第04课 反应热的计算及大小比较-【帮课堂】2024-2025学年高二化学同步学与练(人教版2019选择性必修1)
2024-06-27
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2份
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33页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二节 反应热的计算 |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | 化学反应热的计算 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.54 MB |
| 发布时间 | 2024-06-27 |
| 更新时间 | 2024-07-24 |
| 作者 | 高中化学及竞赛资料 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2024-06-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46002011.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第一章 化学反应热效应
第二节 反应热的计算
第2课时 反应热的计算及大小比较
板块导航
01/学习目标 明确内容要求,落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容,掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测,发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点,突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.掌握反应热的计算方法。
2.会运用盖斯定律计算反应热。
3.会比较反应热的大小。
重点:反应热的相关计算。
难点:利用热化学方程式直接或间接计算反应热。
知识点一 反应热的计算
1.利用热化学方程式进行有关计算
反应热与反应物各物质的物质的量成______比,根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应热当作“产物”,计算反应放出或吸收的热量。
2.根据燃烧热数据,计算反应放出的热量
计算公式:Q=燃烧热×__________________
3.根据反应物和生成物的总能量计算:△H=____________。
4.根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变
若反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=______。
5.利用键能计算反应热的方法
A.熟记反应热ΔH的计算公式:ΔH=____________________________________
B.计算关键:利用键能计算反应热的关键,就是要算清物质中化学键的种类和数目。
【易错提醒】规避易失分点:计算物质中键的个数时,不能忽略物质的结构,如1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键,1 mol SiO2中含4 mol Si—O键,注意特殊物质中键数的判断:
物质(1 mol)
P4
C(金刚石)
石墨
Si
SiO2
CO2
CH4
化学键
P—P
C—C
C—C
Si—Si
Si—O
C==O
C—H
键数(mol)
______
______
______
______
______
______
______
6.根据中和热计算反应热的方法:中和反应放出的热量=______×|ΔH|
7.利用盖斯定律计算
A.运用盖斯定律的技巧——“三调一加”
一调:根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的______,改写已知的热化学方程式。
二调:根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的______。
三调:调整中间物质的____________。
一加:将调整好的热化学方程式及其ΔH______。
B.运用盖斯定律的三个注意事项
①热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也______该数。
②热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相______。
③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之______,但数值______。
知识点二 反应热大小的比较
1.大小比较原则
(1)比较ΔH的大小时,必须把反应热的“+”“-”与反应热的数值看作一个整体进行比较;比较反应放出或吸收的热量时只比较数值的______;比较“标准燃烧热”“中和热”时,只需比较数值的______。
(2)反应物的化学计量数不同,则ΔH______。
(3)ΔH是带符号进行比较的,所有吸热反应的ΔH均比放热反应的ΔH______;放热反应的ΔH<0,放热越多,ΔH越______,但|ΔH|越______。
(4)同一物质,状态______,反应热亦______。
。
(5)对于可逆反应,因反应不能进行到底,实际反应过程中放出或吸收的能量要______热化学方程式中反应热的数值。
2、比较方法:
(1)看物质______。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:
(2)看ΔH的______。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小,还要考虑其符号。
(3)看化学______。当反应物与生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。
(4)看反应的______。对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。
3.比较技巧
(1)直接比较法
①物质燃烧时,可燃物物质的量越大,燃烧放出的热量越______。
②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量______。
③生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量______。
④对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的热量要______相应热化学方程式中的反应热数值。例如:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时,放出的热量为197 kJ,实际上向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),反应达到平衡后,放出的热量要小于197 kJ。
(2)盖斯定律比较法
①同一反应,生成物状态不同时
如A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0
A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0
C(g)===C(l) ΔH3<0
ΔH1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,
所以ΔH2______ΔH1。
②同一反应,反应物状态不同时
如S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
S(g)===S(s) ΔH3<0
ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,
所以ΔH1______ΔH2。
③晶体类型不同,产物相同时
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
因为石墨能量低,则C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,所以ΔH1______ΔH2。
④两个有联系的不同反应相比较时
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
C(s)+(1/2)O2(g)===CO(g) ΔH2<0
C(s)CO2(g)
C(s)CO(g)CO2(g)
因为ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1______ΔH2。
(3)利用能量变化图进行比较
由图像可以看出放出或吸收热量的多少,若是放热反应,放出的热量越多,ΔH越______;若是吸热反应,吸收的热量越多,ΔH越______,故ΔH1______ΔH2。
【易错提醒】比较反应热大小的两个注意要点
注意点1:物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如图。
注意点2:在比较反应热(ΔH)的大小时,应带符号比较。对于放热反应,放出的热量越______,ΔH反而越______。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)已知 ,,则。( )
