内容正文:
专题02 反应热的计算题型归类
目录
一、热点题型归纳 1
【题型一】根据盖斯定律计算 1
【题型二】根据热化学方程式计算 2
【题型三】根据键能计算 3
【题型四】根据反应物和生成物的能量变化图进行计算 4
【题型五】根据中和热或燃烧热的概念进行计算 5
【题型六】反应热大小的比较 6
二、分阶培优练 7
【题型一】根据盖斯定律计算
【典例分析】盖斯定律认为能量总是守恒的:化学反应过程一步完成或分步完成,整个过程的热效应是相同的。
已知:H2O(g)═H2O(l) ΔH1
C2H5OH(g)═C2H5OH(l) ΔH2
C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g ) ΔH3
若使46 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,反应热为ΔH4,则ΔH4为
A.ΔH2-ΔH3-3ΔH1 B.0.5ΔH2-0.5ΔH3-1.5ΔH1
C.0.5ΔH1-1.5 ΔH2+0.5ΔH3 D.ΔH3-ΔH2+3ΔH1
【提分秘籍】
基本规律
1.盖斯定律:化学反应的反应热只取决于反应的始态和终态,与具体反应途径无关。
ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5
2.应用盖斯定律采用“加合法”计算ΔH的一般步骤
(1)确定待求反应的热化学方程式。
(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
(3)利用“同侧相加、异侧相减”的原则进行处理。
(4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数,并消去中间产物。
(5)实施叠加并确定反应热的变化。
【变式演练】
已知:①
②
③
④
下列说法正确的是
A.、
B.
C.
D.、、分别对应为、、的燃烧热
2.已知①
②
则反应的等于
A.-110.5kJ/mol B.+110.5 kJ/mol C.-676.5 kJ/mol D.+676.5 kJ/mol
【题型二】根据热化学方程式计算
【典例分析】已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) =﹣571.6kJ•mol-1
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) =+483.6kJ•mol-1
现有1g液态H2O,蒸发变成水蒸气时吸收的热量是
A.2.44 kJ B.4.88 kJ C.44.0 kJ D.88.0 kJ
【提分秘籍】
基本规律
1.计算依据:对于相同的反应,反应热的数值与反应物参加反应的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式,则按照热化学方程式与ΔH的关系计算反应热;若没有给出热化学方程式,则根据条件先正确写出热化学方程式,再计算反应热。
2.注意:热化学方程式中各物质的化学计量数改变时,其反应热的数值应作相同倍数的改变。
【变式演练】
1.已知下列两个热化学方程式:
H2(g)+ O2(g)=H2O(1); △H= -285.8 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1);△H= -2220 kJ·mol-1
实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3847 kJ,则混合气体中H2与C3H8的体积比是
A.1∶1 B.1∶3 C.3∶1 D.1∶4
2.已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.5 kJ·mol-1
欲得到相同热量,需充分燃烧C和H2的质量比约为
A.12∶3.25 B.3.25∶12 C.1∶1 D.6∶1
【题型三】根据键能计算
【典例分析】已知:2H2(g) + O2(g) =2H2O(g),2molH2完全反应放出热量483.6 kJ,有关键能数据如下表:
化学键
H-O
O=O
键能(kJ/mol)
463.4
498
则H-H的键能为(拆开1mol化学键所需吸收的能量叫做键能)
A.413kJ/mol B.557kJ/mol C.221.6kJ/mol D.436kJ/mol
【提分秘籍】
基本规律
1.计算公式:ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
2.根据键能计算反应热的关键:正确找出反应物和生成物所含共价键的种类和数目,如1个H2O分子中含有2个H—O键,1个NH3分子中含有3个N—H键等。要注意晶体结构中化学键的情况,常见的有1 mol P4含有6 mol P—P键,1 mol晶体硅含有2 mol Si—Si键,1 mol石墨晶体中含有1.5 mol C—C键,1 mol金刚石含有2 mol C—C键,1 mol SiO2含有4 mol Si—O键等。
【变式演练】
1.已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),有关物质的化学键键能(拆开1mol化学键所需要的能量) 如下:
共价键
H-H
N-H
键能(kJ/mol)
945
436
391
则该反应生成2molNH3时的能量变化是
A.吸收46.5kJ B.46.5kJ C.吸收93kJ D.放出93kJ
2.已知相关共价键的键能数据如下表:
共价键
H-H
C-H
C-C
C=C
键能/kJ∙mol-1
436
413
344
614
则CH3-CH3→CH2=CH2+H2的为
A.+120kJ/mol B.+46kJ/mol C.-120kJ/mol D.-46kJ/mol
【题型四】根据反应物和生成物能量变化图进行计算
【典例分析】(23-24高二上·浙江宁波·期中)根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是
