第一章 化学反应的热效应 单元测试题
一、单选题
1．下列设备工作时，主要将化学能转化为热能的是（ ）
A．家用燃气灶 B．锌锰干电池
C．锂离子电池 D．硅太阳能电池
2．五育并举， 劳动先行。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是（ ）
选项 劳动项目 化学知识
A 在未成熟水果的包装袋中充入乙烯 乙烯可用于催熟果实
B 用食醋除去水壶中的水垢 食醋可溶解水垢的主要成分 CaCO3
C 宣传推广使用免洗手酒精消毒液 乙醇具有特殊香味
D 利用铝热法焊接铁轨 铝与氧化铁反应，且放出大量的热
A．A B．B C．C D．D
3．下列反应属于吸热反应的是（ ）
A．金属钠和水的反应
B．氯化铵和熟石灰在加热下制取氨气
C．稀硫酸与NaOH溶液的反应
D．木炭燃烧
4．某化学反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是 （ ）
A．该反应可能不需要加热就能够发生
B．该反应断键吸收的总能量大于成键释放的总能量
C．该反应可能是化合反应，也可能是分解反应
D．该反应的化学方程式可能为 2Na+2H2O =2NaOH+2H2↑
5．某化工生产反应历程的能量变化如图，过程I没有使用催化剂，过程Ⅱ使用了催化剂，则可判断催化剂除了能改变反应速率外，还可以改变的是（ ）
A．生产能耗 B．反应的完成程度
C．反应物的状态 D．反应热效应
6．某反应的反应过程中能量变化如图所示，有关说法错误的是（ ）
A．该反应为吸热反应
B．该反应的ΔH=E2-E1
C．使用催化剂能降低反应活化能，提高活化分子百分数
D．催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，但不改变ΔH
7．已知，蒸发需要吸收的能量为30kJ，其它相关数据如下表，则反应的能量变化为（ ）
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 200 369
A．放出72kJ B．吸收72kJ C．放出102kJ D．吸收102kJ
8．下列说法错误的是（ ）
A．化学反应一定伴随着能量变化
B．放热反应的速率可能小于吸热反应的
C．化学键的断裂过程放出热量，形成过程吸收热量
D．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
9．下列反应既是氧化还原反应，又是放热反应的是（ ）
A．铝与稀盐酸的反应 B．Ba（OH）2 8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的碳与二氧化碳的反应 D．NaOH与HCl的反应
10．下列反应中，属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是（）
A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
B．铝与稀盐酸
C．灼热的炭与水蒸气生成一氧化碳和氢气的反应
D．煤与O2的燃烧反应
11．以“点燃激情，传递梦想”为主题的奥运火炬“祥云”正在祖国各地传递．“祥云”火炬的燃料是丙烷，它在燃烧时放出大量的热．关于能量变化的说法正确的是（ ）
A．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
B．物质发生化学变化都伴随者能量变化
C．化学反应中，反应物的总能量是低于生成物的总能量
D．化学反应中，反应物的总能量是高于生成物的总能量
12．下列各组变化中，化学反应的△H前者小于后者的一组是（ ）
①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H1；CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H2；
②S（s）+O2（g）═SO2（g）△H1；S（g）+O2（g）═SO2（g）△H2；
③2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1；H2（g）+ O2（g）═H2O（l）△H2；
④CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H1；CaO（s）+H2O（l）═Ca（OH）2（s）△H2．
A．①② B．②③ C．①③ D．③④
13．下列实验事实表述的热化学方程式正确的是（ ）
选项 实验事实 热化学方程式
A 氢气的燃烧热为
B
C 已知25℃、下，石墨完全燃烧放出热量
D 与足量水完全反应生成，放出热量
A．A B．B C．C D．D
14．我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程。该历程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．①→②过程中放出能量并形成了键
B．过程中有键断裂
C．该反应总方程式为
D．反应中催化剂因有效降低反应物的能量而使得反应速率加快
15．下列是绿色制氢示意图，图示中未涉及的能量转化形式是（ ）
A．化学能→电能 B．风能→电能
C．太阳能→电能 D．电能→化学能
16．下列说法正确的是（ ）
