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训练(三) 反应热的计算
1.液态水分解生成H2和O2可通过下列途径来完成:
H2O(l)H2O(g)H2(g)+O2(g)
已知:氢气的燃烧热ΔH为-286 kJ·mol-1,则ΔH2为 ( )
A.+330 kJ·mol-1 B.-330 kJ·mol-1
C.+242 kJ·mol-1 D.-242 kJ·mol-1
解析 由盖斯定律知-ΔH=ΔH1+ΔH2=+286 kJ·mol-1,ΔH2=+286 kJ·mol-1-ΔH1=+242 kJ·mol-1。
答案 C
2.已知H—H键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为436 kJ·mol-1, H—N键键能为391 kJ·mol-1,根据热化学方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则N≡N键的键能是 ( )
A.431 kJ·mol-1 B.945.6 kJ·mol-1
C.649 kJ·mol-1 D.896 kJ·mol-1
解析 根据反应热与键能的关系可知,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH=E(N≡N)+3E(H—H)-6E(N—H)=E(N≡N)+3×436 kJ·mol-1-6×391 kJ·mol-1=-92.4 kJ·mol-1,解得E(N≡N)=945.6 kJ·mol-1。
答案 B
3.已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,实验室测得4 mol SO2发生上述化学反应时放出314.3 kJ热量,SO2的转化率最接近 ( )
A.40% B.50% C.80% D.90%
解析 参加反应的SO2为≈3.2 mol,SO2的转化率为×100%=80%。
答案 C
4.已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH1
②H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH2
③4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3
④N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH4
⑤2NH3(g)+3Cl2(g)N2(g)+6HCl(g) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是 ( )
A.ΔH1>0,ΔH2>0
B.ΔH3>0,ΔH4>0
C.ΔH2=ΔH4+ΔH5
D.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
解析 H2在O2中燃烧生成H2O,为放热反应,即ΔH1<0,H2在Cl2中燃烧生成HCl,为放热反应,即ΔH2<0,故A错误;合成氨反应为放热反应,ΔH4<0,故B错误;根据盖斯定律,反应②=得到3ΔH2=ΔH4+ΔH5,故C错误;根据盖斯定律,反应③=①-②×2,则ΔH3=ΔH1-2H2,故D正确。
答案 D
5.(2022·大连高二月考)Mn2+可催化H2O2分解:2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g) ΔH1,其反应机理如图所示。若反应Ⅱ的焓变为ΔH2,则反应Ⅰ的焓变ΔH为(反应Ⅰ、Ⅱ中各物质的化学计量数之比均化成最简整数比) ( )
A.ΔH1-ΔH2 B.ΔH1+ΔH2
C.2ΔH1-ΔH2 D.ΔH1-2ΔH2
解析 根据题中信息可得相关热化学方程式。
反应Ⅰ:Mn2+(aq)+H2O2(aq)MnO2(s)+2H+(aq) ΔH①
反应Ⅱ:MnO2(s)+H2O2(aq)+2H+(aq)Mn2+(aq)+O2(g)+2H2O(l) ΔH2 ②
2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g) ΔH1 ③
根据盖斯定律可得①+②=③,ΔH+ΔH2=ΔH1,则ΔH=ΔH1-ΔH2,故A项正确。
答案 A
6.(双选)氯原子对O3分解有催化作用:
O3+ClClO+O2 ΔH1
ClO+OCl+O2 ΔH2
大气臭氧层的分解反应是O3+O2O2 ΔH,该反应的能量变化如图:
下列叙述中,正确的是 ( )
A.反应O3+O2O2的ΔH=E1-E3
B.O3+O2O2是吸热反应
C.ΔH=ΔH1+ΔH2
D.ΔH=E3-E2<0
解析 A项,ΔH=生成物总能量-反应物总能量=E3-E2;B项,由E2>E3知反应物总能量大于生成物总能量,故O3+O2O2为放热反应;C项,据盖斯定律将两式相加得ΔH=ΔH1+ΔH2;D项,由于O3+O2O2放热,故ΔH=E3-E2<0。
答案 CD
7.(双选)已知下列热化学方程式,有关反应焓变的判断正确的是 ( )
①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
②CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2
③2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3
④4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH4
⑤3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
A.ΔH1>0,ΔH3<0
B.ΔH2>0,ΔH4<0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.ΔH3=ΔH4+ΔH