第一章化学反应与能量变化(三)讲义

第一章化学反应与能量（三）

考点五能源

1．概念: 能提供能量的自然资源。

2．发展阶段: 柴草时期→化石能源时期→多能源结构时期。

3．分类

(1)化石燃料

①种类：煤、石油、天然气。②特点：蕴藏量有限，且不能再生。

(2)新能源

①种类：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。

②特点：资源丰富，可以再生，没有污染或污染很小。

4．能源问题

(1)我国目前使用的主要能源是化石燃料，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。

(2)化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。

5．解决能源问题的措施

(1)提高能源的使用效率

①改善开采、运输、加工等各个环节。

②科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。

一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等。

二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷成雾状等。

(2)开发新的能源

开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。

深度思考

1．2009年哥本哈根气候大会，是被称作“人类拯救地球的最后一次机会”的联合国气候变化大会。下列措施有利于节能减排、改善环境质量的是()

①回收再利用废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃等资源

②发展低碳经济、循环经济，开发推广太阳能、水能、风能等能源，减少煤、石油等化石燃料的使

用③使用填埋法处理未经分类的生活垃圾④推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染⑤研制开发新型燃料电池汽车，减少机动车尾气污染

A．①②④⑤B．①②⑤C．①②③④D．③④⑤

答案 A

解析未经分类的生活垃圾使用填埋法处理的措施不仅污染环境，还造成资源浪费，③不正确。

2．能源分类相关图如右图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴

影部分的能源是()

A．煤炭、石油、沼气B．水能、生物能、天然气

C．太阳能、风能、潮汐能D．地热能、海洋能、核能

答案 C

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)使用太阳能热水器、沼气的利用、玉米制乙醇都涉及到生物质能的利用 (×)

(2009·浙江理综，7C) 解析太阳能热水器的使用不属于生物质能的利用。

(2)石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料(×)

(2009·浙江理综，7D) 解析植物油不属于化石燃料。

(3)开发核能、太阳能等新能源，推广甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放

(×)

(2010·浙江理综，7B) 解析无磷洗涤剂与碳的排放不相关。

(4)甲烷的标准燃烧热为－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)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 (×)

(2010·浙江理综，12A) 解析水的状态错误。

(5)500 ℃、300 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH2(g)，放热19.3

2NH3(g)ΔH＝－38.6kJ·mol－1(×) kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)催化剂

500 ℃、30 MPa

(2010·浙江理综，12B) 解析合成氨反应为可逆反应，并不能完全转化。

(6)化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律(√)

(2011·浙江理综，7A) 解析化学变化遵循能量和质量守恒。

(7)实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为－3 916 kJ·mol－1、－3 747 kJ·mol－1和

－3 265 kJ·mol－1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键(√)

(2011·浙江理综，12C) 解析由盖斯定律，根据环己烷和环己烯的燃烧热，则1 mol环己烷失去2 mol H即1 mol H2燃烧的反应热之和为－3 916 kJ·mol－1＋3 747 kJ·mol－1＝－169 kJ·mol－1；根据环己烷和苯的燃烧热，则1 mol环己烷失去6 mol H即3 mol H2燃烧的反应热之和为－3 916 kJ·mol－1＋3 265 kJ·mol－1＝－651

kJ·mol －

1，若苯分子中存在独立的碳碳双键，则两处的反应热之比为1∶3；而显然二者的反应热之比不为1∶3，说明苯分子中不存在独立的碳碳双键。

(8)已知：Fe 2O 3(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋3CO(g) ΔH ＝489.0 kJ·mol －

1 CO(g)＋12O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－283.0 kJ·mol －

1

C(石墨)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393.5 kJ·mol －

1

则4Fe(s)＋3O 2(g)===2Fe 2O 3(s) ΔH ＝－1 641.0 kJ·mol －

1(√)

(2011·浙江理综，12D)