A.1mol与1mol 的能量之和为393.5kJ
B.反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.C的燃烧热的热化学方程式为:
D.CO气体燃烧的热化学方程式为:
【提分秘籍】
基本规律
将化学反应中的能量变化过程通过图像的方式呈现出来是这类题目最大的特点。解答这类题目的关键:
(1)读懂图像,明确图像所提供的信息。
(2)根据图像提供的信息综合运用相关知识,分析、判断、计算。
【变式演练】
1.(23-24高二上·湖北武汉·期中)如下图所示,△H1=-393.5 kJ∙mol-1,△H2=-395.4 kJ∙mol-1,下列说法或表示式正确的是
A.金刚石的稳定性强于石墨
B.石墨和金刚石的转化是物理变化
C.1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ
D.C(s、石墨)= C(s、金刚石) ΔH= +1.9 kJ∙mol-1
2.如图是和反应生成的能量变化示意图,由图可知
A.反应物的总能量小于生成物的总能量
B.生成时需吸收的能量
C.
D.
【题型五】根据中和热或燃烧热的概念进行计算
【典例分析】下列说法错误的是
A.已知 ,则的燃烧热
B.已知 ,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放出的热量大于
C.已知 , ;,
D.已知中和反应的反应热可表示为 ,则与完全反应放出的热量为
【提分秘籍】
基本规律
1.中和热指的是稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。若酸为浓硫酸时,由于浓硫酸溶解放热,此时生成1 mol H2O放出的热量大于57.3 kJ。
2.根据燃烧热(ΔH)计算,要确保反应物为“1 mol”、生成物为指定产物。Q放=n(可燃物)×|ΔH|,即可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热
【变式演练】
1.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/mol
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol
C.化合反应一定是放热反应
D.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
2.下列说法错误的是
A.已知 ,则的燃烧热
B.已知 ,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放出的热量大于
C.已知 , ;,
D.已知中和反应的反应热可表示为 ,则与完全反应放出的热量为
【题型六】反应热大小的比较
【典例分析】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.;
【提分秘籍】
基本规律:在比较ΔH大小时,要包括所含的“+”“-”
1.注意不同反应的反应物和生成物的聚集状态是否相同。
2.注意不同热化学方程式中化学计量数不同对ΔH的影响。同一放热反应(吸热反应),其他条件相同时,参与反应的反应物的物质的量越大,放出(吸收)的热量越多,ΔH的值越小(大)。
3.注意吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大,因为吸热反应的ΔH>0,放热反应的ΔH<0。
4.注意物质的聚集状态
在同一反应中,反应物的聚集状态或生成物的聚集状态不同时,要考虑同一物质的三态(固、液、气)间的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。或者从同一物质三种的聚集状态的能量比较[E(g)>E(l)>E(s)],可知反应热大小亦不相同。
如S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1;
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
【变式演练】
1.已知常温时红磷比白磷稳定,在下列反应中:
①P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) H= - akJ/mol
②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) H= - bkJ/mol
若a、b均大于零,则a和b的关系为
A.a<b B.a=b C.a>b D.无法确定
2.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1;2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3;S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH4
③NH3·H2O(aq)+H+(aq)=NH (aq)+H2O(l) ΔH5;H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH7;CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH8
A.②③④ B.④ C.① D.①②③
(
分阶培优练
)
培优第一阶——基础过关练
1.大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质
H2(g)
C(石墨,s)
C6H6(l)
燃烧热△H(kJ•mol-1)
-285.8
-393.5
-3267.5
则25℃时,6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l) △H=
A.-30.9kJ/mol B.+49.1kJ/mol C.+104.7kJ/mol D.-2588.2kJ/mol
2.在时,工艺中会发生下列反应:
①H2S(g)+3/2O2(g)=SO2(g)+H2O(g) ΔH1
②
③
④
则的正确表达式为
A. B.
C. D.
3.实现有以下两条途径,其中,,则为
A. B. C. D.
4.将转化成有机物可实现碳循环。如:
①
②
假定,则x为
A. B. C. D.
5.图像法是研究化学反应的一种常用方法。已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化曲线如图所示,则下列叙述中正确的是
A.A2(g)+B2(g)=2AB(g)是一个放热反应
B.A2(g)与B2(g)每生成2molAB(g)时吸收bkJ能量
C.该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量
D.断裂1molA-A键和1molB-B键时放出akJ能量
6.今有如下三个热化学方程式:
(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
(2)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1
(3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
下列关于它们的叙述正确的是
A.它们都是吸热反应 B.a、b和c均为负值
C.a=b D.2b=c>0
7.氯原子对O3分解有催化作用:O3+Cl=ClO+O2 ΔH1,ClO+O=Cl+O2 ΔH2。大气臭氧层的分解反应是O3+O=2O2 ΔH,该反应的能量变化如图:
下列叙述中,正确的是
A.反应O3+O=2O2的ΔH=E1-E3 B.O3+O=2O2是吸热反应
C.ΔH=ΔH1-ΔH2 D.ΔH=E3-E2<0
8.由氢气和氧气反应生成水蒸气放出的热量,则反应:的为
A. B.
C. D.
9.如图,,,下列说法正确的是
A.金刚石的稳定性强于石墨
B.大于
C.金刚石转化石墨没有化学键的断裂和形成
D.
10.肼(N2H4)是一种高效清洁的火箭燃料。25℃、101kPa时,0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水,放出133.5kJ热量。下列说法正确的是
A.该反应的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ·mol-1
B.N2H4的燃烧热534kJ·mol-1
C.相同条件下,1molN2H4(g)所含能量高于1molN2(g)和2molH2O(g)所含能量之和
D.该反应是放热反应,反应的发生不需要克服化学键
培优第二阶——能力提升练
11.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知:2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH= -483.6 kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol
B.已知:4P(红磷,s) = P4(白磷,s) ΔH>0,则等质量白磷比红磷物质能量低
C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则该反应的热化学方程式可表示为NaOH(aq)+H2SO4(aq) = Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ/mol
D.已知:C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH1,C(s)+O2(g) = CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
12.在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)=S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为
A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3) D.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
13.氮是地球上最丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。
已知:
① ;
② 。
则的为
A. B. C. D.
14.25℃、101kPa时,C3H8和H2组成的混合气体3mol完全燃烧生成CO2气体和液态水共放出2791.6kJ的热量,C3H8、H2的燃烧热分别是2220kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1。则混合气体中C3H8、H2的物质的量之比为
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶1
15.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.
16.已知氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为436 kJ ,且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ,则1 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量
A.221 kJ B.557 kJ C.242 kJ D.188 kJ
17.下列关于热化学反应的描述正确的是
A.HCl和NaOH反应的反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
B.甲烷的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH<-890.3 kJ·mol-1
C.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+566.0 kJ·mol-1
D.已知:500 ℃、30 MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1;将3 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,会放出92.4 kJ热量
