1.1 化学反应的热效应 同步练习
一、单选题
1．下列能源组合中，均属于新能源的一组是（ ）
①天然气；②煤；③沼气能；④石油；⑤太阳能；⑥生物质能；⑦风能；⑧氢能．
A．①②③④ B．①⑤⑥⑦⑧
C．③④⑤⑥⑦⑧ D．③⑤⑥⑦⑧
2．2g碳与水蒸气反应生成CO和H2，需吸收21.88kJ热量，此反应的热化学方程式为（ ）
A．C + H2O =CO + H2ΔH =+131.3kJ·mol—1
B．C(s)+ H2O(g) =CO(g) + H2(g)ΔH =+10.94kJ·mol—1
C．C(s)+ H2O(g) =CO(g) + H2(g)ΔH = -131.3kJ·mol—1
D．C(s)+ H2O(g) =CO(g) + H2(g)ΔH = +131.3kJ·mol—1
3．下列不属于新能源的是（ ）
A．石油 B．太阳能 C．地热能 D．生物质能
4．我国为了争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，“减排”是一个重要举措。下列关于化石燃料的说法不正确的是（ ）
A．煤的气化是指将固态煤变为气态煤，使煤在燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧
B．石油的裂化、裂解、催化重整都是化学变化
C．石油裂化得到的汽油是混合物
D．天然气属于不可再生能源
5．已知热化学方程式2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH1<0，则关于2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) ΔH2的说法不正确的是( )
A．热化学方程式中的化学计量数只表示分子数
B．该反应的ΔH2应大于零
C．该反应的ΔH2＝－ΔH1
D．该反应可表示36 g液态水完全分解生成气态氢气和氧气的热效应
6．下列关于能量的变化及反应热的说法中正确的是（ ）
A．任何化学反应都伴随能量变化
B．某些化学键断裂时吸收能量，某些化学键断裂时则放出能量
C．形成新化学键不一定放出能量
D．有热量变化的过程一定有化学键的断裂与形成
7．白磷会对人体造成严重的烧伤，白磷(P4)分子结构为 。下列说法不正确的是（ ）
A．白磷着火点低，在空气中可自燃
B．白磷、红磷互为同素异形体
C．31 g白磷中，含P—P键1.5 mol
D．已知P4(白磷，s)＋3O2(g)=2P2O3(s) ΔH＝－Q kJ·mol－1，则白磷的燃烧热为Q kJ·mol－1
8．下列各组中两个反应的反应热，其中△H1＞△H2（ ）
A．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H1；2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) △H2
B．S(g)＋O2(g)＝SO2(g) △H1；S(s)＋O2(g)＝SO2(g) △H2
C．2SO2(g)＋O2(g)＝2SO3(g) △H1；2SO3(g)＝O2(g)＋2SO2(g) △H2
D．已知反应：C(金刚石，s)＝C(石墨，s)ΔH＜0，C(金刚石，s)+O2(g)＝CO2(g) △H1；C(石墨，s)+O2(g)＝CO2(g) △H2
9．某化学反应能量变化如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．反应物能量高于生成物能量，反应放出能量
B．经过化学变化后，反应体系的能量降低
C．加催化剂反应时，反应物和生成物能量的差值变大
D．在不同温度下进行反应，化学反应的能量变化值不同
10．下列有关测定中和反应反应热实验的说法正确的是（ ）
A．用铜丝代替玻璃搅拌器，测得的△H偏小
B．强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1molH2O的△H均为 57.3 kJ mol 1
C．已知冰的熔化热为6.0 kJ mol 1，冰中氢键键能为20.0kJ·mol-1，假设1mol冰中有2mol氢键，且熔化热完全用于破坏冰中的氢键，则最多只能破坏1mol冰中15%的氢键
D．若H2的燃烧热为a kJ mol 1，则燃烧热的热化学方程式H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H= a kJ mol 1
11．反应 的能量变化与反应进行的关系如图所示，下列说法中错误的是（ ）
A．图中虚线表示加入了催化剂
B．加入催化剂，反应速率加快但反应焓变不变
C．图中虚线表示的反应I、反应II均为放热反应
D．该反应的焓变
12．CH4、CO2在催化剂作用下可以反应生成CH3COOH，该反应历程(化学吸附至脱附)可以用下图表示。下列说法错误的是（ ）
A．CH4在催化剂表面发生化学吸附可表示为：CH4(g) H*+CH3*(*表示吸附态)
B．②过程表示CH3COOH分子的脱附过程
C．反应过程中有C－H键、C－C键、O－H键生成
D．该合成反应是放热反应
13．下列关于热化学反应的描述中正确的是（ ）
A．已知 和 发生中和反应生成 (l)时的反应热为 ，则 和 发生中和反应生成 (l)时的反应热为