解析 运用盖斯定律，将第三个反应×6－第一个反应×2－第二个反应×6，可得目标反应，则ΔH ＝－393.5 kJ·mol －

1×6－489.0 kJ·mol －

1×2－(－283.0 kJ·mol －

1)×6＝－1 641.0 kJ·mol －

1。 (9)利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学方法

(√)

(2012·浙江理综，7A)

解析 利用太阳能分解水制氢，氢气是清洁能源，符合绿色化学要求。

2．(2012·重庆理综，12)肼(H 2NNH 2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如下图所示。已知断裂1 mol 化学键所需的能量(kJ)：N ≡N 为942、O===O 为500、N —N 为154，则断裂1 mol N —H 键所需的能量(kJ)是

( )

A ．194

B ．391

C ．516

D ．658

答案 B

解析 由题图可知ΔH 3＝－(ΔH 2－ΔH 1)＝－[－2 752 kJ·mol －

1－(－534 kJ·mol －

1)]＝＋2 218 kJ·mol

－

1，断裂

1 mol N —H 键所需能量＝(

2 218 kJ －500 kJ －154 kJ)×1

4

＝391 kJ 。

3．(2012·大纲全国卷，9)反应 A ＋B ―→C(ΔH ＜0)分两步进行：①A ＋B ―→X (ΔH ＞0)，②X ―→C(ΔH ＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( )

答案D解析根据反应物和生成物能量的高低来分析、解决问题。化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。反应①的ΔH>0，为吸热反应，故可排除A项和C项。反应②的ΔH<0，为放热反应，B项错误，故选D。

4．(2010·课标全国卷，11)已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于()

A．－67.7 kJ·mol－1B．－43.5 kJ·mol－1

C．＋43.5 kJ·mol－1D．＋67.7 kJ·mol－1

答案C解析根据题意可得如下热化学方程式：HCN(aq)＋OH－(aq)===CN－(aq)＋H2O(l)ΔH＝－12.1 kJ·mol－1，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－55.6 kJ·mol－1，依据盖斯定律得到：HCN(aq)===H＋(aq)＋CN－(aq)

ΔH＝(－12.1 kJ·mol－1)－(－55.6 kJ·mol－1)＝＋43.5 kJ·mol－1。

2Cl2＋2H2O

5．[2012·北京理综，26(1)]已知反应A：4HCl＋O2CuO/CuCl2

400 ℃

ⅰ.反应A中， 4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。

ⅱ.

①H2O的电子式是____________。

②反应A的热化学方程式是_____________________________________________。

③断开1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为________kJ，H2O中H—O 键比

HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)________。

答案①H··O··H②4HCl(g)＋O2(g)400 ℃2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－115.6 kJ·mol－1 ③32强解析①H2O为共价化合物，其电子式为H··O··H。②根据4 mol HCl被氧化放出115.6 kJ的热量

又结合反应条件为400 ℃，故其热化学方程式为4HCl(g)＋O2(g)400 ℃2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－115.6 kJ·mol－1。③根据②的热化学反应方程式和O2、Cl2的键能可知，断裂4 mol H—Cl键与1 mol O===O键需吸收的能量比生成2 mol Cl—Cl键和4 mol H—O键放出的能量少115.6 kJ，故4 mol H—O键的键能比4 mol H—Cl键的键能大：115.6 kJ＋498 kJ－2×243 kJ＝127.6 kJ，故断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为127.6 kJ÷4≈32 kJ；根据H—O键键能大于H—Cl 键键能可知，H—O键比H—Cl键强。

6．[2011·四川理综，29(1)]已知1 g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量，FeS2燃烧反应的热化学方程式为

