- 161.50 KB
- 2021-07-02 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
1.3化学反应热的计算
1.将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。
已知:TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g)
ΔH=+140.5 kJ/mol
C(s,石墨)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ/mol
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)===TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是( )
A.+80.5 kJ/mol B.+30.0 kJ/mol
C.-30.0 kJ/mol D.-80.5 kJ/mol
【解析】 按题干顺序给两个热化学方程式编号为①②,根据盖斯定律,①+②×2,得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(石墨,s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-80.5 kJ/mol。
【答案】 D
2.已知25 ℃、101 kPa条件下:
(1)4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)
ΔH=-2 834.9 kJ·mol-1
(2)4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s)
ΔH=-3 119.1 kJ·mol-1
由此得出的正确结论是( )
A.等质量的O2比O3能量低,由O2变O3为吸热反应
B.等质量的O2比O3能量高,由O2变O3为放热反应
C.O3比O2稳定,由O2变O3为吸热反应
D.O2比O3稳定,由O2变O3为放热反应
【解析】 根据盖斯定律(2)-(1)得2O3(g)===3O2(g) ΔH=-284.2 kJ·mol-1,等质量的O2能量低。
【答案】 A
3.已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1=-184.6 kJ/mol,则反应HCl(g)===H2(g)+Cl2(g)的ΔH为( )
A.+184.6 kJ/mol B.-92.3 kJ/mol
C.+92.3 kJ D.+92.3 kJ/mol
【解析】 ΔH==+92.3 kJ/mol,C项单位不对。
【答案】 D
4.氧气(O2)和臭氧(O3)是氧元素的两种同素异形体,已知热化学方程式:
4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1
4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH2
3O2(g)===2O3(g) ΔH3则( )
A.ΔH1-ΔH2=ΔH3
B.ΔH1+ΔH2=ΔH3
C.ΔH2-ΔH1=ΔH3
D.ΔH2+ΔH1+ΔH3=0
【解析】 第1个热化学方程式减去第2个热化学方程式,即得3O2(g)===2O3(g),则ΔH3=ΔH1-ΔH2,故A正确。
【答案】 A
5.已知热化学方程式:
①2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6 kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=-483.6 kJ/mol
当1 g液态水变为气态水时,其热量变化为( )
①放出 ②吸收 ③2.44 kJ ④4.88 kJ ⑤88 kJ
A.②⑤ B.①③
C.②④ D.②③
【解析】 可得H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,则1 g液态水变为气态水时,吸收的热量为≈2.44 kJ。
【答案】 D
6.S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。
已知:①S(单斜,s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH1=-297.16 kJ·mol-1
②S(正交,s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH2=-296.83 kJ·mol-1
③S(单斜,s)===S(正交,s) ΔH3
下列说法正确的是( )
A.ΔH3=+0.33 kJ·mol-1
B.单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C.S(单斜,s)===S(正交,s) ΔH3<0,正交硫比单斜硫稳定
D.S(单斜,s)===S(正交,s) ΔH3>0,单斜硫比正交硫稳定
【解析】 由题意知,根据盖斯定律③=①-②,即ΔH3=ΔH1-ΔH2=-297.16 kJ·mol-1-(-296.83 kJ·mol-1)=-0.33 kJ·mol-1,所以S(单斜,s)===S(正交,s
)为放热反应,说明S(单斜,s)能量高,相对不稳定,S(正交,s)能量低,相对稳定,故选C。
【答案】 C
7.能源问题是人类社会面临的重大课题,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为285.8 kJ·mol-1、282.5 kJ·mol-1、726.7 kJ·mol-1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为
( )
A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)
ΔH=-127.4 kJ·mol-1
B.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)
ΔH=+127.4 kJ·mol-1
C.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH=-127.4 kJ·mol-1
D.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH=+127.4 kJ·mol-1
【解析】 根据题给三种物质的燃烧热可以写出:
H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH1=-285.8 kJ·mol-1 ①
CO(g)+O2(g)===CO2(g)
ΔH2=-282.5 kJ·mol-1 ②
CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH3=-726.7 kJ·mol-1 ③
运用盖斯定律进行计算,即①×2+②-③可得:CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=2ΔH1+ΔH2-ΔH3=2×(-285.8 kJ·mol-1)+(-282.5 kJ·mol-1)-(-726.7 kJ·mol-1)=-127.4 kJ·mol-1。
