（2）氢气是产物之一，随着n（氢气）/n（丁烷）增大，逆反应速率增大
（3）升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类
5．（2017课标Ⅲ）（14分）
砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。
回答下列问题：
（1）画出砷的原子结构示意图____________。
（2）工业上常将含砷废渣（主要成分为As2O3）制成浆状，通入O2氧化，生成H3AsO4和单质硫。
写出发生反应的化学方程式________。
该反应需要在加压下进行，原因是________。
（3）已知：
As（s）+
H2（g）+2O2（g）=H3AsO4（s）ΔH1
H2（g）+
O2（g）=H2O（l）ΔH2
2As（s）+
O2（g）=As2O5（s）ΔH3
则反应As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）的ΔH=_________。
（4）298K时，将20mL3xmol·L−1Na3AsO3、20mL3xmol·L−1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：
AsO33−（aq）+I2（aq）+2OH−
AsO43−（aq）+2I−（aq）+H2O（l）。
溶液中c（AsO43−）与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
a.溶液的pH不再变化
b.v（I−）=2v（AsO33−）
c.c（AsO43−）/c（AsO33−）不再变化
d.c（I−）=ymol·L−1
②tm时，v正_____v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。
【答案】
（1）
（2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S增加反应物O2的浓度，能够有效提高As2S3的转化率
（3）2△H1-3△H2-△H3
（4）①ac、大于、小于、tm时AsO43-浓度更小，反应速率更慢、K=
tm时反应继续正向进行，v正>v逆。
正确答案：
大于。
③tm时比tn时AsO43-浓度更小，所以逆反应速率也更小，正确答案：
小于、tm时AsO43浓度更小，反应速率更慢。
④反应前，三种溶液混合后，Na3ASO3浓度为
，同理I2浓度为xmol/L，反应达到平衡时，生成c（AsO43-）为ymol/L，则反应生成I-浓度c（I-）=2ymol/L，消耗AsO33-、I2浓度均为ymol/L，平衡时c（AsO33-）为（x-y）mol/L，c（I2）为（x-y）mol/L，溶液中c（OH-）=1mol/L，K=
。
锁定考点
一．热化学方程式
1．概念：
能表示参加反应的物质变化和能量变化的关系的化学方程式叫做热化学方程式。
2．表示意义
（1）热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。
（2）热化学方程式中的化学计量数，表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。
（3）热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的化学计量数相对应。
3．书写热化学方程式的注意事项
C（固）+H2O（气）=CO（气）+H2（气）ΔH=+131.3kJ/mol
（1）标集聚状态（固、液、气）
（2）右端标热量数值和符号：
吸热用“＋”，放热用：
“－”。
（3）系数单位是“摩”，而不是“个”；也不能表示物质的量之比。
（4）系数可用分数，但热量值要相应变化。
如：
2H2（气）+O2（气）=2H2O（液）ΔH=－571.6kJ/mol
H2（气）+1/2O2（气）=H2O（液）ΔH=－285.8kJ/mol
（5）不注明条件，即指250C、1.01×105Pa
【拓展延伸】
1.比较“反应热”或ΔH的大小时，必须带“＋”“－”符号，比较“燃烧热”或“中和热”时，只需比较数值大小即可。
2．参加反应的物质的量不同，则反应热的数值也会发生相应的变化，如1molH2完全燃烧生成液态水时放出285.8kJ的热量，2molH2完全燃烧生成液态水时则放出571.6kJ的热量。
3．对于可逆反应，如3H2（g）＋N2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.4kJ/mol，是指生成2molNH3时放出92.4kJ的热量，而不是3molH2和1molN2混合，在一定条件下反应就可放出92.4kJ的热量，实际3molH2和1molN2混合，在一定条件下反应放出的热量小于92.4kJ，因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。
4．同一反应中物质的聚集状态不同，反应热数值大小也不同。
例如，S（g）＋O2（g）===SO2（g） ΔH1＝－Q1；S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH2＝－Q2，可以理解成固态硫变成气态硫后再发生变化，而由固态到气态是需要吸收能量的，所以Q1＞Q2、ΔH1＜ΔH2。
故当同一反应中只由于聚集状态不同比较反应热的大小时，反应物为固态时放出的热量少，生成物为固态时放出的热量多。
5.反应物的量相同，生成物的状态不同，反应热数值大小也不相同。
如：
例如：
H2（气）+1/2O2（气）=H2O（g）ΔH=－241.8kJ/mol
H2（气）+1/2O2（气）=H2O（l）ΔH=－285.8kJ/mol
二．化学反应热的计算
1.盖斯定律
⑴盖斯定律的内容:
不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。
换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
归纳总结：
反应物A变为生成物D，可以有两个途径：
由A直接变成D，反应热为△H；
由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为△H1、△H2、△H3。
如下图所示：
则有△H=△H1+△H2+△H3
⑵应用
盖斯定律:
不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同。
换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
因为有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生，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。
2.根据反应物和生成物的键能计算反应热：
ΔH=反应物的总键能—生成物的总键能
【深度解读】
⑴计算时一定要注意是什么化学键，单键还双键，一个分子中有多少个共价键。
如1molSi晶体中含有2molSi-Si共价键。
⑵有时还要利用题目中的条件构造一个新的热化学方程式或关系式，如可根据燃烧热的定义，写出热化学方程式，再结合题目中的热化学方程式，利用盖斯定律进行计算。
小题快练
1．已知H2（g）＋2ICl（g）