______________________________________________________。 答案 4FeS 2(s)＋11O 2(g)===8SO 2(g)＋2Fe 2O 3(s) ΔH ＝－3 408 kJ·mol －

1

解析 根据1 g FeS 2完全燃烧放出7.1 kJ 的热量，可求得1 mol FeS 2完全燃烧放出的热量为852 kJ ，则该反应的热化学方程式为4FeS 2(s)＋11O 2(g)===8SO 2(g)＋2Fe 2O 3(s) ΔH ＝－3 408 kJ·mol －

1。 7．[2012·广东理综，31(4)]碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。 该电池反应为2Li(s)＋I 2(s)===2LiI(s) ΔH 已知：4Li(s)＋O 2(g)===2Li 2O(s) ΔH 1 4LiI(s)＋O 2(g)===2I 2(s)＋2Li 2O(s) ΔH 2

则电池反应的ΔH ＝__________；碘电极作为该电池的________极。 答案 1

2

(ΔH 1－ΔH 2) 正

解析 已知：①4Li(s)＋O 2(g)===2Li 2O(s) ΔH 1 ②4LiI(s)＋O 2(g)===2I 2(s)＋2Li 2O(s) ΔH 2 据盖斯定律，

由12(①－②)可得：2Li(s)＋I 2(s)===2LiI(s) ΔH ＝1

2(ΔH 1－ΔH 2)。 由电池反应可知，I 2得电子被还原，则碘电极作为该电池的正极。 8．[2011·山东理综，28(2)]已知：2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)

ΔH ＝－196.6 kJ·mol －

1 2NO(g)＋O 2(g)

2NO 2(g) ΔH ＝－113.0 kJ·mol －

1

则反应NO 2(g)＋SO 2(g)SO 3(g)＋NO(g)的ΔH ＝________kJ·mol －

1。

答案 －41.8

解析 设所给的两个反应方程式分别标注为2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g) ΔH 1＝－196.6 kJ·mol －

1、

2NO(g)＋O 2(g)

2NO 2(g) ΔH 2＝－113.0 kJ·mol －

1，所求总反应方程式的ΔH 为ΔH 3，ΔH 3＝

ΔH 1－ΔH 22＝－196.6 kJ·mol －

1＋113.0 kJ·mol －

1

2 ＝－41.8 kJ·mol －

1。

1．下列有关焓变与反应热的说法，正确的是 ( )

A ．反应热和焓变的单位都是kJ

B ．如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等

C ．如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等

D ．任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定

答案 B 解析 反应热和焓变的单位都是kJ·mol －

1，A 错误；恒温恒压时的反应热与焓变相等，B 正确，C 错误；有些反应的反应热不能通过实验直接测定，如C 不完全燃烧生成CO ，故D 错误。

2．对热化学方程式C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH ＝＋131.3 kJ·mol －1

最准确的理解是

A ．碳和水反应吸收131.3 kJ 热量

B ．1 mol 碳和1 mol 水反应生成一氧化碳和氢气，同时放出131.3 kJ 热量

C ．1 mol 碳和1 mol 水蒸气反应生成1 mol CO 和1 mol H 2，同时吸收131.3 kJ 热量

D ．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1 kJ

答案 C 解析 热化学方程式的系数表示物质的量，故A 、D 错误；B 的说法不准确，未强调“水蒸气”，且应为吸收热量。

3．已知下列各反应均为放热反应，同温同压下，下列各热化学方程式中的ΔH 最小的是

A ．2A(l)＋B(l)===2C(g) ΔH 1

B ．2A(g)＋B(g)===2C(g) ΔH 2

C ．2A(g)＋B(g)===2C(l) ΔH 3

D ．2A(l)＋B(l)===2C(l) ΔH 4

答案 C 解析 等物质的量的反应物，气态时所具有的能量高于液态时所具有的能量。根据ΔH ＝生成物的总能量－反应物的总能量，可知选项C 的ΔH 数值最小。 4．已知热化学方程式(Q 1、Q 2均为正值)： C(s)＋12

