2022年高考化學二輪復習 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第五講 化學能與熱能學案

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1、2022年高考化學二輪復習 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第五講 化學能與熱能學案 　xx高考導航——適用于全國卷Ⅰ 最新考綱 高頻考點 高考印證 命題趨勢 1.了解化學反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。 2．了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。 3．了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算。 4．了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學在解決能源危機中的重要作用。 5．以上各部分知識的綜合應(yīng)用。 反應(yīng)熱 xx·T28 利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱并書寫熱化學方程式，是高考命題的常見題型

2、，難度一般不大。解答此類題目一定要注意細節(jié)，如物質(zhì)的狀態(tài)、反應(yīng)熱的數(shù)值、正負號及單位等。 熱化學方程式 的書寫及判斷 xx·T28 蓋斯定律及其 相關(guān)計算 xx·T28 xx·T28 考點一　反應(yīng)熱 [學生用書P20] 1．從兩個角度理解化學反應(yīng)的熱效應(yīng) (1)從微觀的角度說，是舊化學鍵斷裂吸收的熱量與新化學鍵形成放出的熱量的差值，如上圖所示： a表示舊化學鍵斷裂吸收的熱量； b表示新化學鍵形成放出的熱量； c表示反應(yīng)熱。 (2)從宏觀的角度說，是反應(yīng)物具有的總能量與生成物具有的總能量的差值，如上圖所示： a表示反

3、應(yīng)的活化能； b表示活化分子變成生成物分子所釋放的能量； c表示反應(yīng)熱。 2．反應(yīng)熱的量化參數(shù)——鍵能 反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系： 反應(yīng)熱ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3，即ΔH等于反應(yīng)物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和，或生成物具有的總能量減去反應(yīng)物具有的總能量。 　　　　反應(yīng)熱與鍵能的換算 1．(反應(yīng)熱與鍵能計算類)[xx·高考全國卷Ⅰ，T28－(3)]已知反應(yīng)2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1 mol HI(

4、g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為________kJ。 [破題關(guān)鍵]　焓變與鍵能的關(guān)系為ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能。 解析：設(shè)1 mol HI(g)分子中化學鍵斷裂時需要吸收的能量為x，則11 kJ＝2x－436 kJ－151 kJ，得：x＝299 kJ。 答案：299 [互動拓展] (1)催化劑能否改變化學反應(yīng)的ΔH? (2)鍵能與物質(zhì)所具有的能量有何關(guān)系？ 答案：(1)催化劑只能改變化學反應(yīng)的過程，降低化學反應(yīng)的活化能，但不能改變化學反應(yīng)的ΔH。 (2)鍵能越大，物質(zhì)所具有的能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。 　化學反應(yīng)中的能量變化，是由化學反應(yīng)中舊化學鍵斷裂時吸收的能

5、量與新化學鍵形成時放出的能量不同所致。鍵能也可以用于估算化學反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)，下表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)： 化學鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能(kJ·mol－1) 172 335 498 X 已知白磷及完全燃燒后的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如下圖： 經(jīng)測定1 mol白磷完全燃燒時，釋放2 378 kJ的能量，則上表中X＝________。 解析：由結(jié)構(gòu)圖可知，P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH＝－2 378 kJ·mol－1，ΔH＝5E(O===O)＋6E(P—P)－[4E(P===O)＋12E(P—O)]，即可求得P===O的鍵能。

6、 答案：470 2．某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應(yīng)的活化能，E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng) B．催化劑能改變該反應(yīng)的焓變 C．催化劑能降低該反應(yīng)的活化能 D．逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能 解析：選C。由題圖可知，生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；催化劑能降低該反應(yīng)的活化能，但不能改變該反應(yīng)的焓變；E1>E2，說明正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能。 2．(xx·河南洛陽高三期末)常溫下，1 mol化學鍵分解成氣態(tài)原子所需要的能量用E表示。結(jié)合表中信息判斷下列說法不正確的是(　　)

7、 共價鍵 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．表中最穩(wěn)定的共價鍵是H—F鍵 C．H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJ·mol－1 D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－25 kJ·mol－1 解析：選D。觀察表中數(shù)據(jù)知，氟、氯、碘的氫化物鍵能逐漸減小，故432 kJ·mol－1>E(H—Br)>298 kJ·mol－1，A項正確；表中H—F共價鍵的鍵能最大，即H—F 共價鍵最穩(wěn)定，B項正

