第04讲 第一章《化学反应的热效应》单元测试（培优提升）（人教2019选择性必修1）（教师版）

《化学反应的热效应》单元测试（培优提升）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题(共51分)1．(本题3分)下列过程中，将电能转化为化学能的是A．风力发电机B．天然气烧水C．硅太阳能电池D．电解熔融氯化钠【答案】D【详解】A．风力发电机，将风能转化为电能，A不符合题意；B．天然气烧水，通过天然气的燃烧，将化学能转化为热能，B不符合题意；C．硅太阳能电池，是将太阳能(光能)转化为电能，C不符合题意；D．电解熔融氯化钠获得钠和氯气，是将电能转化为化学能，D符合题意；故选D。2．(本题3分)下列反应既是氧化还原反应，符合如图所示能量变化的是A．与HCl的反应 B．灼热的炭与反应C．铝片与稀反应 D．甲烷在中的燃烧反应【答案】B【详解】图中所示，，该反应为吸热反应；A．与HCl的反应，不是氧化还原反应，A错误；B．灼热的炭与反应，为吸热反应，并且属于氧化还原反应，B正确；C．铝片与稀反应，为放热反应，C错误；D．甲烷在中的燃烧反应，为放热反应，D错误；答案选B。3．(本题3分)单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化，如图所示，下列说法不正确的是A．单斜硫和正交硫互为同素异形体B．单斜硫比正交硫稳定C．1molSO2(g)分解成1molS(s，单斜)和1molO2时会吸收热量D．S(s，单斜)=S(s，正交)△H=-0.33kJ/mol【答案】B【详解】A．单斜硫和正交硫都是由硫元素构成的单质，互为同素异形体，故A正确；B．根据图示，利用盖斯定律得：S(s，单斜)=S(s，正交)；△H=-0.33kJ·mol-1，可知单斜硫转化为正交硫时要放出热量，正交硫的能量要低，较稳定，故B错误；C．根据图示可知，两种硫的燃烧反应均为放热反应，1molSO2(g)分解成1molS(s，单斜)和1molO2时会吸收热量，故C正确；D．根据B项分析可知，S(s，单斜)=S(s，正交)△H=-0.33kJ/mol，故D正确；答案选B。4．(本题3分)工业上，合成氨反应，在催化剂表面的微观历程及能量变化如图所示，下列说法错误的是A．①→②可表示、化学键的断裂，该过程吸收能量B．①→②→③的过程中有非极性键的断裂和形成C．合成氨反应属于氮的固定，是放热反应D．合成氨过程中催化剂参与了反应【答案】B【详解】A．由图可得①→②表示、化学键的断裂，②的能量更高，该过程吸收能量，选项A正确；B。①→②→③的过程中有、非极性键的断裂，极性键的形成，没有非极性键的形成，选项B错误；C．合成氨反应，将游离态的氮转化为氮的化合物，属于氮的固定，且图示、反应物的总能量高，生成物的能量低，是放热反应，选项C正确；D．催化剂参与了化学反应但反应前后化学性质和质量不变，故合成氨过程中催化剂参与了反应，选项D正确。答案选B。5．(本题3分)以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。下列说法正确的是A．该反应①中钛氧键断裂会释放能量B．该反应中，光能和热能转化为化学能C．使用作催化剂可降低反应热，从而提高化学反应速率D．分解反应的热化学方程式为【答案】B【详解】A．断键化学键需要吸收能量，则过程①中钛氧键断裂会吸收能量，故A错误；B．该图中以TiO2为催化剂、光和热条件下分解CO2反应生成CO和氧气，根据能量守恒定律知，该反应中，光能和热能转化为化学能，故B正确；C．催化剂降低反应所需活化能，不影响反应热，反应热与反应物和生成物总能量的差有关，故C错误；D．二氧化碳分解生成CO和氧气，且该反应焓变=反应物总能量-生成物总能量，焓变与其方程式计量数成正比，则热化学方程式为2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)△H=(1598×2-1072×2-496)kJ/mol=+556

kJ/mol，故D错误；故选B。6．(本题3分)灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体，基于以上信息判断，说法正确的是①Sn(s，白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g)△H1②Sn(s，灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g)△H2③Sn(s，灰)Sn(s，白)△H3=+2.1kJ/molA．△H1＞△H2B．锡在常温下以灰锡状态存在C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应D．锡制容器长期处于低于13.2℃的环境中，会自行毁灭【答案】D【详解】A．由③Sn(s，灰)Sn(s，白)△H3=+2.1kJ/mol知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，根据①、②产物相同，则Sn(白)释放的热量多，则ΔH1＜ΔH2，故A错误；B．根据③Sn(s，灰)Sn(s，白)△H3=+2.1kJ/mol，锡在常温下以白锡状态存在，故B错误；C．由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，根据①、②，其产物相同，则Sn(白)释放的热量多，灰锡转化为白锡的反应是吸热反应，故C错误；D．根据③当温度低于13.2℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰)，锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中，会自行毁坏，变成粉末状，故D正确；故答案：D。7．(本题3分)工业上可采用CH3OHCO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国科研人员通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面甲醇制氢的反应历程如图所示，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是已知：甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程，有两种可能的方式：方式I：CH3OH*→CH3O*+H*Ea=+103.1kJ·mol-1方式II：CH3OH*→CH*+OHEb=+249.3kJ·mol-1A．