B． 的燃烧热是 ，则 反应的
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．同温同压下， 在光照和点燃条件下的 不同
14．某小组设计的化学电池使LED灯发光的装置如图所示，下列叙述正确的是 （ ）
A．锌片为正极，铜片为负极
B．锌片质量减轻，发生还原反应
C．电子由铜片通过稀硫酸流向锌片
D．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换
15．MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：
M2+(g)＋CO32-(g) M2+(g)＋O2 (g)＋CO2(g)
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法错误的是（ ）
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
16．CaCO3/CaO相互转化的能量关系如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．ΔH4<0 B．ΔH1+ΔH2=0
C．ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5<0 D．ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
二、综合题
17．甲醇水蒸气重整制氢已经成为工业上制取氢气的重要工艺，甲醇水蒸气重整过程中可能出现以下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
回答下列问题：
（1） ，反应Ⅲ可在 (填“高温”或“低温”或“任意温度”)下可自发进行。
（2）一定温度下，将1mol甲醇与3mol水蒸气投入密闭容器中发生反应，一段时间后达到平衡，测得甲醇的转化率为80%，水蒸气体积分数为，则
①该反应中水蒸气的转化率为 。
②反应Ⅰ的压强平衡常数 。
③若对体系增大压强，反应Ⅰ平衡 (填“移动”或“不移动”)。
（3）某科研团队对光催化还原转化为甲醇进行研究(原理如图)，取得了一定进展。
①电极1的电势 (填“高于”或“低于”)电极2的电势。
②该光催化过程的总反应方程式为 。
18．一定温度、压强下：反应的相关信息如下表：
活化能Ea H-H键能 I-I键能
-11 173.1 436 151
键能：气态分子中1化学键解离成气态原子所吸收的能量。
（1）反应的焓变= ，活化能= 。
（2）关于反应，下列描述正确的是____A．和的总能量为587
A．和的总能量大于的能量
B．加入催化剂，若正反应活化能减小100，则逆反应活化能也减小100
C．恒温恒容，向已平衡体系中再加入，正反应活化能减小，逆反应活化能不变
（3）研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。实际上是经过下列两步基元反应完成的：
基元反应i：(快反应) 活化能：
基元反应ii：(慢反应) 活化能：
①决定反应速率的步骤是 (填“i”或“ii”)， 0(填“＞”、“＜”、“=”)
②将和通入1L容器中，达到化学平衡后将温度升高10℃，达到新平衡后，较原平衡 (填“增大”、“减小”或“不变”)，请依据升高温度时基元反应i、ii的平衡移动情况，综合考虑浓度与温度对反应i平衡移动的影响，分析变化的原因： 。
19．近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：
（1）Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl) ∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：
可知反应平衡常数K（300℃） K（400℃）（填“大于”或“小于”）。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K（400℃）= （列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是 。
（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)=CuCl(s)+ Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+ O2(g)=CuO(s)+ Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= kJ·mol-1。
（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是 。（写出2种）
（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：
负极区发生的反应有 （写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气 L（标准状况）