8、確；H2(g)―→2H(g)，共價鍵斷裂要吸收能量，即H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJ·mol－1，C項正確；反應(yīng)H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的反應(yīng)熱ΔH＝436 kJ·mol－1＋157 kJ·mol－1－2×568 kJ·mol－1＝－543 kJ·mol－1，D項不正確。 有關(guān)反應(yīng)熱和焓變的認識誤區(qū) (1)反應(yīng)熱不一定是焓變，恒壓下的反應(yīng)熱為焓變。 (2)物質(zhì)中化學鍵越難斷裂，物質(zhì)越穩(wěn)定，具有的能量越低。 (3)同一物質(zhì)的能量不一定相同，氣態(tài)時最高。 (4)反應(yīng)熱不僅帶數(shù)值、單位，還要指明“＋”、“－”。

9、 　　　　反應(yīng)熱與化學反應(yīng)的過程 1．(xx·高考北京卷)最新報道：科學家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下： 下列說法正確的是(　　) A．CO和O生成CO2是吸熱反應(yīng) B．在該過程中，CO斷鍵形成C和O C．CO和O形成了具有極性共價鍵的CO2 D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應(yīng)的過程 解析：選C。A.狀態(tài)Ⅰ總能量為反應(yīng)物總能量，狀態(tài)Ⅲ總能量為生成物總能量，由圖示知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。B.從狀態(tài)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的圖示可以看出，反應(yīng)中CO并未斷裂成C和O，C、O原子間一直有化學鍵。C.

10、由圖示可以看出，CO和O生成了CO2，CO2分子中C與O形成極性共價鍵。D.狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O反應(yīng)生成CO2的過程，并不是CO與O2的反應(yīng)過程。 2．(xx·高考海南卷改編)某反應(yīng)過程能量變化如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．反應(yīng)過程a有催化劑參與 B．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，熱效應(yīng)等于ΔH C．改變催化劑，可改變該反應(yīng)的活化能 D．有催化劑的條件下，反應(yīng)的活化能等于E1＋E2 解析：選C。由圖示可知反應(yīng)過程a需要的活化能較高，沒有催化劑參與，A錯誤。由于反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，多余的能量就以熱能的形式釋放出來，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，熱效應(yīng)等于生成物與反應(yīng)物能量的

11、差值ΔH，B錯誤。改變催化劑，改變了反應(yīng)途徑，改變了反應(yīng)的活化能，但是反應(yīng)熱不變，C正確。 考點二　熱化學方程式的書寫與判斷 [學生用書P22] 1．六個注意 (1)注意ΔH的符號和單位 若為放熱反應(yīng)，ΔH為“－”；若為吸熱反應(yīng)，ΔH為“＋”。ΔH的單位為 kJ·mol－1。 (2)注意反應(yīng)熱的測定條件 書寫熱化學方程式時應(yīng)注意ΔH的測定條件(溫度、壓強)，但絕大多數(shù)的ΔH是在25 ℃、101 kPa下測定的，此時可不注明溫度和壓強。 (3)注意熱化學方程式中的化學計量數(shù) 熱化學方程式中各物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表

12、示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。 (4)注意物質(zhì)的聚集狀態(tài) 反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱ΔH不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學方程式的意義。氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學方程式中不用“↑”和“↓”。 (5)注意ΔH的數(shù)值與符號 熱化學方程式中的ΔH的值應(yīng)是表示反應(yīng)已完成的熱量變化。由于ΔH與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān)，所以方程式中化學式前面的化學計量數(shù)必須與ΔH相對應(yīng)，如果化學計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。 逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號相反。 (6)注意燃燒熱和中和熱

13、2．記憶口訣 熱化方程要點多，漏掉一點分不得； 標清狀態(tài)配好平，焓變正負千焦摩； 系數(shù)焓變成正比，逆向反應(yīng)焓變號。 　　　　熱化學方程式的書寫 1．(熱化學方程式書寫類)(1)(xx·高考山東卷)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng)。溫度為T時，該反應(yīng)的熱化學方程式為________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________

14、_。 已知溫度為T時：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165 kJ·mol－1 CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1 (2)(xx·高考大綱卷)化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5。已知AX3的熔點和沸點分別為－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔點為167 ℃。室溫時AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5，放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學方程式為______________________________________________________________

15、__________ ________________________________________________________________________。 (3)H2S的燃燒熱ΔH＝－a kJ·mol－1，寫出H2S燃燒反應(yīng)的熱化學方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [破題關(guān)鍵]　根據(jù)物質(zhì)的熔、沸點判斷該物質(zhì)在