CH3OH*→CO*+2H2(g)的ΔH<0B．①②都为O—H键的断裂过程C．由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为IID．放热最多阶段的化学方程式为CHO*+3H*→CO*+4H*【答案】D【详解】A.△H=生成物相对能量-反应物相对能量，根据图示可知生成物的能量比反应物的能量高，因此该反应为吸热反应，ΔH>0，A错误；B.根据图示可知过程①是断裂H-O键，过程②断裂的是C-H键，B错误；C.催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，方式I的活化能低，说明甲醇裂解过程主要经历方式为I，C错误；D.由图可知CHO*和3H*转化为CO*和4H*这一步放出热量最多，反应方程式为：CHO*+3H*→CO*+4H*，D正确；故选D。8．(本题3分)已知：①CH3OH的燃烧热为；②中和热为；③下列热化学方程式书写正确的是A．B．C．D．【答案】C【详解】A．CH3OH燃烧热是1mol甲醇完全燃烧产生CO2、液态H2O放出的热量，物质燃烧放出的热量与反应的物质多少呈正比，则，A错误；B．NH3·H2O是弱电解质，电离吸热，则其与酸反应放出热量小于57.3kJ，放出的热量越少，反应热就越大，故，B错误；C．H2O的稳定状态是液态，由于1mol气态水转化为液态水放出44.0kJ的热量，因此若CH3OH燃烧反应产生的气态水，则其反应放出热量Q=725.76kJ-2×44.0kJ=637.76kJ，故，C正确；D．强酸、强碱发生中和反应产生1mol液态H2O放出热量57.3kJ，则1mol液态H2O电离产生H+、OH-会吸热57.3kJ，所以可得，D错误；故合理选项是C。9．(本题3分)下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是A．CO(g)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1D．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1【答案】A【详解】A．符合燃烧热的概念，A正确；

B．生成物中的水是气体，属于不稳定氧化物，B错误；

C．热化学方程式中是2mol可燃物氢气燃烧放热，不符合燃烧热的概念，C错误；

D．HCl不是氧化物，不符合燃烧热的概念要求，D错误；

故选A。10．(本题3分)科研人员利用Cu/ZnO作催化剂，在光照条件下实现了和合成，该反应历程示意图如下下列说法错误的是A．过程Ⅰ中在Cu表面断裂成H原子，在ZnO表面上形成了B．过程Ⅱ中存在极性键的断裂与形成，且有生成C．过程Ⅳ中有C—H键形成，会吸收能量D．总反应的化学方程式是【答案】C【详解】A．过程Ⅰ中在ZnO表面吸附，且和—OH转化为，故A正确；B．过程Ⅱ中涉及C—O键的断裂与C—H键和H—O键的形成，且C—O、C—H、H—O均为极性键，故B正确；C．过程Ⅴ中生成时，是与—H形成，存在H—O键形成的过程，则该过程放出能量，故C错误；D．该过程总反应是和在Cu/ZnO催化剂作用下，合成，总反应方程式为，故D正确；故答案为C。11．(本题3分)在进行中和热的测定中，下列操作或说法错误的是A．不可将温度计当搅拌棒使用，也不可靠在容器内壁上B．搅拌时，环形玻璃搅拌棒应上下移动C．测量反应混合液的温度时要随时读取温度，记录下最高温度D．为了使反应完全，必须保证酸和碱恰好完全反应【答案】D【详解】A．不可将温度计当搅拌棒使用，测量时应将温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁，以免受环境温度影响，故A正确；B．环形玻璃搅拌棒不能碰到温度计，所以应上下移动，故B正确；C．中和热测定温度为恰好中和时的温度，即最高温度，故C正确；D．为了使反应进行更完全，可以使酸或碱适当过量，故D错误；选D。12．(本题3分)将V1mL1.0mol•L-1NaOH溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。下列叙述正确的是A．做该实验时环境温度为22℃B．该实验表明热能可以转化为化学能C．HCl溶液的浓度约是1.5mol•L-1D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应【答案】C【详解】A．由图可知，温度为22℃时，已经加入了5mLNaOH溶液，而中和反应为放热反应，则该实验开始温度低于22℃，故A错误；B．由图可知该反应是一个放热反应，表明化学能可以转化为热能，故B错误；C．由图可知，NaOH溶液体积为30mL时，溶液温度最高，说明NaOH溶液和HCl溶液恰好完全反应，由V1+V2=50mL可知HCl溶液的体积为20mL，由反应方程式可知V1c(NaOH)=V2c(HCl)，解得c(HCl)为1.5mol•L-1，故C正确；D．八水合氢氧化钡与氯化铵反应有水生成，该反应是吸热反应，故D错误；故选C。13．(本题3分)以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如下：相关反应的热化学方程式为：反应I：反应II：反应III：下列说法不正确的是A．该过程实现了太阳能到化学能的转化B．和对总反应起到了催化剂的作用C．总反应的热化学方程式为：D．该过程使水分解制氢反应更加容易发生，但总反应的不变【答案】C【详解】A．通过流程图，反应II和III，实现了太阳能到化学能的转化，故A正确；B．根据流程总反应为H2O=H2↑＋O2↑，SO2和I2起到催化剂的作用，故B正确；C．反应I+反应II+反应III，得到H2O(l)=H2(g)＋O2(g)，根据盖斯定律，△H=△H1+△H2+△H3=(－213＋327＋172)kJmol－1=＋286kJmol－1，或者2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)△H=＋572kJmol－1，故C错误；D．△H只与始态和终态有关，该过程降低了水分解制氢的活化能，△H不变，故D正确；答案选C。14．(本题3分)合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。