课时 2 反应热的计算
一、刷基础
1．氧化亚铜常用于制船底防污漆。用 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{O}} $ 与 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}} $ 高温烧结可制取 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{u}}_{2}\mathrm{O}} $ ，已知反应：
$ {\rm 2\mathrm{C}\mathrm{u}(\mathrm{s})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{O}(\mathrm{s})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }H=-314\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
$ {\rm 2{\mathrm{C}\mathrm{u}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{s})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}4\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{O}(\mathrm{s})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }H=-292\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
则 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{O}(\mathrm{s})+\mathrm{C}\mathrm{u}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{C}\mathrm{u}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{s})} $ 的 $ {\rm \mathrm{\Delta }H} $ 等于（ ）
A． $ {\rm -11\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
B． $ {\rm +11\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
C． $ {\rm +22\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
D． $ {\rm -22\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
答案：A
解析： $ {\rm ①2\mathrm{C}\mathrm{u}(\mathrm{s})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{O}(\mathrm{s})\mathrm{\Delta }H=-314\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm ②2{\mathrm{C}\mathrm{u}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{s})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}4\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{O}(\mathrm{s})\mathrm{\Delta }H=-292\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ \dfrac{1}{2}(①-②) $ 得目标方程式： $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{O}(\mathrm{s})+\mathrm{C}\mathrm{u}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{C}\mathrm{u}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{s})} $ ，根据盖斯定律， $ {\rm \mathrm{\Delta }H=\dfrac{-314-(-292)}{2}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=-11\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，选 $ {\rm \mathrm{A}} $ 。
2．礼花弹的制作中会加入黑火药，其爆炸的热化学方程式为 $ {\rm \mathrm{S}(\mathrm{s})+2{\mathrm{K}\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{s})+3\mathrm{C}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{K}}_{2}\mathrm{S}(\mathrm{s})+{\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+3{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }H=x\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。
已知： $ {\rm \mathrm{S}(\mathrm{s})+2\mathrm{K}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{K}}_{2}\mathrm{S}(\mathrm{s})\mathrm{\Delta }{H}_{1}=a\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ； $ {\rm 2\mathrm{K}(\mathrm{s})+{\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+3{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2{\mathrm{K}\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{s})\mathrm{\Delta }{H}_{2}=b\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ；碳的燃烧热 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{3}=c\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，则 $ x $ 为（ ）
A． $ a-b+2c $
B． $ -a-b+3c $
C． $ a-b+c $
D． $ a-b+3c $
答案：D
解析：将已知中的两个热化学方程式依次编号为 $ {\rm ①\mathrm{S}(\mathrm{s})+2\mathrm{K}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{K}}_{2}\mathrm{S}(\mathrm{s})\mathrm{\Delta }{H}_{1}=a\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm ②2\mathrm{K}(\mathrm{s})+{\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+3{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2{\mathrm{K}\mathrm{N}\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{s})\mathrm{\Delta }{H}_{2}=b\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，由碳的燃烧热 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{3}=c\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 得 $ {\rm ③\mathrm{C}(\mathrm{s})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{3}=c\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，目标反应 $ =③×3+①-② $ ，根据盖斯定律， $ {\rm \mathrm{\Delta }H=3\mathrm{\Delta }{H}_{3}+\mathrm{\Delta }{H}_{1}-\mathrm{\Delta }{H}_{2}} $ ，则 $ x=a-b+3c $ ，选 $ {\rm \mathrm{D}} $ 。
3．已知：
①碳的燃烧热 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{1}=-393.5\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ；
②氢气的燃烧热 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{2}=-285.8\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ；
$ {\rm ③{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}(\mathrm{l})+2{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\mathrm{\Delta }{H}_{3}=-870.3\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。