16、室溫時的狀態(tài)；燃燒熱表示 101 kPa時 1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量，故產(chǎn)物H2O為液態(tài)；燃燒熱的數(shù)值唯一，但表示燃燒反應(yīng)的熱化學方程式不唯一。 解析：(1)由題意知CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165 kJ·mol－1① CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1② 應(yīng)用蓋斯定律，由②－①可得CO、H2合成CH4的反應(yīng)： CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－206 kJ·mol－1。 (2)由題意知，室溫時，AX3是液體，AX5是固體，所以熱

17、化學方程式為AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)　ΔH＝－123.8 kJ· mol－1。 (3)H2S的燃燒熱ΔH＝－a kJ·mol－1，則1 mol H2S完全燃燒生成SO2(g)和H2O(l)放出a kJ的熱量，所以H2S燃燒的熱化學方程式為2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－2a kJ·mol－1或H2S(g)＋3/2O2(g)===SO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol－1。 答案：(1)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g) ΔH＝－206 kJ·mol－1 (2)AX3(l)＋X2(g)===A

18、X5(s)　ΔH＝－123.8 kJ· mol－1 (3)2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－2a kJ·mol－1[或H2S(g)＋3/2O2(g)===SO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol－1] [互動拓展] 可逆反應(yīng)不能徹底進行，在表示可逆反應(yīng)的熱化學方程式中，ΔH的數(shù)值與反應(yīng)物的化學計量數(shù)還成比例嗎？ 答案：成比例。熱化學方程式中的ΔH的值是表示反應(yīng)已完成的熱量變化，即指按照反應(yīng)物的化學計量數(shù)完成反應(yīng)的反應(yīng)熱，所以可逆反應(yīng)中ΔH的數(shù)值與化學計量數(shù)成比例。 　(1)汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下：

19、 寫出該反應(yīng)的熱化學方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25 ℃、101 kPa時： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH1＝－197 kJ·mol－1； H2O(g)===H2O(l)　ΔH2＝－44 kJ·mol－1； 2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O

20、(g)===2H2SO4(l) ΔH3＝－545 kJ·mol－1。 則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)反應(yīng)物斷裂化學鍵所需要吸收的總能量減去生成物形成化學鍵釋放的總能量即為焓變：ΔH＝[(945＋498)－2×630] kJ·mol－1＝＋183 kJ·mol－1。

21、 (2)給題中的三個熱化學方程式分別編號為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律由(③－①)－②可得到目標熱化學方程式。 答案：(1)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋183 kJ·mol－1 (2)SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)　ΔH＝－130 kJ·mol－1 2．(1)肼是一種高能燃料，有關(guān)化學反應(yīng)的能量變化如圖所示，寫出肼燃燒的熱化學方程式：________________________________________________________________________ _____________________________________

22、___________________________________。 (2)已知：Q的單質(zhì)是常見的半導體材料，在25 ℃、101 kPa下，Q的氣態(tài)氫化物在氧氣中完全燃燒可得Q的最高價氧化物，反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移1 mol電子放熱190.0 kJ。則該反應(yīng)的熱化學方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)根據(jù)題干圖示可知

23、，肼充分燃燒的產(chǎn)物是N2(g)和H2O(g)，1 mol 肼充分燃燒放出的熱量為2 752 kJ－2 218 kJ＝534 kJ，根據(jù)要求寫出熱化學方程式。(2)由信息知Q為Si，其氣態(tài)氫化物SiH4與O2反應(yīng)生成SiO2和H2O,1 mol SiH4完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移8 mol電子，故1 mol SiH4參加反應(yīng)放出1 520.0 kJ熱量，即可寫出該反應(yīng)的熱化學方程式。 答案：(1)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1 (2)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1 520.0 kJ·mol－1

24、 　　　　熱化學方程式的正誤判斷 1．(xx·河南洛陽高三統(tǒng)考)下列熱化學方程式書寫正確的是(ΔH的絕對值均正確)(　　) A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(燃燒熱) B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ/mol(中和熱) C．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ/mol(反應(yīng)熱) D．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ/mol(反應(yīng)熱) 解析：選D。燃燒熱是指101 kPa時1 mol