(2)已知N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,则NH3(g)=N2(g)+H2(g) ΔH=+46 kJ·mol-1。( )
(3)已知中和反应反应热△H=-57.3kJ•mol-1,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=2H2O(l)+BaSO4(s) △H=2×(-57.3)kJ•mol-1。( )
(4)有些反应的反应热不能直接测得,可通过盖斯定律间接计算得到。( )
(5)若,,则反应热的关系:。( )
2.在等压下化学反应所吸收或放出的热量,称为化学反应的焓变。回答下列问题:
(1)25℃、101kPa时,1g氨气完全燃烧放出18.6kJ的热量,则△H= kJ∙mol-1。
(2)2SO2(g)+ O2(g)⇌2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
已知:0.5molSO2(g)被氧化为0.5molSO3(g)的△H=-49.5 kJ∙mol-1。则:
①E的大小对该反应的反应热 (填“有”或“无”)影响。
②SO2氧化为SO3的热化学方程式为 。
(3)已知: △H=-566 kJ∙mol-1 ①
△H=-226 kJ∙mol-1②
则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数目为 。
(4)常压下,某铝热反应的温度与能量变化如图所示:
①101.3kPa、1538℃, △H= kJ∙mol-1。
②101.3kPa、25℃时,该铝热反应的热化学方程式为 。
►问题一 反应热的计算
【典例1】甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-116kJ·mol-1。某些化学键的键能数据如表:
化学键
C—H
H—H
C—O
H—O
键能/kJ·mol-1
413
436
358
463
则CO中碳氧键的键能是
A.431kJ·mol-1 B.946kJ·mol-1
C.1072kJ·mol-1 D.1130kJ·mol-1
【解题必备】一、根据键能计算反应热
1.熟记反应热ΔH的基本计算公式
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能
2.规避易失分点
计算物质中键的个数时,不能忽略物质的结构,如1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键,1 mol SiO2中含4 mol Si—O键。
3.利用结构式判断常见物质(1 mol)中的化学键数
物质
CO2
(C=O)
CH4
(C—H)
P4
(P—P)
SiO2
(Si—O)
石墨
金刚
石
S8
(S—S)
Si
键数
2
4
6
4
1.5
2
8
2
二、“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则
热化学方程式
方程式系数关系
焓变之间的关系
反应Ⅰ:aA(g)===B(g) ΔH1
反应Ⅱ:B(g)===aA(g) ΔH2
Ⅰ=-Ⅱ
ΔH1=-ΔH2
反应Ⅰ:aA(g)===B(g) ΔH1
反应Ⅱ:A(g)===1/aB(g) ΔH2
Ⅰ=a×Ⅱ
ΔH1=a×ΔH2
—
ΔH=ΔH1+ΔH2
或ΔH=ΔH3+ΔH4+ΔH5
三、反应热计算的方法
计算依据
计算方法
根据热化学
方程式计算
热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右移项,同时改变正、负号,各物质前面的化学计量数及ΔH的数值可以同时乘以相同的数
根据盖斯
定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式(包括ΔH)相加或相减(必要的时候,在热化学方程式相加或相减之前需要乘以或除以一个数),从而得到一个新的热化学方程式
根据燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热
根据中和热
中和反应放出的热量=n(H2O)×|ΔH|
根据化学
键的变化
ΔH=反应物的化学键断裂时所吸收的总能量-生成物的化学键形成时所放出的总能量
根据反应物和生
成物的总能量
ΔH=E(生成物)-E(反应物)
根据图像
ΔH=(a-b)kJ·mol-1=-c kJ·mol-1
ΔH=(a-b)kJ·mol-1=+c kJ·mol-1
【变式1-1】将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属Ti的主要反应之一。已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(1)+O2(g) ∆H=+140.5kJ/mol
2CO(g)=2C(s,石墨)+O2(g) ∆H=+221.0 kJ/mol
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(1)+2CO(g)的∆H为
A.-30.0kJ/mol B.+30.0 kJ/mol C.-80.5kJ/mol D.+80.5kJ/mol
【变式1-2】以代表阿伏加德罗常数,则关于热化学方程式: 的说法中,正确的是
A.当有个电子转移时,该反应就放出1300.0kJ的能量
B.当有个水分子生成且为液态时,吸收1300.0kJ的能量
C.当有(乙炔)完全燃烧生成和液态时,该反应就放出1300.0kJ的能量
D.当有个碳氧共用电子对生成时,该反应就放出1300kJ的能量
►问题二 反应热的大小比较
【典例2】相同条件下,有下列三个热化学方程式:
① kJ⋅mol
② kJ⋅mol
③ kJ⋅mol
则,,的关系正确的是
A. B. C. D.
【解题必备】1.比较反应热大小的两个注意要点
(1)物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如图。
(2)在比较反应热(ΔH)的大小时,应带符号比较。对于放热反应,放出的热量越多,ΔH反而越小。
2.大小比较原则
(1)比较ΔH的大小时,必须把反应热的“+”“-”与反应热的数值看作一个整体进行比较;比较反应放出或吸收的热量时只比较数值的大小;比较“标准燃烧热”“中和热”时,只需比较数值的大小。
(2)反应物的状态、化学计量数不同,则ΔH不同。
(3)ΔH是带符号进行比较的,所有吸热反应的ΔH均比放热反应的ΔH大;放热反应的ΔH<0,放热越多,ΔH越小,但|ΔH|越大。
(4)同一物质,状态不同,反应热亦不同。
。
(5)对于可逆反应,因反应不能进行到底,实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热化学方程式中反应热的数值。
【变式2-1】由甲醇制备二甲醚涉及如下反应:
(1)2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H1;
(2) 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2。
下列说法正确的是
A.△H1<△H2
B.反应(2)为吸热反应
C.C2H4(g)+H2O(g)CH3OCH3(g) △H=-5.2kJ•mol-1
D.相同条件下,CH3OCH3(g)比C2H4(g)稳定
【变式2-2】强酸和强碱稀溶液的中和热可表示为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ•mol-1
已知:①HCl(aq)+NH3•H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l) △H1=akJ•mol-1
②HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H2=bkJ•mol-1
③HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l) △H3=ckJ•mol-1
则a、b、c三者的大小关系为
A.a>b>c B.b>c>a C.a>b=c D.a=b<c
1.已知:H2S在与不足量的O2反应时,生成S和H2O。根据以下三个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH3
判断ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系正确的是
A.ΔH3>ΔH2>ΔH1 B.ΔH1>ΔH3>ΔH2
C.ΔH1>ΔH2>ΔH3 D.ΔH2>ΔH1>ΔH3
2.下列有关热化学方程式说法不正确的是
A.已知 , 则
B.表示的燃烧热:
C.一定条件下 ,则和置于密闭容器中充分反应放热小于
D.已知 , ,则
3.参考下表键能数据和晶体硅与二氧化硅结构模型,估算反应的为
化学键
Si-O
O=O
Si-Si
键能kJ/mol
460
498.8
176
A.-989.2kJ/mol B.+989.2kJ/mol C.-61.2kJ/mol D.-245.2kJ/mol
4.科学家在寻求将太阳能转化成化学能的办法,其中办法之一就是利用太阳能将分解成,再将化学能转化为其他能源。右图是有关的能量循环示意图(已知:H-H键的键能为a ,O—O键的键能为b )。下列有关说法正确的是
A.图中
B.断开1mol H—O键所需要的太阳能为
C.1mol 燃烧生成液态水的能量变化为
D.水蒸气所具有的能量比液态水多kJ
5.将转化为是含铅物质转化的重要途径。已知:
①
②
则反应的是
A. B.
C. D.
6.2月24日,俄乌战争爆发,乌方违反《第三议定书》明令禁止使用白磷弹。白磷(化学式为P4)、红磷(化学式为P)燃烧的热化学方程式(0℃,101 kPa)分别为:
; 。
由此判断下列说法不正确的是
A.由红磷转化为白磷是吸热反应,红磷比白磷更稳定
B.白磷的燃烧热为3093.2 kJ/mol
C.已知白磷分子为正四面体结构,则P-P键之间的夹角为109°28′
D.等质量的白磷和红磷在相同条件下分别与足量氯气反应,设产物只有PCl5,则白磷放出的热量更多
7.下列叙述正确的是
A.反应物总能量高于生成物总能量,该反应一定能自发进行
B.若将1molCH3COOH的稀溶液与含1molNaOH的稀溶液混合,放出的热量小于57.3kJ
C.若C(石墨,s)C(金刚石,s) H>0,则金刚石比石墨稳定
D.已知C(s)+O2(g) = CO2(g) H1;C(s)+O2(g)=CO(g) H2,则H1>H2
8.甲醇作为燃料,在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。
(1)甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料。汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知:25°C、101 kPa 时,1 molC8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出5518kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(2)甲醇的合成
以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如下图所示。
①补全上图:图中A处应填入 。
②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后,该反应的ΔH 。(填“变大”“变小”或“不变”)
③为了合成甲醇反应:
已知:i.
ii.…… ΔH2
iii.
还需要利用反应ii,请写出该反应的热化学反应方程式 。
1.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者小于后者的有
①H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH1;H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)ΔH2
②S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH3;S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH4
③N2O4(g)2NO2(g)ΔH5;2NO2(g)N2O4(g)ΔH6
④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH7;CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH8
⑤1/2H2SO4(浓,aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH9
HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH10
⑥C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH11;C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH12
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
2.下列推论正确的是
A.;,则
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s),则由石墨制取金刚石的反应是吸热反应,金刚石比石墨稳定
C. ,则:含20gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全反应,放出的热量为28.7kJ
D.,则碳的燃烧热等于
3.已知热化学方程式:C(金刚石,s) ; C(石墨,s) ; C(石墨,s)(金刚石,s) 。下列说法正确的是
A.金刚石比石墨稳定 B.
C. D.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应
4.甲烷和二氧化碳的催化重整是实现碳达峰、碳中和的重要研究项目。已知甲烷、一氧化碳、氢气的燃烧热分别是890.3 kJ/mol、283 kJ/mol、285.8 kJ/mol。则:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=
A.-247.3 kJ/mol B.+247.3 kJ/mol C.-2027.9 kJ/mol D.+2027.9 kJ/mol
5.下列热化学方程式的有关描述或结论正确的是
选项
热化学方程
有关描述或结论
A
丙烷比乙烯稳定
B
甲烷的燃烧热
C
D
已知反应:C(金刚石,s)=C(石墨,s) ;C(金刚石,s) ;
C(石墨,s) 。
6.下列两组热化学方程式中,有关的关系正确的是
①
②
A.; B.;
C.; D.;
7.如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略),下列说法不正确的是
A.途径①和途径②的反应热是相等的
B.含的浓溶液、含的稀溶液,分别与足量的溶液反应,二者放出的热量是相等的
C.在空气中燃烧放出的热量大于在纯氧中燃烧放出的热量
D.若,则为放热反应
8.肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂,其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合,可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
(1)液态肼和液态过氧化氢混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。若每生成1molN2,放出642kJ的热量,则该反应的热化学方程式为 ,消耗16g液态肼放出的热量为 。
(2)已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-544kJ·mol-1,键能数据如下表:
化学键
N—N
N—H
O=O
O—H
键能/(kJ·mol-1)
193
391
497
463
则氮氮三键的键能为 。若H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1,则N2H4(g)的燃烧热为 。
(3)已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+68kJ·mol-1,则肼(g)和二氧化氮(g)反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为 。
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第一章 化学反应热效应
第二节 反应热的计算
第2课时 反应热的计算及大小比较
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02/思维导图 构建知识体系,加强学习记忆