A．甲烷的标准燃烧热为△H=﹣890.3kJ mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为 CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣890.3 kJ mol-1
B．从C（石墨）═C（金刚石）△H=+1.9kJ/mol，可知石墨比金刚石更稳定
C．常温下，反应C（s）+CO2（g）=2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＜0
D．HCl和NaOH反应的中和热 ΔH＝－57.3 kJ mol－1，则H2SO4和 Ba(OH)2 反应的中和热 ΔH＝2×(－57.3) kJ mol－1
二、综合题
17．碳汇是指通过植树造林、植被恢复等措施，利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。已知利用植物的光合作用每吸收1molCO2需要吸收的能量约为470 kJ。请回答下列问题：
（1）碳汇过程中能量的转化形式为 能转化为 能；有资料表明，某块林木通过光合作用大约吸收了1.88×107 kJ能量，则吸收的CO2物质的量为 mol；CO2与液态水光合作用生成葡萄糖(C6H12O6)固体和氧气的热化学方程式为 。
（2）工业废气中的CO2可用碱液吸收。已知：
①CO2(g) + NaOH(aq) = NaHCO3(aq) ΔH=-a kJ·mol-1；
②CO2(g) + 2NaOH(aq) = Na2CO3(aq) + H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1。
反应CO2(g) + H2O(l) + Na2CO3(aq) = 2NaHCO3(aq)的= kJ/mol(用含a、b的代数式表示)。
（3）利用工业废气中的CO2、H2为原料合成甲醇(CH3OH)，已知298K时，每转化1mol CO2生成CH3OH(g)和水蒸气放出49.0 kJ热量，请写出该反应的热化学方程式 ；研究发现以二氧化碳和氢气为原料合成甲醇时，通常伴随着以下反应：
I．CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H= +41.2 kJ mol 1
II．CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H3
请应用盖斯定律计算△H3= kJ mol 1。
18．化学反应伴随着能量变化。根据所学知识，回答下列问题：
（1）和均是有害气体，可在表面转化为无害气体，其反应原理如下： 。有关化学反应的能量变化过程如图所示。
①图中反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，该正反应的活化能为 。该反应的 。
②若在反应体系中加入作为该反应的催化剂，则 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)， 。
（2）利用还原法可将还原为进行脱除。已知：。若有0.5mol NO被还原，则该反应 (填“释放”或“吸收”)的能量为 。
（3）生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂是一种温室气体，在大气中寿命可达740年之久。
①已知：键能是指断开(或生成)1mol化学键所需要吸收(或放出)的能量。部分键能数据如下表所示。
化学键 N≡N F—F N—F
键能/() 941.7 154.8 283.0
则
②已知：在25℃，101kPa时。反应I. ；
反应II． 。
写出与Na反应生成的热化学方程式： 。
19．煤的气化、液化是综合利用煤炭的重要途径之一。
（1）已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1
②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ·mol-1
③H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g) ΔH3=-241.8kJ·mol-1
焦炭与水蒸气反应是：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H= kJ·mol-1
（2）氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的发电装置，其工作原理是2H2+O2=2H2O
①若选用KOH溶液作电解质溶液，则正极通入的气体是 ，该电极的电极反应式为 。
②若选用硫酸作电解质溶液，则负极的电极方程式为 。
（3）电解氯化钠溶液时，阳极的电极反应式为 。
20．工业合成氨以及含氮废水的处理一直是工业研究的热点。回答下列问题：
（1）已知：氢气的燃烧热为-285.8kJ/ mol，17g氨气在纯氧中燃烧生成氮气和液态水的过程中放热382.6kJ，则工业合成氨的热化学方程式为 。
（2）500℃时，在容积固定的密闭容器中模拟工业合成氢N2+3H2 2NH3，下表为容器中部分物质浓度随时间的变化情况(其余浓度未给出)。
时间/min c(N2)/mol/L c(H2)/ mol/L c(NH3)/ mol/L
0 0.18 2.3 0
5 0.08
6 0.08
10 0.06 1.94 0.24
500℃时，该反应的化学平衡常数K= L2·mol-2；5 min内，反应的平均速率v(H2) mol·L-1·min-1；6 min时，某一条件发生了改变，可能是 (填序号)。
