C.既能使炉火瞬间更旺，又能节省燃料 D.既不能使炉火瞬间更旺，又不能节省燃料
【解析】本题应从两个方面考虑，一是能否使炉火瞬间更旺，由于往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应发生：C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)，生成的CO和H2都是可燃性气体，故能使炉火瞬间更旺。二是能否节省燃料，根据盖斯定律，C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)；△H＝＋131kJ/mol，CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－282kJ/mol，H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)；△H＝－241kJ/mol，三个方程加合在一起即得总反应式C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－392kJ/mol，故与相同量的炭燃烧放出的热量相同，因此不能节省原料。 【答案】A
【评析】要熟练掌握运用盖斯定律进行热量的计算。 【关键词】反应热及热化学方程式的书写/碳族元素
【例4】已知胆矾溶于水时，溶液温度降低。在室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时，放出热量为Q1kJ，而胆
矾分解的热化学方程式是CuSO4·5H2O(s)＝CuSO4(s)＋5H2O(l)；△H＝＋Q2kJ/mol，则Q1与Q2的关系是 （ ）
A.Q1＞Q2 B.Q1＜Q2 C.Q1＝Q2 D.无法确定
2+2-【解析】由已知得CuSO4·5H2O(s)＝Cu(aq)+SO4(aq)+5H2O(l)；△H＝+Q(Q＞0）??①， 2+2- CuSO4(s)＝Cu(aq)+SO4(aq)；△H＝—Q1??②，
①—②得CuSO4·5H2O(s)＝CuSO4(s)＋5H2O(l)；△H＝Q1+Q，根据盖斯定律：Q1+Q=Q2，故D正确。 【答案】D
【评析】解此类题目常把题给信息转化为热化学方程，然后根据盖斯定律可得出正确的结论。 【关键词】反应热及热化学方程式的书写/氧族元素
【例5】已知有amolC和bmolO2（a＞2b），充分反应后，将得到的可燃性物质提取后再次燃烧，充分反应。可燃性物质燃烧放出的热量有p%被mg、0℃的水吸收，使之沸腾。若已知1molC燃烧成CO2放出的热量为
3
qJ，试求1molC燃烧成CO所放出的热量约为多少？（c=4.2×10J/kg·℃） 【解析】根据题意可知，可燃性物质燃烧后放出热量为： Q?cm?t?4.2?104m(J)。又知：
p%p
C?O2点燃CO2bmol?bmol?bmol高温CO2?C2CObmol?bmol2bmol
所以amolC和bmolO2（a＞2b）反应后，其可燃性物质的量为(a-2b)molC和2bmolCO。若设1molCO燃烧成CO2放出的热量为xJ，则可得出关系式： ?a?2b?q?2bx?4.2?104m
p 解得：x??4.2?104m??a?2b?q?2b(J)
??p?? 若设所求1molC燃烧成CO放出的热量为yJ，则由下列热化学方程式：
1 C(s)?O2(g)?CO2(g);?H??yJ/mol ① 21 CO(g)?O2(g)?CO2(g);?H??xJ/mol ②
2 C(s)?O2(g)?CO2(g);?H??qJ/mol ③
就不难发现：①式＝③式－②式，即为题目所求。故可推知： y?q?x
m4.2?104??a?2b?qp(J) ?q?2baqp?4.2?104m?(J)2bp4
【答案】(aqp-4.2×10m)/2bpJ
【评析】本题是一道物理、化学相互交叉渗透的综合计算题，难度大。因此，解决这类问题的关键在于分析题意，挖掘题中隐含着的重要信息（即热化学方程式有加合性），弄清该题中所涉及的两个过程，即物理过程与
化学过程，并求出联系这两个过程的纽带——热量（Q）。然后正确运用所学物理、化学的有关基础知识，则题中的问题便可迎刃而解。
【关键词】反应热及热化学方程式的书写/碳族元素 【例6】接触法制硫酸的流程可表示如下：
问：(1)热交换器在制硫酸的过程中有何重要作用？
(2)若以T1、T2、T3、T4分别表示进出热交换器的气体温度，且T1＝80℃，T3＝600℃、T4＝250℃，求进入接触室后的SO2、O2混合气体的温度T2（设进、出热交换器的气体的平均比热均为0.8kJ/(kg?℃)）。
