- 燃烧热能源
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（共6分）（1）已知CH4(g)+2O2 (g) = CO2 (g) +2H2O (l); △H=-890kJ/mol,现有CH4和CO共0.75mol,完全燃烧后生成CO2气体和18g液态水，并放出515kJ热量，则CO燃烧的热化学方程式为 ；
（2）化学反应N2+3H2
正确答案
（1）2CO(g)+O2 (g) = 2CO2 (g); △H=-560kJ/mol,
（2）N2(g)+3H2(g)
依题意知nH2O=1mol
CH4(g)+2O2 (g) = CO2 (g) +2H2O (l); △H=-890kJ/mol,
0.5mol 0.5mol 1mol 445kJ
2CO(g)+O2 (g) = 2CO2 (g); △H=-akJ/mol,
0.25mol 70 kJ/mol, △H=-560kJ/mol
△H=-2（b-a）kJ/mol
（1）家用液化石油气的主要成分之一是丁烷(C4H10)，当10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳气体和液态水时，放出的热量为5×105 kJ。试写出丁烷燃烧的热化学方程式： 。已知1mol液态水汽化时需要吸收44 kJ热量，则反应C4H10(g)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH= 。
（2）有同学用丁烷与空气为原料制作一燃烧电池，通入丁烷的一极为 极。若以稀硫酸为电解质溶液时，其正极反应式为 。
（3）已知:Fe(s) +1/2O2(g)=FeO(s) ΔH=－272.0kJ·mol-1
2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH=－1675.7kJ·mol-1
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是 。
（4）已知拆开1 mol H－H键，1 molN－H键，1 molN≡N键分别需要的能量是akJ、bkJ、ckJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
正确答案
试题分析：（1）依据质量换算物质的量，结合化学方程式对应的物质的量计算反应放出的热量，依据热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和反应焓变写出。由题意知H2O(l)=H2O(g) ΔH=44 kJ·mol-1,利用盖斯定律计算可得；
（2）丁烷--空气燃料电池工作时，丁烷失电子发生氧化反应作负极；以稀硫酸为电解质溶液时，结合电极反应式的书写规律可得；
（3）依据题干热化学方程式结合盖斯定律写出该热化学反应方程式。将方程式②-①×3得2Al（s）+3FeO（s）═Al2O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol-1；
(4)依据△H=反应物的键能之和—生成物的键能之和可求的合成氨反应的焓变为(3a+b-6c) kJ·mol-1，依据热化学方程式书写方法，标注物质聚集状态和反应焓变写出。
(1)已知：
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是 。（3分）
(2)某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B，如图所示。
①据图判断该反应是 (填“吸”或“放”)热反应，当反应达到平衡后，其他条件不变，升高温度，反应物的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)；
②其中B历程表明此反应采用的条件为 (选填序号)。
A．升高温度 B．增大反应物的浓度
C．降低温度 D．使用催化剂
(3)1000℃时，硫酸钠与氢气发生下列反应：
(4)常温下，如果取0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计)，测得混合液的pH=8。
①混合液中由水电离出的OH-浓度与0.1mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的OH-浓度之比为 ；
②已知NH4A溶液为中性，又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出，试推断(NH4)2CO3溶液的pH 7(填“<”、“>”或“=”)。
正确答案
（15分） (1)3FeO（s）＋2Al(s)﹦Al2O3（s）＋3Fe(s) △H=－859.7KJ/mol(3分)
(2) ①吸 增大 ② D (3) K= c4(H2O)/c4(H2) (4) ①107 ②＞
试题分析：（1）根据盖斯定律可知②－①×3即得到3FeO（s）＋2Al(s)＝Al2O3（s）＋3Fe(s)，所以该反应的反应热△H＝－1675.7KJ/mol＋272 KJ/mol×3＝－859.7KJ/mol。
（2）①据图可判断反应物的总能量低于生成物的总能量，所以该反应是吸热反应。所以升高温度平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大。
②根据图像可知，B历程中活化能降低，所以改变的条件是使用了催化剂，答案选D。
（3）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式可知，K＝c4(H2O)/c4(H2)。
（4）①取0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计)，测得混合液的pH=8，这说明生成物NaA水解，促进水的电离，所以混合液中由水电离出的OH-浓度与0.1mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的OH-浓度之比为10－6:10－13＝07。
②NH4A溶液为中性，说明氨水的电离程度与HA的电离程度相等。又因为将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出，说明HA的酸性强于碳酸的酸性，所以(NH4)2CO3溶液中CO32－的水解程度大于NH4＋的水解程度，则溶液的pH大于7。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，难易适中，贴近高考。该题在注重对基础性知识考查与训练的同时，侧重对学生能力的培养与解题方法的指导与训练，有助于培养学生的逻辑推理能力，提高学生的应试能力与学习效率。
在火箭推进器中装有还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态H2O2，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热量。已知一些键断裂所需能量数据：