a.使用催化剂
b.降低温度
c.增加H2的浓度
d.分离出NH3
（3）无机含氮废水主要含有铵氮(NH4+)和硝氮(NO3-)。可使用电化学氧化法处理铵氮废水，原理是溶液中的NH4+直接在电极上放电生成无毒物质，该过程阳极上的电极反应式为 。为研究电化学氧化法去除铵氮的影响因素，在实验室中以石墨作电极模拟对高浓度铵氮废水进行电化学氧化处理，得到如下3组图像：
通过分析上述图像可知，最适宜选用的条件是 、以及初始pH为11的碱性溶液。实验中，铵氮去除率总是高于总氮去除率的原因是 。
21．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及其化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：
（1）有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
ΔH＝88.6 kJ/mol则M、N相比，较稳定的是 。
（2）已知CH3OH(l)的燃烧热为-726.5 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋1/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－a
kJ·mol－1，则a 726.5(填“＞”“＜”或“＝”)。
（3）使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式： 。
（4）火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)=2Al2O3(s)＋3TiC(s) ΔH＝－1176 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为 。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A．家用燃气灶是将燃料的化学能转化为热能，故A选；
B．锌锰干电池是将化学能转化为电能，故B不选；
C．锂离子电池是将化学能转化为电能，故C不选；
D．硅太阳能电池是将光能转化为电能，故D不选；
故答案为：A。
【分析】A、化学能转化为热能；
BC、化学能转化为电能；
D、光能转化为电能。
2．【答案】C
【解析】【解答】A、乙烯是一种植物生长调节剂，能催熟果实，两者有关联，故A不符合题意；
B、食醋的主要成分为醋酸，醋酸能与碳酸钙反应生成醋酸钙和二氧化碳，两者有关联，故B不符合题意；
C、酒精能消毒是因为酒精能使蛋白质变性，与其具有特殊香味无关，故C符合题意；
D、铝热反应利用铝与氧化铁反应放出大量的热焊接铁轨，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A、乙烯是常用的催熟剂；
B、醋酸与碳酸钙反应生成醋酸钙和二氧化碳；
C、乙醇能消毒是因为乙醇能使蛋白质变性；
D、铝热反应是放热反应。
3．【答案】B
【解析】【解答】A.金属钠与水反应的过程中放出大量热，属于放热反应，A不符合题意；
B.氯化铵与熟石灰在加热条件下发生的反应为吸热反应，B符合题意；
C.稀硫酸与NaOH溶液的反应为中和反应，中和反应属于放热反应，C不符合题意；
D.木炭燃烧的过程中放出大量热，属于放热反应，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】根据发生反应的热效应进行分析。
4．【答案】D
【解析】【解答】A.加热时促使反应发生的条件，与反应放热或吸热无关，因此该反应可能不需要加热就能够发生，A不符合题意；
B.由于该反应为吸热反应，因此反应物断键吸收的总能量大于成键释放的总能量，B不符合题意；
C.化合反应、分解反应都有可能是吸热反应，C不符合题意；
D.金属与水的反应为放热反应，因此该反应的化学方程式不可能为2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，D符合题意；
故答案为：D
【分析】由图可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，因此该反应为吸热反应。据此结合选项进行分析。
5．【答案】A
【解析】【解答】过程I没有使用催化剂，过程Ⅱ使用了催化剂，根据示意图可知过程Ⅱ降低了反应的活化能，加快反应速率，缩短反应达到平衡所需要的时间，但不能改变平衡状态，因此加入催化剂除了能改变反应速率外，还可以改变的是生产能耗。
故答案为：A
【分析】催化剂能参与反应，从而降低反应的活化能，故能减低生产耗能。
6．【答案】B
【解析】【解答】A．由图像可知，该反应反应物总能量低于生成物总能量，因此该反应为吸热反应，故A项说法不符合题意；
B．化学反应焓变=生成物总能量-反应物总能量，因此该反应的ΔH=E1-E2，故B项说法符合题意；
C．催化剂能降低反应活化能，使用催化剂将使体系中活化分子数增加，体系中分子数不变，因此活化分子百分数将增加，故C项说法不符合题意；
D．催化剂只是同等程度增加正逆反应速率，不改变反应热，故D项说法不符合题意；
故答案为B。
【分析】A、反应物总能量低于生成物总能量，该反应为吸热反应；
B、焓变=生成物总能量-反应物总能量；
C、催化剂可降低反应活化能，提高活化分子百分数；
D、催化剂对反应热没有影响。
7．【答案】A