18.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
19.工业上合成氰化氢()的一种反应原理为:。利用下列相关化学键的键能数据,估算该反应的约为
化学键
键能/
414
389
896
436
A. B.
C. D.
20.已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =-890kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) =-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%
培优第三阶——培优拔尖练
21.下列有关说法正确的是
A.已知HI(g)H2(g)+I2(s) H=-26.5 kJ·mol-1,由此可知1 mol HI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5 kJ的热量
B.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H= -571.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为H=-285.8 kJ·mol-1
C.已知C(s)+O2(g)=CO2(g) H1,C(s)+O2(g)=CO(g) H2,则H1<H2
D.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) H=-57.4 kJ·mol-1
22.盖斯定律认为能量总是守恒的:化学反应过程一步完成或分步完成,整个过程的热效应是相同的。
已知:H2O(g)═H2O(l) ΔH1
C2H5OH(g)═C2H5OH(l) ΔH2
C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g ) ΔH3
若使46 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,反应热为ΔH4,则ΔH4为
A.ΔH2-ΔH3-3ΔH1 B.0.5ΔH2-0.5ΔH3-1.5ΔH1
C.0.5ΔH1-1.5 ΔH2+0.5ΔH3 D.ΔH3-ΔH2+3ΔH1
23.已知铬基催化剂下丙烷生产丙烯相关主要反应有: ,已知键能:E(C-H)=413.4kJ/mol,E(H-H)=436.0kJ/mol。C=C的键能与C-C的键能相差约多少kJ/mol
A.537.54 B.266.66 C.268.77 D.533.32
24.下列说法正确的是
A.在相同条件下,若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
B.由“C(石墨)=C(金刚石) ΔH = +119kJ·mol-1 ”可知,金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH = -57.3l kJ·mol-1,若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与lmol NaOH溶液混合,放出的热量大于57.31 kJ
D.在101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ 热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH = + 285.8 kJ·mol-1
25.反应①A+B→C ΔH1分两步进行:②A+B→X ΔH2,③X→C ΔH3.总反应过程中能量变化如图,下列说法正确的是
A.总反应A+B→C ΔH1<0
B.ΔH1=ΔH2 + ΔH3
C.X的键能比C的键能小
D.物质C比物质X稳定
26.下列有关热化学方程式的叙述中正确的是
A.中和热的离子方程式为:OH-(aq)+H+(aq)=H2O(g) ∆H=-57.3 kJ·mol-1
B.已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H1,C(s)+O2(g)=CO2(s) ∆H2,则∆H1>∆H2
C.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=-571.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为-571.6 kJ·mol-1
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ∆H=+1.9 kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
27.已知:、、的燃烧热分别为、和(a、b、c都大于0)。则反应的为
A. B.
C. D.
28.利用CO2催化加氢制二甲醚,可以实现CO2的再利用,该过程中涉及以下两个反应:
①
②
则反应的为
A. B. C. D.
29.已知① ②C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ,③(a、b、c均>0)。若使酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:)
A. B. C. D.
30.①H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是 。(填序号)
(2)H2的燃烧热为 。
(3)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为 。
(
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专题02 反应热的计算题型归类
目录
一、热点题型归纳 1
【题型一】根据盖斯定律计算 1
【题型二】根据热化学方程式计算 3
【题型三】根据键能计算 4
【题型四】根据反应物和生成物的能量变化图进行计算 5
【题型五】根据中和热或燃烧热的概念进行计算 7
【题型六】反应热大小的比较 9
二、分阶培优练 10
【题型一】根据盖斯定律计算
【典例分析】盖斯定律认为能量总是守恒的:化学反应过程一步完成或分步完成,整个过程的热效应是相同的。
已知:H2O(g)═H2O(l) ΔH1
C2H5OH(g)═C2H5OH(l) ΔH2
C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g ) ΔH3
若使46 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,反应热为ΔH4,则ΔH4为
A.ΔH2-ΔH3-3ΔH1 B.0.5ΔH2-0.5ΔH3-1.5ΔH1
C.0.5ΔH1-1.5 ΔH2+0.5ΔH3 D.ΔH3-ΔH2+3ΔH1
【答案】D
【详解】①H2O(g)═H2O(l) ΔH1
②C2H5OH(g)═C2H5OH(l) ΔH2
③C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g ) ΔH3
46 g酒精其物质的量为1mol,根据盖斯定律可知③-②+3①可得C2H5OH(l)+ 3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l ) ΔH4=ΔH3 -ΔH2+ 3ΔH1,综上所述故选D。
【提分秘籍】
基本规律
1.盖斯定律:化学反应的反应热只取决于反应的始态和终态,与具体反应途径无关。
ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5
2.应用盖斯定律采用“加合法”计算ΔH的一般步骤
(1)确定待求反应的热化学方程式。
(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。
(3)利用“同侧相加、异侧相减”的原则进行处理。
(4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数,并消去中间产物。
(5)实施叠加并确定反应热的变化。
【变式演练】
已知:①
②
③
④
下列说法正确的是
A.、
B.