(3)假定每天进入接触室的混合气体为20t，问与不用热交换器相比较每年至少可节省多少吨含碳80%的优质煤？（已知煤的供热效率为20%，C(s)+O2(g)=CO2(g)；ΔH=-393kJ/mol）
【解析】（1）由沸腾炉导出的SO2、O2等气体的温度经除尘、去杂、洗涤等工艺处理后已大幅度下降，通过热交换器后气体的温度又得以提高，这有利于后续反应（即由SO2合成SO3）的进行。SO2的氧化反应是放热反应，从接触室导出的SO3等气体的温度已高达600℃以上，难以被浓硫酸吸收。通过热交换器后SO3的温度下降了，这有利于提高浓硫酸对它的吸收效率。总而言之，热交换器在制H2SO4的过程中具有增效节能的作用。
（2）经过热交换器后，SO2、O2吸收的热量＝cm1(T2-80℃)，SO3放出的热量＝cm2(600℃-250℃)。根据物理学原理及质量守恒定律可知，Q(吸)＝Q(放)，m1＝m2，故cm1(T2-80℃)＝cm2(600℃-250℃)，即T2＝430℃。
3
（3）若不使用热交换器，欲使80℃的SO2、O2预热到430℃，每年需提供的热量为20×10kg×365×
9
0.8kJ/(kg?℃)×(430℃-80℃)=2.04×10kJ，每千克优质煤供给的有效热量为5240kJ/kg，使用热交换器后每
9
年可节约优质煤的质量为：2.04×10kJ/(5240kJ/kg)=389.3t。 【答案】（1）增效节能 （2）T2＝430℃ （3）389.3t
【评析】本题主要运用公式Q=cmΔt考查化学反应中热效应的计算。 【关键词】反应热及热化学方程式的书写/氧族元素 4．实战演练
1.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学
物质是 （ ） A.氯化钠 B.固体硝酸铵 C.固体氢氧化钠 D.生石灰 答案：B
2.含20.0NaOH的稀溶液与稀盐酸反应，放出28.7kJ的热量，表示该反应中和热的热化学方程式正确的是 （ ）
A.1/2NaOH(aq)+1/2HCl(aq)=1/2NaCl(aq)+1/2H2O(l)；ΔH=+28.7kJ/mol B.1/2NaOH(aq)+1/2HCl(aq)=1/2NaCl(aq)+1/2H2O(l)；ΔH=-28.7kJ/mol
C.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)；ΔH=+57.4kJ/mol D.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)；ΔH=-57.4kJ/mol 答案：D
3．已知：CH3COOH(aq)+NaOH(aq)＝CH3COONa(aq)+H2O △H=Q1kJ／mol
11H2SO4(浓)+NaOH(aq)＝Na2SO4(aq)+H2O(1) △H=Q2kJ／mol 22 HNO3(aq)+KOH(aq)＝KNO3(aq)+H2O(1) △H=Q3kJ／mol
上述反应均为溶液中的反应，则Q1、Q2、Q3的绝对值大小的关系为 （ ） A.Q1＝Q2=Q3 B.Q2>Q1>Q3 C.Q2>Q3>Q1 D.Q2=Q3>Q1 答案：B
4．热化学方程式：S(g)+O2(g)=SO2(g)；△H=-297.3kJ/mol，分析下列说法中正确的是（ ） A.S(g)+O2(g)=SO2(l)；|△H|>297.3kJ/mol B.1molSO2的键能总和大于1molS和1molO2键能之和 C.S(g)+O2(g)=SO2(l)；|△H|<297.3kJ/mol D.1molSO2的键能总和小于1molS和1molO2键能之和 答案：AB
5．将白磷隔绝空气加热到260℃可转变为红磷。以下说法正确的是 （ ） A.白磷转变为红磷是一个吸热过程 B.红磷比白磷稳定
C.白磷转变为红磷需外界提供引发反应的能量 D.白磷比红磷稳定
答案：BC
6．已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)；△H＝－890kJ/mol
CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－282.5kJ/mol。假如标准状况下由CH4、CO、CO2组成的89.6升混和气体完全燃烧时能放出1010千焦的热量，并生成18克液态水，那么燃烧前混和气体中CO占的体积百分含量约为 A.40% B.50% C.60% D.70% 答案：B