20．回答下列问题：
（1）已知两种同素异形体A、B的燃烧热的热化学方程式为：
A(s)+O2(g)═CO2(g)△H＝﹣393.51 kJ mol﹣1
B(s)+O2(g)=CO2(g)△H＝﹣395.41 kJ mol﹣1
则两种同素异形体中较稳定的是(填“A”或“B”) 。
（2）工业上用H2和Cl2反应制HCl，各键能数据为：H﹣H：436kJ/mol，Cl﹣Cl：243kJ/mol，H﹣Cl：431kJ/mol。该反应的热化学方程式是 。
（3）合成气(CO和H2为主的混合气体)不但是重要的燃料也是重要的化工原料，制备合成气的方法有多种，用甲烷制备合成气的反应为：
①2CH4(g)+O2(g)═2CO(g)+4H2(g)；△H1＝﹣72kJ mol﹣1
②CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)；△H2＝+216kJ mol﹣1
氢气与氧气反应生成水蒸气的热化学方程式为 。现有1mol由H2O(g)与O2组成的混合气，且O2的体积分数为x，将此混合气与足量CH4充分反应．
若x＝0.2时，反应①放出的能量为 kJ；
若x＝ 时，反应①与②放出(或吸收)的总能量为0。
21．能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。请回答下列问题。
（1）氢气在O2中燃烧的反应是 (填“放”或“吸”)热反应，这是由于反应物的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的总能量。
（2）从化学反应的本质角度来看，氢气的燃烧是由于断裂反应物中的化学键吸收的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)形成产物的化学键放出的总能量。已知破坏1 mol H—H键、1 mol O=O键、1 mol H—O键时分别需要吸收a kJ、bkJ、c kJ的能量。则2 mol H2(g)和1 mol O2(g)转化为2 mol H2O(g)时放出的热量为 。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】煤、石油、天然气是化石能源,不是新能源,常见新能源有:太阳能、沼气能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等属于未来新能源,所以符合未来新能源标准的是③⑤⑥⑦⑧,所以D选项是符合题意的.
【分析】新能源是指传统能源之外的各种能源形式，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等，据此解答即可。
2．【答案】D
【解析】【解答】反应是吸热反应，所以△H大于0，C不符合题意。A不符合题意，因为没有标明状态，B中反应热的数值不同，所以正确的答案选D。
【分析】根据碳的摩尔质量计算1mol碳放出的热量，结合热化学方程式的书写要求判断热化学方程式的正误即可，另一种方法是根据放热反应和热化学方程式的书写进行判断。
3．【答案】A
【解析】【解答】新能源是指无污染、可持续利用的能源，常见的新能源有：太阳能、风能、地热能、氢能、生物质能等；化石燃料属于传统能源，包括煤、石油、天然气等，
故答案为：A。
【分析】新能源是指无污染、可持续利用的能源，常见的新能源有：太阳能、风能、地热能、氢能、生物质能等；
4．【答案】A
【解析】【解答】A.煤的气化是化学变化，A错误；
B.石油的裂化、裂解、催化重整都是化学变化 ，B正确；
C.裂化的目的是为了得到更多的10个碳原子左右的汽油，属于混合物，C正确；
D. 天然气资源性能源，不能二次利用，属于不可再生能源，D正确。
故答案为：A。
【分析】本题主要考查化石燃料和新能源开发。
1.煤的气化过程是一个热化学过程。它是以煤或煤焦(半焦)为原料.以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂(或称气化介质)，在高温条件下通过化学反应把煤或煤焦中的可燃部分转化为气体的过程。
2.石油的分馏是物理变化，裂化、裂解，催化重整都是化学变化。
石油分馏是将石油中几种不同沸点的混合物分离的一种方法，属于物理变化。
石油的裂解和裂化的形式很像，都是1个烃分解成2个较小的烃分子。
裂化的目的是为了得到更多的10个碳原子左右的汽油，裂解的目的是为了得到碳原子数更少的烯烃，主要为了生产乙烯。可见裂解的程度比裂化更大，也成为裂解是深度裂化，由于都分解生成了新物质，所以都是化学变化。
3.天然气作为碳氢化合物，是资源性能源，不能再次重复利用，是不可再生能源。
5．【答案】A
【解析】【解答】热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量的多少，A项错误；题干中的两个热化学方程式是相反的两个变化过程，热效应符号相反，而数值相等，B、C项正确；D项描述符合热化学方程式的意义，正确。
故答案为：A
【分析】 ΔH<0 表示放热反应， ΔH<0 表示吸热反应。
6．【答案】A
【解析】【解答】A、任何化学反应都伴随着能量的变化，A符合题意。