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06/分层训练 课后训练巩固,提升能力素养
1.掌握反应热的计算方法。
2.会运用盖斯定律计算反应热。
3.会比较反应热的大小。
重点:反应热的相关计算。
难点:利用热化学方程式直接或间接计算反应热。
知识点一 反应热的计算
1.利用热化学方程式进行有关计算
反应热与反应物各物质的物质的量成正比,根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应热当作“产物”,计算反应放出或吸收的热量。
2.根据燃烧热数据,计算反应放出的热量
计算公式:Q=燃烧热×n(可燃物的物质的量)
3.根据反应物和生成物的总能量计算:△H=E生成物-E反应物。
4.根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变
若反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=E1-E2。
5.利用键能计算反应热的方法
A.熟记反应热ΔH的计算公式:ΔH=E(反应物的总键能之和)-E(生成物的总键能之和)
B.计算关键:利用键能计算反应热的关键,就是要算清物质中化学键的种类和数目。
【易错提醒】规避易失分点:计算物质中键的个数时,不能忽略物质的结构,如1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键,1 mol SiO2中含4 mol Si—O键,注意特殊物质中键数的判断:
物质(1 mol)
P4
C(金刚石)
石墨
Si
SiO2
CO2
CH4
化学键
P—P
C—C
C—C
Si—Si
Si—O
C==O
C—H
键数(mol)
6
2
1.5
2
4
2
4
6.根据中和热计算反应热的方法:中和反应放出的热量=n(H2O)×|ΔH|
7.利用盖斯定律计算
A.运用盖斯定律的技巧——“三调一加”
一调:根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置,改写已知的热化学方程式。
二调:根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。
三调:调整中间物质的化学计量数。
一加:将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。
B.运用盖斯定律的三个注意事项
①热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。
②热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。
知识点二 反应热大小的比较
1.大小比较原则
(1)比较ΔH的大小时,必须把反应热的“+”“-”与反应热的数值看作一个整体进行比较;比较反应放出或吸收的热量时只比较数值的大小;比较“标准燃烧热”“中和热”时,只需比较数值的大小。
(2)反应物的化学计量数不同,则ΔH不同。
(3)ΔH是带符号进行比较的,所有吸热反应的ΔH均比放热反应的ΔH大;放热反应的ΔH<0,放热越多,ΔH越小,但|ΔH|越大。
(4)同一物质,状态不同,反应热亦不同。
。
(5)对于可逆反应,因反应不能进行到底,实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热化学方程式中反应热的数值。
2、比较方法:
(1)看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:
(2)看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小,还要考虑其符号。
(3)看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。
(4)看反应的程度。对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。
3.比较技巧
(1)直接比较法
①物质燃烧时,可燃物物质的量越大,燃烧放出的热量越多。
②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。
③生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。
④对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时,放出的热量为197 kJ,实际上向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),反应达到平衡后,放出的热量要小于197 kJ。
(2)盖斯定律比较法
①同一反应,生成物状态不同时
如A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0
A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0
C(g)===C(l) ΔH3<0
ΔH1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,
所以ΔH2<ΔH1。
②同一反应,反应物状态不同时
如S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
S(g)===S(s) ΔH3<0
ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,
所以ΔH1<ΔH2。
③晶体类型不同,产物相同时
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
因为石墨能量低,则C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,所以ΔH1>ΔH2。
④两个有联系的不同反应相比较时
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
C(s)+(1/2)O2(g)===CO(g) ΔH2<0
C(s)CO2(g)
C(s)CO(g)CO2(g)
因为ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。
(3)利用能量变化图进行比较
由图像可以看出放出或吸收热量的多少,若是放热反应,放出的热量越多,ΔH越小;若是吸热反应,吸收的热量越多,ΔH越大,故ΔH1>ΔH2。
【易错提醒】比较反应热大小的两个注意要点
注意点1:物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如图。
注意点2:在比较反应热(ΔH)的大小时,应带符号比较。对于放热反应,放出的热量越多,ΔH反而越小。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)已知 ,,则。( )
(2)已知N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1,则NH3(g)=N2(g)+H2(g) ΔH=+46 kJ·mol-1。( )
(3)已知中和反应反应热△H=-57.3kJ•mol-1,则H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=2H2O(l)+BaSO4(s) △H=2×(-57.3)kJ•mol-1。( )
(4)有些反应的反应热不能直接测得,可通过盖斯定律间接计算得到。( )