25、純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量，而氣態(tài)水不是穩(wěn)定的氧化物，故A錯誤。中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0，故B錯誤。書寫熱化學方程式時必須標明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，故C錯誤。 2．(xx·山東濟南高三調(diào)研)下列熱化學方程式中，正確的是(　　) A．甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol－1，則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 B．500 ℃、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學方程式為N2(g)＋3H2(

26、g) 2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1 C．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱為－57.3 kJ·mol－1，則H2SO4和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝2×(－57.3 kJ·mol－1) D．在101 kPa時，2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，H2燃燒的熱化學方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 解析：選D。A項，熱化學方程式中生成的水為氣態(tài)，不屬于穩(wěn)定的氧化物，故ΔH＞－890.3 kJ·mol－1；B項，由該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，可知放出 19.3 kJ 的熱量時生成NH3的量一定小于1 mol，故

27、N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜－38.6 kJ·mol－1；C項，中和熱是指酸、堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時放出的熱量，故H2SO4和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。 熱化學方程式的書寫與判斷的常見易錯點 (1)忽視反應(yīng)熱與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)，導致漏寫反應(yīng)物或生成物的聚集狀態(tài)。 (2)不能正確理解“＋”、“－”的含義，導致將ΔH的正、負混淆。 (3)忽視化學計量數(shù)與反應(yīng)熱的數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系導致錯誤。例如：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1； H2(

28、g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH＝－92.3 kJ·mol－1。 (4)對于強酸和強堿的稀溶液反應(yīng)，其中和熱是相等的，都約是57.3 kJ·mol－1：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。對于強酸和弱堿或弱酸和強堿的稀溶液反應(yīng)，中和熱一般小于57.3 kJ·mol－1，因為弱電解質(zhì)的電離是吸熱的。中和反應(yīng)的實質(zhì)是H＋和OH－化合生成H2O。若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成(如生成不溶性物質(zhì)或難電離物質(zhì)等)，這部分反應(yīng)熱不在中和熱之內(nèi)。 考點三　蓋斯定律及其相關(guān)計算 [學生用書P23] 1．蓋斯定律的應(yīng)用

29、 (1)理論依據(jù)：反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與具體反應(yīng)的途徑無關(guān)。 (2)計算模式 (3)主要應(yīng)用：計算某些難以直接測量的反應(yīng)熱。 (4)注意事項：應(yīng)用蓋斯定律進行簡單計算，關(guān)鍵在于設(shè)計反應(yīng)途徑。 ①當反應(yīng)式乘以或除以某數(shù)時，ΔH也應(yīng)乘以或除以某數(shù)。 ②熱化學方程式加減運算以及比較反應(yīng)熱的大小時，ΔH都要帶“＋”、“－”號計算、比較，即把ΔH看作一個整體進行分析判斷。 ③在設(shè)計的反應(yīng)途徑中常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固→液→氣變化時，會吸熱；反之會放熱。 ④當設(shè)計的反應(yīng)逆向進行時，其ΔH與正反應(yīng)的ΔH數(shù)值相等，符號相反

30、。 2．反應(yīng)熱的計算方法 (1)根據(jù)物質(zhì)的能量或鍵能計算反應(yīng)熱(ΔH)的方法 ①根據(jù)物質(zhì)具有的能量進行計算：ΔH＝E(生成物的總能量)－E(反應(yīng)物的總能量)； ②根據(jù)化學鍵的鍵能進行計算：ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能)－E(生成物的總鍵能)。 (2)運用蓋斯定律計算反應(yīng)熱(ΔH)并書寫熱化學方程式的方法 根據(jù)題意先確定待求反應(yīng)方程式并標明各物質(zhì)的狀態(tài)，思考將已知的化學方程式轉(zhuǎn)化為待求化學方程式的四則運算方法，再根據(jù)蓋斯定律，用相同的四則運算方法求出待求反應(yīng)方程式的反應(yīng)熱(ΔH)，最后寫出完整的熱化學方程式。 　　　　利用蓋斯定律求焓變 1．(蓋斯定律應(yīng)用類)(xx·

31、高考江蘇卷)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3 4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4 3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5 下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是(　　) A．ΔH1＞0，ΔH3＜0 B．ΔH2＞0，ΔH4＞0 C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 [破題關(guān)鍵]　將已知熱化學方程式依次標號為①、②、③、④、⑤。根據(jù)蓋斯定律，熱化學方程式之間的疊加關(guān)系為