B、断裂化学键的过程中吸收能量，形成化学键的过程中释放能量，B不符合题意。
C、形成化学键的过程中释放能量，C不符合题意。
D、物质状态变化过程中存在能量变化，但不存在化学键的断裂或形成，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】A、所有化学反应都伴随着能量的变化。
B、断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量。
C、形成新化学键一定释放能量。
D、物质由固态转化为液态的过程中需要吸收热量，但不存在化学键变化。
7．【答案】D
【解析】【解答】A.白磷的着火点很低，在空气中容易自燃，A项正确；
B.白磷和红磷为同种元素形成的不同单质，是同素异形体，故B正确；
C.1molP4中含6molP-P键，31g为0.25mol，含1.5molP-P键，故C正确；
D.白磷燃烧生成稳定的氧化物应该是P2O5而不是P2O3，D项错误；
故答案为：D
【分析】由同种元素形成的不同结构的单质互称为同素异形体：例如金刚石和石墨、和O2。 P4的分子结构为正四面体。
8．【答案】A
【解析】【解答】A、由于液态水的能量小于气态水的能量，则氢气完全燃烧生成液态水放热多，但放热越多，△H越小，因此△H1＞△H2，A符合题意；
B、由于气态硫的能量高于固体硫的能量，则气态硫完全燃烧放热多，但放热越多，△H越小，所以△H1＜△H2，B不符合题意；
C、二氧化硫转化为三氧化硫是放热反应，△H1＜0，三氧化硫分解是吸热反应，△H2＞0，则△H1＜△H2，C不符合题意；
D、C(金刚石，s)＝C(石墨，s) △H＜0，这说明金刚石的总能量高于石墨的总能量，因金刚石完全燃烧放热多，则△H1＜△H2，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】物质由液态变成固态，由气态变成液态，或由气态直接变成固态，均放出热量．因此在进行反应热计算或大小比较时，应特别注意各反应物或生成物的状态，焓变应是带正负号进行比较大小，反应放热时，ΔH为负值，放热越多，ΔH越小，反应吸热时，为正值，吸收的热量越多，ΔH越大。
9．【答案】C
【解析】【解答】A.该反应是放热反应，反应物的能量高于生成物的能量，反应放出能量，故A不符合题意；
B.该反应是放热反应，反应后体系的能量降低，故B不符合题意；
C.使用催化剂，反应物和生成物能量没有变化，故C符合题意；
D.在不同温度下进行反应，反应物的能量不同，化学反应的能量变化值不同，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】由图可知，反应物的能量高于生成物的能量，该反应是放热反应。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．用铜丝代替玻璃搅拌器，由于铜会导热，测得出的温度偏低，因此测得的△H偏大，故A不符合题意；
B．强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1molH2O和溶液的△H均为 57.3 kJ mol 1，若生成了沉淀，则△H不为 57.3 kJ mol 1，故B不符合题意；
C．已知冰的熔化热为6.0 kJ mol 1，冰中氢键键能为20.0kJ·mol-1，假设1mol冰中有2mol氢键，且熔化热完全用于破坏冰中的氢键，则最多只能破坏1mol冰中的氢键，故C符合题意；
D．若H2的燃烧热为a kJ mol 1，生成水为液态水，因此燃烧热的热化学方程式H2(g)+ O2(g)=H2O(l) △H= a kJ mol 1，故D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A．铜会导热，热量损失；
B．中和热是指在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热；
C．根据已知信息判断；
D．燃烧热是101kP时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热；
11．【答案】C
【解析】【解答】A．向反应中加入催化剂，能降低反应的活化能，因此虚线表示加入了催化剂，故A不符合题意；
B．加入催化剂，能降低反应的活化能，反应热不发生变化，因此加入催化剂，反应速率加快但反应焓变不变，故B不符合题意；
C．反应I中，反应物的总能量小于生成物的总能量，是吸热反应，故C符合题意；
D．该反应的焓变 是正逆反应活化能之差，即焓变 ，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】催化剂只是改变了活化能，只是可以改变反应的速率，不不能改变平衡的移动，焓变只和起始状态有关系，根据反应物和生成物的能量关系可以确定反应的放热与吸热状态
12．【答案】C
【解析】【解答】A．由图可知，CH4在催化剂表面发生化学吸附生成H*和CH3*，表示为：CH4(g) H*+CH3*，A项不符合题意；
B．②过程H*和CH3COO*在催化剂的作用下生成CH3COOH，则②过程表示CH3COOH分子的脱附过程，B项不符合题意；
C．由图可知，反应中只有C-C键和O-H键的生成，C项符合题意；