N-N:159 kJ /mol N="N:419" kJ /mol N≡N:945 kJ /mol H-H:436 kJ /mol
N-H:389 kJ /mol H-O:465 kJ /mol O-O:138 kJ /mol O="O:498" kJ /mol
①写出肼和过氧化氢的结构式：肼______ ___，过氧化氢______
②写出肼和双氧水反应的热化学方程式_____________________________。
正确答案
①
②N2H4(l) + 2H2O2(l) ＝ N2(g)+4H2O(g)；△H=" —814" KJ/mol
①根据肼和双氧水的结构简式可知，二者的结构式是
②反应热就是断键吸收的热量和形成化学键所放出的能量的差值，所以该反应的反应热是4×389 kJ /mol＋159 kJ /mol＋2×2×465 kJ /mol＋2×138 kJ /mol－4×2×465 kJ /mol－945 kJ /mol ＝—814 KJ/mol，所以该反应的热化学方程式是N2H4(l) + 2H2O2(l) ＝ N2(g)+4H2O(g)；△H=" —814" KJ/mol。
(12分)化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化，这种能量的变化常以热能的形式表现出来，叫做反应热。由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热和中和热等。
（1）下列ΔH表示物质燃烧热的是 ；表示物质中和热的是 。
(填“ΔH1”、“ΔH2”和“ΔH3”等)
A．2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ΔH1
B．C(s)+1/2O2(g) = CO(g) ΔH2
C．CH4(g)+2O2(g) = CO2(g)+2H2O(g) ΔH3
D．C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH4
E．C6H12O6(s)+6O2(g) = 6CO2(g)+6H2O(l) ΔH5
F．NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(l) ΔH6
G．2NaOH(aq)+H2SO4(aq) = Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH7
（2）已知在101kPa、273K时，15g乙烷燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量，下列热化学方程式正确的是 。
A．C2H6(g)+7/2O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(l) ΔH= +2akJ/mol
B．C2H6(g)+7/2O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH= -2akJ/mol
C．2C2H6(g)+7O2(g) = 4CO2(g)+6H2O(l) ΔH= -4akJ/mol
D．2C2H6(g)+7O2(g) = 4CO2(g)+6H2O(g) ΔH= -4akJ/mol
（3）进一步研究表明，化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关（键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量），下表是部分化学键的键能数据：
已知白磷(P4)的燃烧热为2378.0kJ/mol，白磷完全燃烧的产物(P4O10)的结构如下图所示，则上表中a= 。
（4）在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
正确答案
（1）ΔH4、ΔH5（2分） ΔH6（2分）
（2）C （2分）
（3） 433.75（3分）
（4）CH3OH(l)+O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) ΔH= －725.76kJ/mol（3分）
试题分析：（1）燃烧热强调1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物放出的热量，故ΔH4、ΔH5符合。中和热强调酸碱反应生成1mol水放出的热量，故ΔH6符合；
（2）15g乙烷即0.5mol燃烧放出akJ的热量，则1mol乙烷燃烧放出2aKJ热量，2mol乙烷燃烧放出4aKJ热量，生成液体水，且ΔH<0，故只有C符合，选C；
（3）1mol白磷(P4)的燃烧为P4(s)+5O2(g) = P4O10(s)ΔH=－2378.0kJ/mol，需断 6molP—P和5molO=O，形成12molP—O和4molP=O，所以（4a+12·360 kJ/mol ）-（6·197+5·499 kJ/mol ）="2378" kJ/mol ，解得a="433.75" kJ/mol；
（4）1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ ，则32g即1mol甲醇燃烧放出热量为725.76kJ/mol ，且ΔH<0，故甲醇的燃烧热方程为：CH3OH(l)+O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) ΔH= －725.76kJ/mol。
点评：本题考查化学反应热中燃烧热和中和热的知识，题目较为基础，可根据所学知识进行解答。
已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：C（金刚石、s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－395.41kJ/mol，C（石墨、s）＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－393.51kJ/mol，则金刚石转化石墨时的热化学方程式为：____________________________________。
由此看来更稳定的碳的同素异形体为：____________。若取金刚石和石墨混合晶体共1mol 在O2中完全燃烧，产生热量为QkJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为_____________（用含Q的代数式表示）
正确答案
C（金刚石、s）＝C（石墨、s） △H＝－1.90kJ/mol；石墨；
试题分析：根据盖斯定律可知，①－②即得到C（金刚石、s）＝C（石墨、s），所以该反应的反应热△H＝－395.41kJ/mol＋393.51kJ/mol＝－1.90kJ/mol。根据热化学方程式可知，金刚石的能量高于石墨的，所以石墨比金刚石稳定；设金刚石和石墨的物质的量分别是x和y，则x＋y＝1mol。根据热化学方程式可知，395.41kJ/mol×x＋393.51kJ/mol×y＝QkJ，解得x︰y＝