则 $ {\rm 2\mathrm{C}(\mathrm{s})+2{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H}(\mathrm{l})} $ 的 $ {\rm \mathrm{\Delta }H} $ 为（ ）
A． $ {\rm -488.3\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
B． $ {\rm +488.3\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
C． $ {\rm +191\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
D． $ {\rm -996.6\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
答案：A
解析：根据碳和氢气的燃烧热写出热化学方程式： $ {\rm ①\mathrm{C}(\mathrm{s})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{1}=-393.5\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm ②{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})+\dfrac{1}{2}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\mathrm{\Delta }{H}_{2}=-285.8\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，目标反应 $ =①×2+②×2-③ $ ，根据盖斯定律， $ {\rm \mathrm{\Delta }H=2\mathrm{\Delta }{H}_{1}+2\mathrm{\Delta }{H}_{2}-\mathrm{\Delta }{H}_{3}=2×(-393.5\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1})+2×(-285.8\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1})-(-870.3\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1})=-488.3\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 正确。
4．氨基硼烷 $ {\rm ({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}} $ ，其中B为 $ +3 $ 价，与B相连的 $ {\rm \mathrm{H}} $ 为 $ -1 $ 价 $ ) $ 是新型储氢材料，其相关反应的能量变化是研究重点，结合所学知识，回答下列问题：
（1） 已知 $ 25℃ $ 、 $ {\rm 101\mathrm{k}\mathrm{P}\mathrm{a}} $ 下，不同聚集状态 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}} $ 的分解反应如下：
① $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{1}=+26\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
② $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{l})\xlongequal{}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{2}=+18\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
相同条件下， $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{l})\xlongequal{}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{s})\mathrm{\Delta }H=} $ $ {\rm \mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ；比较两个反应的 $ {\rm \mathrm{\Delta }H} $ 可知，物质的聚集状态对反应热的影响是相同反应， 。
（2） 已知 $ 25℃ $ 、 $ {\rm 101\mathrm{k}\mathrm{P}\mathrm{a}} $ 下：
① $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{l})+\dfrac{9}{4}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}\dfrac{1}{2}{\mathrm{B}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{s})+\dfrac{1}{2}{\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+3{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\mathrm{\Delta }{H}_{1}=-a\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
② $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\xlongequal{}{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{2}=+b\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
则 $ {\rm 3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{l})} $ 完全燃烧生成气态水时，放出的总热量为 $ {\rm \mathrm{k}\mathrm{J}} $ ；反应①中，若有 $ {\rm 0.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}} $ 参与反应，转移电子的物质的量为 $ \mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 。
（3） $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}} $ 与水反应可制备 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ ，其总反应为 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{l})+2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\xlongequal{}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4}{\mathrm{B}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{s})+3{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }H=-d\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。已知该反应分两步进行，第一步反应的热化学方程式为 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{l})+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\xlongequal{}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{O}\mathrm{H})(\mathrm{l})+{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{1}=-c\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，请写出第二步反应的热化学方程式： ，第一步反应中，生成的 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ 在标准状况下体积为 $ {\rm 7.056\mathrm{L}} $ 时，反应放出的热量为 $ {\rm \mathrm{k}\mathrm{J}} $ 。
（4） $ 25℃ $ 、 $ {\rm 101\mathrm{k}\mathrm{P}\mathrm{a}} $ 下， $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ 的燃烧热 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=-285.8\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。若用 $ {\rm 100.75\mathrm{g}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{l})} $ 按反应 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{l})\xlongequal{}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }H=+18\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 脱氢，将产生的 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ 完全燃烧，释放的热量可使约 $ \mathrm{g}25℃ $ 的水烧开（结果保留整数，水的比热容 $ {\rm c=4.18\mathrm{J}\cdot {\mathrm{g}}^{-1}\cdot {℃}^{-1}} $ ，热量损耗忽略不计，水的沸点按 $ 100℃ $ 计算）。