(5)若,,则反应热的关系:。( )
【答案】(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×
2.在等压下化学反应所吸收或放出的热量,称为化学反应的焓变。回答下列问题:
(1)25℃、101kPa时,1g氨气完全燃烧放出18.6kJ的热量,则△H= kJ∙mol-1。
(2)2SO2(g)+ O2(g)⇌2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
已知:0.5molSO2(g)被氧化为0.5molSO3(g)的△H=-49.5 kJ∙mol-1。则:
①E的大小对该反应的反应热 (填“有”或“无”)影响。
②SO2氧化为SO3的热化学方程式为 。
(3)已知: △H=-566 kJ∙mol-1 ①
△H=-226 kJ∙mol-1②
则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数目为 。
(4)常压下,某铝热反应的温度与能量变化如图所示:
①101.3kPa、1538℃, △H= kJ∙mol-1。
②101.3kPa、25℃时,该铝热反应的热化学方程式为 。
【答案】(1)-1264.8
(2)无 △H=-198 kJ∙mol-1
(3)2NA或1.204×1024
(4)+13.8
【解析】(1)25℃、101kPa时,1g氨气完全燃烧放出18.6kJ的热量,4molNH3的质量为4mol×17g/mol=68g,则放出热量为68g×18.6kJ=1264.8 kJ,所以 △H=-1264.8 kJ∙mol-1。
(2)①E的大小对该反应的反应物总能量、生成物总能量都不产生影响,所以对反应热无影响;②SO2氧化为SO3时,若有2molSO2完全反应,则放出热量为49.5 kJ×4=198 kJ,热化学方程式为 △H=-198 kJ∙mol-1。
(3)△H=-566 kJ∙mol-1 ①, △H=-226 kJ∙mol-1②,利用盖斯定律,将反应①×+②得, △H=(-566 kJ∙mol-1) ×+(-226 kJ∙mol-1)=- 509 kJ∙mol-1,反应转移2mole-,若CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,则电子转移数目为2NA(或1.204×1024)。
(4)①图中信息显示,101.3kPa、1538℃,2Fe(l)=2Fe(s) △H=-27.6kJ∙mol-1,则△H=+13.8kJ∙mol-1。
②101.3kPa、25℃时,该铝热反应的热化学方程式为 △H=(-732.5-27.6-91.0) kJ∙mol-1=-851.1kJ∙mol-1。
►问题一 反应热的计算
【典例1】甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-116kJ·mol-1。某些化学键的键能数据如表:
化学键
C—H
H—H
C—O
H—O
键能/kJ·mol-1
413
436
358
463
则CO中碳氧键的键能是
A.431kJ·mol-1 B.946kJ·mol-1
C.1072kJ·mol-1 D.1130kJ·mol-1
【答案】C
【解析】CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH (g)的焓变=反应物总键能之和-生成物总键能之和,设CO中碳氧键的键能为x,结合图表提供的化学键的键能,则△H═x+2×436kJ/mol-(3×413kJ/mol+358kJ/mol+463kJ/mol)=-116 kJ•mol-1,解得:x=1072kJ/mol,故答案选C。
【解题必备】一、根据键能计算反应热
1.熟记反应热ΔH的基本计算公式
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能
2.规避易失分点
计算物质中键的个数时,不能忽略物质的结构,如1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键,1 mol SiO2中含4 mol Si—O键。
3.利用结构式判断常见物质(1 mol)中的化学键数
物质
CO2
(C=O)
CH4
(C—H)
P4
(P—P)
SiO2
(Si—O)
石墨
金刚
石
S8
(S—S)
Si
键数
2
4
6
4
1.5
2
8
2
二、“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则
热化学方程式
方程式系数关系
焓变之间的关系
反应Ⅰ:aA(g)===B(g) ΔH1
反应Ⅱ:B(g)===aA(g) ΔH2
Ⅰ=-Ⅱ
ΔH1=-ΔH2
反应Ⅰ:aA(g)===B(g) ΔH1
反应Ⅱ:A(g)===1/aB(g) ΔH2
Ⅰ=a×Ⅱ
ΔH1=a×ΔH2
—
ΔH=ΔH1+ΔH2
或ΔH=ΔH3+ΔH4+ΔH5
三、反应热计算的方法
计算依据
计算方法
根据热化学
方程式计算
热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右移项,同时改变正、负号,各物质前面的化学计量数及ΔH的数值可以同时乘以相同的数
根据盖斯
定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式(包括ΔH)相加或相减(必要的时候,在热化学方程式相加或相减之前需要乘以或除以一个数),从而得到一个新的热化学方程式
根据燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热
根据中和热
中和反应放出的热量=n(H2O)×|ΔH|
根据化学
键的变化
ΔH=反应物的化学键断裂时所吸收的总能量-生成物的化学键形成时所放出的总能量
根据反应物和生
成物的总能量
ΔH=E(生成物)-E(反应物)
根据图像
ΔH=(a-b)kJ·mol-1=-c kJ·mol-1
ΔH=(a-b)kJ·mol-1=+c kJ·mol-1
【变式1-1】将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属Ti的主要反应之一。已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(1)+O2(g) ∆H=+140.5kJ/mol
2CO(g)=2C(s,石墨)+O2(g) ∆H=+221.0 kJ/mol
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(1)+2CO(g)的∆H为
A.-30.0kJ/mol B.+30.0 kJ/mol C.-80.5kJ/mol D.+80.5kJ/mol
【答案】C
【解析】已知i:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(1)+O2(g) ∆H=+140.5kJ/mol
ii:2CO(g)=2C(s,石墨)+O2(g) ∆H=+221.0 kJ/mol
根据盖斯定律可知i-ii可得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(1)+2CO(g) ∆H=+140.5kJ/mol-221.0 kJ/mol=-80.5 kJ/mol,故答案为C。
【变式1-2】以代表阿伏加德罗常数,则关于热化学方程式: 的说法中,正确的是
A.当有个电子转移时,该反应就放出1300.0kJ的能量
B.当有个水分子生成且为液态时,吸收1300.0kJ的能量
C.当有(乙炔)完全燃烧生成和液态时,该反应就放出1300.0kJ的能量
