2020届高考化学二轮复习化学能与热能课件（101张） 101页

第 7 讲　 化学能与热能 　 【 串真知体系建构 】 【 研核心思维激活 】 【 研习任务 1】 在化学反应中 , 只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞才可能发生化学反应 , 这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能 , 其单位通常用 kJ·mol -1 表示。请认真观察图 , 然后回答问题。 (1) 图中所示的反应是 ________( 填“吸热”或“放 热” ) 反应 , 该反应 ________( 填“需要”或“不需要” ) 加热 , 该反应的 ΔH=________( 用含 E 1 、 E 2 的代数式表 示 ) 。  (2) 对于同一反应 , 图中虚线 (Ⅱ) 与实线 (Ⅰ) 相比 , 活化能大大降低 , 活化分子百分数增多 , 反应速率加快 , 你认为最可能的原因是 ________ 。    (3) 通常把拆开 1 mol 化学键所吸收的热量看成该化学 键的键能。已知部分化学键的键能如下 : 化学键 N-H N-N O O N≡N O-H 键能 (kJ·mol -1 ) 386 167 498 946 460 发射神舟飞船的长征火箭用了肼 (N 2 H 4 , 气态 ) 为燃料 , 试写出它在氧气中燃烧生成 N 2 和气态水的热化学方程 式 __________________________________________ 。 答案 : (1) 放热　需要　 (E 2 -E 1 )kJ·mol -1 　 (2) 使用了 催化剂 　 (3)N 2 H 4 (g)+O 2 (g)====N 2 (g)+2H 2 O(g) ΔH=-577 kJ·mol -1 【 研习任务 2】 已知 : 一定温度下 2SO 2 (g)+O 2 (g) 2SO 3 (g) 　 Δ H 1 =-196.6 kJ·mol -1 2NO(g)+O 2 (g) 2NO 2 (g) 　 Δ H 2 =-113.8 kJ·mol -1 写出 NO 2 (g) 和 SO 2 (g) 反应生成 SO 3 (g) 和 NO(g) 的热化学 方程式。 提示 : ①2SO 2 (g)+O 2 (g) 2SO 3 (g) Δ H 1 =-196.6 kJ·mol -1 ②2NO(g)+O 2 (g) 2NO 2 (g) 　 Δ H 2 =-113.8 kJ·mol -1 根据盖斯定律① -② 得 :NO 2 (g)+SO 2 (g) ==== SO 3 (g)+NO(g) Δ H=-41.4 kJ·mol -1 。 热点一　焓变　热化学方程式 【 研典例探究升华 】 角度一 : 化学反应中的能量转化 【 典例 1】 (2019· 全国卷 Ⅰ 节选 ) 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, 写出该步骤的化学方程式 ______________________ 。 【 解析 】 根据水煤气变换 [CO(g)+H 2 O(g)====CO 2 (g)+ H 2 (g)] 并结合水煤气变换的反应历程相对能量可知 , CO(g)+H 2 O(g) 的能量 (-0.32 eV) 高于 CO 2 (g)+H 2 (g) 的 能量 (-0.83 eV), 故水煤气变换的 ΔH 小于 0; 活化能即 反应物状态达到活化状态所需能量 , 根据变换历程的相 对能量可知 , 最大差值为 : 其最大能垒 ( 活化能 )E 正 =1.86 eV-(-0.16) eV= 2.02 eV; 该步骤的反应物 COOH · +H · +H 2 O · ==== COOH · +2H · +OH · ; 因反应前后 COOH · 和 1 个 H · 未发 生改变 , 也可以表述成 H 2 O · ====H · +OH · ; 答案 : 小于　 2.02 COOH·+H·+H 2 O· ==== COOH·+2H·+OH·( 或 H 2 O· ==== H·+OH·) 【 规律方法 】 解答能量变化图象题的“ 4 关键” (1) 反应热不能取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小 , 即部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小不能决定反应是吸热还是放热。 (2) 注意活化能在图示 ( 如图 ) 中的意义。 从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能 , 即 E 1 ; 从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能 , 即 E 2 。 (3) 催化剂只能影响正、逆反应的活化能 , 而不影响反应的 ΔH 。 (4) 设计反应热的有关计算时 , 要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。 角度二 : 根据键能确定焓变 【 典例 2】 (2019· 太原模拟 ) 常温下 ,1 mol 化学键分解 成气态原子所需要的能量用 E 表示。结合表中信息判断 下列说法不正确的是 ( 　　 ) 共价键 H-H F-F H-F H-Cl H-I E(kJ·mol -1 ) 436 157 568 432 298 A.432 kJ·mol -1 >E(H-Br)>298 kJ·mol -1 B. 表中最稳定的共价键是 H-F 键 C.H 2 (g) 2H(g) ΔH=+436kJ·mol -1 D.H 2 (g)+F 2 (g)====2HF(g) 　 ΔH=-25 kJ·mol -1 【 解析 】 选 D 。观察表中数据知 , 氟、氯、碘的氢化物 键能逐渐减小 , 故 432 kJ·mol -1 >E(H-Br)> 298 kJ·mol -1 ,A 项正确 ; 表中 H-F 共价键的键能最大 , 即 H-F 共价键最稳定 ,B 项正确 ; H 2 (g) 2H(g), 共价 键断裂要吸收能量 , 即 H 2 (g) 2H(g) 　 ΔH= +436 kJ·mol -1 ,C 项正确 ; 反应 H 2 (g)+F 2 (g)====2HF(g) 的反应热 ΔH=436+157-2×568= -543(kJ·mol -1 ) ,D 项不正确。 【 延伸探究 】 已知 :2HI(g) H 2 (g)+I 2 (g) 　 ΔH=+14.9 kJ·mol -1 。 (1) 结合题给数据计算 I-I 键的键能 E(I-I ) 答案 : 反应 2HI(g) H 2 (g)+I 2 (g) 　 ΔH=+14.9kJ·mol -1 的焓变计算式为 2×298-[436+ E(I-I )]=+14.9(kJ·mol -1 ), 据此可求得 E(I-I ) 为 145.1 kJ·mol -1 。 (2) 比较 2 mol HI(g) 的总能量与 1 mol H 2 (g) 和 1 mol I 2 (g) 能量之和的相对大小 ? 答案 : 该反应为吸热反应 , 反应物总能量小于生成物总能量 , 故前者小于后者。 角度三 : 热化学方程式书写 【 典例 3】 依据事实 , 写出下列反应的热化学方程式。 (1) 适量的 N 2 和 O 2 完全反应 , 每生成 23 g NO 2 吸收 16.95 kJ 热量。 N 2 与 O 2 反应的热化学方程式为 ___________________________________________ 。  (2)SiH 4 是一种无色气体 , 遇到空气能发生爆炸性自燃 , 生成 SiO 2 和液态 H 2 O 。已知室温下 2 g SiH 4 自燃放出热 量 89.2 kJ 。 SiH 4 自燃的热化学方程式为 __________________________________________ 。  (3) 已知拆开 1 mol H-H 键、 1 mol N-H 键、 1 mol N≡N 键分别需要的能量是 436 kJ 、 391 kJ 、 946 kJ, 则 N 2 与 H 2 反应生成 NH 3 的热化学方程式为 _________________ _____________________________________________ 。 (4) 在 25 ℃ 、 101 kPa 下 , 一定质量的无水乙醇完全燃 烧时放出热量 Q kJ, 其燃烧生成的 CO 2 用过量饱和石灰 水吸收可得 100 g CaCO 3 沉淀 , 则乙醇燃烧的热化学方 程式为 ________________________________________ 。 (5)(2017· 天津高考 )0.1 mol Cl 2 与焦炭、 TiO 2 完全 反应 , 生成一种还原性气体和一种易水解成 TiO 2 ·xH 2 O 的液态化合物 , 放热 4.28 kJ, 该反应的热化学方程式为 _____________________________________________ 。 