答案：（1） $ -8 $ ；反应物分别为固态、液态时， $ {\rm \mathrm{\Delta }H} $ 逐渐减小，生成物分别为固态、液态时， $ {\rm \mathrm{\Delta }H} $ 逐渐增大（答案合理即可）
（2） $ 3a-9b $ ；4.5
（3） $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{O}\mathrm{H})(\mathrm{l})+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\xlongequal{}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4}{\mathrm{B}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{s})+2{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{2}=(c-d)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ； $ 0.315c $
（4） 2 963
解析：（1） 目标热化学方程式 $ =②-① $ ,由盖斯定律， $ {\rm \mathrm{\Delta }H=\mathrm{\Delta }{H}_{2}-\mathrm{\Delta }{H}_{1}=(18-26)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=-8\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。
（2） 由盖斯定律知， $ {\rm 3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{l})} $ 完全燃烧生成气态水时焓变 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=3\mathrm{\Delta }{H}_{1}+9\mathrm{\Delta }{H}_{2}=-(3a-9b)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，则放出的总热量 $ {\rm Q=(3a-9b)\mathrm{k}\mathrm{J}} $ 。 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}} $ 中， $ {\rm \mathrm{N}} $ 为 $ -3 $ 价， $ {\rm \mathrm{B}} $ 为 $ +3 $ 价，与 $ {\rm \mathrm{N}} $ 相连的 $ {\rm \mathrm{H}} $ 为 $ +1 $ 价，与 $ {\rm \mathrm{B}} $ 相连的 $ {\rm \mathrm{H}} $ 为 $ -1 $ 价。反应①中， $ {\rm \mathrm{N}} $ 元素从 $ -3 $ 价升高到0价，与 $ {\rm \mathrm{B}} $ 相连的3个 $ {\rm \mathrm{H}} $ 原子从 $ -1 $ 价升高到 $ +1 $ 价，故 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}} $ 参与反应，共转移 $ 3+3×[1-(-1)]=9\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 电子，故 $ {\rm 0.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}} $ 参与反应，转移电子的物质的量为 $ 4.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 。
（3） 第二步反应 $ = $ 总反应 $ - $ 第一步反应 $ {\rm ={\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{O}\mathrm{H})(\mathrm{l})+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\xlongequal{}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4}{\mathrm{B}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{s})+2{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{2}} $ ,由盖斯定律， $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{2}=\mathrm{\Delta }H-\mathrm{\Delta }{H}_{1}=(c-d)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ；标准状况下 $ {\rm 7.056\mathrm{L}{\mathrm{H}}_{2}} $ 的物质的量 $ {\rm n({\mathrm{H}}_{2})=\dfrac{V}{{V}_{\mathrm{m}}}=0.315\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ，根据第一步反应，生成氢气和放出热量的关系式为 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}\sim c} $ ，故生成 $ 0.315\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 的氢气，放出的热量为 $ {\rm 0.315c\mathrm{k}\mathrm{J}} $ 。
（4） $ {\rm 100.75\mathrm{g}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{l})} $ 的物质的量 $ {\rm n({\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}{\mathrm{B}\mathrm{H}}_{3})=\dfrac{m}{M}=\dfrac{100.75\mathrm{g}}{31\mathrm{g}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}}=3.25\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}} $ ，则反应生成的 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}(3.25\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l})} $ 完全燃烧放出的热量 $ {\rm Q=3.25\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}×285.8\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=928.85\mathrm{k}\mathrm{J}=928850\mathrm{J}} $ 。设烧开的水的质量为 $ m $ ，根据 $ {\rm Q=cm\mathrm{\Delta }T} $ ，可得 $ {\rm 928850\mathrm{J}=4.18\mathrm{J}\cdot {\mathrm{g}}^{-1}\cdot {℃}^{-1}\cdot m\cdot (100-25)℃} $ ，计算可得 $ m\approx 2963\mathrm{g} $ 。
5．已知某些化学键的键能数据如表所示：
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化学键
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$ {\rm \mathrm{H}—\mathrm{H}} $
|
$ {\rm \mathrm{C}\mathrm{l}—\mathrm{C}\mathrm{l}} $
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$ {\rm \mathrm{H}—\mathrm{C}\mathrm{l}} $
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$ {\rm \mathrm{S}\xlongequal{}\mathrm{S}} $
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$ {\rm \mathrm{H}—\mathrm{S}} $
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键能/ $ {\rm (\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1})} $
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436
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243
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432
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255
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339
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注：键能为气态分子中 $ 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 化学键解离成气态原子所吸收的能量。
下列说法正确的是（ ）