【答案】 A
8.已知下列热化学方程式:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
现有0.2 mol的炭粉和氢气组成的气、固混合物在氧气中完全燃烧,共放出63.53 kJ热量,则炭粉与氢气的物质的量之比为 ( )
A.1∶1 B.1∶2
C.2∶3 D.3∶2
【解析】 设炭粉的物质的量为x,H2的物质的量为y,由题意知
解得x=0.1 mol,y=0.1 mol,则x∶y=1∶1。
【答案】 A
9.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为___。
(2)若适量的N2和O2完全反应,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量,则表示该反应的热化学方程式为____。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量,则表示该反应的热化学方程式为____。
(4)已知拆开1 mol H—H,1 mol N—H,1 mol NN分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为____。
【解析】 (1)1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ,则1 mol甲醇燃烧放热22.68 kJ×32=725.76 kJ,甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-725.76 kJ/mol。
(4)已知拆开1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol NN分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=946 kJ/mol+3×436 kJ/mol-6×391 kJ/mol=-92 kJ/mol。
【答案】 (1)CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-725.76 kJ/mol
(2)N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ/mol
(3)C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)
ΔH=-1 300 kJ/mol
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol
10.(2014·重庆高考)已知:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1
H—H、O===O和O—H键的键能分别为436、496和462 kJ·mol-1,则a为( )
A.-332 B.-118
C.+350 D.+130
【解析】 根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据题中给出的键能可得出热化学方程式:
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH3=(2×436+496-4×462)kJ·mol-1,即③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH3=-480 kJ·mol-1,题中②2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2=-220 kJ·mol-1,(②-③)×得①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH1=(ΔH2-ΔH3)×,即a=(-220+480)×=130,选项D正确。
【答案】 D
11.白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P—P a kJ·mol-1、P—O b kJ·mol-1、P===O c kJ·mol-1、O===O d kJ·mol-1,根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH,其中正确的是( )
A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1
B.(4c+12b-6a-5d)kJ·mol-1
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol-1
D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol-1
【解析】 由键能求反应热的公式为ΔH=反应物断键吸收能量总和-生成物断键吸收能量总和,则ΔH=6×a kJ·mol-1+5×d kJ·mol-1-(12×b kJ·mol-1+4×c kJ·mol-1)=(6a+5d-4c-12b) kJ·mol-1,A项正确。
【答案】 A
12.物质的生成热可定义为:由稳定单质生成1 mol物质所放出的热量,如CO2气体的生成热就是1 mol C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)
1 259.8
285.8
393.5
则1 kg葡萄糖在人体内完全氧化生成CO2气体和液态水,最多可提供的能量为 ( )
A.3 225 kJ B.2 816 kJ
C.6 999 kJ D.15 644 kJ
【解析】 根据生成热的定义得下面三个热化学方程式:6C(s)+3O2(g)+6H2(g)===C6H12O6(s)
ΔH=-1 259.8 kJ/mol ①
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol②
O2(g)+2H2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol③
由:②×6+③×3-①得:
C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2(l)
ΔH=-2 816 kJ·mol-1
故1 kg C6H12O6(s)完全氧化时放出的热量为:
2 816× kJ≈15 644 kJ。
【答案】 D
13.在一定条件下,当80 g SO2气体被氧化成SO3气体时,放出热量98.3 kJ,已知SO2在此条件下转化率为80%,据此,下列热化学方程式正确的是( )
A.SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.3 kJ/mol
B.2SO2(g)+O2(g)2SO3(l) ΔH=-196.6 kJ/mol
C.SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-78.64 kJ/mol