32、①＝②＋③；3×③＝④＋2×⑤，即可判斷。 解析：選C。A.C(s)、CO(g)在O2(g)中燃燒生成CO2，均為放熱反應(yīng)，則有ΔH1<0、ΔH3<0。 B．CO2(g)與C(s)在高溫條件下反應(yīng)生成CO(g)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則有ΔH2>0；Fe(s)與O2(g)反應(yīng)生成Fe2O3(s)為放熱反應(yīng)，則有ΔH4<0。 C．將五個熱化學方程式依次編號為①、②、③、④、⑤，根據(jù)蓋斯定律，由②＋③可得①，則有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。 D．將五個熱化學方程式依次編號為①、②、③、④、⑤，根據(jù)蓋斯定律，由③×3－⑤×2可得④，則有ΔH4＝3ΔH3－2ΔH5。 [互動拓展] 試歸納合并方程式

33、消去物質(zhì)的策略。 答案：①觀察目標方程式和已知方程式，確定被消去的物質(zhì)。 ②方程式兩邊乘以某數(shù)(整數(shù)或分數(shù))，使被消去的物質(zhì)的化學計量數(shù)相同。 ③被消去的物質(zhì)在已知方程式的同一邊時用減法，不同邊時用加法。 　(xx·高考重慶卷)黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學方程式為 S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJ·mol－1 已知：碳的燃燒熱ΔH1＝a kJ·mol－1 S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1 2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c

34、 kJ·mol－1 則x為(　　) A．3a＋b－c B．c－3a－b C．a(chǎn)＋b－c D．c－a－b 解析：選A。碳燃燒的熱化學方程式為①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 ，將另外兩個熱化學方程式進行編號，②S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1 ，③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1，運用蓋斯定律，①×3＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s) ＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝(3a＋b－c) kJ·mol－1 ，則x

35、＝3a＋b－c，故A正確。 2．[xx·高考全國卷Ⅰ，T28－(2)]乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。 已知： 甲醇脫水反應(yīng) 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1 甲醇制烯烴反應(yīng) 2CH3OH(g)===C2H4 (g)＋2H2O(g) ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1 乙醇異構(gòu)化反應(yīng) C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1 則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4 (g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·

36、mol－1。 解析：將題給反應(yīng)依次編號為①、②、③，反應(yīng)①減去反應(yīng)②再減去反應(yīng)③即得C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)，故ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝－23.9 kJ·mol－1－(－29.1 kJ·mol－1)－(＋50.7 kJ·mol－1)＝－45.5 kJ·mol－1。 答案：－45.5 　　　　反應(yīng)熱的計算及比較 1．(xx·高考海南卷)已知丙烷的燃燒熱ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水，則放出的熱量約為(　　) A．55 kJ　　　　　　　 B．220 kJ C．550 kJ D．1

37、 108 kJ 解析：選A。丙烷分子式是C3H8,1 mol丙烷燃燒會產(chǎn)生4 mol水，則丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8 g水，消耗丙烷的物質(zhì)的量是n(C3H8)＝n(H2O)＝m÷M÷4＝1.8 g÷18 g/mol÷4＝0.025 mol，所以反應(yīng)放出的熱量是Q＝2 215 kJ·mol－1×0.025 mol＝55.375 kJ，因此放出的熱量約為55 kJ。 2．室溫下，將1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為ΔH2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2O(s)Cu

38、SO4(s)＋5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3。則下列判斷正確的是(　　) A．ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3 解析：選B。1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，為吸熱過程，故ΔH1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，為放熱過程，故ΔH2<0,1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分為兩個過程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol H2O(l)，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水，CuSO4·5H2O受熱分解為吸熱反應(yīng)，即ΔH3>0。根據(jù)蓋斯定律得到關(guān)系

39、式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1<ΔH3。 3．下列兩組熱化學方程式中，有關(guān)ΔH的比較正確的是(　　) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2 ②NaOH(aq)＋H2SO4(濃，aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH3 NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH4 A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4 B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4 C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3＜ΔH4 D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞

40、ΔH4 解析：選B。比較ΔH大小時一定要帶上“＋”、“－”符號。由于H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)要放出熱量，所以等物質(zhì)的量的CH4(g)燃燒生成液態(tài)水時放出熱量的數(shù)值要比生成氣態(tài)水時的大。所以ΔH1>ΔH2。等物質(zhì)的量的NaOH與濃H2SO4、稀醋酸恰好反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的水，若不考慮濃H2SO4溶解放熱和弱電解質(zhì)電離吸熱，應(yīng)放出相同的熱量。但在實際反應(yīng)中，濃H2SO4溶于水時放熱，使反應(yīng)放出的總熱量增多；醋酸是弱酸，部分CH3COOH分子在電離過程中要吸熱，使反應(yīng)放熱減少。所以ΔH3<ΔH4。 　 反應(yīng)熱的大小比較 (1)利用蓋斯定律比較。 (2)