A．反应的焓变 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=} $ 生成物的键能之和 $ - $ 反应物的键能之和
B． $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})} $ 与 $ {\rm 2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}(\mathrm{g})} $ 反应生成 $ {\rm \mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}(\mathrm{g})} $ 时放出 $ {\rm 370\mathrm{k}\mathrm{J}} $ 能量
C． $ {\rm 2{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{S}}_{2}(\mathrm{s})\xlongequal{}2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{S}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }H > -229\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
D．断开 $ {\rm \mathrm{S}\xlongequal{}\mathrm{S}} $ 形成 $ 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 硫原子需要吸收 $ {\rm 255\mathrm{k}\mathrm{J}} $ 能量
答案：C
解析：在化学反应中，断裂反应物中的化学键吸收能量，形成生成物中的化学键放出能量，反应的焓变 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=} $ 反应物的键能之和-生成物的键能之和， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；反应 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}(\mathrm{g})} $ 的 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=E(\mathrm{C}\mathrm{l}—\mathrm{C}\mathrm{l})+E(\mathrm{H}—\mathrm{H})-2E(\mathrm{H}—\mathrm{C}\mathrm{l})=243\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}+436\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}-2×432\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=-185\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，当 $ {\rm 2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}(\mathrm{g})} $ 与 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})} $ 反应时，只有 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}(\mathrm{g})} $ 参加反应，所以放出的能量为 $ {\rm 185\mathrm{k}\mathrm{J}} $ ， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误；根据题表中键能数据可得热化学方程式： $ {\rm 2{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{S}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{S}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }H=2E(\mathrm{H}—\mathrm{H})+E(\mathrm{S}\xlongequal{}\mathrm{S})-4E(\mathrm{H}—\mathrm{S})=2×436\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}+255\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}-4×339\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=-229\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，结合 $ {\rm {\mathrm{S}}_{2}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{S}}_{2}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }H > 0} $ ，可得热化学方程式： $ {\rm 2{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{S}}_{2}(\mathrm{s})\xlongequal{}2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{S}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }H > -229\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确；断开 $ {\rm \mathrm{S}\xlongequal{}\mathrm{S}} $ 形成 $ 2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 硫原子需要吸收能量 $ {\rm 255\mathrm{k}\mathrm{J}} $ ，则断开 $ {\rm \mathrm{S}\xlongequal{}\mathrm{S}} $ 形成 $ 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 硫原子需要吸收能量 $ {\rm 127.5\mathrm{k}\mathrm{J}} $ ， $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。
6．Ⅰ $ {\rm . 4{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{g})+3{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2{\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+6{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{1}=-a\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ；
Ⅱ $ {\rm . 4{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}(\mathrm{g})+5{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}4\mathrm{N}\mathrm{O}(\mathrm{g})+6{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{2}=-b\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。
$ {\rm \mathrm{N}\mathrm{O}} $ 中化学键的键能为 $ {\rm c\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{N}} $ 键能为 $ {\rm 1.5c\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，下列叙述错误的是（ ）
A． $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}} $ 的燃烧热 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=-\dfrac{a}{4}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
B．可求 $ {\rm {\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2\mathrm{N}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ 的 $ {\rm \mathrm{\Delta }H} $
C． $ {\rm \mathrm{O}\xlongequal{}\mathrm{O}} $ 键能为 $ {\rm \dfrac{a-b+c}{2}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
D． $ {\rm \mathrm{N}—\mathrm{H}} $ 和 $ {\rm \mathrm{O}—\mathrm{H}} $ 的键能差为 $ {\rm \dfrac{-5a+3b+3c}{24}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
答案：A