I2（g）＋2HCl（g），该反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，
下列有关说法正确的是
A．反应①为吸热反应
B．反应①和②均是同种元素间发生的氧化还原反应
C．反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能有关
D．HI（g）＋ICl（g）
I2（g）＋HCl（g）△H＝－218kJ／mol
【答案】C
2．已知H2（g）+
O2（g）
H2O（l）ΔH=-285.8kJ/mol。
下列说法不正确的是
A．H2的燃烧热为285.8kJ/mol
B．2H2（g）+O2（g）
2H2O（l）ΔH=-571.6kJ/mol
C．1molH2完全燃烧生成气态水放出的热量大于285.8kJ
D．形成1molH2O的化学键释放的总能量大于断裂1molH2和0.5molO2的化学键所吸收的总能量
【答案】C
【解析】A项、1mol氢气燃烧生成稳定氧化物液态水放出的热量为燃烧热，即H2的燃烧热为285.8kJ/mol，故A正确；B项、热化学反应中，物质的量与反应放出的热量成正比，所以2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ/mol，故B正确；C项、气态水转化为液态水，需要吸收热量，则1 mol H2完全燃烧生成气态水放出的热量小于285.8kJ，故C错误；D项、反应为放热反应，△H=反应物中键能之和-生成物中键能之和，所以形成1molH2O的化学键释放的总能量大于断裂1molH2和0.5molO2的化学键所吸收的总能量，故D正确。
3．通过以下反应均可获取H2．下列有关说法正确的是
①太阳光催化分解水制氢：
2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）△H1=+571.6kJ•mol﹣1
②焦炭与水反应制氢：
C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）△H2=+131.3kJ•mol﹣1
③甲烷与水反应制氢：
CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）△H3=+206.1kJ•mol﹣1．
A．反应CH4（g）＝C（s）+2H2（g）的△H=+74.8kJ•mol﹣1。
B．电解水也可制取氢气和氧气，而且比方法①更方便，更节能。
C．反应②每生成2g氢气，要吸收131.3kJ的热量，所以该反应没有应用价值。
D．反应③中，若将各1mol的甲烷与水蒸气混合，要吸收206.1kJ的热量。
【答案】A
4．已知：
C（s）＋H2O（g）＝CO（g）＋H2（g）△H＝akJ/mol
2C（s）＋O2（g）＝2CO（g）△H＝－220kJ/mol
H－H、O＝O和O－H键的键能分别为436、496和462kJ/mol，则a为（）
A．－332B．－118C．＋350D．＋130
【答案】D
【解析】已知热化学方程式①C（s）＋H2O（g）=CO（g）＋H2（g） △H=akJ/mol，②2C（s）＋O2（g）=2CO（g）△H=－220kJ/mol，则根据盖斯定律可知②－①×2即得到热化学方程式O2（g）＋2H2（g）=2H2O（g） △H＝－（220＋2a）kJ/mol。
由于反应热等于断键吸收的能量与形成新化学键所放出的能量的差值，则496kJ/mol＋2×436kJ/mol－2×2×462kJ/mol＝－（220＋2a）kJ/mol，解得a＝＋130，答案选D。
5．下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是
A．浓H2SO4与0.1mol·L－1NaOH反应：
H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1
B．密闭容器中，9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热充分反应，放出19.12kJ热量。
则Fe（s）＋S（s）===FeS（s） ΔH＝－95.6kJ·mol－1
C．已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ，则水分解的热化学方程式：
2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋285.5kJ·mol－1
D．已知2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－221kJ·mol－1，则可知C的燃烧热ΔH＝－110.5kJ·mol－1
【答案】B
6．已知以下的热化学反应方程式：
Fe2O3（s）＋1/3CO（g）＝2/3Fe3O4（s）＋1/3CO2（g）ΔH＝－15.73kJ/mol
Fe3O4（s）＋CO（g）＝3FeO（s）＋CO2（g）ΔH＝＋640.4kJ/mol
Fe2O3（s）＋3CO（g）＝2Fe（s）＋3CO2（g）ΔH＝－24.8kJ/mol
则42gCO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为
A．－327kJ/molB．＋327kJ/molC．－218kJ/molD．＋218kJ/mol
【答案】A
【解析】给以上方程式依次编号
①Fe2O3（s）＋1/3CO（g）＝2/3Fe3O4（s）＋1/3CO2（g）；ΔH＝－15.73kJ/mol
②Fe3O4（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO2（g）；△H=+640.4kJ/mol，
③Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）；△H=-24.8kJ/mol，
由盖斯定律可知，反应CO（g）+FeO（s）═Fe（s）+CO2（g），可由③/2-①/2-②/3得到，所以其反应热△H=③/2-①/2-②/3=（-24.8kJ/mol）/2-（-15.73kJ/mol）/2-（+640.4kJ/mol）/3=-218kJ/mol，28gCO气体即1molCO还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为-218kJ/mol，42gCO气体还原足量FeO固体时，对应反热为ΔH=－327kJ/mol；答案选A。
7．在其他条件相同时，反应N2+02=2NO分别在有、无催化剂时的能量变化如下图所示，下列说法中不正确的是（）
A．该反应中反应物的总能量比生成物的总能量低
B．加入催化剂能改变反应的焓变
C．加入催化剂可以改变反应的活化能
D．0.2molNO完全分解成N2和02时共放出热量18.26kJ
【答案】B
8．在298K、1.01×105Pa下，将22gCO2缓慢通入750mL1mol•L-1NaOH溶液中充分反应后，测得反应放热为xkJ．已知该条件下，1molCO2缓慢通入1L2mol•L-1NaOH溶液中充分反应后放热为ykJ．则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是
A．CO2（g）+NaOH（aq）=NaHCO3（aq）△H=-（2y-x）k
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