部分1mol物质完全燃烧生成常温下稳定氧化物的ΔH数据如下表：物质ΔH/(kJ·mol－1)H2(g)－285.8CO(g)－283.0CH4(g)－890.3已知1molH2O(g)转化生成1molH2O(l)时放出热量44.0kJ。下列CH4和水蒸气在高温下反应得到H2和CO的热化学方程式正确的是A．CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋206.1kJ·mol－1B．CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH2＝－206.1kJ·mol－1C．CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝＋365.5kJ·mol－1D．CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH4＝－365.5kJ·mol－1【答案】A【详解】根据已知信息可以写出下列热化学方程式：①H2(g)＋O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－285.8kJ·mol－1②CO(g)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－890.3kJ·mol－1④H2O(g)=H2O(l)ΔH4＝－44.0kJ·mol－1根据盖斯定律，由③＋④－②－①×3可得CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH＝ΔH3＋ΔH4－ΔH2－ΔH1×3＝－890.3kJ·mol－1－44.0kJ·mol－1＋283.0kJ·mol－1＋285.8kJ·mol－1×3＝＋206.1kJ·mol－1。综上所述故选A。15．(本题3分)通过以下反应可获得新型能源二甲醚()。下列说法不正确的是①②③④A．反应①②为反应③提供原料气B．反应③也是资源化利用的方法之一C．反应的D．反应的【答案】C【详解】A．反应①的产物为CO和，反应②的产物为和，反应③的原料为和，A项正确；B．反应③将温室气体转化为燃料，B项正确；C．反应④生成物中为气态，C项生成物中为液态，故C项中反应的焓变不为，C项错误；D．依据盖斯定律可知，由可得所求反应及其焓变，D项正确。故选C。16．(本题3分)肼()是一种高能燃料，在空气中燃烧的化学方程式为，已知：下列说法不正确的是A．反应中反应物总能量比生成物总能量低B．肼()的电子式为C．H-O键的键能比N-H键的键能大D．断裂1molN-N键需要吸收154kJ能量【答案】A【详解】A．反应中断裂化学键吸收的能量=154kJ/mol+391k/mol×4+500kJ/mol=2218kJ/mol，形成化学键放出的能量=946J/mol+464kJ/mol×4=2802kJ/mol，放出的能量>吸收的能量，反应放热，因此反应物总能量比生成物总能量高，A错误；B．肼的电子式为，故B正确；C．根据图示数据，H-O键的键能为464kJ/mol，N-H键的键能为391kl/mol，H-O键的键能比N-H键的键能大，故C正确；D．根据图示数据，N-N键的键能为154kJ/mol，则断裂1molN-N键需要吸收154kJ能量，故D正确；故选A。17．(本题3分)下列示意图表示正确的是A．甲图表示Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=+26.7kJ·mol-1反应的能量变化B．乙图表示碳的燃烧热C．丙图表示实验的环境温度为20℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，混合液的最高温度随V(NaOH)的变化(已知V1+V2=60mL)D．已知稳定性顺序：B＜A＜C，某反应由两步反应A→B→C构成，反应过程中的能量变化曲线如丁图【答案】D【详解】A．图象表示的物质能量变化为反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，反应Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=+26.7kJ·mol-1为吸热反应，A项错误；B．C的燃烧热是指1molC完全燃烧生成CO2(g)时的焓变，且反应物的总能量高于生成物的总能量，B项错误；C．H2SO4、NaOH溶液的物质的量浓度相等，当二者体积比为1∶2时，二者恰好完全反应，放出的热量最多，混合液温度最高，此时H2SO4溶液为20mL，NaOH溶液为40mL，C项错误；D．稳定性B＜A＜C，根据物质的能量越低越稳定可知，物质的能量：B＞A＞C，故A→B为吸热反应，B→C为放热反应，A→C为放热反应，D项正确；答案为D。二、填空题(共37分)18．(本题8分)解答下列问题(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na—Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂，成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。已知：H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH1=-akJ·mol-1C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH2=-bkJ·mol-1试写出25℃、101kPa条件下，CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式：_______。(2)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。工业上常用催化还原法和碱吸收法处理SO2气体。1molCH4完全燃烧生成气态水和1molS(g)燃烧的能量变化如下图所示：在催化剂作用下，CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2，写出该反应的热化学方程式：_______。(3)合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中I2O5常用于定量测定CO的含量。