O 2(g)===CO(g) ΔH ＝－Q 1 kJ·mol －

1，

C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－Q 2 kJ·mol －

1，有关上述反应的叙述错误的是( ) A ．Q 1

答案 B 解析 1 mol 碳完全燃烧生成CO 2放出的热量大于1 mol 碳不完全燃烧生成CO 放出的热量，Q 1、Q 2均为正值，故Q 2>Q 1，A 项正确；两反应均为放热反应，故生成物总能量均低于反应物总能量，B 项错误；生成1 mol CO 气体时放出Q 1 kJ 热量，C 项正确；等物质的量的同种物质，气态时所具有的能量高于固态时所具有的能量，D 项正确。 5．下列说法正确的是

( )

A ．已知a g 乙烯气体充分燃烧时生成1 mol CO 2和液态水，放出b kJ 的热量，则表示乙烯燃烧热的热化学方程式为2C 2H 4(g)＋6O 2(g)===4CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝－4b kJ·mol －

1

B ．已知：H 2(g)＋F 2(g)===2HF(g) ΔH ＝－270 kJ·mol －

1，则1 mol 氢气与1 mol 氟气反应生成2 mol 液态氟化氢放出的热量小于270 kJ

C ．500 ℃、30 MPa 下，将0.5 mol N 2和1.5 mol H 2置于密闭的容器中充分反应生成NH 3(g)，放热19.3 kJ ，其热化学方程式为N 2(g)＋3H 2(g)

500 ℃30 MPa

2NH 3(g) ΔH ＝－38.6 kJ·mol －

1

D ．已知：①C(s ，石墨)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393.5 kJ·mol －

1，②C(s ，金刚石)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－395.0 kJ·mol －

1，则C(s ，金刚石)===C(s ，石墨) ΔH ＝－1.5 kJ·mol －

1

答案 D 解析 表示乙烯燃烧热的热化学方程式中C 2H 4(g)的化学计量数应为1，A 错；气体变为液

体时要放出热量，所以1 mol 氢气与1 mol 氟气反应生成2 mol 液态氟化氢放出的热量大于270 kJ ，B 错；此反应为可逆反应，投入0.5 mol 的氮气，最终参加反应的氮气一定小于0.5 mol ，因此热化学方程式中ΔH

应小于－38.6 kJ·mol －

1，选项C 不正确；D 中由②－①可知正确。

6．已知：

①N 2(g)＋O 2(g)===2NO(g) ΔH 1＝＋180 kJ·mol －

1 ②N 2(g)＋3H 2(g)

2NH 3(g) ΔH 2＝－92.4 kJ·mol －1

③2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 3＝－483.6 kJ·mol －1 下列说法正确的是

A ．反应②中的能量变化如图所示，则ΔH 2＝E 1－E 3

B ．H 2的燃烧热为241.8 kJ·mol －

1

C ．由反应②知在温度一定的条件下，在一恒容密闭容器中通入1 mol N 2和3 mol H 2，反应后放出的热量为Q 1 kJ ，若通入2 mol N 2和6 mol H 2反应后放出的热量为Q 2 kJ ，则184.8>Q 2>2Q 1

D ．氨的催化氧化反应为4NH 3(g)＋5O 2(g)===4NO(g)＋6H 2O(g) ΔH ＝＋906 kJ·mol －

1 答案 C

7．氧气(O 2)和臭氧(O 3)是氧元素的两种同素异形体，已知热化学方程式： 4Al(s)＋3O 2(g)===2Al 2O 3(s) ΔH 1 ① 4Al(s)＋2O 3(g)===2Al 2O 3(s) ΔH 2 ② 3O 2(g)===2O 3(g) ΔH 3

③ 则

( )

A ．ΔH 1－ΔH 2＝ΔH 3

B ．ΔH 1＋ΔH 2＝ΔH 3

C ．ΔH 2－ΔH 1＝ΔH 3

D ．ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3＝0 答案 A 解析 根据盖斯定律可知，①－②＝③，所以ΔH 1－ΔH 2＝ΔH 3。