【解析】【解答】根据焓变=反应物键能-生成物键能=(436+200-2x369)KJ=-102KJ， 蒸发需要吸收的能量为30kJ， 即可得到-72KJ，
故答案为：A
【分析】焓变计算公式计算即可。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．各种物质都具有能量，物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量也不同，即反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小不相同，导致反应物转变为生成物时，可能会向环境释放能量或需要从环境吸收能量，所以化学反应一定伴随着能量变化，A不符合题意；
B．化学反应速率与反应是否放热或吸热没有直接关系，要看该反应当时的温度、压强、物质浓度等条件，所以，放热反应的速率可能小于吸热反应的，B不符合题意；
C．化学键的断裂过程吸收热量，形成过程释放热量，C符合题意；
D．有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难；此时如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，断键吸收能量，成键释放能量；
B.化学反应速率与反应吸热还是放热无关；
C.断键吸收能量，成键释放能量；
D.反应的热效应只与始态、终态有关，与过程无关，根据盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变。
9．【答案】A
【解析】【解答】解：A．金属与酸的反应属于放热反应，且属于置换反应，是氧化还原反应，故A正确；
B．Ba（OH）2 8H2O与NH4Cl 的反应属于吸热反应，且该反应中没有元素化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；
C．C+CO2 2CO，该反应是吸热反应，故C错误；
D．酸碱中和反应属于放热反应，也是复分解反应，不是氧化还原反应，故D错误，
故选A．
【分析】属于氧化还原反应说明该反应中有电子转移，其特征是有元素化合价升降，属于放热反应说明该反应中反应物总能量大于生成物总能量，据此分析解答．
10．【答案】C
【解析】【解答】A、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应为吸热反应，但该反应中各元素的化合价没有发生变化，选项A不符合题意；
B、铝与盐酸的反应属于放热反应，选项B不符合题意；
C、灼热的炭与水蒸气反应为吸热反应，且该反应中碳元素的化合价发生变化，则属于氧化还原反应，选项C符合题意；
D、煤与O2反应，属于放热反应，选项D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】氧化还原反应：有化合价的升降
吸热反应：反应要吸收热量，综上答案只能为C
11．【答案】B
【解析】【解答】解：A．物质三态之间的转变是物理变化，但也存在能量的变化，故A错误；
B．物质发生化学反应的同时必定伴随着化学键的断裂和生成，则一定伴随能量的变化，有放热现象或吸热现象发生，故B正确；
C．吸热反应中，反应物的总能量是低于生成物的总能量，放热反应中，反应物的总能量是高于生成物的总能量，化学反应中，反应物的总能量不一定低于生成物的总能量，故C错误；
D．吸热反应中，反应物的总能量是低于生成物的总能量，放热反应中，反应物的总能量是高于生成物的总能量，化学反应中，反应物的总能量不一定高于生成物的总能量，故D错误；
故选：B；
【分析】A．物质三态之间的转变也存在能量的变化；
B．物质发生化学变化都伴随质量守恒和能量守恒；
C．吸热反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量，放热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量；
D．吸热反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量，放热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量；
12．【答案】C
【解析】【解答】①因CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）是燃烧反应，反应均放热，△Η＜0，
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H1，CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H2，因水由气态变成液态，放出热量，所以△H1＜△H2，故符合题意；
②硫固体变为气体的过程是吸热的，所以气体硫燃烧放出的热量多，所以△H1＞△H2，故不符合题意；
③2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1；H2（g）+ O2（g）═H2O（l）△H2，氢气的燃烧是放热的，所以焓变是负值，系数加倍，焓变数值也加倍，所以△H1=2△H2＜0，所以△H1＜△H2，故符合题意；
④CaCO3（s）═CaO（s）+CO2（g）△H1＞0，CaO（s）+H2O（l）═Ca（OH）2（s）△H2＜0，所以△H1＞△H2，故不符合题意．
故答案为：C．
【分析】比较焓变大小需要考虑焓变的符号、物质的聚集状态、反应物的量的不同等，据此判断即可.