【 解析 】 (1)23 g NO 2 的物质的量为 0.5 mol, 则生成 2 mol NO 2 吸收的热量为 67.8 kJ 。吸热反应 ΔH 为正 值 , 故反应的热化学方程式为 N 2 (g)+2O 2 (g)====2NO 2 (g) 　 ΔH=67.8 kJ·mol -1 。 (2)2 g SiH 4 自燃放出热量 89.2 kJ,1 mol SiH 4 自燃放 出热量 1 427.2 kJ, 故热化学方程式为 SiH 4 (g)+2O 2 (g) ====SiO 2 (s)+2H 2 O(l) 　 ΔH=-1 427.2 kJ · mol -1 。 (3)N 2 (g)+3H 2 (g)====2NH 3 (g) 　 ΔH=(946+436×3- 391×6) kJ · mol -1 =-92 kJ · mol -1 。 (4) 根据碳原子守恒有 :C 2 H 5 OH ～ 2CO 2 ～ 2CaCO 3 。生成 100 g CaCO 3 沉淀 , 则乙醇为 0.5 mol, 据此可写出反应的热化学方程式。 (5)0.1 mol Cl 2 与焦炭、 TiO 2 完全反应 , 生成一种还原 性气体和一种易水解成 TiO 2 · xH 2 O 的液态化合物 , 放热 4.28 kJ, 配平方程式 , 可知 2 mol Cl 2 反应放热 85.6 kJ · mol -1 , 由此可得该反应的热化学方程式为 2Cl 2 (g)+ TiO 2 (s)+2C(s)====TiCl 4 (l)+2CO(g) 　 ΔH=-85.6 kJ · mol -1 。 答案 : (1)N 2 (g)+2O 2 (g) ==== 2NO 2 (g) Δ H=67.8 kJ·mol -1 (2)SiH 4 (g)+2O 2 (g) ==== SiO 2 (s)+2H 2 O(l) 　 Δ H=-1 427.2 kJ·mol -1 (3)N 2 (g)+3H 2 (g) ==== 2NH 3 (g) 　 Δ H=-92 kJ·mol -1 (4)C 2 H 5 OH(l)+3O 2 (g) ==== 2CO 2 (g)+3H 2 O(l) 　 Δ H=-2Q kJ·mol -1 (5)2Cl 2 (g)+ TiO 2 (s)+2C(s) ==== TiCl 4 (l)+2CO(g) 　 Δ H=-85.6 kJ·mol -1 【 题型建模 】 热化学方程式的书写步骤 【 精整合技法指导 】 1. 三个角度理解产生化学反应热效应的原因 (1) 宏观角度 :ΔH= 生成物的总能量 - 反应物的总能量。 (2) 微观角度 :E 1 表示旧化学键断裂吸收的能量 ;E 2 表示新化学键形成放出的能量 ;ΔH=E 1 -E 2 。 (3) 活化能角度 :E 1 表示正反应的活化能 ;E 2 表示逆反应的活化能 :ΔH=E 1 -E 2 。 2. 有关反应热计算的五种方法 (1) 利用热化学方程式进行求解 先写出热化学方程式 , 再根据热化学方程式中物质与反应热之间的比例关系直接求算反应热。 (2) 依据燃烧热数据直接求算反应热 Q= 燃烧热 ×n( 可燃物的物质的量 ) (3) 根据反应物和生成物的总能量计算 ΔH=E( 生成物 )-E( 反应物 ) (4) 根据反应物和生成物的键能计算 ΔH= 反应物键能总和 - 生成物键能总和 (5) 根据盖斯定律计算 【 练真题巩固拓展 】 1. 反应 N 2 (g)+O 2 (g)====2NO(g) 的能量变化如图所示。 已知 : 断开 1 mol N 2 (g) 中化学键需吸收 946 kJ 能量 , 断 开 1 mol O 2 (g) 中化学键需吸收 498 kJ 能量。 下列说法正确的是 ( 　　 ) A.N 2 (g)+O 2 (g) ==== 2NO(g) 　 Δ H=-180 kJ·mol -1 B.NO(g) ==== N 2 (g)+ O 2 (g) 　 Δ H=+90 kJ·mol -1 C. 断开 1 mol NO(g) 中化学键需要吸收 632 kJ 能量 D. 形成 1 mol NO(g) 中化学键可释放 90 kJ 能量 【 解析 】 选 C 。 