已知2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s)ΔH=-76kJ·mol-1；2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ·mol-1。则该测定反应的热化学方程式为_______。(4)化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1CO2(g)=C(s)+O2(g)ΔH=+393.5kJ·mol-1则反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH=_______kJ·mol-1。(5)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0)2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-bkJ·mol-1(b>0)若用CO还原NO2至N2，当消耗标准状况下3.36LCO时，放出的热量为_______kJ(用含有a和b的代数式表示)。【答案】8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H2O(l)ΔH=-(25a-b)kJ·mol-1CH4(g)+2SO2(g)=2S(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=+352kJ·mol-15CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s)ΔH=-1377kJ·mol-1-746.5或【详解】(1)已知：①H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH1=-akJ·mol-1，②C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH2=-bkJ·mol-1；根据盖斯定律，由①×25-②得8CO2(g)+25H2(g)=C8H18(l)+16H2O(l)ΔH=25ΔH1-ΔH2=-(25a-b)kJ·mol-1；(2)根据图像可知：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=Ea1-Ea2=126kJ·mol-1-928kJ·mol-1=-802kJ·mol-1；②S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-577kJ·mol-1；根据盖斯定律可知①-②×2即得到CH4(g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(g)+2H2O(g)ΔH=+352kJ·mol-1。(3)依次设反应为①、②，根据盖斯定律，反应①×()+②×得到5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s)ΔH=-1377kJ·mol-1；(4)将反应编号，N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-1①2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1②CO2(g)=C(s)+O2(g)ΔH=+393.5kJ·mol-1③应用盖斯定律，由-(①+②+③×2)得反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH=-746.5kJ·mol-1；(5)依次设反应为①、②，根据盖斯定律①×2+②得4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)ΔH=-(2a+b)kJ·mol-1，标准状况下3.36LCO的物质的量是0.15mol，放出的热量为kJ。19．(本题6分)化学反应中的能量变化，是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同所致。（1）键能也可以用于估算化学反应的反应热(ΔH)，下表是部分化学键的键能数据：化学键P－PP－OO=OP=O键能/(kJ·mol-1)172335498X已知白磷的燃烧热为2378.0kJ/mol，白磷完全燃烧的产物结构如图所示，则上表中X=___________。（2）1840年，俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应热效应的基础上，总结出一条规律：“一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。”这个规律被称为盖斯定律。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以利用盖斯定律间接计算求得。①已知：I．C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5kJ/molII．2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH2=-571.6kJ/molⅢ．2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(1)ΔH3=-2599.2kJ/mol则由C(石墨，s)和H2(g)反应生成1molC2H2(g)的热化学方程式为___________。②已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，放出xkJ热量。已知单质碳的燃烧热为ykJ/mol，则1molC与O2反应生成CO的反应热△H为___________。【答案】（1）470（2）2C(石墨，s)+H2(g)=C2H2(g)ΔH=+226.8kJ/mol-(5x-0.5y)kJ/mol【分析】（1）白磷燃烧的方程式为P4+5O2＝P4O10，1mol白磷完全燃烧需拆开6molP-P、5molO=O，形成12molP-O、4molP=O，所以12mol×335kJ/mol+4mol×xkJ/mol-(6mol×172kJ/mol+5mol×498kJ/mol)=2378.0kJ，解得x=470。