C.
D.、、分别对应为、、的燃烧热
【答案】C
【详解】A.反应①和反应③都是燃烧反应,都是放热反应,所以△H1<0、△H3<0,故A错误;
B.反应①-反应②-反应③=反应④,方程式相加减,焓变也是,△H4=△H1-ΔH2-ΔH3,故B错误;
C.反应④=反应①-反应②-反应③,反应④为吸热反应,△H4=△H1-ΔH2-ΔH3>0,△H2+ △H3<△H1,故C正确;
D.标准燃烧热是指在101kPa时,1mol物质完全燃烧的反应热,题中H2燃烧的产物为气体,应该是生成液态水,故D错误;
故本题选C。
2.已知①
②
则反应的等于
A.-110.5kJ/mol B.+110.5 kJ/mol C.-676.5 kJ/mol D.+676.5 kJ/mol
【答案】A
【详解】根据盖斯定律,反应①-2反应②得,=,故选:A。
【题型二】根据热化学方程式计算
【典例分析】已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) =﹣571.6kJ•mol-1
2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) =+483.6kJ•mol-1
现有1g液态H2O,蒸发变成水蒸气时吸收的热量是
A.2.44 kJ B.4.88 kJ C.44.0 kJ D.88.0 kJ
【答案】A
【详解】将已知反应依次编号为①、②,由盖斯定律可知,反应得到H2O(g)= H2O(l) △H=—44kJ/mol,则1g液态水蒸发变成水蒸气时吸收的热量为44kJ/mol×=2.44 kJ,故选A。
【提分秘籍】
基本规律
1.计算依据:对于相同的反应,反应热的数值与反应物参加反应的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式,则按照热化学方程式与ΔH的关系计算反应热;若没有给出热化学方程式,则根据条件先正确写出热化学方程式,再计算反应热。
2.注意:热化学方程式中各物质的化学计量数改变时,其反应热的数值应作相同倍数的改变。
【变式演练】
1.已知下列两个热化学方程式:
H2(g)+ O2(g)=H2O(1); △H= -285.8 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1);△H= -2220 kJ·mol-1
实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3847 kJ,则混合气体中H2与C3H8的体积比是
A.1∶1 B.1∶3 C.3∶1 D.1∶4
【答案】C
【详解】设混合气中H2的物质的量为x,则C3H8的物质的量为5mol-x。根据题意,列方程为:
285.8 kJ·mol-1×x +2220 kJ·mol-1×(5mol-x)=3847k J
计算得出x=3.75mol;C3H8的物质的量为5mol-3.75mol= 1. 25mol,所以混合气体中H2与C3H8的体积比即物质的量之比为3:1。
故选C。
2.已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.5 kJ·mol-1
欲得到相同热量,需充分燃烧C和H2的质量比约为
A.12∶3.25 B.3.25∶12 C.1∶1 D.6∶1
【答案】A
【详解】设得到的相同热量为QkJ,则由反应C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1可得,放出QkJ的热量,需燃烧C的质量为g;放出QkJ的热量,需燃烧H2的质量为g,由此得出,欲得到相同热量,需充分燃烧C和H2的质量比为∶≈12∶3.25,故选A。
【题型三】根据键能计算
【典例分析】已知:2H2(g) + O2(g) =2H2O(g),2molH2完全反应放出热量483.6 kJ,有关键能数据如下表:
化学键
H-O
O=O
键能(kJ/mol)
463.4
498
则H-H的键能为(拆开1mol化学键所需吸收的能量叫做键能)
A.413kJ/mol B.557kJ/mol C.221.6kJ/mol D.436kJ/mol
【答案】D
【详解】2molH2完全反应放出热量483.6 kJ,即2H2(g) + O2(g) =2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol,设H-H键能为x,由焓变等于反应物中键能之和减去生成物中键能之和,2x+498kJ/mol-2×2×463.4kJ/mol=-483.6kJ/mol,解得x=436kJ/mol,故选:D。
【提分秘籍】
基本规律
1.计算公式:ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