解析：燃烧热为 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}} $ 完全燃烧生成指定产物时放出的热量， $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}} $ 完全燃烧的产物应为氮气和液态水，题给反应Ⅰ生成的是气态水，则 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}} $ 的燃烧热 $ {\rm \mathrm{\Delta }H\ne -\dfrac{a}{4}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；目标反应 $ =\dfrac{1}{2}× $ （反应Ⅱ $ - $ 反应Ⅰ），故 $ {\rm {\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2\mathrm{N}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ 的 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=\dfrac{1}{2}×(\mathrm{\Delta }{H}_{2}-\mathrm{\Delta }{H}_{1})=\dfrac{-b\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}+a\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}}{2}=\dfrac{a-b}{2}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确；由 $ {\rm \mathrm{B}} $ 项可知 $ {\rm {\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2\mathrm{N}\mathrm{O}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }H=\dfrac{a-b}{2}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，从键能角度计算 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=E} $ （ $ {\rm \mathrm{N}\equiv \mathrm{N}} $ ） $ {\rm +E (\mathrm{O}\xlongequal{}\mathrm{O} )-2E (\mathrm{N}\mathrm{O}} $ 中化学键 $ ) $ ，故 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=1.5c\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}+E(\mathrm{O}\xlongequal{}\mathrm{O})-2c\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=\dfrac{a-b}{2}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm E(\mathrm{O}\xlongequal{}\mathrm{O})=\dfrac{a-b+c}{2}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确；根据 $ {\rm \mathrm{C}} $ 项可知 $ {\rm E(\mathrm{O}\xlongequal{}\mathrm{O})=\dfrac{a-b+c}{2}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，以反应Ⅰ为例， $ {\rm \mathrm{\Delta }H=12E(\mathrm{N}—\mathrm{H})+3E(\mathrm{O}\xlongequal{}\mathrm{O})-2E} $ （ $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{N}} $ ） $ {\rm -12E(\mathrm{O}—\mathrm{H})=-a\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，故 $ {\rm E(\mathrm{N}—\mathrm{H})-E(\mathrm{O}—\mathrm{H})=\dfrac{2E(\mathrm{N}\mathrm{N})-3E(\mathrm{O}\xlongequal{}\mathrm{O})-a\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}}{12}=\dfrac{2×1.5c-3×\dfrac{a-b+c}{2}-a}{12}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=\dfrac{-5a+3b+3c}{24}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。
二、刷易错
7． $ {\rm {\mathrm{P}}_{4}{\mathrm{S}}_{3}} $ 可用于制造安全火柴，相关物质的结构及键能（气态分子中 $ 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 化学键解离成气态原子所吸收的能量）如表所示。
|
 
|
共价键
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$ {\rm \mathrm{S}—\mathrm{S}} $
|
$ {\rm \mathrm{P}—\mathrm{P}} $
|
$ {\rm \mathrm{P}—\mathrm{S}} $
|
|
$ {\rm \dfrac{键能}{\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}}} $
|
$ a $
|
$ b $
|
$ c $
|
则反应 $ {\rm \dfrac{3}{8}{\mathrm{S}}_{8}(\mathrm{g})+{\mathrm{P}}_{4}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{P}}_{4}{\mathrm{S}}_{3}(\mathrm{g})} $ 的 $ {\rm \mathrm{\Delta }H} $ 为（ ）
A． $ {\rm (a+b-c)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
B． $ {\rm (c-a-b)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
C． $ {\rm (3a+3b-6c)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
D． $ {\rm 3(2c-b-a)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
答案：C
解析：根据题图可知， $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{S}}_{8}} $ 中含有 $ {\rm 8\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{S}—\mathrm{S}} $ ， $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{P}}_{4}} $ 中含有 $ {\rm 6\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{P}—\mathrm{P}} $ ， $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{P}}_{4}{\mathrm{S}}_{3}} $ 中含有 $ {\rm 3\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{P}—\mathrm{P}} $ 和 $ {\rm 6\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{P}—\mathrm{S}} $ ， $ {\rm \mathrm{\Delta }H=} $ 断裂反应物中化学键所吸收的能量-形成生成物中化学键所释放的能量，反应 $ {\rm \dfrac{3}{8}{\mathrm{S}}_{8}(\mathrm{g})+{\mathrm{P}}_{4}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{P}}_{4}{\mathrm{S}}_{3}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }H=\dfrac{3}{8}×8×a\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}+6×b\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}-(6×c\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}+3×b\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1})=(3a+3b-6c)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确。
8．汽车尾气中的 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{O}} $ 、 $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{O}} $ 等气体可在催化剂表面发生氧化还原反应，主要原理为 $ {\rm 2\mathrm{N}\mathrm{O}(\mathrm{g})+2\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+2{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})} $ ，该反应分为三个步骤，每个步骤的反应物和生成物的相对能量如图所示。下列热化学方程式正确的是（ ）