A 项该反应为吸热反应 ,N 2 (g)+O 2 (g) ====2NO(g) 　 ΔH=+180 kJ·mol -1 , 故 A 错误 ;B 项正反 应为吸热反应 , 逆反应则为放热反应 , 则 NO(g)==== N 2 (g)+ O 2 (g) 　 ΔH=-90 kJ·mol -1 , 故 B 错误 ;C 项 反应热等于反应物键能之和减去生成物的键能之和 , ΔH= [(946 kJ·mol -1 +498 kJ·mol -1 )-2×E(N-O)]= +180 kJ·mol -1 ,E(N-O)=632 kJ·mol -1 , 则断开 1 mol NO(g) 中化学键需要吸收 632 kJ 能量 , 故 C 正确 ;D 错误。 2.(2018· 天津高考 )CO 2 是一种廉价的碳资源 , 其综合 利用具有重要意义。回答下列问题 : CO 2 与 CH 4 经催化重整 , 制得合成气 :CH 4 (g)+ CO 2 (g) 2CO(g)+ 2H 2 (g) 已知上述反应中相关的化学键键能数据如下 : 催化剂 化学键 C—H C O H—H C O(CO) 键能 /kJ·mol -1 413 745 436 1075 则该反应的 ΔH=________ 。  【 解析 】 ① 根据 ΔH= 反应物键能总和 - 生成物键能总和 =(4×413+2×745-2×1075-2×436) kJ·mol -1 = +120 kJ·mol -1 。 答案 : +120 kJ·mol -1 【 加固训练 】 1. 某反应由两步反应 A→B→C 构成 , 它的反应能量曲线 如图 (E 1 、 E 2 、 E 3 、 E 4 表示活化能 ) 。下列有关叙述正确 的是 ( 　　 ) A. 两步反应均为吸热反应 B. 三种化合物中 C 最稳定 C. 加入催化剂会改变反应的焓变 D. 整个反应的 ΔH=E 1 -E 2 【 解析 】 选 B 。根据图示可知第一步反应的反应物的能 量比生成物的能量低 , 所以该步反应是吸热反应 ; 而第 二步反应中生成物的能量比反应物的能量低 , 该步反应 是放热反应 ,A 错误。根据图示可知三种化合物中 C 含有 的能量最低 , 故其最稳定 ,B 正确。加入催化剂会改变反 应的活化能 , 但是不能改变反应物、生成物的能量 , 所以不能改变反应的焓变 ,C 错误。整个反应的 ΔH=E 1 +E 3 -E 2 -E 4 ,D 错误。 2. 下列热化学方程式正确的是 ( 　　 ) 选项 已知条件 热化学方程式 A H 2 的燃烧热为 a kJ·mol -1 H 2 (g)+Cl 2 (g) ==== 2HCl(g) Δ H=-a kJ·mol -1 B 1 mol SO 2 与 0.5 mol O 2 完全反应后 , 放出热量 98.3 kJ 2SO 2 (g)+O 2 (g) 2SO 3 (g) 　 Δ H=-98.3 kJ·mol -1 选项 已知条件 热化学方程式 C H + (aq)+OH(aq) ==== H 2 O(l) 　 Δ H=-57.3 kJ·mol -1 H 2 SO 4 (aq)+Ba(OH) 2 (aq) ==== BaSO 4 (s)+2H 2 O(l) 　 Δ H=-114.6 kJ·mol -1 D 31 g 白磷比 31 g 红磷能量多 b kJ P 4 (s) ==== 4P(s) 　 Δ H=-4b kJ·mol -1 【 解析 】 选 D 。 A 、燃烧热是 1mol 可燃物完全燃烧生成 稳定氧化物放出的热量 , 符合已知条件的应是 H 2 和 O 2 反 应 , 选项 A 错误 ;B 、 ΔH 应为 -196.6 kJ · mol -1 , 即反应 为 2SO 2 (g)+O 2 (g) 2SO 3 (g) 　 ΔH=-196.6 kJ · mol -1 , 选项 B 错误 ;C 、由于生成 BaSO 4 沉淀 , 放出的热量大于 114.6 kJ, 选项 C 错误 ;D 、白磷转化为红磷放热 ,P 4 (s)====4P(s) 　 ΔH=-4 b kJ · mol -1 , 选项 D 正确。 3.(2019· 洛阳模拟 ) 研究表明 N 2 O 与 CO 在 Fe + 作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示 , 下列说法错误的是 ( 　　 ) A. 反应总过程 ΔH<0 B.Fe + 使反应的活化能减小 C.FeO + 也是该反应的催化剂 D.Fe + +N 2 O FeO + +N 2 、 FeO + +CO Fe + +CO 2 两步反应均为放热反应 【 解析 】 选 C 。