7．已知下列几种烷烃的燃烧热如下： 烷 烃 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 -1890.3 1559.8 2219.9 2877.0 3536.2 4163.1 燃烧热／（kJ·mol） 今有10L（在标准状况下）某种天然气，假设仅含甲烷和乙烷两种气体，燃烧时共放出热量480KJ。 （1）试写出乙烷气体燃烧的热化学方程式_______________； （2）计算该天然气中甲烷的体积分数___________________； （3）由上表可总结出的近似规律是_____________________；
-1
（4）根据（3）的近似规律可预测癸烷的燃烧热约为_________kJ·mol。
答案：（1）2C2H6（g）+7O2（g）==4CO2（g）+6H2O（l）；△H=—3119.6kJ/mol
（2）72.13% （3）烷烃分子中每增加一个CH2燃烧热平均增加645kJ/mol左右 （4）6776 烧的热化学方程式中水为液态的水。
+-8.已知热化学方程式H(aq)+OH(aq)==H2O(1)；△H＝-57.3kJ／mol，问：
（1）常量滴定用0.025L0.10mol／L的强酸和强碱互相中和，则滴定过程中释放的热量为_________________kJ。
-3
（2）若中和后溶液体积为0.05L，又已知中和后的溶液的比热容为4.2×10kJ／(g·℃)，且密度为1.0g／mL，则溶液温度升高_____________℃。
（3）由（2）说明为什么需要用0.5mol/L～1mol／L的强酸和强碱反应测定中和热?
答案：（1）0.14 （2）0.7 （3）根据（2）的计算可知，当溶液的浓度过小，释放的热量较少，且又是逐渐产生热量，故测定的中和热误差较大。若浓度过高，则溶液中阴、阳离子间的相互牵制较大，中和过程产生热量的一部分将补偿未电离分子离解所需要的热量，同样会造成较大的误差。
9.50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：
（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是________。 （2）烧杯间填满碎纸条的作用是_____________。
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将_______（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（4）实验中改用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，与上述实验相比较，所放出的热量________（填“相等”或“不相等”），但中和热应_________（填“相等”或“不相等”），简述理由_________________________________。
（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值与57.3kJ/mol相比较会__________；用50mL0.50mol/LNaOH溶液进行上述实验，测得中和热的数值与57.3kJ/mol相比较会__________（均填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
答案：（1）环形玻璃搅拌器 （2）减少实验过程中热量损失 （3）偏小 （4）不相等，相等，因为中和热是指在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的能量，与酸碱用量无关 （5）偏小 偏小 10.一些盐的结晶水合物，在温度不太高时就有熔化现象，既熔溶于自身的结晶水中，又同时吸收热量，它们在塑料袋中经日晒能熔化，在日落后又可缓慢凝结而释放热量，用以调节室温，称为潜热材料。现有几种盐的水合晶体有关数据如下： Na2S2O3·5H2O CaCl2·6H2O Na2SO4·10H2O Na2HPO4·12H2O 熔点℃ 40~50 29.92 32.38 35.1 熔化热（kJ/相对分子质49.7 37.3 77.0 100.1 量） （1）上述潜热材料中最适宜应用的两种盐是______、________________。 （2）实际应用时最常用的（根据来源和成本考虑）应该是_____________。 答案：（1）Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O （2）Na2SO4·10H2O
评析：熔点越低，越有利于盐吸收太阳能而熔化，故排除Na2S2O3·5H2O。进一步比较单位质量吸热效率：