D．反应物的总能量大于生成物的总能量，该合成反应是放热反应，D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．由图可知，CH4在催化剂表面发生“化学吸附”生成H*和CH3*；
B．②过程H*和CH3COO*在催化剂的作用下“脱附”生成CH3COOH；
C．由图可知，反应中没有C-H键的生成；
D．依据反应物的总能量大于生成物的总能量分析。
13．【答案】B
【解析】【解答】A. 和 发生反应生成醋酸钠和水，醋酸是弱酸，在溶液中不完全电离吸热，放出更少的热量，则 和 发生中和反应生成 (l)时的反应热为 ，故A不符合题意；
B. 因CO(g)的燃烧热是283.0kJ.mol 1，则2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)反应的△H= 2×283.0kJ mol 1，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的△H=+2×283.0kJ mol 1=+556.0 kJ mol 1，故B符合题意；
C. 反应的热效应与断键吸收能量和形成新键放出能量差有关，与反应条件无关，需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应故C不符合题意；
D. 根据△H与反应条件无关，所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.醋酸电离吸热，导致中和反应放热减少，且中和反应的焓变为负；
B.物质的量与热量成正比，且互为逆反应时焓变的数值相同、符号相反；
C.反应中能量变化与反应条件无关；
D.焓变与反应条件无关。
14．【答案】D
【解析】【解答】A.锌比铜活泼，且反应原理为锌与硫酸反应产生氢气，锌片为负极，铜片为正极，故A不符合题意；
B.锌作负极，失电子转变成锌离子，发生氧化反应，锌片质量减轻，故B不符合题意；
C.电子由负极锌流出，经导线流向铜片，且电子不能在溶液中传递，故C不符合题意；
D.锌与硫酸反应过程中将化学能转化为电能，电子在导线中传递使LED灯发光，电能转化为光能，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．较活泼金属为负极，较不活泼金属为正极；
B．负极发生氧化反应，质量减小；
C．电子由负极经导线流向正极；
D．根据过程中的能量变化分析；
15．【答案】C
【解析】【解答】A. ΔH1表示断裂CO32-和M2+的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，A不符合题意；
B. ΔH2表示断裂CO32-中共价键形成O2 和CO2吸收的能量，与M2+无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，B不符合题意；
C.由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0，C符合题意；
D.由上分析可知ΔH1+ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】根据盖斯定律，得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,又易知Ca2+半径大于Mg2+半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3,CaO的离子键强度弱于MgO；据此分析选项。
16．【答案】B
【解析】【解答】A．同一物质，降温放热，故ΔH4<0，故A不符合题意；
B．由碳酸钙分解吸热，可知ΔH1>0，氧化钙化合放热，可知ΔH2<0，而分解和化合不在同一个温度下进行的，故ΔH1+ΔH2≠0，故B符合题意。
C．由盖斯定律知ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0，又ΔH1>0，故ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5<0，故C不符合题意；
D．由盖斯定律知ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据盖斯定律分析。
17．【答案】（1）91.9（或+91.9）；高温
（2）20%；2.75；移动
（3）高于；2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2
【解析】【解答】（1）反应Ⅲ-反应Ⅰ可得反应Ⅱ，根据盖斯定律，==；反应Ⅲ的，，在高温下，即在高温下反应可自发进行，故答案为：91.9（或+91.9）；高温；
（2）设转化的水蒸气的物质的量为x，列出有关反应的三段式：
依据水蒸气体积分数为，则有：=，解得x=0.6；
①该反应中水蒸气的转化率为100%=20%；
②设反应Ⅰ达到平衡时总压为P，则CO、H2O、CO2、H2的分压分别为：p(CO)=P、p(H2O)=P、p(CO2)=P、p(H2)=P，则压强平衡常数==2.75；