点评：根据热化学方程式计算反应热时，一般常依据盖斯定律进行。该题的最后一问，也可以通过十字交叉法进行。
(8分）已知在250C、1.013×105Pa下，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量，请回答下列问题：
（1）若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量 ___ （填“＞”、“＜”或“＝”）570 kJ
（2）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成。该电池的正极为：__________（填A或B）。若该电池工作时增加了1mol H2O，电路中转移电子的物质的量为 ____________ mol 。
（3）写出电极反应式A： ； B： ；
正确答案
（1）＜ （2）B 2
（3）A：负极：2H2-4e- +4OH- =4H2O；(或H2-2e- +2OH- =2H2O)
B：正极O2+4e- +2H2O=4OH-；
（1）由于水蒸气的能量高于液态水的能量，所以氢气燃烧生成气体水时放出的热量少。
（2）原电池中正极是得到电子的，而负极是失去电子的，所以氢气在负极通入，氧气在正极通入。根据方程式2H2＋O2=2H2O可知，每生成1mol水转移电子是2mol。
（3）AB分别通入的是氢气和氧气，由于电解质是氢氧化钾，所以电极反应式为负极：2H2-4e- +4OH- =4H2O、正极O2+4e- +2H2O=4OH-。
（9分）废物回收利用可实现资源再生，并减少污染。如废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末，废旧玻璃也可回收再生。
（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是 （填字母）。
（2）用H2O2和H2SO4（ag）的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：
Cu(s)+2H+(aq) ====Cu2+(aq)+H2(g) ΔH＝＋64.39kJ·mol－1
2H2O2(l) ====2H2O (l)+O2(g) ΔH＝－196.46kJ·mol－1
H2(g)+ 1/2 O2(g) ="===" H2O (l) ΔH＝－285.84kJ·mol－1
在 H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O (l)的热化学方程式为
。
（3）氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。已知25 ℃时：
①HF(aq)＋OH－(aq)===F－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－67.7 kJ·mol－1
②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
则表示氢氟酸电离的热化学方程式为：
可见氢氟酸的电离是 的（填吸热或放热）。
正确答案
（1）BD (2分)
（2）Cu(s)+H2O2 (l)+2H＋(aq)=Cu2＋(aq)+2H2O(l) △H="-319.68" kJ·mol－1（3分）
（3）HF(aq) === H＋(aq)+ F－(aq) △H="-10.4" kJ·mol－1 （3分） 放热（1分）
（1）露天焚烧和直接填埋都会造成环境的污染，所以选项BD不正确，答案选BD。
（2）根据盖斯定律可知，①＋②÷2＋③即得到Cu(s)+H2O2 (l)+2H＋(aq)=Cu2＋(aq)+2H2O(l)，所以该反应的反应热是64.39kJ/mol－196.46kJ/mol÷2－285.84kJ/mol＝－319.68kJ/mol。
（3）根据盖斯定律可知，①－②即得到HF(aq) === H＋(aq)+ F－(aq) ，所以△H=－67.7 kJ/mol＋57.3 kJ·mol＝－10.4 kJ/mol，所以是放热反应。
（5分）煤炭可以转化为清洁能源和化工原料。
（1）用煤可以制得水煤气。工业上可用煤和水通过水煤气法制氢气，已知下列热化学方程式：
C（s）＋
2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g）
试求水煤气法制氢气的反应的反应热
C（s）＋H2O（g）=CO（g）＋H2（g）
（2）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示：则此反应为 （填“吸热”或“放热”）反应，反应的热化学方程式为 。
正确答案
（共5分） （1）＋131.3（2分） （2）放热；
CO（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋H2（g） △H＝－41 kJ／mol（2分，写高温条件不扣分）
（1）考查盖斯定律的应用。根据已知反应可知，①－②÷2即得到C（s）＋H2O（g）=CO（g）＋H2（g），所以反应热是－110.5 kJ／mol＋483.6 kJ／mo÷2＝＋131.3 kJ／mol。
（2）根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以是放热反应，放出的热量41 kJ，所以方程式为 CO（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋H2（g） △H＝－41 kJ／mol。
（6分）拆开1mol H—H键，1mol N—H键，1mol N三N键分别需要吸收的能量为436kJ ,391kJ，946kJ：则理论上，每生成1mol NH3， 热量（填：吸收或放出） kJ；事实上，反应的热量总小于理论值，为什么？
正确答案
放出（2分），46.2（2分）；该反应是可逆反应，充分反应的最终结果是达到最大限度（既化学平衡状态），因此放出的热量总是小于理论计算值。（2分）
考查反应热的计算、化学反应能量变化的原因以及可逆反应的特点。在化学反应中断键是吸热的，形成化学键是放热的，如果断键吸收的能量高于形成化学键所放出的能量，则就是吸热反应，反之是放热反应。根据键能可知断键吸收的能量是436kJ×3＋946 kJ＝2254 kJ，形成化学键放出的能量是2×3×391 kJ＝2346 kJ，所以是放热反应，即每生成2mol氨气放热是2346 kJ－2254 kJ＝92 kJ，因此每生成1mol NH3放出46.kJ热量。因为氨气的合成是可逆反应，3魔力氢气和1mol氮气不可能生成2mol氨气，所以反应的热量总小于理论值。
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