2.根据键能计算反应热的关键:正确找出反应物和生成物所含共价键的种类和数目,如1个H2O分子中含有2个H—O键,1个NH3分子中含有3个N—H键等。要注意晶体结构中化学键的情况,常见的有1 mol P4含有6 mol P—P键,1 mol晶体硅含有2 mol Si—Si键,1 mol石墨晶体中含有1.5 mol C—C键,1 mol金刚石含有2 mol C—C键,1 mol SiO2含有4 mol Si—O键等。
【变式演练】
1.已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),有关物质的化学键键能(拆开1mol化学键所需要的能量) 如下:
共价键
H-H
N-H
键能(kJ/mol)
945
436
391
则该反应生成2molNH3时的能量变化是
A.吸收46.5kJ B.46.5kJ C.吸收93kJ D.放出93kJ
【答案】D
【详解】反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,依据表中数据可知,反应物的总键能=945kJ/mol+3×436kJ/mol=2253kJ/mol,生成物的总键能=2×3×391kJ/mol=2346kJ/mol,则反应热=2253kJ/mol-2346kJ/mol=﹣93kJ/mol,因此该反应生成2molNH3时放出93kJ的热量,答案选D。
2.已知相关共价键的键能数据如下表:
共价键
H-H
C-H
C-C
C=C
键能/kJ∙mol-1
436
413
344
614
则CH3-CH3→CH2=CH2+H2的为
A.+120kJ/mol B.+46kJ/mol C.-120kJ/mol D.-46kJ/mol
【答案】A
【分析】焓变=反应物的总键能-生成物的总键能,据此分析解答。
【详解】反应CH3-CH3→CH2=CH2+H2的△H=反应物的总键能-生成物的总键能=344kJ/mol+6×413kJ/mol-4×413kJ/mol-614kJ/mol -436kJ/mol =+120kJ/mol,故选A。
【题型四】根据反应物和生成物能量变化图进行计算
【典例分析】(23-24高二上·浙江宁波·期中)根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是
A.1mol与1mol 的能量之和为393.5kJ
B.反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.C的燃烧热的热化学方程式为:
D.CO气体燃烧的热化学方程式为:
【答案】D
【详解】A.从图中可以看出,393.5kJ 是1mol和1mol 的总能量与1molCO2(g)的总能量之差,A不正确;
B.从图中可以看出,1molCO(g)和0.5molO2(g)的能量和高于1molCO2(g)的能量,所以反应中,生成物的总能量小于反应物的总能量,B不正确;
C.C的燃烧热是指1molC(s)完全燃烧生成1molCO2(g)所放出的热量,则C的燃烧热的热化学方程式为: ,C不正确;
D.从图中可得出热化学方程式: ,则CO气体燃烧的热化学方程式为: ,D正确;
故选D。
【提分秘籍】
基本规律
将化学反应中的能量变化过程通过图像的方式呈现出来是这类题目最大的特点。解答这类题目的关键:
(1)读懂图像,明确图像所提供的信息。
(2)根据图像提供的信息综合运用相关知识,分析、判断、计算。
【变式演练】
1.(23-24高二上·湖北武汉·期中)如下图所示,△H1=-393.5 kJ∙mol-1,△H2=-395.4 kJ∙mol-1,下列说法或表示式正确的是
A.金刚石的稳定性强于石墨
B.石墨和金刚石的转化是物理变化
C.1 mol石墨的总键能比1 mol金刚石的总键能小1.9 kJ
D.C(s、石墨)= C(s、金刚石) ΔH= +1.9 kJ∙mol-1
【答案】D
【分析】由题给信息可得出:
①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1;
②C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-395.4 kJ·mol-1。
【详解】A.从图中可以看出,金刚石具有的能量比石墨高,则金刚石的稳定性弱于石墨,A不正确;
B.石墨和金刚石互为同素异形体,二者的结构不同,二者的转化是化学变化,B不正确;
C.C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=ΔH1 (石墨)- ΔH2 (金刚石)=+1.9 kJ·mol-1,则1 mol 石墨的总键能比1 mol 金刚石的总键能大1.9 kJ,C不正确;
D.依据盖斯定律,将反应①-②得,C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,D正确;
故选D。
2.如图是和反应生成的能量变化示意图,由图可知
A.反应物的总能量小于生成物的总能量
B.生成时需吸收的能量
C.
