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热化学方程式的书写与焓变的计算
1.(4分)(2023·广东湛江模拟)我国在二氧化碳催化加氢合成甲醇上取得了突破性进展，有关反应如下：
反应ⅰ：CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g) ΔH=-49.6 kJ·mol-1
2 2 3 2
反应ⅱ：CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH=+41 kJ·mol-1
2 2 2
CO(g)和H (g)合成CH OH(g)的热化学方程式为 。
2 3
2.(4分)实验室可用KClO 分解制取O ，KClO 受热分解的反应分两步进行：
3 2 3
Ⅰ.4KClO (s)===3KClO (s)+KCl(s)
3 4
Ⅱ.KClO (s)===KCl(s)+2O (g)
4 2
已知：
1
①K(s)+ Cl (g)===KCl(s) ΔH=-437 kJ·mol-1
2 2
1 3
②K(s)+ Cl (g)+ O (g)===KClO (s) ΔH=-398 kJ·mol-1
2 2 2 2 3
1
③K(s)+ Cl (g)+2O (g)===KClO (s) ΔH=-433 kJ·mol-1
2 2 2 4
则反应4KClO (s)===3KClO (s)+KCl(s)的ΔH= kJ·mol-1。
3 4
3.(4分)(2023·福建莆田模拟)CO 可用于人工合成淀粉，其中前两步的反应如图所示。
2
已知2H (g)+O (g)===2H O(l) ΔH ，则CO (g)+2H (g)===HCHO(g)+H O(g)的ΔH=
2 2 2 3 2 2 2
(用ΔH 、ΔH 、ΔH 表示)。
1 2 3
4.(4分)硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如图。
已知：
1
反应 Ⅱ：H SO (aq)===SO (g)+H O(l)+ O (g) ΔH =+327 kJ·mol-1
2 4 2 2 2 2 2反应 Ⅲ：2HI(aq)===H (g)+I (g) ΔH =+172 kJ·mol-1
2 2 3
反应 Ⅳ：2H O(l)===2H (g)+O (g) ΔH =+572 kJ·mol-1
2 2 2 4
则反应 Ⅰ ：SO (g)+I (g)+2H O(l)===2HI(aq)+H SO (aq) ΔH= 。
2 2 2 2 4
5.(4分)利用CO 与CH 制备合成气CO、H ，可能的反应历程如图所示：
2 4 2
说明：C(ads)为吸附性活性炭，E表示方框中物质的总能量(单位：kJ)，TS表示过渡态。
制备合成气CO、H 总反应的热化学方程式为 。
2
6.(4分)异丁烷直接脱氢制备异丁烯，反应为CH CH(CH ) (g) CH ==C(CH ) (g)+H (g) ΔH。根据下列
3 3 2 2 3 2 2
键能数据，计算该反应的ΔH= kJ·mol-1。
化学键 C—C C==C C—H H—H
键能/
348 615 413 436
(kJ·mol-1)
7.(4分)为了减缓温室效应，实现碳中和目标，可将CO 转化为甲醚、甲醇等产品。
2
CO 与H 制甲醚(CH OCH )的主要反应如下：
2 2 3 3
Ⅰ.CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH =+41.2 kJ·mol-1
2 2 2 1
Ⅱ.CO(g)+2H (g) CH OH(g) ΔH =-90.7 kJ·mol-1
2 3 2
Ⅲ.2CH OH(g) CH OCH (g)+H O(g) ΔH =-23.5 kJ·mol-1
3 3 3 2 3
则总反应2CO (g)+6H (g) CH OCH (g)+3H O(g)的ΔH= 。
2 2 3 3 2
8.(4分)三氯甲硅烷(SiHCl )是生产多晶硅的原料，工业合成SiHCl 体系中同时存在如下反应：
3 3
反应Ⅰ：Si(s)+3HCl(g) SiHCl (g)+H (g) ΔH =-141.8 kJ·mol-1
3 2 1
反应Ⅱ：Si(s)+4HCl(g) SiCl (g)+2H (g) ΔH
4 2 2
反应Ⅲ：SiHCl (g)+HCl(g) SiCl (g)+H (g) ΔH
3 4 2 3
部分化学键的键能数据如表所示：
化学键 Si—H H—Cl Si—Cl H—H键能/
318 431 360 436
(kJ·mol-1)
则ΔH = kJ·mol-1。
3
9.(8分)(2024·安徽1月适应性测试)丙烷价格低廉且产量大，而丙烯及其衍生物具有较高的经济附加值，因
此丙烷脱氢制丙烯具有重要的价值。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①直接脱氢：CH CH CH (g)===CH ==CHCH (g)+H (g) ΔH =+123.8 kJ·mol-1
3 2 3 2 3 2 1
②2H (g)+O (g)===2H O(g) ΔH =-483.6 kJ·mol-1
2 2 2 2
1
计算O 氧化丙烷脱氢反应③CH CH CH (g)+ O (g)===CH ==CHCH (g)+H O(g)的ΔH =
2 3 2 3 2 2 2 3 2 3
kJ·mol-1。
(2)已知下列键能数据，结合反应①数据，计算C==C的键能是 kJ·mol-1。
化学键 C—C C—H H—H
键能/
347.7 413.4 436.0
(kJ·mol-1)
10.(5分) 常用作有机合成与生物化学中间体，可由 脱氢制得，体系中同时发生如下反应：