D.当有个碳氧共用电子对生成时,该反应就放出1300kJ的能量
【答案】A
【解析】A.有10NA个电子转移时,消耗2.5molO2,根据热化学方程式可知,放出的能量为1300kJ,A正确;B.有NA个水分子生成且为液体时,即生成时1molH2O(l),放出的能量1300kJ,B错误;C.没有指明气体所处的外界条件,无法计算气体的物质的量,不能确定能量的变化,C错误;D.1个CO2分子有4个碳氧共用电子对,所以有4NA个碳氧共用电子对生成,即生成1molCO2,根据热化学方程式知,放出热量为650kJ,D错误;故选A。
►问题二 反应热的大小比较
【典例2】相同条件下,有下列三个热化学方程式:
① kJ⋅mol
② kJ⋅mol
③ kJ⋅mol
则,,的关系正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】燃烧反应放出热量,三个热化学方程式均表示反应放热,,①与②相比较,的物质的量越大,燃烧放出的热量越多,则②反应放出的热量比①多,即;①和③相比较,生成物的状态不同,由于气体变成液体放热,则①反应放出的热量比③放出的热量多,即,故有,A正确;故选A。
【解题必备】1.比较反应热大小的两个注意要点
(1)物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如图。
(2)在比较反应热(ΔH)的大小时,应带符号比较。对于放热反应,放出的热量越多,ΔH反而越小。
2.大小比较原则
(1)比较ΔH的大小时,必须把反应热的“+”“-”与反应热的数值看作一个整体进行比较;比较反应放出或吸收的热量时只比较数值的大小;比较“标准燃烧热”“中和热”时,只需比较数值的大小。
(2)反应物的状态、化学计量数不同,则ΔH不同。
(3)ΔH是带符号进行比较的,所有吸热反应的ΔH均比放热反应的ΔH大;放热反应的ΔH<0,放热越多,ΔH越小,但|ΔH|越大。
(4)同一物质,状态不同,反应热亦不同。
。
(5)对于可逆反应,因反应不能进行到底,实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热化学方程式中反应热的数值。
【变式2-1】由甲醇制备二甲醚涉及如下反应:
(1)2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g) △H1;
(2) 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2。
下列说法正确的是
A.△H1<△H2
B.反应(2)为吸热反应
C.C2H4(g)+H2O(g)CH3OCH3(g) △H=-5.2kJ•mol-1
D.相同条件下,CH3OCH3(g)比C2H4(g)稳定
【答案】A
【解析】A.根据题图可知,,,则,,A正确;B.反应(2)反应物的总能量大于生成物的总能量,故为放热反应,B错误;C.根据盖斯定律,由反应(2)-反应(1)可得反应,则,C错误;D.由图中信息可知,和的总能量小于和的能量,故在相同条件下,所具有的总能量比较小,其比稳定,D错误;故选A。
【变式2-2】强酸和强碱稀溶液的中和热可表示为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ•mol-1
已知:①HCl(aq)+NH3•H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l) △H1=akJ•mol-1
②HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H2=bkJ•mol-1
③HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l) △H3=ckJ•mol-1
则a、b、c三者的大小关系为
A.a>b>c B.b>c>a C.a>b=c D.a=b<c
【答案】C
【解析】氨水是弱碱,电离吸热,所以1mol盐酸和氨水放出的热量小于57.3kJ,盐酸、硝酸都是强碱,氢氧化钠、氢氧化钾都是强碱,1mol盐酸和氢氧化钠反应生成的能量为57.3kJ,1mol硝酸和氢氧化钾反应生成的能量为57.3kJ,中和反应放热,焓变为负值,所以a>b=c,故选C。
1.已知:H2S在与不足量的O2反应时,生成S和H2O。根据以下三个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH3
判断ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系正确的是
A.ΔH3>ΔH2>ΔH1 B.ΔH1>ΔH3>ΔH2
C.ΔH1>ΔH2>ΔH3 D.ΔH2>ΔH1>ΔH3
【答案】A
【解析】H2S与O2的反应为放热反应,焓变ΔH<0,等量的H2S反应越完全,放出的热量越多,焓变ΔH越小,则ΔH2>ΔH1;反应②生成的为H2O(l),反应③生成的为H2O(g),H2O(g)→H2O(l)时放热,则ΔH3>ΔH2,所以ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系为ΔH3>ΔH2>ΔH1。故选A。
2.下列有关热化学方程式说法不正确的是
A.已知 , 则
B.表示的燃烧热:
C.一定条件下 ,则和置于密闭容器中充分反应放热小于
D.已知 , ,则
【答案】B
【解析】A.,,则,故A正确;B.燃烧热是指1mol可燃物充分燃烧生成稳定产物时放出的热量,H元素的稳定产物为液态水,因此该热化学方程式不满足燃烧热要求,故B错误;C.该反应为放热反应,反应物不能完全反应,则充分反应时放热小于,故C正确;D.的能量小于,则燃烧生成时放热更多,放热反应,放热越多,越小,则,故D正确;故选:B。
3.参考下表键能数据和晶体硅与二氧化硅结构模型,估算反应的为
化学键
Si-O
O=O
Si-Si
键能kJ/mol
460
498.8
176
A.-989.2kJ/mol B.+989.2kJ/mol C.-61.2kJ/mol D.-245.2kJ/mol
【答案】A
【解析】根据晶体结构模型可知,晶体硅中每个Si原子与周围的4个硅原子形成正四面体,每Si原子与周围的4个Si原子形成4个Si-Si键,1个Si原子提供个Si-Si键,所以1mol晶体硅中含有Si-Si键,二氧化硅晶体中每个Si原子形成4个Si-O键,1mol二氧化硅晶体中含有4molSi-O键,反应热△H=反应物总键能-生成物总键能,所以反应Si(s)+O2(g)=SiO2(s)的反应热△H=176kJ/mol×2mol+498.8kJ/mol-460kJ/mol×4=-989.2 kJ/mol;故选A。
4.科学家在寻求将太阳能转化成化学能的办法,其中办法之一就是利用太阳能将分解成,再将化学能转化为其他能源。右图是有关的能量循环示意图(已知:H-H键的键能为a ,O—O键的键能为b )。下列有关说法正确的是
A.图中
B.断开1mol H—O键所需要的太阳能为
C.1mol 燃烧生成液态水的能量变化为
D.水蒸气所具有的能量比液态水多kJ
【答案】C
【解析】A.水的分解为吸热反应,A错误;B.根据△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和,可得:,,B错误;C.的燃烧热为101kPa时,1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量,C正确;D.没有指明水蒸气的物质的量,D错误;故选C。
5.将转化为是含铅物质转化的重要途径。已知:
①
②
则反应的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据盖斯定律,由反应①+②×2得反应,故选C。
