析：選A①－②得：Zn(s)＋Ag2O(s)=ZnO(s)＋2Ag(s)ΔH＝－317.3kJ·mol－1。2．運用中和熱的測定方法，即保溫、隔熱的條件下，向盛有20mL2.08mol·L－1NaOH溶液的試管中分五次加入1～5mL未知濃度的H2SO4溶液(邊加邊振蕩，每次加入1mL)后，測得溶液的溫度分別是1.4℃、2.5℃、4.2℃、5.2℃、5.18℃，則該硫酸溶液的物質的量濃度是()A．20.8mol·L－1B．6.9mol·L－1C．5.2mol·L－1D．4.16mol·L－1解析：選C酸堿中和是放熱反應，通過對題中的數據分析和視察，每多中和1mLH2SO4時，溶液溫度由1.4℃逐步上升到5.2℃，又由5.2℃下降到5.18℃，這說明與NaOH恰好中和時用去的H2SO4的體積為4mL(即溫度上升最高時，所用H2SO4體積)。當H2SO4過量時，溫度起先下降。故求該H2SO4物質的量濃度時應以5.2℃為標準，共用去4mLH2SO4的體積來計算：eq\f(0.02L×2.08mol·L－1×\f(1,2),0.004L)＝5.2mol·L－1。3．已知：①2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－220kJ·mol－1②氫氣燃燒的能量變更示意圖：下列說法正確的是()A．1molC(s)完全燃燒放出110kJ的熱量B．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－480kJ·mol－1C．C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋130kJ·mol－1D．欲分解2molH2O(l)，至少須要供應4×462kJ的熱量解析：選C1molC(s)燃燒生成CO時放出110kJ熱量，此時不是完全燃燒，A項錯誤；依據氫氣燃燒的能量變更示意圖，可得熱化學方程式②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝2×436kJ·mol－1＋496kJ·mol－1－4×462kJ·mol－1＝－480kJ·mol－1，故H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－240kJ·mol－1，B項錯誤；依據蓋斯定律由eq\f(①－②,2)可得目標熱化學方程式，故C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋130kJ·mol－1，C項正確；由圖中信息可知，分解2molH2O(g)須要供應4×462kJ的熱量，而分解2molH2O(l)須要供應的熱量更多，故D項錯誤。4．乙醇的燃燒熱為ΔH1，甲醇的燃燒熱為ΔH2，且ΔH1<ΔH2，若1mol乙醇和甲醇的混合物完全燃燒，反應熱為ΔH3，則乙醇和甲醇的物質的量之比為()A.eq\f(ΔH3－ΔH2,ΔH3－ΔH1)B.eq\f(ΔH2－ΔH3,ΔH3－ΔH1)C.eq\f(ΔH2－ΔH3,ΔH1－ΔH3)D.eq\f(ΔH3－ΔH1,ΔH2－ΔH3)解析：選B設乙醇的物質的量為xmol，則甲醇為(1－x)mol，則x·ΔH1＋(1－x)ΔH2＝ΔH3，解得：x＝eq\f(ΔH3－ΔH2,ΔH1－ΔH2)，1－x＝1－eq\f(ΔH3－ΔH2,ΔH1－ΔH2)＝eq\f(ΔH1－ΔH3,ΔH1－ΔH2)，故乙醇與甲醇的物質的量之比為eq\f(ΔH3－ΔH2,ΔH1－ΔH3)＝eq\f(ΔH2－ΔH3,ΔH3－ΔH1)。5．已知：①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1②3H2(g)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋3H2O(g)ΔH2③2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)ΔH3④2Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH4⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔH5下列關于上述反應焓變的推斷正確的是()A．ΔH1<0，ΔH3>0B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5解析：選B反應2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)為放熱反應，故ΔH3<0，A錯誤；反應2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s)為放熱反應，ΔH5<0，依據蓋斯定律有④－③＝⑤，故ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，則ΔH4<ΔH3，B正確，D錯誤；依據蓋斯定律有①＝(②＋③)×eq\f(2,3)，故ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)×eq\f(2,3)，C錯誤。6．已知：①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－Q1kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2＝－Q2kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH3＝－Q3kJ·mol－1室溫下取體積比為4∶1的甲烷和氫氣11.2L(標準狀況)，經完全燃燒后復原至室溫，放出的熱量為()A．(0.4Q1＋0.05Q3)kJB．(0.4Q1＋0.05Q2)kJC．(0.4Q1＋0.1Q3)kJD．(0.4Q1＋0.4Q2)kJ解析：選An(氣體)＝eq\f(11.2L,22.4L·mol－1)＝0.5mol，n(CH4)＝0.5mol×eq\f(4,5)＝0.4mol，n(H2)＝0.5mol×eq\f(1,5)＝0.1mol。燃燒后復原至室溫，H2O為液態，所以放出的熱量Q＝0.4mol×Q1kJ·mol－1＋0.05mol×Q3kJ·mol－1＝(0.4Q1＋0.05Q3)kJ。7．已知下列反應的熱化學方程式：6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)ΔH12H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH3則反應4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH為()A．12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1B．2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3C．12ΔH3－5ΔH2－2ΔH1D．2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3解析：選A利用蓋斯定律求新的方程式時應留意兩點：①假如要保持分步反應與總反應中的物質在同一側時應相加，將分步反應中的物質轉移至另一側時應當相減；②可將分步反應乘以適當的系數來求總反應方程式。8．S(單斜)和S(正交)是硫的兩種同素異形體。已知：①S(s，單斜)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＝－297.16kJ·mol－1；②S(s，正交)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1；③S(s，單斜)=S(s，正交)ΔH3。下列說法正確的是()A．ΔH3＝＋0.33kJ·mol－1B．單斜硫轉化為正交硫的反應是吸熱反應C．S(s，單斜)=S(s，正交)ΔH3<0，正交硫比單斜硫穩定D．S(s，單斜)=S(s，正交)ΔH3>0，單斜硫比正交硫穩定解析：選C依據蓋斯定律得③＝①－②，則ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－0.33kJ·mol－1，說明反應③為放熱反應，單斜硫的能量比正交硫高，正交硫更穩定。9．已知：NH3·H2O(aq)與H2SO4(aq)反應生成1mol正鹽的ΔH＝－24.2kJ·mol－1；強酸、強堿的稀溶液反應的中和熱為ΔH＝－57.3kJ·mol－1。則NH3·H2O在水溶液中電離的ΔH等于()A．－69.4kJ·mol－1B．