反应总过程为 N 2 O+CO====N 2 +CO 2 , 根据图 示可知 , 反应物总能量高于生成物总能量 , 为放热反 应 ,ΔH<0, 选项 A 正确 ; 根据反应历程 ,Fe + 为催化剂 , 能 够降低反应的活化能 , 选项 B 正确 ;FeO + 为中间产物 , 而 不是催化剂 , 选项 C 错误 ; 根据图示 ,Fe + +N 2 O FeO + +N 2 、 FeO + +CO Fe + +CO 2 两反应中反应物总能量均高于生成 物总能量 , 均为放热反应 , 选项 D 正确。 4. 由化学能产生的能量是目前人类使用的主要能源。 请回答下列问题 : (1)N 2 和 O 2 在一定条件下反应生成 NO 2 的热化学方程式为 : N 2 (g)+O 2 (g)====NO 2 (g) ΔH=+34 kJ·mol -1 。该反 应为 ________( 填“放热”或“吸热” ) 反应。  (2) 化学反应中的能量变化源于化学反应中化学键变化 时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能 : 化学键 键能 ( kJ·mol -1 ) 化学键 键能 ( kJ·mol -1 ) N≡N 946 H—O 460 N-H 386 O O 498 H-H 437 ① 写出 N 2 和 H 2 反应合成氨的热化学方程式 ________ 。  ②已知 :1 mol H 2 O(g) 转化为 1 mol H 2 O(l) 时放出 44.0 kJ 的热量。计算 1 g H 2 完全燃烧时放出的热量 ____________________________________________ 。 H 2 O(g) 的稳定性 _____( 填“大于”或“于” )H 2 O(l) 。 【 解析 】 (1)ΔH=+34 kJ·mol -1 >0, 所以该反应是吸热 反应。 (2)① 根据反应热等于反应物的总键能 - 生成物的总键 能求算 ;N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g) ΔH=946 kJ·mol -1 +437 kJ·mol -1 ×3-386 kJ·mol -1 ×6=-59 kJ·mol -1 , 所以热化学方程式为 :N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g) 　 ΔH=-59 kJ·mol -1 。②由① 2H 2 (g)+O 2 (g)====2H 2 O(g) ΔH=(437×2+498-460×4)kJ·mol -1 =-468 kJ·mol -1 , ②H 2 O(g)====H 2 O(l) 　 ΔH=-44.0 kJ·mol -1 , 根据盖斯 定律 :①+②×2 可得 :2H 2 (g)+O 2 (g)====2H 2 O(l) 　 ΔH= -556 kJ·mol -1 ;1 g H 2 为 0.5 mol 完全燃烧时放出的热 量 0.5× =139(kJ); 根据 H 2 O(g)====H 2 O(l) 　 ΔH= -44.0 kJ · mol -1 可知 , 能量越高越不稳定 , 气态水稳定 性小于液态水稳定性。 答案 : (1) 吸热　 (2)①N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g) 　 ΔH=-59 kJ·mol -1 ②139 kJ 　小于 热点二　盖斯定律的应用 【 研典例探究升华 】 【 典例 4】 (1)(2019· 全国卷 Ⅱ· 节选 ) 已知 : (g)==== (g)+H 2 (g) 　 ΔH 1 =100.3 kJ·mol -1 　① H 2 (g)+I 2 (g)====2HI(g) ΔH 2 =-11.0 kJ·mol -1 　② 对于反应 : (g)+I 2 (g)==== (g)+2HI(g) ③ ΔH 3 =________kJ·mol -1  (2)(2019· 全国卷 Ⅲ· 节选 )Deacon 直接氧化法可按下 列催化过程进行 : CuCl 2 (s) ==== CuCl(s)+ Cl 2 (g) 　 Δ H 1 =83 kJ·mol -1 CuCl(s)+ O 2 (g) ==== CuO(s)+ Cl 2 (g) 　 Δ H 2 =-20 kJ·mol -1 CuO(s)+2HCl(g) ==== CuCl 2 (s)+H 2 O(g) Δ H 3 =-121 kJ·mol -1 则 4HCl(g)+O 2 (g) ==== 2Cl 2 (g)+2H 2 O(g) 的 Δ H= ____ ____ kJ·mol -1 。  