6.2月24日,俄乌战争爆发,乌方违反《第三议定书》明令禁止使用白磷弹。白磷(化学式为P4)、红磷(化学式为P)燃烧的热化学方程式(0℃,101 kPa)分别为:
; 。
由此判断下列说法不正确的是
A.由红磷转化为白磷是吸热反应,红磷比白磷更稳定
B.白磷的燃烧热为3093.2 kJ/mol
C.已知白磷分子为正四面体结构,则P-P键之间的夹角为109°28′
D.等质量的白磷和红磷在相同条件下分别与足量氯气反应,设产物只有PCl5,则白磷放出的热量更多
【答案】C
【解析】A.根据盖斯定律,该反应是吸热反应,因此红磷能量更低更稳定,故A正确;B.燃烧热的是1mol纯物质燃烧生成指定化合物时释放的热量,故B正确;C.已知白磷分子为正四面体结构,P原子位于正四面体的顶点,则黄磷分子中P-P键之间的夹角为60°,故C错误;D.根据A的解析可知红磷能量更低,因此白磷和氯气反应放出的热量更多,故D正确;故选:C。
7.下列叙述正确的是
A.反应物总能量高于生成物总能量,该反应一定能自发进行
B.若将1molCH3COOH的稀溶液与含1molNaOH的稀溶液混合,放出的热量小于57.3kJ
C.若C(石墨,s)C(金刚石,s) H>0,则金刚石比石墨稳定
D.已知C(s)+O2(g) = CO2(g) H1;C(s)+O2(g)=CO(g) H2,则H1>H2
【答案】B
【解析】A.反应物总能量高于生成物总能量,该反应属于放热反应,但不一定能自发进行,比如木炭的燃烧,要在一定的条件下才能自发进行,故A错误;B.CH3COOH属于弱电解质,存在电离平衡,且电离过程吸热,若将1mol CH3COOH的稀溶液与含1mol NaOH的稀溶液混合,则放出的热量小于57.3kJ,故B正确;C.若C(石墨,s)C(金刚石,s) H>0,即石墨的能量比金刚石的能量低,则石墨比金刚石稳定,故C错误;D.已知C(s)+O2(g) = CO2(g) H1;C(s)+O2(g)=CO(g) H2,C完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多,但焓变是负值,则ΔH1<ΔH2,故D错误;答案选B。
8.甲醇作为燃料,在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。
(1)甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料。汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知:25°C、101 kPa 时,1 molC8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出5518kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(2)甲醇的合成
以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如下图所示。
①补全上图:图中A处应填入 。
②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后,该反应的ΔH 。(填“变大”“变小”或“不变”)
③为了合成甲醇反应:
已知:i.
ii.…… ΔH2
iii.
还需要利用反应ii,请写出该反应的热化学反应方程式 。
【答案】(1)
(2) 不变
【解析】(1)1 molC8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出5518kJ热量。该反应的热化学方程式为;
(2)①A为反应物,结合生成物及原子守恒可知,A处为1molCO2+3molH2,故答案为:1molCO2+3molH2;②催化剂不改变反应的始终态,则加入催化剂后,该反应的△H不变,故答案为:不变;结合盖斯定律可知,①+②×2-③得到总反应方程式,则 ii 式为
1.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者小于后者的有
①H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH1;H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)ΔH2
②S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH3;S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH4
③N2O4(g)2NO2(g)ΔH5;2NO2(g)N2O4(g)ΔH6
④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH7;CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH8
⑤1/2H2SO4(浓,aq)+NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH9
HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH10
⑥C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH11;C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH12
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
【答案】B
【解析】①通过比较氢气与氯气、溴蒸气反应的条件及现象可知,氢气与氯气反应放出的热量多,则△H1<△H2,符合题意;②固态硫变为气态硫过程中吸热,所以气态硫燃烧放出的热量多,则△H3<△H4,符合题意;③N2O4(g)2NO2(g)ΔH5>0,2NO2(g)N2O4(g)ΔH6<0,则△H5>△H6,不符合题意;④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)为吸热反应,△H7>0,CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2为放热反应,△H8<0,则△H7>△H8,不符合题意;⑤浓硫酸稀释要放出热量,△H9<△H10,符合题意;⑥一氧化碳是碳单质不完全燃烧的产物,碳单质完全燃烧生成二氧化碳时放热更多,所以△H11>△H12,,不符合题意;符合题意的有3项,B正确。
故选B。
2.下列推论正确的是
A.;,则
B.C(石墨,s)=C(金刚石,s),则由石墨制取金刚石的反应是吸热反应,金刚石比石墨稳定
C. ,则:含20gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全反应,放出的热量为28.7kJ
D.,则碳的燃烧热等于
【答案】C
【解析】A.;,S(s)的能量小于S(g),所以,故A错误;B.能量越低越稳定, C(石墨,s)=C(金刚石,s),则由石墨制取金刚石的反应是吸热反应,石墨比金刚石稳定,故B错误;C. ,含20gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全反应生成0.5mol水,放出的热量为28.7kJ,故C正确;D.,碳的燃烧热是1mol碳完全燃烧生成二氧化碳气体放出的能量,碳的燃烧热不等于,故D错误;选C。
3.已知热化学方程式:C(金刚石,s) ; C(石墨,s) ; C(石墨,s)(金刚石,s) 。下列说法正确的是
A.金刚石比石墨稳定 B.
