第一章高考强化

由目标反应方程式可知，反应物有 $ {\rm {\mathrm{O}}_{2}} $ ，无 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ ，反应（3）减去3倍的反应（2）可以消去 $ {\rm {\mathrm{H}}_{2}} $ ，目标反应的生成物中没有 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}} $ ，需再加上反应（1）使反应式中的 $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{H}}_{3}} $ 消掉，最后再调整一下系数，可得目标反应 $ =\dfrac{1}{4} $ ［（1） $ -3× $ （2） $ + $ （3）］，根据盖斯定律，可知目标反应的 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=\dfrac{1}{4}(\mathrm{\Delta }{H}_{1}-3\mathrm{\Delta }{H}_{2}+\mathrm{\Delta }{H}_{3})=\dfrac{1}{4}(a-3b+c)\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确。

（1） 设题给两个热化学方程式分别为ⅰ和 $ ⅱ $ ，根据“找唯一物质”和“同侧加、异侧减”标注如下：

$ {\rm\hspace{-0.5em} \begin{array} {l} \rm\hspace{-0.5em} \begin{array}{ccccccc}& & \dfrac{1}{3}×\mathrm{i}& & & & \dfrac{4}{3}×\mathrm{i}\mathrm{i}\\ 3{\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{H}}_{2}\left(\mathrm{s}\right)& +& 2{\mathrm{F}\mathrm{e}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}\left(\mathrm{s}\right)& \xlongequal{}& 3\mathrm{C}\mathrm{a}{\left(\mathrm{O}\mathrm{H}\right)}_{2}\left(\mathrm{s}\right)& +& 4\mathrm{F}\mathrm{e}\left(\mathrm{s}\right)\end{array} \hspace{-0.5em}\end{array} \hspace{-0.5em} } $

则目标反应 $ =\dfrac{1}{3}×ⅰ+\dfrac{4}{3}×ⅱ $ ，根据盖斯定律得， $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{3}=\dfrac{m+4n}{3}\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。

（2） 根据已知信息可得4个反应：Ⅰ $ {\rm {\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{s})+{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4}\mathrm{C}\mathrm{l}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{N}}_{2}(\mathrm{g})+\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}(\mathrm{s})+2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{l})\mathrm{\Delta }{H}_{1}} $ ， $ {\rm Ⅱ{\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{N}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{N}\mathrm{a}}^{+}(\mathrm{a}\mathrm{q})+{\mathrm{N}\mathrm{O}}^{-}{}_{2}(\mathrm{a}\mathrm{q})\mathrm{\Delta }{H}_{2}} $ ， $ {\rm Ⅲ{\mathrm{N}\mathrm{H}}_{4}\mathrm{C}\mathrm{l}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{N}\mathrm{H}}^{+}{}_{4}(\mathrm{a}\mathrm{q})+{\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}(\mathrm{a}\mathrm{q})\mathrm{\Delta }{H}_{3}} $ ， $ {\rm Ⅳ\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}(\mathrm{s})\xlongequal{}{\mathrm{N}\mathrm{a}}^{+}(\mathrm{a}\mathrm{q})+{\mathrm{C}\mathrm{l}}^{-}(\mathrm{a}\mathrm{q})\mathrm{\Delta }{H}_{4}} $ ，因为反应 $ \mathrm{a}= $ 反应Ⅰ $ - $ 反应Ⅱ $ - $ 反应Ⅲ $ + $ 反应Ⅳ，根据盖斯定律知，反应 $ \mathrm{a} $ 的 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=\mathrm{\Delta }{H}_{1}-\mathrm{\Delta }{H}_{2}-\mathrm{\Delta }{H}_{3}+\mathrm{\Delta }{H}_{4}} $ 。

反应历程Ⅰ中，断键所吸收的能量为 $ {\rm ({E}_{1}-{E}_{3})\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，成键所释放的能量为 $ {\rm ({E}_{1}-{E}_{6})\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ，由题图知，断键所吸收的能量小于成键所释放的能量， $ {\rm \mathrm{A}} $ 正确； $ {\rm \mathrm{\Delta }H=} $ 生成物总能量-反应物总能量，催化剂不能改变反应的焓变，因此有 $ {\rm {E}_{6}-{E}_{3}={E}_{5}-{E}_{2}} $ ，则得 $ {\rm {E}_{3}+{E}_{5}={E}_{2}+{E}_{6}} $ ， $ {\rm \mathrm{B}} $ 正确；由题图反应历程Ⅰ知， $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{g})} $ 和 $ {\rm 1\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\mathrm{O}(\mathrm{g})} $ 的能量高于 $ {\rm 2\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})} $ 的能量， $ {\rm \mathrm{C}} $ 正确；反应历程Ⅱ中第一步的热化学方程式为 $ {\rm {\mathrm{O}}_{3}(\mathrm{g})+\mathrm{C}\mathrm{l}(\mathrm{g})\xlongequal{}{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{O}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }H=({E}_{4}-{E}_{2})\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ ， $ {\rm \mathrm{D}} $ 错误。

结合题中所给标准摩尔生成焓的定义可知，化合物在 $ {\rm 298\mathrm{K}} $ 时的标准摩尔生成焓可以看作以稳定物质为参照物时该化合物的焓，焓变是生成物与反应物的焓值差，则 $ {\rm \mathrm{\Delta }H=} $ 生成物标准摩尔生成焓的总和-反应物标准摩尔生成焓的总和。 $ {\rm {\mathrm{C}}_{4}{\mathrm{H}}_{8}(\mathrm{g})+6{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}4{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})+4{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{2}=4{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{H}_{\mathrm{m}}^{\o \min us }[{\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})]+4{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{H}_{\mathrm{m}}^{\o \min us }[{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})]-{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{H}_{\mathrm{m}}^{\o \min us }[{\mathrm{C}}_{4}{\mathrm{H}}_{8}(\mathrm{g})]-6{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{H}_{\mathrm{m}}^{\o \min us }[{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})]} $ ，代入 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{2}} $ 及相关物质的标准摩尔生成焓数据，可得 $ {\rm {\Delta }_{\mathrm{f}}{H}_{\mathrm{m}}^{\o \min us }[{\mathrm{C}}_{4}{\mathrm{H}}_{8}(\mathrm{g})]=1.4\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。 $ {\rm 2{\mathrm{C}}_{4}{\mathrm{H}}_{8}(\mathrm{g})+{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})\xlongequal{}2{\mathrm{C}}_{4}{\mathrm{H}}_{6}(\mathrm{g})+2{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})\mathrm{\Delta }{H}_{1}=2{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{H}_{\mathrm{m}}^{\o \min us }[{\mathrm{C}}_{4}{\mathrm{H}}_{6}(\mathrm{g})]+2{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{H}_{\mathrm{m}}^{\o \min us }[{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}(\mathrm{g})]-2{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{H}_{\mathrm{m}}^{\o \min us }[{\mathrm{C}}_{4}{\mathrm{H}}_{8}(\mathrm{g})]-{\mathrm{\Delta }}_{\mathrm{f}}{H}_{\mathrm{m}}^{\o \min us }[{\mathrm{O}}_{2}(\mathrm{g})]} $ ，代入相关物质的标准摩尔生成焓数据，可得 $ {\rm \mathrm{\Delta }{H}_{1}=-155.4\mathrm{k}\mathrm{J}\cdot {\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}}^{-1}} $ 。