CaCl2·6H2O Na2SO4·10H2O Na2HPO4·12H2O 0.17kJ/g 0.24kJ/g 0.28kJ/g 很明显，Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O吸收率较高。又因前者比后者价廉而易获得。实际应选用Na2SO4。
11.（1）肼（N2H4）和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O（g），已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量，其热化学方程式为 。
（2）0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学反应方程式为 ；又知H2O（l）H2O（g）；△H＝＋44kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是 kJ。
（3）已知A、B两种气体在一定条件下可发生反应：2A+B==C+3D+4E。现将相对分子质量为M的A气体mg和足量B气体充入一密闭容器中恰好完全反应后，有少量液滴生成；在相同温度下测得反应前后压强分别为6.06
56
×10Pa和1.01×10Pa，又测得反应共放出QkJ热量。试根据上述实验数据写出该反应的热化学方程式____________________________________________。 答案：（1）2N2H4（g）＋2NO2（g）＝3N2（g）＋4H2O（g）；△H＝－1136kJ/mol （2）B2H6（g）＋3O2（g）＝B2O3（s）＋3H2O（l）；△H＝－2165kJ/mol 1016.5kJ
2M （3）2A(g)+B(g)==C(g)+3D(l)+4E(g)；?H??QkJ/mol
m评析：（3）中由反应前后的压强之比为3:5可推测反应后D的状态为液态。 12.已知下列热化学方程式的热效应：
（1）Fe2O3（s）＋3CO（g）＝2Fe（s）＋3CO2（g）；△H1＝－26.7kJ/mol （2）3Fe2O3（s）＋CO（g）＝2Fe3O4（s）＋CO2（g）；△H2＝－50.75kJ/mol （3）Fe3O4（s）＋CO（g）＝3FeO（s）十CO2（g）；△H3＝－36.5kJ/mol 不用查表，计算下列反应的△H。FeO（s）＋CO（g）＝Fe（s）＋CO2（g） 答案：7.28kJ/mol
评析：由盖斯定律得所求方程的反应热为{
1??1??3??2????3?}/3。 213.某石油液化气由丙烷和丁烷组成，其质量分数分别为80％和20％。它们燃烧的热化学方程式分别为：C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(1)；△H＝-2200kJ／mol； C4H10(g)+
13O2(g)==4CO2(g)+5H2O(1)；△H＝-2900kJ／mol。有一质量为0.80kg、容积为4.0L的铝2壶，将一壶20℃的水烧开需消耗液化石油气0.056kg，试计算该燃料的利用率。[已知水的比热为4.2kJ／(kg·℃)，铝的比热为0.88kJ／(kg·℃)] 答案：50%
331?80%?10?22001?20%?10?2900=5×104kJ 评析：1.0kg石油气完全燃烧释放的热量为：?4458将水烧开所需热量为：Q=cm(t-t0)=(4.2×4.0+0.88×0.80)×(100-20)=1 400(kJ) 所以，燃料的利用率为：
1400kJ×100%=50%
5?104kJ?kg?0.056kg14.已知C(s、金刚石）+O2==CO2(g)；ΔH=-395.4kJ/mol，C(s、石墨）+O2==CO2(g)；ΔH=-393.5kJ/mol。且知石墨的密度大于金刚石。
(1)石墨和金刚石相比，____的稳定性更大，石墨转化为金刚石的热化学方程式为____________。
(2)石墨中C-C键键能______金刚石中C-C键键能。石墨的熔点______金刚石（均填“大于”、“小于”或“等于”）。
(3)理论上能否用石墨合成金刚石？____，若能，需要的条件是___________。
答案：（1）石墨 C(s、石墨）== C(s、金刚石）；ΔH=1.9kJ/mol （2）大于 大于 （3）能 隔绝空气高温高压
评析：由于石墨转化为金刚石为吸热反应，故等量的石墨和金刚石相比，金刚石所具有的能量高，键能小，熔点低。