（2）①已知：①C(s，石墨)+O2(g)＝CO2(g)△H1=-393.5kJ•mol-1；②2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)△H2=-571.6kJ•mol-1；③2C2H2(g)+5O2(g)＝4CO2(g)+2H2O(l)△H2=-2599kJ•mol-1；2C(s，石墨)+H2(g)=C2H2(g)的反应可以根据①×2+②×-③×得到，所以反应焓变△H=2×(-393.5kJ•mol-1)+(-571.6kJ•mol-1)×-(-2599kJ•mol-1)×=+226.7kJ•mol-1；则由C(石墨，s)和H2(g)反应生成1molC2H2(g)的热化学方程式为：2C(石墨，s)+H2(g)=C2H2(g)ΔH=+226.8kJ/mol。②碳在氧气中燃烧，氧气不足发生反应2C+O22CO，氧气足量发生反应C+O2CO2；3.6g碳的物质的量为=0.3mol，6.4g的氧气的物质的量为=0.2mol，n(C):n(O2)=3:2；介于2:1与1:1之间，所以上述反应都发生。令生成的CO为amol，CO2为bmol；根据碳元素守恒有a+b=0.3，根据氧元素守恒有a+2b=0.2×2，联立方程，解得a=0.2，b=0.1；单质碳的燃烧热为ykJ/mol，所以生成0.1mol二氧化碳放出的热量为0.1mol×ykJ/mol=0.1ykJ，因此生成0.2molCO放出的热量为xkJ-0.1ykJ。由于碳燃烧为放热反应，所以反应热△H的符号为“-”，故1molC与O2反应生成CO的反应热△H=-=-(5x-0.5y)kJ/mol。20．(本题8分)回答下列问题（1）水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用﹡标注。可知水煤气变换的ΔH___________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正=___________eV。（2）已知：P(s，白磷)=P(s，黑磷)ΔH=-39.3kJ·mol-1；P(s，白磷)=P(s，红磷)ΔH=-17.6kJ·mol-1；由此推知，其中最稳定的磷单质是___________。（3）已知反应器中还存在如下反应：ⅰ．CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH1ⅱ．CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2ⅲ．CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH3……ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用___________反应的ΔH。【答案】（1）小于2.02（2）黑磷（3）C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)=2CO(g)【分析】（1）根据图像，初始时反应物的总能量为0，反应后生成物的总能量为-0.72eV，则ΔH=-0.72eV，即ΔH小于0；由图像可看出，反应的最大能垒在过渡态2，此能垒E正=1.86eV-(-0.16eV)=2.02eV；（2）由盖斯定律得P(s，黑磷)=P(s，红磷)ΔH=＋21.7kJ·mol-1，能量越低越稳定，P的三种同素异形体的稳定性顺序为P(s，黑磷)>P(s，红磷)>P(s，白磷)，因此黑磷最稳定；（3）根据盖斯定律，ⅰ式＋ⅱ式可得：CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)ΔH1＋ΔH2，则(ⅰ式＋ⅱ式)-ⅲ式可得：C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH；ⅰ式-ⅱ式可得：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH1-ΔH2，则(ⅰ式-ⅱ式)-ⅲ式可得：C(s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH，因此，要求反应ⅲ式的ΔH3，还必须利用反应C(s)＋2H2O(g)=CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)=2CO(g)的ΔH。21．(本题15分)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2)，当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量。(1)写出该反应的热化学方程式______。(2)已知H2O(l)=H2O(g)；△H=+44kJ·mol﹣1，则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是______kJ。(3)上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是______。(4)已知N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)；△H=+67.7kJ·mol﹣1，N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)；△H=﹣534kJ·mol﹣1，根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式______。(5)已知：N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/molN2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=﹣543kJ/molH2(g)+F2(g)═HF(g)△H=﹣269kJ/molH2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=﹣242kJ/mol有人认为若用氟代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放能量更大，肼和氟反应的热化学方程式：______。