D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=+196.6 kJ/mol
【解析】 SO2的转化率为80%,所以参加反应的SO2为1 mol,即1 mol SO2气体完全转化成SO3时的热效应为98.3 kJ,所以相应的热化学方程式为SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.3 kJ/mol。
【答案】 A
14.液态肼(N2H4)和液态双氧水可作为火箭推进剂的原料,它们混合时发生反应,生成N2和水蒸气,并放出大量的热。已知1 g液态肼完全反应生成气态水放出的热量为20 kJ。
(1)H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,写出液态肼与液态双氧水反应生成N2和液态水的热化学方程式:____。
(2)以N2和H2为原料通过一定途径可制得N2H4,已知断裂1 mol N—N键、N≡N键、N—H键、H—H键所需的能量分别为193 kJ·mol-1、946 kJ·mol-1、390.8 kJ·mol-1、436 kJ·mol-1,试写出由N2、H2合成气态肼(N2H4)的热化学方程式为____。
(3)温度在150 ℃以上时,H2O2便迅速分解为H2O和O2,发射火箭时用过氧化氢作强氧化剂就是利用这个原理,
已知:
①H2(g)+O2(g)===H2O2(l)
ΔH1=-134.3 kJ·mol-1;
②H2O(l)===H2(g)+O2(g)
ΔH2=+286 kJ·mol-1。
则反应③H2O2(l)===H2O(l)+O2(g)的ΔH=________。
【解析】 (1)①N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-32×20 kJ·mol-1=-640 kJ·mol-1;②H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,根据盖斯定律,①-4×②可得,N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-816 kJ·mol-1。
(2)N2(g)+2H2(g)===N2H4(g),断键吸收的能量为946 kJ+2×436 kJ=1 818 kJ;成键时释放的能量为4×390.8 kJ+193 kJ=1 756.2 kJ,故ΔH=(1 818-1 756.2)kJ·mol-1=+61.8 kJ·mol-1。(3)根据盖斯定律:-(①+②)可得③,ΔH=-(+286-134.3) kJ·mol-1=-151.7 kJ·mol-1。
【答案】 (1)N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l)
ΔH=-816 kJ·mol-1
(2)N2(g)+2H2(g)===N2H4(g)
ΔH=+61.8 kJ·mol-1
(3)-151.7 kJ·mol-1
15.参考下列图表和有关要求回答问题。
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:__;
图Ⅰ
(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)
a
b
c
x
已知白磷的燃烧热ΔH=-d kJ/mol,白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示,则上表中x=________(用含有a、b、c、d的代数式表示)。
图Ⅱ
【解析】 (1)观察图形,1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的反应热数值即反应物和生成物的能量差,因此该反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ/mol。
(2)由反应热=反应物键能总和-生成物键能总和与燃烧热概念可得等式6a+5c-(4x+12b)=-d,
可得x=(d+6a+5c-12b)。
【答案】 (1)NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g)
ΔH=-234 kJ/mol
(2)(d+6a+5c-12b)[或-(12b-d-6a-5c)]
16.(1)(2014·广东高考节选)用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应①为主反应,反应②和③为副反应。
①1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g)
ΔH1=-47.3 kJ·mol-1
②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)
ΔH2=+210.5 kJ·mol-1
③CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g)
ΔH3=-86.2 kJ·mol-1
反应2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH=________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)(2014·新课标全国卷Ⅰ节选)已知
甲醇脱水反应
2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH1=-23.9 kJ·mol-1
甲醇制烯烃反应
2CH3OH(g)===C2H4(g)+2H2O(g)
ΔH2=-29.1 kJ·mol-1
乙醇异构化反应
C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)
ΔH3=+50.7 kJ·mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH=________kJ·mol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是__。
【解析】 (1)利用盖斯定律可以计算出所给反应的焓变,要学会利用所给方程式中化学计量数和反应物、中间产物的关系进行解答。根据盖斯定律,由①×4+②+③×2可得目标热化学方程式,故有ΔH=4ΔH1+ΔH2+2ΔH3。
(2)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH1=-23.9 kJ·mol-1 ①
2CH3OH(g)===C2H4(g)+2H2O(g)
ΔH2=-29.1 kJ·mol-1 ②
C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)
ΔH3=+50.7 kJ·mol-1 ③
根据盖斯定律,由①-②-③得,C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH=-45.5 kJ·mol-1。
浓H2SO4具有强氧化性,在反应中可能会发生副反应,生成有害气体。所以气相直接水合法的优点是污染小、腐蚀性小等。
【答案】 (1)4ΔH1+ΔH2+2ΔH3
(2)-45.5 污染小,腐蚀性小等