③反应Ⅱ是气体体积增大的吸热反应，若对体系增大压强，反应Ⅱ平衡会向逆反应方向移动，则使体系温度发生改变，导致反应Ⅰ平衡发生移动，故答案为：移动。
（3）①由图可知，电极1发生CO2转化为CH3OH的反应，CO2被还原，电极2发生H2O转化为O2的反应，H2O被氧化，则电极1为正极，电极2为负极，正极电势高于负极电势，则电极1的电势高于电极2的电势，故答案为：高于；
②负极反应为：2H2O-4e-=4H++O2↑，正极反应为：CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O，将两反应式相加得总反应方程式为2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2，故答案为：2CO2+4H2O 2CH3OH+3O2。
【分析】（1）盖斯定律的应用要注意，判断列出的热化学方程式的对应关系，左右两边相同的物质互相抵消则相加，在同一边相同的物质互相抵消则相减；
（2） ① 转化率为变化量和起始量的比值；
② 分压平衡常数要结合总压强和总物质的量判断；
③ 增大压强，平衡朝气体系数缩小的方向移动；
（3） ① 正极电势高于负极；
② 结合箭头的起始和终止，可以知道反应物为二氧化碳和水，生成物为甲醇和氧气。
18．【答案】（1）+11；184.1
（2）A；B
（3）ii；＜；增大；升高温度，反应ii逆向移动使c(I2)增大；对于反应i，温度升高使之正向移动，c(I2)增大使之逆向移动，浓度增大的影响大于温度升高的影响
【解析】【解答】(1)根据一定温度、压强下：反应=-11的反应可知，的焓变=+11，活化能Ea=173.1+11=184.1。故答案：+11；184.1。
(2)A. H-H键能E=436 ，I-I键能E=151 ，所以 和 反应，需要吸收的总能量为587 ，故A不正确；
B. 一定温度、压强下：反应 =-11 为放热反应，所以 和 的总能量大于 的能量，故B正确；
C. 催化剂只是改变反应的活化能，不能改变反应热，所以加入催化剂，若正反应活化能减小100 ，则逆反应活化能也减小100 ，故C正确；
D. 恒温恒容，向已平衡体系中再加入 ，氢气的浓度增大，活化分子数增多，反应速率加快，不影响活化能，故D不正确；
故答案：BC。
(3)①决定 反应速率的步骤是反应速率慢的步骤，所以基元反应ii决定 反应速率； 基元反应i： (快反应) 为吸热反应，基元反应ii： (慢反应) 为放热反应，所以 ＞0，故答案：ii；＜。
基元反应ii： (慢反应) 为放热反应，升高温度平衡逆向进行，I原子浓度增大；基元反应i： (快反应) 为吸热反应，升高温度平衡正向进行，但I原子浓度增大影响的更大，导致基元反应i逆向移动，使I2浓度增大。故答案：增大；升高温度，反应ii逆向移动使c(I2)增大；对于反应i，温度升高使之正向移动，c(I2)增大使之逆向移动，浓度增大的影响大于温度升高的影响。
【分析】 (1)、依据焓变等于正逆反应活化能之差分析解答；
(2)、依据活化能、活化分子和焓变以及化学反应速率之间的关系分析解答；
(3)、反应速率的步骤是反应速率慢的步骤；依据化学平衡移动原理分析解答。
19．【答案】（1）大于；；O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低
（2）﹣116
（3）增加反应体系压强、及时除去产物
（4）Fe3++e =Fe2+，4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；5.6
【解析】【解答】（1）根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知升高温度平衡转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则K(300℃)>K(400℃)；
由图像知，400℃时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得：
4HCl(g)+ O2(g)= 2Cl2(g)+ 2H2O(g)
起始（mol/L） c0 c0 0 0
转化（mol/L） 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0
平衡（mol/L） 0.16c0 0.79c0 0.42c0 0.42c0
则K= ；根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分离产物氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致HCl转化率较低；
（2）根据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）×2得 H=（ H1+ H2+ H3）×2=-116kJ·mol-1；
（3）若想提高HCl的转化率，应该促使平衡正向移动，该反应为气体体积减小的反应，根据勒夏特列原理，可以增大压强，使平衡正向移动；也可以及时除去产物，减小产物浓度，使平衡正向移动；