【 解析 】 (1) 反应① +② 可得反应③ : 则 Δ H 3 = Δ H 1 + Δ H 2 = 100.3 kJ·mol -1 +(-11.0 kJ·mol -1 )= 89.3 kJ·mol -1 。 (2) 利用盖斯定律解答本题。 CuCl 2 (s) ==== CuCl(s)+ Cl 2 (g) 　 Δ H 1 =83 kJ · mol -1 ① CuCl(s)+ O 2 (g) ==== CuO(s)+ Cl 2 (g) 　 Δ H 2 =-20 kJ · mol -1 ② CuO(s)+2HCl(g) ==== CuCl 2 (s)+H 2 O(g) Δ H 3 =-121 kJ · mol -1 ③ 则 4HCl(g)+O 2 (g) ==== 2Cl 2 (g)+2H 2 O(g) 可由① ×2+② ×2+③×2 得到 , 所以其 Δ H=83×2+(-20)×2+(-121) ×2=-116 (kJ · mol -1 ) 。 答案 : (1)89.3 　 (2)-116 【 规律方法 】 盖斯定律应用“五步”分析法 【 精整合技法指导 】 1. 应用盖斯定律计算反应热的两种方法 (1) 代数运算法 ( 线性组合 ) ① 根据反应物、生成物和中间产物 , 确定已知反应热的 反应方程式要不要倒转。 ②以消去中间产物为目的 , 确定反应方程式所乘的系数。 对于 n 个反应方程式 , 则所求反应热的反应方程式 =a 1 ×① 式 ( 或倒转 )+a 2 ×② 式 ( 或倒转 )+……a n ×② 式 ( 或倒转 ), 计算时各式相加即可。 (2) 图解法 ( 元素守恒和能量守恒 ) 以反应物为起点 , 根据某种元素在各反应中守恒 , 可经 过中间产物 , 变为最终产物 , 在过程中画出反应图象。 如 :①A→2B 　 ΔH 1 ;②3C→B 　 ΔH 2 ;③D→2C 　 ΔH 3 。计 算 A→3D 　 ΔH=? 可以得出所求的反应热 ΔH=ΔH 1 -2ΔH 2 -3ΔH 3 。 2. 反应热计算的常见失误点 (1) 根据已知的热化学方程式进行计算时 , 要清楚已知 热化学方程式的化学计量数表示的物质的量与已知物 质的量之间的比例关系 , 然后进行计算。 (2) 根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应 热时 , 需注意断键和成键的总数 , 必须是断键和成键时 吸收或放出的总能量。 (3) 运用盖斯定律进行计算 , 在调整方程式时 , 要注意 ΔH 的正负和数值也要随之调整。 【 练类题巩固拓展 】 1.(2018· 北京高考 · 节选 ) 近年来 , 研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下 : 反应 Ⅰ:2H 2 SO 4 (l)====2SO 2 (g)+2H 2 O(g)+O 2 (g) ΔH 1 =+551 kJ·mol -1 反应 Ⅲ:S(s)+O 2 (g)====SO 2 (g) 　 ΔH 3 =-297 kJ·mol -1 反应 Ⅱ 的热化学方程式 :_______________________ 。  【 解析 】 由于反应 Ⅱ 是二氧化硫的歧化反应 , 且由题意 可知其氧化产物和还原产物分别为 H 2 SO 4 和 S, 根据得失 电子守恒和元素守恒可写出反应 Ⅱ 的化学方程式为 3SO 2 +2H 2 O 2H 2 SO 4 +S↓ 。根据盖斯定律 , 反应 Ⅰ 与 反应 Ⅲ 的热化学方程式相加得 :2H 2 SO 4 (l)+S(s)==== 3SO 2 (g)+2H 2 O(g) 　 ΔH=+254 kJ·mol -1 , 所以反应 Ⅱ 的 催化剂 ===== 热化学方程式为 3SO 2 (g)+2H 2 O(g)====2H 2 SO 4 (l)+S(s) 　 ΔH 2 =-254 kJ·mol -1 。 答案 : 3SO 2 (g)+2H 2 O(g) ==== 2H 2 SO 4 (l)+S(s) Δ H 2 =-254 kJ·mol -1 2.(1)(2018· 全国卷 Ⅰ) 已知 :2N 2 O 5 (g) ==== 2N 2 O 4 (g)+ O 2 (g) 　 Δ H 1 =-4.4 kJ·mol -1 世纪金榜导学号 2NO 2 (g) ==== N 2 O 4 (g) 　 Δ H 2 =-55.3 kJ·mol -1 则反应 N 2 O 5 (g) ==== 2NO 2 (g)+ O 2 (g) 的 Δ H= _____kJ·mol -1 。 (2) (2018· 全国卷 Ⅲ)SiHCl 3 在催化剂作用下发生反 应 : 2SiHCl 3 (g)====SiH 2 Cl 2 (g)+SiCl 4 (g) 　 ΔH 1 =48 kJ·mol -1 3SiH 2 Cl 2 (g)====SiH 4 (g)+2SiHCl 3 (g) ΔH 2 =-30 kJ·mol -1 则反应 4SiHCl 3 (g)====SiH 4 (g)+3SiCl 4 (g) 的 ΔH 为 ________kJ·mol -1 。  【 解析 】 (1) 令 2N 2 O 5 (g)====2N 2 O 4 (g)+O 2 (g) 　 Δ H 1 = -4.4 kJ·mol -1 　 a 　 2NO 2 (g) ==== N 2 O 4 (g) 　 Δ H 2 = -55.3 kJ·mol -1 　 b 根据盖斯定律 ,a× -b 可得 : N 2 O 5 (g) ==== 2NO 2 (g)+ O 2 (g) 　 Δ H=53.1 kJ·mol -1 (2) 将题给两个热化学方程式依次编号为①、② , 根据 盖斯定律 , 由① ×3+② 可得 : 4SiHCl 3 (g)====SiH 4 (g)+3SiCl 4 (g), 则有 ΔH=3ΔH 1 + ΔH 2 =3×48 kJ · mol -1 +(-30 kJ · mol -1 )= 114 kJ · mol -1 。 答案 : (1)53.1 　 (2)114 3.(2019· 沈阳模拟 ) 若某温度下 ,CH 3 COOH(aq) 与 NaOH(aq) 反应的 ΔH=-46.8 kJ·mol -1 ,H 2 SO 4 (aq) 与 NaOH(aq) 的中和热为 57.3 kJ·mol -1 , 则 CH 3 COOH 在水溶液中电离的反应热 ΔH 1 =________ 。  【 解析 】 醋酸和 NaOH 的中和反应 ( 反应热 ΔH), 可以分 为 CH 3 COOH 的电离 ( 反应热 ΔH 1 ) 、 H + 和 OH - 的中和 ( 反应 热 ΔH 2 ) 两步 , 故 ΔH 1 =ΔH-ΔH 2 =-46.8 kJ·mol -1 - (-57.3 kJ·mol -1 )=+10.5 kJ·mol -1 。 答案 : +10.5 kJ·mol -1 【 加固训练 】 1. (2019· 贵阳模拟 ) 用 NH 3 可以消除氮氧化物的污染 , 已知 : 反应 Ⅰ:4NH 3 (g)+3O 2 (g) 2N 2 (g)+6H 2 O(g) 　 ΔH 1 =a kJ·mol -1 反应 Ⅱ:N 2 (g)+O 2 (g) 2NO(g) 　 ΔH 2 =b kJ·mol -1 反应 Ⅲ:4NH 3 (g)+6NO(g) 5N 2 (g)+6H 2 O(g) 　 ΔH 3 = c kJ·mol -1 则反应 Ⅱ 中的 b=________( 用含 a 、 c 的代数式表示 ) 。 【 解析 】 根据盖斯定律 , 由 ( 反应 Ⅰ- 反应 Ⅲ)÷3, 得 N 2 (g)+O 2 (g) 2NO(g) 　 ΔH 2 = kJ·mol -1 。 答案 : 2.(2019· 兰州模拟 ) 已知 : ①2CO(g)+SO 2 (g) S(l)+2CO 2 (g) ΔH 1 =-37.0 kJ·mol -1 ②2H 2 (g)+SO 2 (g) S(l)+2H 2 O(g) ΔH 2 =+45.4 kJ·mol -1 ③CO 的燃烧热 ΔH 3 =-283 kJ·mol -1 , 请回答 : 表示液态硫 (S) 的燃烧热的热化学方程式为 ________; 反应②中 , 正反应活化能 E 1 ________( 填“ >”“<” 或 “ =”)ΔH 2 。  【 解析 】 由已知信息③可得 CO(g)+ O 2 (g)====CO 2 (g) ΔH 3 =-283 kJ·mol -1 , 将该热化学方程式及已知信息① 中热化学方程式依次编号为 a 、 b, 根据盖斯定律 , 由 a×2-b 得 :S(l)+O 2 (g)====SO 2 (g) 　 ΔH= (-283 kJ·mol -1 )×2+37.0 kJ·mol -1 =-529 kJ·mol -1 。 设 E 2 为逆反应的活化能 , 则 E 1 -E 2 =ΔH 2 >0, 所以 E 1 >ΔH 2 。 答案 : S(l)+O 2 (g) ==== SO 2 (g) 　 Δ H=-529 kJ·mol -1 　 >