13．【答案】D
【解析】【解答】A. 氢气的燃烧热为 ， ，故A不符合题意；
B. ， ，故B不符合题意；
C. 已知25℃、下，石墨完全燃烧放出热量 ， ，故C不符合题意；
D. 与足量水完全反应生成，放出热量 ， ，故D符合题意；
故答案为：D
【分析】A.考虑产生的稳定的化合物；
B.考虑形成硫酸钡沉淀放出热量；
C.考查石墨和金刚石均可以碳表示；
D.符合热方程式书写。
14．【答案】D
【解析】【解答】A．由图可知，①的总能量高于②，①→②过程中形成了碳碳键并放出能量，故A不符合题意；
B．由图可知，过程中有碳氢键发生断裂，故B不符合题意；
C．由图可知，二氧化碳和甲烷发生的反应为在催化剂作用下二氧化碳和甲烷生成乙酸，总反应的化学方程式为，故C不符合题意；
D．催化剂能降低反应的活化能，使得反应速率加快，但不能降低反应物的能量，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.反应物能量高于生成物能量，反应放出能量，①>②形成了碳碳单键；
B.甲烷反应后生成乙酸，结合分子中化学键变化判断，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C一H键发生断裂；
C.由图可知该反应为甲烷和二氧化碳反应生成醋酸；
D.催化剂改变反应速率，不改反应物能量。
15．【答案】A
【解析】【解答】在阳光照射下，太阳能板将太阳能转化为电能；大风车将风能转化为电能；在电流作用下水分解产生H2、O2，电能转化为化学能，可见没有发生的能量变化是化学能→电能，
故答案为：A。
【分析】A.化学能化为电能，为原电池装置；
B.风能转化为电能，为风力发电装置；
C.太阳能转化的电能，为太阳能发电装置；
D.电能转化为化学能，为电解池装置。
16．【答案】B
【解析】【解答】A、甲烷的标准燃烧热为△H=-890.3kJ mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3 kJ mol-1，故A不符合题意；
B、从C（石墨）=C（金刚石）△H=+1.9kJ mol-1，反应吸热，说明石墨能量低于金刚石，可知石墨比金刚石更稳定，故B符合题意；
C、常温下，反应C（s）+CO2（g）=2CO（g）不能自发进行，但该反应的△H＞0，故C不符合题意；
D、强酸和强碱的稀溶液中和生成1mol水时放出的热量是中和热，HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3 kJ mol-1，生成沉淀也要放热，则H2SO4和Ba（OH）2的反应放出的热量大于2×57.3kJ，则△H＜2×（-57.3）kJ mol-1，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A.根据燃烧热的定义判断热化学方程式的正误；
B.能量越高越不稳定；
C.碳与二氧化碳的反应是吸热反应；
D.硫酸与氢氧化钡反应生成水和硫酸钡沉淀，生成沉淀放出热量。
17．【答案】（1）太阳(光)；化学；4×104；6CO2(g)+6H2O(l)→C6H12O6(s)+6O2(g) ΔH=+2820 kJ·mol-1
（2）(b-2a)
（3）CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1；-90.2
【解析】【解答】(1)碳汇主要利用植物光合作用吸收大气中的二氧化碳，发生6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g)，则能量的转化形式由太阳能转化为化学能；已知每吸收1molCO2需要吸收能量约为470KJ，则每1m3林木，大约能吸收能量为1.88×107kJ，大约可以吸收的CO2的物质的量为=4×104mol，每吸收1molCO2需要吸收能量约为470kJ，则生成6molCO2放出的热量为470kJ×6=2820kJ，葡萄糖燃烧放热，其焓变为负，故葡萄糖燃烧的热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2820kJ/mol，