41、同一反應(yīng)的生成物狀態(tài)不同時，如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2。 (3)同一反應(yīng)物狀態(tài)不同時，如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2。 (4)兩個有聯(lián)系的反應(yīng)相比較時，如C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1?、?，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH2　②。 　 比較方法：利用反應(yīng)①(包括ΔH1)乘以某計量數(shù)減去反應(yīng)②(包括ΔH2)乘以某計量數(shù)，即得出ΔH3＝ΔH1×某計量數(shù)－ΔH2×某計量數(shù)，根據(jù)ΔH3

42、大于0或小于0進行比較。 總之，比較反應(yīng)熱的大小時要注意：①反應(yīng)中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；②ΔH有正負之分，比較時要連同“＋”、“－”一起比較，類似數(shù)學中的正、負數(shù)大小的比較；③若只比較放出或吸收熱量的多少，則只比較數(shù)值的大小，不考慮正、負號。 有關(guān)化學能與熱能的易錯問題匯總 1．誤認為1 mol可燃物燃燒時放出的熱量就是燃燒熱。其實不然，生成的氧化物應(yīng)該是穩(wěn)定的，如H2是指生成H2O(l)而非H2O(g)，C是指生成CO2(g)而非CO(g)等。 2．比較化學反應(yīng)的熱效應(yīng)的大小時，易忽略“＋”、“－”和單位。例如：化學反應(yīng)的熱效應(yīng)用ΔH表示，ΔH由符號和數(shù)字組成，單位是

43、kJ/mol，計算和比較時要包括“＋”、“－”。 3．誤認為在熱化學方程式的反應(yīng)物和生成物連接符號(“===”或“―→”或“”)處應(yīng)標注反應(yīng)條件(點燃、加熱、電解等)，其實不需要。 4．誤認為反應(yīng)條件不同時，ΔH也不同。其實不然，如同溫同壓下，H2(g)和Cl2(g)的總能量與HCl(g)的總能量的差值不受光照和點燃條件的影響，故該反應(yīng)在不同條件下的ΔH相同。 5．誤認為可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與物質(zhì)轉(zhuǎn)化率有關(guān)。其實不然，如2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ/mol，是指生成2 mol SO3(g)時放出的熱量為197 kJ。 6．利用鍵能計算反應(yīng)熱，其關(guān)鍵是算清

44、物質(zhì)中化學鍵的數(shù)目。 原子晶體：1 mol金剛石中含2 molCC鍵，1 mol硅中含2 mol SiSi鍵，1 mol SiO2晶體中含4 molSiO鍵； 分子晶體：1 mol P4中含有6 molPP鍵，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中含有12 molPO鍵和4 molPO鍵，1 mol CH3CH3中含有6 molCH鍵和1 mol CC鍵。 1．下列設(shè)備工作時，將化學能轉(zhuǎn)化為熱能的是(　　) A B C D 硅太陽能電池 鋰離子電池 太陽能集熱器 燃氣灶 解析：選D。本題考查能量轉(zhuǎn)化形式的判斷，意在考查考生運用化學知識和化學

45、原理解釋日常生活中化學問題的能力。硅太陽能電池工作時將光能轉(zhuǎn)化為電能，A項錯誤；鋰離子電池工作時將化學能轉(zhuǎn)化為電能，B項錯誤；太陽能集熱器工作時將光能轉(zhuǎn)化為熱能，C項錯誤；燃氣灶工作時將化學能轉(zhuǎn)化為熱能，D項正確。 2．(xx·山西太原二模)反應(yīng)A＋B―→C分兩步進行：①A＋B―→X，②X―→C，反應(yīng)過程中能量變化如圖所示，E1表示反應(yīng)A＋B―→X的活化能。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．E2表示反應(yīng)X―→C的活化能 B．X是反應(yīng)A＋B―→C的催化劑 C．反應(yīng)A＋B―→C的ΔH<0 D．加入催化劑可改變反應(yīng)A＋B―→C的焓變 解析：選C。反應(yīng)X―→C的活化能小于E2，A錯誤；