A． $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})\xlongequal{}\dfrac{1}{2}{\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }H=-620.4\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
B． $ {\rm {\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{N}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }H=-306.6\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
C． $ {\rm {\mathrm{N}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{N}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }H=-712.6\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
D． $ {\rm {\mathrm{N}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2{\mathrm{N}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }H=-206.6\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
答案：D
解析：由【思路导引】知 $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})\xlongequal{}\dfrac{1}{2}{\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }H=-310.2\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误； $ {\rm {\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{N}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})+\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ 为反应Ⅲ的逆反应，则反应焓变 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=+306.6\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误；根据分析可知， $ {\rm {\mathrm{N}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{N}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})+{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }H=-513.2\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误； $ {\rm \mathrm{D}} $ 项反应 $ = $ 反应Ⅱ-反应Ⅲ，根据盖斯定律， $ {\rm \mathrm{\Delta }H=\mathrm{\Delta }{H}_{2}-\mathrm{\Delta }{H}_{3}=-513.2\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}+306.6\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=-206.6\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。
三、刷提升
1．已知反应：
$ {\rm ①{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{4}(\mathrm{g})+2{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{1}=a\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
$ {\rm ②{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{4}(\mathrm{g})+2{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{2}=b\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
化学键的键能（气态分子中 $ 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 化学键解离成气态原子所吸收的能量）数据如表所示，下列说法正确的是（ ）
|
化学键
|
$ {\rm \mathrm{C}\xlongequal{}\mathrm{O}} $
|
$ {\rm \mathrm{O}\xlongequal{}\mathrm{O}} $
|
$ {\rm \mathrm{C}—\mathrm{H}} $
|
$ {\rm \mathrm{O}—\mathrm{H}} $
|
|
键能/ $ {\rm (\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1})} $
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798
|
$ x $
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413
|
463
|
A． $ b < a $
B．表中 $ x=\dfrac{1796+b}{2} $
C． $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\mathrm{\Delta }H=(a-b)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
D． $ {\rm 298\mathrm{K}} $ 时甲烷充分燃烧，当有 $ {\rm 4{N}_{\mathrm{A}}} $ 个 $ {\rm \mathrm{C}—\mathrm{H}} $ 断裂时，反应放出的热量为 $ {\rm a\mathrm{k}\mathrm{J}} $
答案：B
解析： $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})\to {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l}).} $ ，放出热量，则反应①放出的热量更多， $ \left|a\right| > \left|b\right| $ ，由于 $ a $ 、 $ b $ 均小于0，故 $ b > a $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；反应②中，利用键能与 $ {\rm \mathrm{\Delta }H} $ 的关系，可建立等式： $ 413×4+2x-798×2-463×4=b $ ，则 $ x=\dfrac{1796+b}{2} $ ， $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确；根据盖斯定律， $ \dfrac{1}{2}×(①-②) $ 可得 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\mathrm{\Delta }H=\dfrac{a-b}{2}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误； $ {\rm 298\mathrm{K}} $ 时水为液态，甲烷充分燃烧，反应放热，所以 $ a $ 为负值，当有 $ {\rm 4{N}_{\mathrm{A}}} $ 个 $ {\rm \mathrm{C}—\mathrm{H}} $ 断裂时，参加反应的 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{H}}_{4}} $ 的物质的量为 $ 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ ，反应放出的热量为 $ {\rm -a\mathrm{k}\mathrm{J}} $ ， $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。
2． $ {\rm {\mathrm{O}}_{2}{\mathrm{P}\mathrm{t}\mathrm{F}}_{6}} $ 是一种深红色固体，属于离子化合物，其晶体可用 $ {\rm {\mathrm{O}}^{+}{}_{2}{\mathrm{P}\mathrm{t}\mathrm{F}}^{-}{}_{6}(\mathrm{s})} $ 表示。该晶体形成过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ）
A． $ {\rm \mathrm{\Delta }H=\mathrm{\Delta }{H}_{1}+\mathrm{\Delta }{H}_{2}+\mathrm{\Delta }{H}_{3}+\mathrm{\Delta }{H}_{4}} $
B． $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{4} > \mathrm{\Delta }{H}_{1}+\mathrm{\Delta }{H}_{2}+\mathrm{\Delta }{H}_{3}} $
C． $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{3} > 0} $ ， $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{4} > 0} $
D． $ {\rm \mathrm{\Delta }H > 0} $
答案：B
