专题三 第 10 讲
1．中国学者在水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH]中突破了低温下高转化
率与高反应速率不能兼得的难题，该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。
反应过程示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程
B．过程Ⅲ生成了具有极性共价键的 H2、CO2
C．使用催化剂降低了水煤气变换反应的 ΔH
D．图示过程中的 H2O 均参与了反应过程
解析：D [A.根据反应过程示意图，过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂的过程为吸热过程，
故 A 错误；B.过程Ⅲ中 CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气，H2 中的化学
键为非极性键，故 B 错误；C.催化剂不能改变反应的 ΔH，故 C 错误；D.根据反应过程示意图，
过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂，过程Ⅱ也是水分子中的化学键断裂的过程，过程Ⅲ中形成
了水分子，因此 H2O 均参与了反应过程，故 D 正确。]
2．N2O 和 CO 是环境污染性气体，可在 Pt2O＋表面转化为无害气体，其反应为 N2O(g)＋
CO(g)CO2(g)＋N2(g) ΔH，有关化学反应的物质变化过程(图甲)及能量变化过程(图乙)如下：
下列说法正确的是( )
A．由图甲可知：ΔH1＝ΔH＋ΔH2
B．由图乙可知：ΔH＝－226 kJ·mol－1
C．为了实现转化需不断向反应器中补充 Pt2O＋和 Pt2O＋2
D．由图乙可知该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
解析：B [①N2O(g)＋Pt2O＋(s)===Pt2O＋2 (s)＋N2(g) ΔH1，②Pt2O＋2 (s)＋CO(g)===Pt2O＋(s)
＋CO2(g) ΔH2，结合盖斯定律计算①＋②得到 Na2O(g)＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A 错误；由图乙分析可知，反应物能量高于生成物的能量，反应为放热反应，反应焓
变 ΔH＝134 kJ·mol－1－360 kJ·mol－1＝－226 kJ·mol－1，B 正确；反应过程中 Pt2O＋和 Pt2O ＋2 参
与反应后又生成，不需要补充，C 错误；正反应的活化能(E1＝134 kJ·mol －1)小于逆反应的活
化能(E2＝360 kJ·mol－1)，D 错误。]
3．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A．若 S(单斜，s)===S(斜方，s)
ΔH＝－0.33 kJ·mol－1，则单斜硫比斜方硫稳定
B．若 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－2 687.2 kJ·mol－1，则 C2H2(g)的燃烧热
ΔH＝－1 343.6 kJ·mol－1
C．已知 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则 NaOH(s)与稀盐酸完全中
和生成 1 mol H2O(l)时，放出 57.3 kJ 的热量
D．已知 2H2S(g)＋O2(g)===2S(g)＋2H2O(l) ΔH1；
2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH2，则 ΔH1＜ΔH2
解析：B [单斜硫转化为斜方硫的反应为放热反应，说明等质量的斜方硫能量比单斜硫
的低，能量越低的物质越稳定，A 项错误；燃烧热为 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时
放出的热量，B 项正确；NaOH 固体溶于水放热，C 项错误；物质完全燃烧时放热更多，而比
较 ΔH1 和 ΔH2 时要带上正负号比较，D 项错误。]
4．利用图(a)和(b)中的信息，按图(c)装置(连通的 A、B 瓶中已充有 NO2 气体)进行实验。
下列推断正确的是( )
A．2H2O2(l)2H2O(l)＋O2(g) ΔH＞0
B．N2O4(g)2NO2(g) ΔH＞0
C．烧瓶 A 中气体颜色比烧瓶 B 中的深
D．2 mol NO2(g)的总能量低于 1 mol N2O4(g)的总能量
解析：B [由图(a)可知，H2O2 的分解反应是放热反应，即 ΔH＜0，A 项错误；由图(b)知，
NO2 生成 N2O4 时放出热量。则 N2O4 分解时吸收热量，B 项正确；对于图(c)，因为 NO2 呈红
棕色，B 对应烧杯中水的温度较高，促进平衡 2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0 向左移动，故烧瓶
B 中气体颜色加深，C 项错误。根据图(b)知，2 mol NO2(g)的总能量高于 1 mol N2O4(g)的总能
量，D 项错误。]
5．已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2
③S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3
④S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH4
⑤4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH5
⑥4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH6
以下表述不正确的是( )
A．ΔH1＜ΔH2 B．ΔH3＞ΔH4
C．ΔH5＜ΔH6 D．ΔH5＞ΔH6
解析：D [能量：H2O(l)＜H2O(g)，燃烧为放热反应，生成 H2O(l)时放热较多，故 ΔH1＜
ΔH2，A 项正确；能量；S(s)＜S(g)，燃烧为放热反应，S(g)燃烧放出热量较多，故 ΔH3＞ΔH4，
B 项正确；⑤－⑥可得铝与 Fe2O3 的铝热反应方程式，铝热反应是放热反应，即 ΔH5－ΔH6＜
0，故 ΔH5＜ΔH6，C 项正确，D 项错误。]
6．三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A．转化过程中，氮元素均被还原
B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
C．还原过程中生成 0.1 mol N2，转移电子数为 0.5 mol
D．三效催化剂能有效实现汽车尾气中 CO、CxHy、NOx 三种成分的净化