(2)结合盖斯定律可知，②-①×2得到CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)═2NaHCO3(aq)，△H=(b-2a)kJ/mol，
(3)每转化1mol CO2生成CH3OH(g)和水蒸气放出49.0 kJ热量，该反应的热化学方程式CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1III；由盖斯定律，反应II=反应III-反应I，△H3=-49.0-41.2=-90.2 kJ·mol-1。
【分析】(1)光合作用由太阳能转化为化学能；葡萄糖燃烧放热，其焓变为负；
(2)依据盖斯定律计算；
(3)利用由盖斯定律计算。
18．【答案】（1）放热；134；-226；减小；不变
（2）释放；172.5kJ
（3）-291.9；
【解析】【解答】（1）根据图像分析，参与反应的反应物总能量大于生成物总能量，图中反应是放热反应；该反应的活化能是134；该反应的-（360-134）= - 226；
（2）催化剂可降低反应的活化能，不影响反应热大小。若在反应体系中加入作为该反应的催化剂，反应正活化能减小，不变；
（3）已知键能，等于反应物键能大小减去生成物键能大小。该反应的=（3×154.8+941.7 - 6×283）=-291.9；由题意推导目标反应式为，其通过反应I和II计算，根据盖斯定律，=-412×2-（-511）=-313；
【分析】（1）根据图像分析，放热反应中反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，吸热反应中反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；
（2）催化剂可降低反应的活化能，不影响反应热大小；
（3）利用△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算；根据盖斯定律计算。
19．【答案】（1）+131.3
（2）氧气；O2 + 2H2O + 4e- =4OH-；H2 - 2e-=2H+
（3）2Cl--2e-=Cl2↑
【解析】【解答】（1）根据已知的热化学方程式和盖斯定律可知，目标方程式C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)可由①-②-③得到，则△H=ΔH1-ΔH2-ΔH3= -393.5kJ·mol-1-(-283.0kJ·mol-1)-(-241.8kJ·mol-1)= +131.3 kJ·mol-1；
故答案为+131.3；
（2）氢氧燃料电池的工作原理是2H2+O2=2H2O，负极上氢气失电子被氧化，正极上氧气得电子被还原，根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式，
①若选用KOH溶液作电解质溶液，正极通入的气体是氧气，该电极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，则该电极的电极反应式为O2 + 2H2O + 4e- =4OH-；
故答案为氧气；O2 + 2H2O + 4e- =4OH-；
②若选用硫酸作电解质溶液，负极通入的是氢气，该电极上氢气失电子被氧化生成氢离子，则负极的电极方程式为H2 - 2e-=2H+；
故答案为H2 - 2e-=2H+；
（3）电解氯化钠溶液时，氯离子在阳极上失电子被氧化生成氯气，则阳极的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；
故答案为2Cl--2e-=Cl2↑。
【分析】（1）根据已知的热化学方程式和盖斯定律进行计算；
（2）氢氧燃料电池的工作原理是2H2+O2=2H2O，负极上氢气失电子被氧化，正极上氧气得电子被还原，根据电解质溶液的酸碱性确定电极反应式；
（3）电解氯化钠溶液时，氯离子在阳极上失电子被氧化生成氯气。
20．【答案】（1）N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol
（2）6.25×10-2 ；0.06；b