－45.2kJ·mol－1C．＋69.4kJ·mol－1D．＋45.2kJ·mol－1解析：選D依據題意先寫出熱化學方程式：①2NH3·H2O(aq)＋H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－24.2kJ·mol－1，②H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。再由蓋斯定律eq\f(①－2×②,2)得：NH3·H2O(aq)=NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋OH－(aq)ΔH＝＋45.2kJ·mol－1，D正確。10．已知H—H鍵的鍵能(斷裂時汲取或形成時釋放的能量)為436kJ·mol－1，H—N鍵的鍵能為391kJ·mol－1。依據熱化學方程式：N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，N≡N的鍵能是()A．431kJ·mol－1B．946kJ·mol－1C．649kJ·mol－1D．896kJ·mol－1解析：選B設N≡N的鍵能為xkJ·mol－1，斷裂化學鍵須要汲取的能量為(x＋3×436)kJ，形成新化學鍵釋放的能量為6×391kJ，則6×391kJ－(x＋3×436)kJ＝92.4kJ，解得x≈946。二、非選擇題11．工業上制取硝酸銨的流程圖如下所示：eq\x(NH3)eq\o(→,\s\up7(Ⅰ),\s\do5())eq\x(NO)eq\o(→,\s\up7(Ⅱ),\s\do5())eq\x(NO2)eq\o(→,\s\up7(Ⅲ),\s\do5())eq\x(HNO3)eq\o(→,\s\up7(Ⅳ),\s\do5())eq\x(NH4NO3)請回答下列問題：已知：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1745.2kJ·mol－1；6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1925.2kJ·mol－1；則反應Ⅰ的熱化學方程式可表示為___________________________________________。解析：將已知的兩個熱化學方程式從上到下依次標記為①和②，依據蓋斯定律由①×5－②×4得：4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1025.2kJ·mol－1。答案：4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1025.2kJ·mol－112．(1)碳氧化物的轉化有重大用途，請回答關于CO和CO2的問題。已知：①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2③H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH3則C(s)＋O2(g)=CO2(g)的ΔH＝______________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。(2)二氧化碳是引起“溫室效應”的主要物質，節能減排，高效利用能源，能夠削減二氧化碳的排放。有一種用CO2生產甲醇燃料的方法：已知：①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－akJ·mol－1②CH3OH(g)=CH3OH(l)ΔH＝－bkJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－ckJ·mol－1④H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－dkJ·mol－1則表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學方程式為____________________________________。(3)實現反應CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH0對削減溫室氣體排放和減緩燃料危機具有重要意義。已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH1＝－566kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2＝－484kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH3＝－802kJ·mol－1則ΔH0＝________kJ·mol－1。解析：(1)依據蓋斯定律，①＋eq\f(1,2)×②－③可得C(s)＋O2(g)=CO2(g)，則ΔH＝ΔH1＋eq\f(1,2)ΔH2－ΔH3。(2)依據蓋斯定律，由eq\f(3,2)×③＋2×④－①－②，整理可得熱化學方程式：CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)c＋2d－a－b))kJ·mol－1。(3)將題給熱化學方程式依次編號為①、②、③，依據蓋斯定律，由③－①－②可得所求熱化學方程式的反應熱，則ΔH0＝ΔH3－(ΔH1＋ΔH2)＝＋248kJ·mol－1。答案：(1)ΔH1＋eq\f(1,2)ΔH2－ΔH3(2)CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)c＋2d－a－b))kJ·mol－1(3)＋24813．(1)已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2＝－566kJ·mol－1③TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)＋O2(g)ΔH3＝＋141kJ·mol－1則TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝______________。(2)已知下列各組熱化學方程式①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝－25kJ·mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝－47kJ·mol－1③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝＋640kJ·mol－1請寫出FeO(s)被CO(g)還原成Fe和CO2(g)的熱化學方程式________________________________________________________________________。解析：(1)由③＋2×①－②得所求方程式，即ΔH＝ΔH3＋2ΔH1－ΔH2＝＋141kJ·mol－1＋2×(－393.5kJ·mol－1)－(－566kJ·mol－1)＝－80kJ·mol－1。(2)由題意：④FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH。則④＝eq\f(1,2)×①－eq\f(1,3)×③－eq\f(1,6)×②得：ΔH＝－218kJ·mol－1則FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－218kJ·mol－1。答案：(1)－80kJ·mol－1(2)FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－218kJ·mol－1[實力提升]14．比較下列各組熱化學方程式中ΔH的大小關系。(1)S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2ΔH1________ΔH2(2)CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2ΔH1________ΔH2(3)4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)ΔH14Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH2ΔH1________ΔH2(4)煤作為燃料有2種途徑：途徑1——干脆燃燒：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1<0途徑2