C. D.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应
【答案】D
【解析】A.石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,石墨比金刚石稳定,A错误;B.石墨的能量低于金刚石的能量,故石墨燃烧放出的能量比等质量的金刚石少,放热反应的,则,B错误;C.将3个反应依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,,故,C错误;D.由C(石墨,s)═C(金刚石,s)△H3=+1.9kJ•mol-1可知石墨转化成金刚石的反应是吸热反应,D正确;故答案选:D。
4.甲烷和二氧化碳的催化重整是实现碳达峰、碳中和的重要研究项目。已知甲烷、一氧化碳、氢气的燃烧热分别是890.3 kJ/mol、283 kJ/mol、285.8 kJ/mol。则:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=
A.-247.3 kJ/mol B.+247.3 kJ/mol C.-2027.9 kJ/mol D.+2027.9 kJ/mol
【答案】B
【解析】已知甲烷、一氧化碳、氢气的燃烧热分别是890.3 kJ/mol、283 kJ/mol、285.8 kJ/mol,可得热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol;②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H=-283 kJ/mol;③H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol,
根据盖斯定律,将①-2×(②+③),整理可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+247.3 kJ/mol,故合理选项是B。
5.下列热化学方程式的有关描述或结论正确的是
选项
热化学方程
有关描述或结论
A
丙烷比乙烯稳定
B
甲烷的燃烧热
C
D
已知反应:C(金刚石,s)=C(石墨,s) ;C(金刚石,s) ;
C(石墨,s) 。
【答案】D
【解析】A.该反应只能说明丙烷比乙烯和甲烷的总能量低,并不能说明丙烷比乙烯的能量低,无法比较二者稳定性,故A错误;B.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,应该是液态的水,故B错误;C.中和反应反应热为稀强酸溶液与稀的强碱溶液发生中和反应生成水放出的热量,则如果生成2mol水,应放热,同时析出硫酸钡沉淀也会放出热量,故C错误;D.根据盖斯定律,,得,故D正确;答案选D。
6.下列两组热化学方程式中,有关的关系正确的是
①
②
A.; B.;
C.; D.;
【答案】D
【解析】根据盖斯定律,ΔH2=ΔH1+6ΔH3;因H2O(g)能量高于H2O(l),故相同条件下C2H6和O2反应生成H2O(g)比生成H2O(l)放热少,两者ΔH均为负值,故ΔH1>ΔH2;Ba(OH)2与浓硫酸反应,浓硫酸溶于水放热,且生成BaSO4沉淀放热,故放热比Ba(OH)2与HNO3反应多,即ΔH4<ΔH5,故选D。
7.如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略),下列说法不正确的是
A.途径①和途径②的反应热是相等的
B.含的浓溶液、含的稀溶液,分别与足量的溶液反应,二者放出的热量是相等的
C.在空气中燃烧放出的热量大于在纯氧中燃烧放出的热量
D.若,则为放热反应
【答案】B
【解析】A.反应热的大小只与反应物和生成物有关,与反应途径无关,故A正确;B.浓硫酸溶于水放热,故二者与足量的溶液反应放出的能量不同,故B错误;C.相同温度下,相同质量的单质硫分别在足量空气中和足量纯氧中燃烧,生成相同质量的二氧化硫,理论上讲,放出的能量应该一样多,但由于硫在空气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰,在纯氧中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰,所以硫在纯氧中燃烧时,释放的光能多,因此放出的热量少,故C正确;D., , , ①-(②+③)即得反应,所以 <0,
则2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)为放热反应,故D正确;故选B。
8.肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂,其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合,可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
(1)液态肼和液态过氧化氢混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。若每生成1molN2,放出642kJ的热量,则该反应的热化学方程式为 ,消耗16g液态肼放出的热量为 。
(2)已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-544kJ·mol-1,键能数据如下表:
化学键
N—N
N—H
O=O
O—H
键能/(kJ·mol-1)
193
391
497
463
则氮氮三键的键能为 。若H2O(l)=H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1,则N2H4(g)的燃烧热为 。
(3)已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+68kJ·mol-1,则肼(g)和二氧化氮(g)反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为 。
【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)ΔH=-642kJ·mol-1 321kJ
(2)946kJ·mol-1 632kJ·mol-1
(3)N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-578kJ·mol-1
【解析】(1)每生成1molN2,放出642kJ热量,则热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ·mol-1,1mol液态肼为32g,放热642kJ,则16g液态肼反应放热321kJ。
(2)设氮氮三键的键能为x,则:193kJ·mol-1+4×391kJ·mol-1+497kJ·mol-1-x-4×463kJ·mol-1=-544kJ·mol-1,解得x=946kJ·mol-1,N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-544kJ·mol-1①H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·mol-1②,①-②×2可得:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-632kJ·mol-1,即N2H4(g)的燃烧热是632kJ·mol-1
(3)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+68kJ·mol-1③根据盖斯定律,①-×③可得:N2H4(g)+NO2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-578kJ·mol-1。
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