解析：D [根据图中信息可知，NOx 被氧气氧化得到硝酸盐，硝酸盐还原产生氮气，A 项
错误；催化剂参与储存和还原过程，反应前后质量和化学性质不变，B 项错误；还原过程中氮
元素从＋5 价降为 0 价，生成 0.1 mol N2，转移电子数为 1.0 mol，C 项错误；三效催化剂能有
效实现汽车尾气中 CO、CxHy、NOx 三种成分的净化，转化为无污染的气体再排放，D 项正
确。]
7．碳循环(如图)对人类生存、发展有着重要的意义。下列说法错误的是( )
A．碳是构成有机物的主要元素
B．光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C．化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一
D．石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志
解析：D [有机物中一定含有碳元素，A 项正确；光合作用是利用光能将二氧化碳和水
转化为葡萄糖和氧气的过程，B 项正确；化石燃料大量燃烧生成的二氧化碳和烃类，均能产生
温室效应，C 项正确；乙烯的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志，D 项错误。]
8．根据 Ca(OH)2/CaO 体系的能量循环图，下列说法正确的是( )
A．ΔH5＞0
B．ΔH1＋ΔH2＝0
C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
解析：D [水由 510 ℃的气态变为 25 ℃的液态放热，ΔH5＜0，A 项错误；由图可知，有
关 ΔH1 与 ΔH2 的反应进行时，反应物与生成物的温度不同，ΔH1＋ΔH2≠0，B 项错误；由图
可知，ΔH3＞0，ΔH4＜0，ΔH5＜0，所以 ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，C 项错误；根据能量守恒定律，ΔH1
＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，D 项正确。]
9．CO、H2、C2H5OH 三种物质燃烧的热化学方程式如下：
①CO(g)＋1
2O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1；
②H2(g)＋1
2O2(g)===H2O(g) ΔH2＝b kJ·mol－1；
③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH3＝c kJ·mol－1。
下列说法正确的是( )
A．ΔH1＞0
B．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝－2b kJ·mol－1
C．CO2 与 H2 合成 C2H5OH 反应的原子利用率为 100%
D．2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋C2H5OH(l) ΔH＝(2a＋4b－c) kJ·mol－1
解析：D [燃烧为放热反应，ΔH1＜0，A 项错误；反应②中水的状态为气态，B 项错误；原子利用率为 100%是指反应物的原子全部转化到目标产物中，C 项错误；根据盖斯定律①×2＋
②×4－③得：2CO(g)＋4H 2(g)===H2O(g)＋C2H5OH(l) ΔH＝(2a＋4b－c) kJ·mol －1，D 项正
确。]
10．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·mol－1，V2O5 存在时，该反应机理为 V2O5
＋SO2―→2VO2＋SO3(快)；4VO2＋O2―→2V2O5(慢)。
下列说法正确的是( )
A．反应速率主要取决于 V2O5 的质量
B．VO2 是该反应的催化剂
C．逆反应的活化能大于 198 kJ·mol－1
D．升高温度，该反应的 ΔH 增大
解析：C [V2O5 是固体，该反应速率取决于第二步反应，A 项错误；V2O5 为催化剂，B
项错误；反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，故逆反应的活化能大于 198 kJ·mol
－1，C 项正确；温度不影响反应热，D 项错误。]
11．(2019·河北衡水期中)已知：①CO(g)＋H 2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH1；②CH4(g)＋
H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH2。
下列推断正确的是( )
A．若 CO 的燃烧热为 ΔH3，则 H2 的燃烧热为 ΔH3－ΔH1
B．反应 CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的 ΔH＝ΔH2－ΔH1
C．若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则 ΔH2＜0
D．若等物质的量的 CO 和 H2 完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则 ΔH1＞0
解析：B [若 CO 的燃烧热为 ΔH3，则③CO(g)＋1
2O2(g)===CO2(g) ΔH3，根据盖斯定律，
③－①得 H2(g)＋1
2O2(g)===H2O(g) ΔH4＝ΔH3－ΔH1，但生成的水不是液态，故 H2 的燃烧热
不是 ΔH3－ΔH1，A 错误；根据盖斯定律，由②－①得 CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH
＝ΔH2－ΔH1，B 正确；若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则该反应为吸热反应，ΔH2
＞0，C 错误；若等物质的量的 CO 和 H2 完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则 ΔH3＜
ΔH4，ΔH1＝ΔH3－ΔH4＜0，D 错误。]
12．已知：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l) ΔH＝－x kJ·mol －1。蒸发 1 mol H2O(l)
需要吸收的热量为 44 kJ，其他相关数据如下表：
NH3(g) O2(g) NO(g) H2O(g)
1 mol 分子中的
化学键断裂时需
要吸收的能量
a kJ b kJ z kJ d kJ
则表中 z(用 x、a、b、d 表示)的大小为( )A.x＋4a＋5b－6d－264
4
B.x＋12a＋5b－12d－44
4
C.x＋4a－6d－44
4
D.x＋12a＋5b－12d－264
4