15.物质的生成热可定义为：由稳定单质生成1mol物质所放出的热量，如CO2气体的生成热就是1molC完全燃烧生成CO2气体时放出的热量，已知下列几种化合物的生成热分别是 化合物 葡萄糖 H2O(l) CO2 生成热kJ/mol 1259.8 285.8 393.5 则1kg葡萄糖在人体内完全氧化生成CO2气体和液态水，最多可提供______kJ能量。 答案：15640kJ
评析：根据生成热的定义得下面三个方程：6C(s)+3O2(g)+6H2(g)=C6H12O6(s)；ΔH=-1259.8kJ/mol??①，C(s)+O2(g)=CO2(g)；ΔH=-393.5kJ/mol??②；O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)??③，联立求解即得。
【小结】全面了解化学反应，除要知道反应物和生成物之外，还需要研究化学反应发生的条件，应用化学反应，一方面是为了获得新物质，有时更重要的是要利用化学反应中的热变化，而放热反应和吸热反应是化学反应中最常见的能量变化，因此我们要了解一些常见的吸热反应和放热反应。
依据热化学方程式进行有关计算，其关键是把反应热看作为“生成热”，按一般化学方程式的计算要求进行即可，但多数题目偏重于对方法技巧的考查。
钠及其化合物的性质
1.复习重点
1．从钠原子结构特征认识钠的化学性质；Na2O和Na2O2的对比，Na2CO3与NaHCO3比较；碱金属元素的原子结构及物理性质比较
2．对实验现象的分析及钠的化学性质；Na2CO3与NaHCO3的鉴别，Na2CO3和NaHCO3之间的除杂问题
2．难点聚焦
一．钠的性质
(1)钠的物理性质及钠跟水的反应
新切开的钠的断面是光亮的银白色，易跟氧起反应，但产物较复杂，如氧化钠(Na2O)、过氧化钠(Na2O2)等．
金属钠跟水反应生成氢气的实验，用拇指堵住试管口倒放入烧杯中，这样的操作对学生来讲，不熟练可能会使一部分空气进入试管．所以在正式做收集气体的实验之前，教师可安排学生练习几次放入试管的操作．如果操作还是有困难，可用一个与试管口大小合适的橡皮塞堵住试管口，放入水中后再拔去橡皮塞．本实验也可以用水槽代替烧杯，这样口径比较大，操作方便．
注意在实验时不能取用较大的钠块．这是因为钠的性质很活泼，它跟水反应时放出大量的热，甚至能使周围的水沸腾，因此钠同时也跟水蒸气反应．如果在水面上游动的钠被容器壁上的油污粘住，不能游动，放出的热不易扩散，会使氢气着火燃烧，甚至还会发生小爆炸，使生成的氢氧化钠飞溅出来．
(2)钠与氧气的反应
在做钠与氧气反应的实验时，为了保证倾斜的空气能够流通，玻璃管不能太细，而且装入玻璃管中的钠粒不能太大．待玻璃管中的钠受热溶化并开始燃烧时，稍稍倾斜玻璃管即可看到燃烧后由白色变为黄色的过程．实验时如果没有太粗的玻璃管，也可用去底的试管代替．注意本实验中所用的钠块，应去掉其表面的氧化物，否则燃烧时会使试管壁显黑色，影响对实验现象的观察．
2．碳酸氢钠受热分解
碳酸氢钠粉末在试管中应铺平些，这样受热比较均匀，分解也比较完全，澄清的石灰水变浑浊后，应将盛石灰水的试管移去，因为若通入过多的二氧化碳，会使生成的碳酸钙变成碳酸氢钙而溶解于水中，使浑浊现象消失．
当实验结束时，一定要先移去装有石灰水的烧杯，再熄灭酒精灯，以防止水倒流，使试管炸裂． 3．碳酸钠和碳酸氢钠与酸的反应 本实验也可采用下述方法进行：
－1
取相同式样的100 mL细口瓶两只，各注入25 mL 1．0 moL·L HCl溶液．再取两只气球，一只装入1.0 g无水碳酸钠，另一只装入1.0 g碳酸氢钠，分别套在两只细口瓶的口上．
实验时，掀起两只气球，使里面的固体全部落到细口瓶里的盐酸中，比较反应的剧烈程度，碳酸氢钠的反应剧烈得多，碳酸氢钠放出的气体也比碳酸钠多．
4．焰色反应
这个实验是以不同的碱金属盐类呈现各自的特征焰色为基础的，为了能够便于观察，最好用无色火焰，所以用煤气灯较好，因煤气灯的火焰本身颜色较微弱，干扰较小．一般酒精灯火焰呈杂色，可向学生作适当说明，每做一次实验，都要把铂丝重新用稀盐酸和蒸馏水反复洗净，再在火焰上灼烧至无色，才可继续做实验．做焰色反应实验时，要把蘸有金属化合物溶液的铂丝放在灯焰外焰上灼烧，使形成的火焰较长，焰色反应现象比较明显．
焰色反应实验也可采用下述方法进行：
在铁丝(或玻璃棒)一端捆少量棉花，蘸些酒精，在酒精灯火焰上点燃，向燃着的棉花上滴钠盐或钾盐的溶液．
如无铂丝，可用无锈洁净的铁丝代替，也能得到较好的效果．
做焰色反应实验时，溶液的浓度大一些为好，浓度太小呈现的焰色很快消去，不易观察，做实验时，可以用铂丝蘸一些蒸馏水后再蘸一些盐的粉末，然后进行灼烧，这样效果更明显．
实验完毕，要把装在玻璃棒上的铂丝放在盐酸里浸渍2 min～3 min，再用蒸馏水洗净，保存在试管里，使它洁净无垢．
二、钠的性质 1．钠的物理性质