解析：由能量变化图结合盖斯定律可知，对于反应 $ {\rm {\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{P}\mathrm{t}\mathrm{F}}_{6}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{O}}^{+}{}_{2}{\mathrm{P}\mathrm{t}\mathrm{F}}^{-}{}_{6}(\mathrm{s})} $ ， $ {\rm \mathrm{\Delta }H=\mathrm{\Delta }{H}_{1}+\mathrm{\Delta }{H}_{2}+\mathrm{\Delta }{H}_{3}-\mathrm{\Delta }{H}_{4}} $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误。由 $ {\rm \mathrm{A}} $ 项可知， $ {\rm \mathrm{\Delta }H+\mathrm{\Delta }{H}_{4}=\mathrm{\Delta }{H}_{1}+\mathrm{\Delta }{H}_{2}+\mathrm{\Delta }{H}_{3}} $ ，化合反应通常放热 $ {\rm (\mathrm{\Delta }H < 0)} $ ，则 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{4} > \mathrm{\Delta }{H}_{1}+\mathrm{\Delta }{H}_{2}+\mathrm{\Delta }{H}_{3}} $ ， $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确。 $ {\rm {\mathrm{O}}^{+}{}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{P}\mathrm{t}\mathrm{F}}^{-}{}_{6}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{O}}^{+}{}_{2}{\mathrm{P}\mathrm{t}\mathrm{F}}^{-}{}_{6}(\mathrm{g})} $ 是阴、阳离子形成离子键的过程， $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{3} < 0} $ ； $ {\rm {\mathrm{O}}^{+}{}_{2}{\mathrm{P}\mathrm{t}\mathrm{F}}^{-}{}_{6}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{O}}^{+}{}_{2}{\mathrm{P}\mathrm{t}\mathrm{F}}^{-}{}_{6}(\mathrm{g})} $ 的过程物质由固态变为气态，吸热，则 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{4} > 0} $ ， $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误。化合反应通常放热，故 $ {\rm \mathrm{\Delta }H < 0} $ ， $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。
3．两种制备硫酸的途径如图（反应条件略）。下列说法正确的是（ ）
$ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{a}\mathrm{q})\xlongequal{}{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}(\mathrm{a}\mathrm{q})\mathrm{\Delta }{H}_{1}} $
$ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+\dfrac{1}{2}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{2}} $
$ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\xlongequal{}{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}(\mathrm{a}\mathrm{q})\mathrm{\Delta }{H}_{3}} $
A．已知 $ {\rm \mathrm{S}(\mathrm{g})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{\mathrm{a}}} $ ， $ {\rm \mathrm{S}(\mathrm{s})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{\mathrm{b}}} $ ，则 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{\mathrm{a}} > \mathrm{\Delta }{H}_{\mathrm{b}}} $
B．含 $ {\rm 0.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ 的浓溶液与足量 $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ 稀溶液反应，放出的热量即为中和反应反应热
C．图中由 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})} $ 催化氧化生成 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{g})} $ 的途径中，反应物断键吸收的总能量大于生成物成键释放的总能量
D．若 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{1} < \mathrm{\Delta }{H}_{2}+\mathrm{\Delta }{H}_{3}} $ ，则 $ {\rm 2{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{a}\mathrm{q})\xlongequal{}2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})} $ 为放热反应
答案：D
解析：物质的量相同的气态 $ {\rm \mathrm{S}} $ 燃烧比固态 $ {\rm \mathrm{S}} $ 燃烧放出热量多、 $ {\rm \mathrm{\Delta }H} $ 小， $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{\mathrm{a}} < \mathrm{\Delta }{H}_{\mathrm{b}}} $ ， $ {\rm \mathrm{A}} $ 错误；中和反应反应热的定义为强酸与强碱的稀溶液混合反应生成 $ 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 水时放出的热量，含 $ {\rm 0.5\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}} $ 的浓溶液溶于水放热，故其与 $ {\rm \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}} $ 稀溶液反应放出的热量不等于中和反应反应热， $ {\rm \mathrm{B}} $ 错误； $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})} $ 催化氧化生成 $ {\rm {\mathrm{S}\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{g})} $ 是放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量， $ {\rm \mathrm{C}} $ 错误；反应 $ {\rm ①{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{a}\mathrm{q})\xlongequal{}{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}(\mathrm{a}\mathrm{q})\mathrm{\Delta }{H}_{1}} $ ， $ {\rm ②{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+\dfrac{1}{2}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{2}} $ ， $ {\rm ③{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\xlongequal{}{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}(\mathrm{a}\mathrm{q})\mathrm{\Delta }{H}_{3}} $ ，由 $ 2×①-2×②-2×③ $ 可得热化学方程式 $ {\rm 2{\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{a}\mathrm{q})\xlongequal{}2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})} $ ，根据盖斯定律， $ {\rm \mathrm{\Delta }H=2\mathrm{\Delta }{H}_{1}-2\mathrm{\Delta }{H}_{2}-2\mathrm{\Delta }{H}_{3}} $ ，若 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{1} < \mathrm{\Delta }{H}_{2}+\mathrm{\Delta }{H}_{3}} $ ，则 $ {\rm \mathrm{\Delta }H < 0} $ ，该反应为放热反应， $ {\rm \mathrm{D}} $ 正确。
4．回答下列问题。