46、由①②可知，X是反應(yīng)A＋B―→C的中間產(chǎn)物，B錯誤；反應(yīng)物A和B的總能量大于生成物C的總能量，所以反應(yīng)A＋B―→C是放熱反應(yīng)，即ΔH<0，C正確；加入催化劑可以改變反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)物和生成物具有的總能量不變，則反應(yīng)的焓變不改變，D錯誤。 3．H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1。 已知： 下列說法不正確的是(　　) A．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 B．斷開1 mol H—H鍵和1 mol I—I鍵所需能量大于斷開2 mol H—I鍵所需能量 C．斷開2 mol H—I鍵所需能量約為(c＋b＋a) kJ D．

47、向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ 解析：選B。該反應(yīng)的ΔH＜0，為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，A項正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則斷開1 mol H—H鍵和1 mol I—I鍵所需的能量小于斷開2 mol H—I鍵所需的能量，B項錯誤；ΔH＝E(H—H)＋E(I—I)－2E(H—I)＝－a kJ·mol－1，故斷開2 mol H—I鍵所需的能量約為(c＋b＋a) kJ，C項正確；H2和I2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，2 mol H2和2 mol I2不可能完全反應(yīng)生成2 mol HI，因此放出的熱量小于2a kJ，D項正確。 4．已知

48、H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－72 kJ·mol－1，蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的熱量為30 kJ，其他相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。 H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol 分子中化學鍵斷裂 時需要吸收的能量/kJ 436 a 369 則表中a為(　　) A．404　　　　　　　　 B．260 C．230 D．200 解析：選D。本題主要考查鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系。由已知得：Br2(l)===Br2(g)　ΔH2HBr(g)　ΔHaa 5．在1 200 ℃時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應(yīng)： H2S(g)＋O2(g)=

49、==SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1 H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g)　ΔH2 2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g)　ΔH3 2S(g)===S2(g)　ΔH4 則ΔH4的正確表達式為(　　) A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) B．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3) C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) D．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH3－3ΔH2) 解析：選D。題中4個熱化學方程式依次編號為①、②、③、④，根據(jù)蓋斯定律可知，④＝(①＋③－3×②)，即2S(g)===S2(g)　ΔH4＝(ΔH1＋ΔH3－3ΔH2)。 6

50、．下列各組熱化學方程式的ΔH(　　) ①S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔHSO2(g)　ΔH2H2O(g)　ΔH2H2O(l)　ΔHCaO(s)＋CO2(g)　ΔHCa(OH)2(s)　ΔH只有①③ B．只有①② C．只有②③ D．①②③ 解析：選D。由固體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w需吸收熱量，又由于反應(yīng)放熱時ΔH 7．(xx·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))下列關(guān)于反應(yīng)過程中能量變化的說法，正確的是(　　) A．上圖中a、b曲線可分別表示反應(yīng)CH2===CH2(g)＋H2(g)―→CH3CH3(g)　ΔH<0，使用和未使用催化劑時，反應(yīng)過程中的能量變化 B．已知2C(s)＋2O2

51、(g)===2CO2(g)　ΔH1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2 C．同溫同壓下，反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同 D．在一定條件下，某可逆反應(yīng)的ΔH＝＋100 kJ·mol－1，則該反應(yīng)正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能大100 kJ·mol－1 解析：選D。反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，A錯誤；完全燃燒時釋放的能量多，但是ΔH<0，則ΔH1<ΔH2，B錯誤；ΔH的值與反應(yīng)條件無關(guān)，C錯誤；ΔH＝＋100 kJ·mol－1，說明為吸熱反應(yīng)，如圖。Ea(正)為正反應(yīng)活化能，Ea(逆)為逆反

52、應(yīng)活化能，D正確。 8．運用化學反應(yīng)原理研究氮、碳、硫等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義。氨在國民經(jīng)濟中占有重要地位。合成氨工業(yè)中，合成塔中每產(chǎn)生2 mol NH3，放出 92.4 kJ 熱量。 (1)合成氨反應(yīng)的熱化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若起始時向容器內(nèi)充入2 mol N2和6 mol H2，達平衡后放

53、出的熱量為Q，則Q________(填“＞”、“＜”或“＝”)184.8 kJ。 (3)已知： 1 mol N—H鍵斷裂時吸收的能量等于________ kJ。 解析：(1)根據(jù)題意直接寫出合成氨反應(yīng)的熱化學方程式：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。 (2)因合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，2 mol N2和6 mol H2不可能完全轉(zhuǎn)化生成4 mol NH3，故放出的熱量小于184.8 kJ。 (3)設(shè)形成1 mol N—H鍵放出的能量為E，根據(jù)題中信息可知，1 mol N2和3 mol H2斷裂化學鍵吸收的總能量為945.8 kJ＋3×436