解析：A [由题给条件可得 6H2O(l)===6H2O(g) ΔH＝＋264 kJ·mol－1，根据盖斯定律，
将此式与题干中热化学方程式相加得 4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g) ΔH＝－(x－264)
kJ·mol － 1 ， 依 据 键 能 与 反 应 热 的 关 系 可 得 4a ＋ 5b － (4z ＋ 6d) ＝ － (x － 264) ， 解 得 z ＝
x＋4a＋5b－6d－264
4 ，A 项正确。]
13．氨在工农业生产中应用广泛。在压强为 30 MPa 时，合成氨时平衡混合气体中 NH3 的
体积分数与温度的关系如表所示：
温度/℃ 200 300 400 500 600
氨的体积分数/% 89.9 71.0 47.0 26.4 13.8
请回答下列问题：
(1)根据表中数据，结合化学平衡移动原理，说明合成氨反应是放热反应的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)据图写出合成氨反应的热化学方程式：_______________________________
________________________________________________________________________。
(3)将 1 mol N2(g)和 3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应
放出的热量________(填“大于”“等于”或“小于”)92.2 kJ，原因是____________
________________________________________________________________________；
若加入催化剂，ΔH＝________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)已知分别破坏 1 mol N≡N 键、1 mol H—H 键时需要吸收的能量为 946 kJ、436 kJ，则
破坏 1 mol N—H 键需要吸收的能量为________kJ。
(5)N2H4 可视为 NH3 分子中的 H 被—NH2 取代的产物。发射卫星时以 N2H4(g)为燃料、NO2
为氧化剂，二者反应生成 N2 和 H2O(g)。已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)
ΔH1＝＋67.7 kJ·mol－1
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－534 kJ·mol－1
则 1 mol N2H4 与 NO2 完全反应的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(3)合成氨的反应是可逆反应，1 mol N2(g)和 3 mol H2(g)不能完全反应生成 2 mol
NH3(g)，故测得反应放出的热量小于 92.2 kJ。
(4)设破坏 1 mol N—H 键需吸收的能量为 x kJ，则 946＋436×3－6x＝－92.2，x≈391。
(5)N2H4 和 NO2 反应的化学方程式为 N2H4(g)＋NO2(g)===3
2N2(g)＋2H2O(g)，依据盖斯定律
可得此反应的 ΔH＝ΔH2－1
2ΔH1＝－567.85 kJ·mol－1。
答案：(1)温度升高，平衡向吸热反应方向移动，因氨在混合气体中的体积分数减小，故
正反应是放热反应
(2)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
ΔH＝－92.2 kJ·mol－1
(3)小于 该反应是可逆反应，反应物不能全部转化为生成物 不变
(4)391
(5)N2H4(g)＋NO2(g)===3
2N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－567.85 kJ·mol－1
14．根据已知热化学方程式写出下列变化的热化学方程式：
(1)用 H2 或 CO 催化还原 NO 可达到消除污染的目的。
已知：①2NO(g)===N2(g)＋O2(g)
ΔH＝－180.5 kJ·mol－1
②2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
则用 H2 催化还原 NO 消除污染的热化学方程式是__________________________
________________________________________________________________________。
(2)将 H2 与 CO2 以 4∶1 的体积比混合，在适当的条件下制得 CH4。已知：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
②H2(g)＋1
2O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
则 CO2(g)与 H2(g)反应生成 CH4(g)与液态水的热化学方程式是__________________
________________________________________________________________________。
(3)已知：
①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
③S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－Q3 kJ·mol－1
工业上常用 CO 将 SO2 还原为单质硫，该反应的热化学方程式是________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据盖斯定律，由①－②即得 2H2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－752.1
kJ·mol－1。
(2)利用盖斯定律，由 4×②－①得 CO 2(g)＋4H 2(g)===CH4(g)＋2H 2O(l) ΔH＝－252.9
kJ·mol－1。
(3)SO2 与 CO 反应的化学方程式为 SO2(g)＋2CO(g)===S(s)＋2CO2(g)，运用盖斯定律，由
2×②－③－①即得该反应的 ΔH＝(Q1－2Q2＋Q3) kJ·mol－1。
答案：(1)2H2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－752.1 kJ·mol－1
(2)CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－252.9 kJ·mol－1
(3)SO2(g)＋2CO(g)===S(s)＋2CO2(g)
ΔH＝(Q1－2Q2＋Q3) kJ·mol－1
微信/支付宝扫码支付