（1） 由金红石 $ {\rm ({\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{O}}_{2})} $ 制取单质 $ {\rm \mathrm{T}\mathrm{i}} $ 的步骤为
$ {\rm\hspace{-0.5em} \begin{array} {l} \rm {\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{O}}_{2}\to {\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{4}\begin{matrix}\xrightarrow[]{800℃、\mathrm{A}\mathrm{r}}\\ \mathrm{M}\mathrm{g}\end{matrix}\mathrm{T}\mathrm{i}.\end{array} \hspace{-0.5em} } $
已知：Ⅰ $ {\rm . \mathrm{C}(\mathrm{s})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }H=-393.5\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
Ⅱ $ {\rm . 2\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }H=-566\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
Ⅲ $ {\rm . {\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{s})+2{\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{4}(\mathrm{s})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }H=+141\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
$ {\rm {\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{s})+2{\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}(\mathrm{g})+2\mathrm{C}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{4}(\mathrm{s})+2\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ 的 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=} $ 。
（2） 若已知： $ {\rm 2{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{1}=-{Q}_{1}} $ ； $ {\rm 2{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\mathrm{\Delta }{H}_{2}=-{Q}_{2}} $ ，则 $ {\rm {Q}_{1}} $ $ {\rm {Q}_{2}} $ （填“ $ > $ ”“ $ < $ ”或“ $ = $ ”）。
（3） 甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气（主要成分为 $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{O}} $ 、 $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}} $ 和 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ ）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
① $ {\rm \mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})+2{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})⇌{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{1}.} $
② $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+3{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})⇌{\mathrm{C}\mathrm{H}}_{3}\mathrm{O}\mathrm{H}(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g}).} $ $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{2}} $
③ $ {\rm {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_{2}(\mathrm{g})⇌\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})+{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{3}.} $
已知反应①中相关的化学键键能（键能为气态分子中 $ 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l} $ 化学键解离成气态原子所吸收的能量）数据如下：
|
化学键
|
$ {\rm \mathrm{H}—\mathrm{H}} $
|
$ {\rm \mathrm{C}—\mathrm{O}} $
|
$ {\rm \mathrm{C}\equiv \mathrm{O}(\mathrm{C}\mathrm{O}} $ 中 $ ) $
|
$ {\rm \mathrm{H}—\mathrm{O}} $
|
$ {\rm \mathrm{C}—\mathrm{H}} $
|
|
$ {\rm E/(\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1})} $
|
436
|
343
|
1 076
|
465
|
413
|
由此计算 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{1}=} $ $ {\rm \mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ；已知 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{2}=-58\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，则 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{3}=} $ $ {\rm \mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。
答案：（1） $ {\rm -80\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $
（2） $ < $
（3） $ -99 $ ； $ +41 $
解析：（1） 反应Ⅲ $ + $ 反应Ⅰ $ ×2- $ 反应Ⅱ可得 $ {\rm {\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{s})+2{\mathrm{C}\mathrm{l}}_{2}(\mathrm{g})+2\mathrm{C}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{T}\mathrm{i}\mathrm{C}\mathrm{l}}_{4}(\mathrm{s})+2\mathrm{C}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ ，根据盖斯定律， $ {\rm \mathrm{\Delta }H=+141\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}+(-393.5\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1})×2+566\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=-80\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。
（2） 水从气态变成液态放出热量，则生成液态水比生成气态水放出的热量多，故 $ {\rm {Q}_{1} < {Q}_{2}} $ 。
（3） 根据 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=} $ 反应物总键能-生成物总键能可知， $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{1}=(1076+2×436-3×413-343-465)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}=-99\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。 $ ②-①=③ $ ，根据盖斯定律， $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{3}=\mathrm{\Delta }{H}_{2}-\mathrm{\Delta }{H}_{1}=-58\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}-(-99\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1})=+41\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。