（3）2NH4+-6e-=N2↑+8H+；电流密度为80mA·cm-2，极板间距为30mm；废水中除了铵氮外，可能还含有硝氮，不能通过氧化法去除
【解析】【解答】（1）氢气的燃烧热为-285.8kJ/ mol，所以有反应①H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l) △H=-285.8kJ/mol，17g氨气在纯氧中燃烧生成氮气和液态水的过程中放热382.6kJ，所以有反应②NH3(g)+3/4O2(g)＝1/2N2(g) + 3/2H2O(l) △H=-382.6kJ/mol，所以①×3+②×(－2)得到：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol。
（2）由表中数据得到，5～6分钟氮气的浓度不变，反应达平衡。根据表中数据可以计算出5分钟的时候N2、H2、NH3的浓度分别为：0.08mol/L、2mol/L、0.2mol/L，所以平衡常数K= 。v(N2)=(0.18－0.08)/5=0.02 mol·L-1·min-1，所以v(H2)=3 v(N2)= 0.06 mol·L-1·min-1。10分钟时与6分钟的数据比较，氢气的浓度减小，所以不会是加入氢气，选项c错误；氨气的浓度增大，所以不会是分离出氨气，选项d错误；加入催化平衡应该不移动，选项a错误。降低温度平衡向正反应方向移动，所以氮气和氢气的浓度降低，氨气的浓度增大，选项b正确。
（3）阳极应该发生失电子的氧化反应，铵根离子应该被氧化为氮气，所以阳极的反应为：2NH4+-6e-=N2↑+8H+。从三个图像得到，电流密度为80mA·cm-2，极板间距为30mm 时，铵氮的去除率比较高。溶液中的总氮包括铵氮和硝氮，铵氮在这个过程中被氧化而除去，但是硝氮中的N是+5价，不可能氧化除去，所以铵氮去除率总是高于总氮去除率。
【分析】（1）根据氢气的燃烧热和氨气的燃烧热，结合盖斯定律计算合成氨的反应热，并书写热化学方程式；
（2）根据化学平衡的计算来计算化学平衡常数，结合外界因素对化学平衡的影响判断反应条件的改变；
（3）根据图中数据分析最适宜的反应条件。
21．【答案】（1）M
（2）＜
（3）2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g)ΔH＝－290 kJ·mol－1
（4）98 kJ
【解析】【解答】（1）有机物M经过太阳光光照可转化成N：△H = +88.6kJ mol-1，该过程是吸热反应，N暗处转化为M，是放热反应，根据反应物的能量越低越稳定，可知M稳定；
故答案为M；（2）燃烧热是1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量小于燃烧热；
故答案为<；（3）有1 mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，2 mol氯气反应放热290 kJ，反应的热化学方程式为：2Cl2(g) + 2H2O(g) + C(s) ═ 4HCl(g) + CO2(g) △H = -290 kJ mol-1；
故答案为2Cl2(g) + 2H2O(g) + C(g) ═ 4HCl(g) + CO2(g) △H = -290kJ mol-1 ；（4）4Al(g) + 3TiO2(g) + 3C(g) ═ 2Al2O3(g) + 3TiC(g) △H = -1176 kJ mol-1，转移12mol电子放热1176KJ，则反应过程中，每转移1mol电子放热98kJ，
故答案为98kJ；
【分析】本题考查化学能与热能的综合运用，主要从化学反应热的计算，以及根据热化学反应方程式来计算能量变化等思路进行解答。（1）M转化为N是吸热反应，所以N的能量高，不稳定；（2）甲醇燃烧生成CO2(g）和H2(g）属于不完全燃烧，放出的热量少，故a<238.6；（3）有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，注物质聚集状态和对应反应焓变写出热化学方程式；（4）所给反应中转移12个电子，故每转移1mol电子放出的热量为1 176kJ÷12=98kJ；