(6)丙烷燃烧可以通过以下两种途径：途径I：C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H=﹣akJ·mol﹣1途径II：C3H8(g)═C3H6(g)+H2(g)△H=+bkJ·mol﹣12C3H6(g)+9O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H=﹣ckJ·mol﹣12H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣dkJ·mol﹣1(abcd均为正值)请回答下列问题：判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径I放出的热量______(填“大于”、“等于”或“小于”)途径II放出的热量。C3H8(g)═C3H6(g)+H2(g)的反应中，反应物具有的总能量______(填“大于”、“等于”或“小于”)生成物具有的总能量。b与a、c、d的数学关系式是______。【答案】N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.625kJ/mol408.8产物为氮气和水，无污染2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=﹣1135.7kJ·mol﹣1N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)△H=﹣1135kJ·mol﹣1等于小于b=+﹣a【详解】由0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量，可以计算出1mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出641.625kJ的热量。(1)该反应的热化学方程式N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣641.625kJ/mol。(2)已知H2O(l)═H2O(g)；△H=+44kJ·mol﹣1，则H2O(g)═H2O(l)；△H=﹣44kJ·mol﹣1，所以N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(l)△H=﹣817.625kJ/mol则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是817.625kJ/mol=408.8kJ。(3)上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是产物为氮气和水，无污染。(4)①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)；△H=+67.7kJ·mol﹣1，②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)；△H=﹣534kJ·mol﹣1.由②-①得：2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=(﹣534kJ·mol﹣1)-67.7kJ·mol﹣1=﹣1135.7kJ·mol﹣1，所以肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式为2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=﹣1135.7kJ·mol﹣1。(5)①N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol，②N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=﹣543kJ/mol，③H2(g)+F2(g)═HF(g)△H=﹣269kJ/mol，④H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=﹣242kJ/mol。经分析，由②+③-④可得：N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)△H=﹣543kJ/mol+(﹣269kJ/mol)-(﹣242kJ/mol)=﹣1135kJ·mol﹣1，所以肼和氟反应的热化学方程式为N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)△H=﹣1135kJ·mol﹣1。(6)化学反应的焓变与反应途径无关，只与反应的初始状态和终了状态有关，所以等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径I放出的热量等于途径II放出的热量。由于C3H8(g)═C3H6(g)+H2(g)是吸热反应，所以反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量。根据途径I：C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H=﹣akJ·mol﹣1，途径II：①C3H8(g)═C3H6(g)+H2(g)△H=+bkJ·mol﹣1，②2C3H6(g)+9O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H=﹣ckJ·mol﹣1，③2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣dkJ·mol﹣1(abcd均为正值)，①-②-③可得：C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H=kJ·mol﹣1=﹣akJ·mol﹣1，所以b与a、c、d的数学关系式是b=+﹣a。三、实验题(共12分)22．(本题12分)某实验小组用0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。Ⅰ．配制0.50mol/LNaOH溶液(1)若实验中大约要使用245mLNaOH溶液，至少需要称量NaOH固体___________g。(2)从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母)