（4）电解过程中，负极区即阴极上发生的是得电子反应，元素化合价降低，属于还原反应，则图中左侧为负极反应，根据图示信息知电极反应为：Fe3++e－＝Fe2+和4Fe2++O2+4H+＝4Fe3++2H2O；电路中转移1 mol电子，根据电子得失守恒可知需消耗氧气的物质的量是1mol÷4＝0.25mol，在标准状况下的体积为0.25mol×22.4L/mol＝5.6L。
【分析】（1）结合图象可知，进料浓度比相同时，温度越高HCl平衡转化率越低，说明该反应为放热反应，升高温度平衡向着逆向移动，温度越高平衡常数越小；
进料浓度比c（HCl）：c（O2）的比值越大，HCl的平衡转化率越低，根据图象可知，相同温度时HCl转化率最高的为进料浓度比c（HCl）：c（O2）=1：1，该曲线中400℃HCl的平衡转化率为84%，根据三段式计算各物质浓度，带入K=计算即可；
进料浓度比c（HCl）：c（O2）过低时，O2浓度较大，Cl2和O2分离能耗较高；进料浓度比c（HCl）：c（O2）过高时，O2浓度过低，HCl的转化率减小；
（2）根据盖斯定律计算该反应的△H即可；
（3）4HCl（g）+O2（g）═2Cl2（g）+2H2O（g）为气体体积缩小的放热反应，若要提高HCl的转化率，需要使平衡向着正向移动，结合平衡移动原理分析；
（4）根据图示，电解池左侧发生反应Fe3++e-═Fe2+，该反应为还原反应，属于电解池的阴极，阴极通入氧气后Fe2+被O2氧化而再生成Fe3+；HCl气体在阳极放电的电极反应式为2HCl-2e-═Cl2↑+2H+，据此结合电子守恒解答。
20．【答案】（1）A
（2）H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g) △H＝﹣183 kJ/mol
（3）H2(g)+1/2O2(g)═H2O(g) △H＝﹣252kJ mol﹣1；14.4；0.75
【解析】【解答】（1）由①A（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.51kJ/mol；②B（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-395.41kJ/mol，根据盖斯定律：①-②得：A（s）=B（s）△H＞0，所以B的能量高，能量越高越不稳定，A较稳定；（2）反应方程式为：H2+Cl2=2HCl，生成2mol HCl，需吸收能量：436kJ+243kJ=679kJ，放出能量：2×431kJ=862kJ，放出的能量大于吸收的能量，则该反应放热，焓变为负号，且放出的热量为：864kJ-679kJ=185kJ，所以△H=-183KJ/mol，所以反应的热化学方程式是H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-183 kJ/mol；（3）依据盖斯定律 ①-②得到氢气与氧气反应生成水蒸气的热化学方程式为：H2（g）+ O2（g）═H2O（g）△H=-252kJ mol-1。CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g） △H2=+216kJ mol-1，2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g） △H1=-72kJ mol-1，若x=0.2，有0.8molH2O（g）和0.2molO2（g），0.2mol氧气反应放热0.2mol×36KJ/mol×2=14.4KJ。反应①与②放出（或吸收）的总能量为0时，设水蒸气物质的量为amol，则氧气物质的量为（1-a）mol，有216KJ/mol×amol=72KJ/mol×（1-a）mol，解得：a=0.25mol，所以x= =0.75。
【分析】（1）根据盖斯定律：①-②分析反应的热效应，能量越高越不稳定；（2）反应方程式为：H2+Cl2=2HCl，根据吸收的能量之和与放出的能量之和的相对大小判断反应的吸放热，二者的差值即为焓变的数值；（3）根据热化学方程式和盖斯定律计算写出热化学方程式；写出水与甲烷反应的热化学方程式和氧气与甲烷反应的热化学方程式，再根据热化学方程式计算。
21．【答案】（1）放；大于
（2）小于；(4c 2a b) kJ
【解析】【解答】（1）燃烧反应都是放热反应，所以氢气的燃烧反应是放热反应，根据能量守恒定律，放热反应是反应物的总能量大于生成物的总能量；故答案为放，大于。
（2）化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，放热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成产物的化学键放出的总能量；氢气燃烧放热，所以2molH2(g)和1molO2(g)转化为2molH2O(g)时的热化学方程式为：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=反应物的键能和-生成物的键能和=-（2a+b-4c）kJ/mol，故放出的热量为（4c-2a-b）kJ，故答案为小于，（4c-2a-b）kJ。
【分析】旧键断裂需要吸收能量，新键的生成会放出能量，△H=反应物的键能和-生成物的键能和，据此进行解答