反应Ⅰ： ΔH >0
1
反应Ⅱ： ΔH >0
2
在T ℃，恒压密闭容器中只发生反应 Ⅰ。初始通入0.2 mol (g)和1 mol H (g)，达平衡时，体系
2
向环境放热a kJ；若初始加入0.8 mol ，达平衡时，体系向环境吸热b kJ。则ΔH =
1
kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。11.(5分)到2024年，我国空间站天和号核心舱已在轨1 000多天。空间站必须给航天员提供基本的生存条
件，涉及氧气供给、二氧化碳清除、水处理等。电解水技术除用于供氧外，生成的氢气通过萨巴蒂尔反应，
实现了二氧化碳的清除，同时将氢气转化为更安全的甲烷，原理：CO (g)+4H (g) 2H O(g)+CH (g)
2 2 2 4
ΔH=-168.5 kJ·mol-1。已知相同条件下甲烷的燃烧热约是氢气的3.1倍，H O(g)===H O(l) ΔH=-44
2 2
kJ·mol-1，则CH 的燃烧热ΔH= kJ·mol-1。
4答案精析
1.CO(g)+2H (g) CH OH(g) ΔH=-90.6 kJ·mol-1
2 3
2.-144
1 1 3
解析 ①K(s)+ Cl (g)===KCl(s) ΔH=-437 kJ·mol-1；②K(s)+ Cl (g)+ O (g)===KClO (s)
2 2 2 2 2 2 3
1
ΔH=-398 kJ·mol-1；③K(s)+ Cl (g)+2O (g)===KClO (s) ΔH=-433 kJ·mol-1，依据盖斯定律将①+③×3-②×4
2 2 2 4
得到4KClO (s)===3KClO (s)+KCl(s)的ΔH=-144 kJ·mol-1。
3 4
1
3.ΔH +ΔH - ΔH
1 2 2 3
解析 根据分步变化，写出热化学方程式：
①CO (g)+3H (g)===H O(g)+CH OH(g) ΔH
2 2 2 3 1
1
②CH OH(g)+ O (g)===H O(l)+HCHO(g) ΔH
3 2 2 2 2
③2H (g)+O (g)===2H O(l) ΔH
2 2 2 3
1 1
由盖斯定律可知，①+②- ×③得CO (g)+2H (g)===HCHO(g)+H O(g)，则ΔH=ΔH +ΔH - ΔH 。
2 2 2 2 1 2 2 3
4.-213 kJ·mol-1
1
解析 根据盖斯定律，将Ⅳ× -Ⅱ-Ⅲ得反应SO (g)+I (g)+2H O(l)===2HI(aq)+H SO (aq) ΔH=-213
2 2 2 2 2 4
kJ·mol-1。
5.CH (g)+CO (g)===2CO(g)+2H (g)
4 2 2
ΔH=(E -E ) kJ·mol-1
5 1
解析 根据ΔH=生成物总能量-反应物总能量，则ΔH=(E -E )kJ·mol-1。
5 1
6.+123
解析 ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和，除去异丁烷和异丁烯中相同的化学键，则反应的ΔH=(413×2
kJ·mol-1+348 kJ·mol-1)-615 kJ·mol-1-436 kJ·mol-1=+123 kJ·mol-1。
7.-122.5 kJ·mol-1
解析 由盖斯定律可知，反应Ⅰ×2+反应Ⅱ×2+反应Ⅲ可得2CO (g)+6H (g) CH OCH (g)+3H O(g)
2 2 3 3 2
ΔH=+41.2 kJ·mol-1×2-90.7 kJ·mol-1×2-23.5 kJ·mol-1=-122.5 kJ·mol-1。
8.-47
解析 ΔH=反应物总键能-生成物总键能，ΔH =(318+3×360+431-4×360-436) kJ·mol-1=-47 kJ·mol-1。
3
9.(1)-118 (2)614.71 1 1
解析 (1)反应③=反应①+ ×反应②，即ΔH =ΔH + ΔH =(+123.8- ×483.6) kJ·mol-1=-118 kJ·mol-1。(2)设C
2 3 1 2 2 2
C的键能是x kJ·mol-1，根据ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和，可得ΔH =[2×347.7+8×413.4-
1
(x+347.7+6×413.4+436.0)] kJ·mol-1=+123.8 kJ·mol-1，解得x=614.7。
5
10.5a+ b
4
解析 通入0.2 mol (g)和1 mol H (g)，达平衡时，体系向环境放热a kJ，则当通入1 mol
2
(g)和5 mol H (g)，体系向环境放热5a kJ；当加入0.8 mol ，达平衡时，体系向环
2
5b 5
境吸热b kJ，则若通入1 mol (g)，达平衡时，体系向环境吸热 4 kJ，所以ΔH =(5a+4b)
1
kJ·mol-1。
11.-883.5
1
解析 H 燃烧的热化学方程式为H (g)+ O (g)===H O(l) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)①，H O(g)===H O(l)
2 2 2 2 2 2 2
ΔH=-44 kJ·mol-1②，CH (g)+2H O(g) CO (g)+4H (g) ΔH=+168.5 kJ·mol-1③，根据盖斯定律，③-
4 2 2 2
②×2+①×4得CH (g)+2O (g) CO (g)+2H O(l) ΔH=(256.5-4a)kJ·mol-1，因为同条件下甲烷的燃烧热约是
4 2 2 2
氢气的3.1倍，所以256.5-4a=-3.1a，解得a=285，则CH 的燃烧热ΔH=-(3.1×285) kJ·mol-1=-883.5
4
kJ·mol-1。