54、 kJ＝2 253.8 kJ，則有6×E－2 253.8 kJ＝92.4 kJ，所以E≈391 kJ，故1 mol N—H鍵斷裂時吸收的能量為391 kJ。 答案：(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1　(2)＜　(3)391 9. (1)圖甲是一定的溫度和壓強下N2和H2反應(yīng)生成1 mol NH3過程中能量變化示意圖，請寫出工業(yè)合成氨的熱化學方程式： ________________________________________________________________________ (ΔH的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表

55、示)。 (2)飲用水中的NO主要來自于NH。已知在微生物的作用下，NH經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖乙所示： 乙 1 mol NH全部被氧化成NO的熱化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)注意圖甲是表示生成1 mol NH3過程中能量變化且該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)首先寫出NH(aq

56、)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)，然后依據(jù)圖像寫出①NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－273 kJ·mol－1、②NO(aq)＋O2(g)===NO(aq)　ΔH2＝－73 kJ·mol－1，則由①＋②即得所求熱化學方程式。 答案：(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－2(Q2－Q1) kJ·mol－1 (2)NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ·mol－1 10．(1)已知關(guān)于鐵的氧化物存在下列三個熱化學方程式： Fe2O3(

57、s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－24.8 kJ/mol　① Fe2O3(s)＋CO(g)===Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－15.73 kJ/mol?、? Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋640.4 kJ/mol　③ 則CO還原FeO的熱化學方程式為CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝________kJ/mol。 (2)硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化學試劑，可由如下反應(yīng)制?。? SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)　ΔH 已知：①SO2(g)＋Cl2(g)＋SC

58、l2(g) 2SOCl2(g) ΔH1＝－a kJ/mol ②SO2Cl2(g)＋SCl2(g) 2SOCl2(g) ΔH2＝－b kJ/mol ③a＞b＞0 則ΔH＝________kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示)。 解析：(1)由[(①－②)×－③]×即得熱化學方程式CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－218 kJ/mol。 (2)根據(jù)蓋斯定律，由①式－②式，得SO2(g)＋Cl2(g) SO2Cl2(g)　ΔH＝－(a－b) kJ/mol。 答案：(1)－218　(2)－(a－b) 11．CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì)，它們?nèi)紵臒?/p>

59、化學方程式為 ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 ③C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 (1)在深海中存在一種甲烷細菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生能量而存活，甲烷細菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量________(填“＞”、“＜”或“＝”)890.3 kJ。 (2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4＋CO2===2CO＋2H2,1 g CH4完全

60、反應(yīng)可釋放15.46 kJ的熱量，則： ①下圖能表示該反應(yīng)過程中能量變化的是________(填字母)。 ②若將物質(zhì)的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨時間的變化如圖所示，則CH4的轉(zhuǎn)化率為________。 (3)C(s)與H2(g)不反應(yīng)，所以C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的反應(yīng)熱無法直接測量，但通過上述反應(yīng)可求出C(s)＋2H2(g)===CH4(g)的反應(yīng)熱ΔH＝________。 (4)目前對于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點，下列關(guān)于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是______(填字母)。 A．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，使CO

61、2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2，并放出熱量 B．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，在常溫常壓下使CO2分解生成C與O2 C．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2) D．將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料 解析：(1)給定反應(yīng)的反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)物和生成物的多少和狀態(tài)，與中間過程無關(guān)，故甲烷細菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量仍等于890.3 kJ。(2)①1 g CH4完全反應(yīng)釋放15.46 kJ的熱量，則1 mol CH4完全反應(yīng)放出熱量為247.36 kJ，故D圖符合題意。 ②CH4的轉(zhuǎn)化率＝155.8 kJ÷247.36 kJ×

62、100%≈63%。 (3)②＋③－①即得C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－74.8 kJ·mol－1。 (4)已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，則CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2的反應(yīng)吸熱，故A項不正確；使CO2分解生成C與O2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，常溫下不能發(fā)生，故B項不正確；利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2)是合理的，故C項正確；將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料，是極不經(jīng)濟合算的，故D項不正確。 答案：(1)＝　(2)①D?、?3% (3)－74.8 kJ·mol－1　(4)C