8．已知：常温下，0.01 mol·L －

1 MOH 溶液的pH 为10，MOH(aq)与H 2SO 4(aq)反应生成1 mol 正盐的ΔH ＝－24.

2 kJ·mol －

1，强酸与强碱的稀溶液的中和热为ΔH ＝－57.3 kJ·mol －

1。则MOH 在水溶液中电离的ΔH 为

( )

A ．－69.4 kJ·mol －1

B ．－45.2 kJ·mol －1

C ．＋69.4 kJ·mol －1

D ．＋45.2 kJ·mol －

1

答案 D 解析 依题意，MOH 是弱碱：MOH(aq)＋H ＋

(aq)===M ＋

(aq)＋H 2O(l) ΔH 1＝－12.1 kJ·mol

－1①，H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(l) ΔH 2＝－57.3 kJ·mol －

1②，根据盖斯定律，由①－②得：MOH(aq)

M

＋

(aq)＋OH －

(aq) ΔH ＝(－12.1＋57.3) kJ·mol －

1＝＋45.2 kJ·mol －

1。

9．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 ①CH 3OH(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋3H 2(g) ΔH 1＝＋49.0 kJ·mol －

1 ②CH 3OH(g)＋12O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g) ΔH 2＝－192.9 kJ·mol －

1

根据上述反应，下列说法正确的是

A ．反应①中的能量变化如图所示

B ．CH 3OH 转变成H 2的过程一定要吸收能量

C ．1 mol CH 3OH 充分燃烧放出的热量为192.9 kJ

D ．可推知2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝－483.8 kJ·mol －

1

答案 D 解析 A 项，反应①为吸热反应，图示能量变化关系错误；B 项，从题中反应①②来看，

CH3OH转变成H2可能吸热，也可能放热；反应②中生成物H2可以继续燃烧，即1 mol CH3OH充分燃烧放出的热量要大于192.9 kJ；根据盖斯定律可判断D项正确。

10．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及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：光照

暗处

ΔH＝＋88.6 kJ·mol－1

则M、N相比，较稳定的是____________。

(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为238.6 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋1

2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－a

kJ·mol－1，则a______238.6(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＝－1 176 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为____________。

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(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。

(4)所给反应中转移12个电子，故每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ÷12＝98 kJ。

11．过渡态理论认为：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图1是1 mol NO2与1 mol CO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。

(1)试写出NO2和CO反应的热化学方程式：_______________________________

______________________________________________________________________。

该反应的活化能是________kJ·mol－1。

(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为________________________________________________________________________，

该反应的活化能为________kJ·mol－1。

(3)图2是某学生模仿图1画出的NO(g)＋CO2(g)===NO2(g)＋CO(g)的能量变化示意图。则图中E3

＝________kJ·mol －1，E 4＝________kJ·mol －

1。

答案 (1)NO 2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO 2(g) ΔH ＝－234 kJ·mol －

1 134 (2)NO(g)＋CO 2(g)===NO 2(g)＋CO(g) ΔH ＝＋234 kJ·mol －1 368 (3)368 234

解析 (1)图中E 1是活化能，即该反应的活化能为134 kJ·mol －

1。生成物和反应物之间的能量差即为反应热。

(2)可逆反应的逆反应的反应热应该与正反应的数值相等，但符号相反。 (3)E 3即为逆反应的活化能，E 4是反应物与生成物的能量之差。

12．断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A 原子和气态B 原子所吸收的能量称为A —B

键的键能。下表列出了一些化学键的键能E ：

化学键 H —H Cl —Cl O===O C —Cl C —H O —H H —Cl E /kJ·mol －

1 436

247

x

330

413

463

431

(1)如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为 __________(填“吸热”或“放热”)反应，其中ΔH ＝ ______________(用含有a 、b 的关系式表示)。

