内容正文:
知能素养提升 [见学生用书P16]
类型一 反应热 焓变
【例1】 已知以下化学键的键能(kJ/mol):H—H:436;H—O:463;O===O:496,则热化学方程式为2H2O(g)===2H2(g)+O2(g)的反应热ΔH是 ( B )
A.-484kJ/mol B.+484kJ/mol
C.-242kJ/mol D.+242kJ/mol
【解析】 H—H键的键能为436kJ/mol,O===O键的键能为496kJ/mol,H—O键的键能为463kJ/mol,热化学方程式为2H2O(g)===2H2(g)+O2(g)的反应热ΔH=反应物总键能-生成物总键能=4×463kJ/mol-2×436kJ/mol-496kJ/mol=+484kJ/mol,B正确。
【变式1】 下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是( D )
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1;C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2
②S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
③ H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1;2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH1;CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2
A.①② B.①④
C.②③ D.③④
【解析】 碳不完全燃烧放热少,焓变比较大小时要包含负号,故ΔH1<ΔH2,①不符合题意;固体硫变为气态硫需要吸收热量,故ΔH1<ΔH2,②不符合题意;相同条件下量少的反应放热少,1mol氢气燃烧放热小于2mol氢气燃烧放热,故ΔH1>ΔH2,③符合题意;碳酸钙分解吸热,焓变为正值,氧化钙和水化合反应放热,焓变是负值,所以ΔH1>ΔH2,④符合题意。
类型二 热化学方程式
【例2】 N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量。下列热化学方程式正确的是( B )
A.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+H2O(g) ΔH=+267kJ/mol
B.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ/mol
C.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=+534kJ/mol
D.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-133.5kJ/mol
【解析】 0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量133.5kJ,则0.5mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量267kJ,放热反应其焓变是负值,A、C错误;1mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出267kJ×2=534kJ的热量,此时水应为气体,B正确;D选项中生成液态水,所以放出热量数值大于534kJ,即ΔH<-534kJ/mol,D错误。
【变式2】 下列热化学方程式正确的是( C )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367.0kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ(中和热)
C.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-269.8 kJ/mol(反应热)
D.2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2kJ/mol(反应热)
【解析】 燃烧热是25℃、101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,此时的水应为液体,因此反应热不是燃烧热,A错误;ΔH的单位是kJ/mol,B错误;C项符合书写热化学反应方程式的要求,C正确;D项没有写上状态,D错误。
类型三 燃烧热
【例3】 已知丙烷的燃烧热ΔH=-2 215kJ/mol,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水,则放出的热量约为( A )
A.55kJ B.220kJ
C.550kJ D.1 108kJ
【解析】 丙烷分子式是C3H8,燃烧热为ΔH=-2 215kJ/mol,1mol丙烷燃烧会产生4mol水,放热2 215kJ。丙烷完全燃烧产生1.8g水,生成H2O的物质的量为0.1mol,消耗丙烷的物质的量为0.025mol,所以反应放出的热量是Q=0.025mol×2 215kJ/mol=55.375kJ,A正确。
【变式3】 在一定条件下,CH4和CO燃烧的热化学方程式分别为
CH4(g)+2O2(g)===2H2O(l)+CO2(g) ΔH =-890kJ/mol
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH =-566kJ/mol
如果有CH4和CO