(2)若图示中表示反应H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(g) ΔH ＝－241.8 kJ·mol －1，

则b ＝________kJ·mol －1，x ＝__________。

(3)历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl 2作催化剂，在450 ℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为_____________________。

若忽略温度和压强对反应热的影响，根据上题中的有关数据，计算当反应中有1 mol 电子转移时，反应的能量变化为______________。

答案 (1)放热 (a －b ) kJ·mol －

1 (2)926 496.4 (3)O 2＋4HCl=====450 ℃

催化剂2Cl 2＋2H 2O 放出能量31.4 kJ 解析 (1)反应物的能量高于生成物，因此是放热反应。反应热为反应物与生成物的能量之差，即ΔH ＝(a －b )kJ·mol －

1。

(2)b 表示H 、O 原子结合为气态水时的能量变化，其数值为463×2＝926；436＋1

2x －926＝－241.8，

则x ＝496.4。

(3)根据题意易写出方程式。反应的ΔH ＝(496.4＋431×4－247×2－463×4) kJ·mol －

1＝－125.6 kJ·mol －

1，则转移1 mol 电子时反应放出的能量为31.4 kJ 。

13．(1)已知单质硫在通常条件下以S 8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S 2、S 4、S 6及S 8等

多种同素异形体，其中S 4、S 6和S 8具有相似的结构特点，其结构如下图所示：

①在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为80 g·mol －

1，则该蒸气中S 2分子的体积分数不小

于__________。

②若已知硫氧键的键能为d kJ·mol －

1，氧氧键的键能为e kJ·mol －

1，S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH ＝－a kJ·mol －

1，则S 8分子硫硫键的键能为____________。 (2)下表是部分化学键的键能数据：

化学键 P —P P —O O===O P===O 键能(kJ·mol －

1)

198

360

498

X

①已知白磷的燃烧热为2 982 kJ·mol －

1，白磷(P 4)、P 4O 6、P 4O 10结构如下图所示， 则上表中X ＝________；

②0.5 mol 白磷(P 4)与O 2完全反应生成固态P 4O 6，放出的热量为________kJ 。 答案 (1)①75% ②(2d －a －e ) kJ·mol

－1

(2)①585

②819

解析 (1)①本题用极值法讨论，因为M ＝80 g·mol －

1，所以当混合气体中只含有S 2和S 4时，S 2的体积分数最小，设S 2的体积分数为x ，则

64 g·mol －

1·x ＋128 g·mol －

1(1－x )1 mol ＝80 g·mol －

1 x ＝34，即75%。

②设硫硫键的键能为x kJ·mol －

1，则：

－a kJ·mol －1＝18

×8·x kJ·mol －1＋e kJ·mol －1－2d kJ·mol －1，x ＝(2d －a －e )kJ·mol －

1。

(2)①由题意可知P 4＋5O 2===P 4O 10，ΔH ＝－2 982 kJ·mol －

1。根据图示知，1 mol P 4含有6 mol P —P 键，1 mol P 4O 10含12 mol P —O 键，4 mol P===O 键，根据键能与反应热关系，反应热等于反应物总键能与产物总键能之差，断裂1 mol 共价键吸收的能量与生成1 mol 该共价键放出的能量数值相等。有198 kJ·mol －

1×6＋498

kJ·mol －

1×5－360 kJ·mol －

1×12－4X ＝－2 982 kJ·mol －

1，X ＝585 kJ·mol －

1。

②P 4＋3O 2===P 4O 6,1 mol P 4O 6含有12 mol P —O 键，反应热为ΔH ＝198 kJ·mol －

1×6＋498 kJ·mol

－

1×3－360 kJ·mol －1×12＝－1 638 kJ·mol －1,0.5 mol

白磷(P 4) 与O 2完全反应生成固态P 4O 6放出的热

量为1 638 kJ·mol －

1×0.5 mol ＝819 kJ 。