D.
【答案】C
【详解】A.根据题图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,故A错误;
B.该反应为放热反应,生成时放出的能量,故B错误;
C.根据题图可知,该反应的热化学方程式为,故C正确;
D.焓变单位为,故D错误。
故选C。
【题型五】根据中和热或燃烧热的概念进行计算
【典例分析】下列说法错误的是
A.已知 ,则的燃烧热
B.已知 ,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放出的热量大于
C.已知 , ;,
D.已知中和反应的反应热可表示为 ,则与完全反应放出的热量为
【答案】D
【详解】A.生成2mol的液态水放热571.6kJ,反应消耗了2mol的氢气,所以1mol氢气完全燃烧生成液态水的燃烧热为571.6kJ的一半,A正确;
B.生成2mol气态氟化氢放热270kJ,生成2mol液态氟化氢则还会继续放出热量,所以热量大于270kJ,B正确;
C.C(s)+O2(g)=CO2(g)是典型的放热反应, ΔH1<0,而CO2(g)+C(s)=2CO(g)是典型的吸热反应,ΔH2>0,C正确;
D.1molH2SO4与1molBa(OH)2完全反应会产生2mol水以及硫酸钡沉淀,由于生成硫酸钡沉淀,还会继续放热,所以放出的热量大于114.6kJ,D错误;
故答案选D。
【提分秘籍】
基本规律
1.中和热指的是稀溶液中强酸和强碱生成1 mol H2O时的反应热。若酸为浓硫酸时,由于浓硫酸溶解放热,此时生成1 mol H2O放出的热量大于57.3 kJ。
2.根据燃烧热(ΔH)计算,要确保反应物为“1 mol”、生成物为指定产物。Q放=n(可燃物)×|ΔH|,即可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热
【变式演练】
1.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/mol
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol
C.化合反应一定是放热反应
D.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
【答案】B
【详解】A.中和热是强酸和强碱反应生成1mol水放出的能量,HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol,H2SO4和Ca(OH)2反应生成的硫酸钙难溶,放出热量更多,中和热ΔH≠-57.3kJ/mol,故A错误;
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,表示1molCO燃烧生成二氧化碳放出283kJ的能量,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol,故B正确;
C.化合反应不一定是放热反应,如C+CO2=2CO是吸热反应,故C错误;
D.1mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热,故D错误;
选B。
2.下列说法错误的是
A.已知 ,则的燃烧热
B.已知 ,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放出的热量大于
C.已知 , ;,
D.已知中和反应的反应热可表示为 ,则与完全反应放出的热量为
【答案】D
【详解】A.生成2mol的液态水放热571.6kJ,反应消耗了2mol的氢气,所以1mol氢气完全燃烧生成液态水的燃烧热为571.6kJ的一半,A正确;
B.生成2mol气态氟化氢放热270kJ,生成2mol液态氟化氢则还会继续放出热量,所以热量大于270kJ,B正确;
C.C(s)+O2(g)=CO2(g)是典型的放热反应, ΔH1<0,而CO2(g)+C(s)=2CO(g)是典型的吸热反应,ΔH2>0,C正确;
D.1molH2SO4与1molBa(OH)2完全反应会产生2mol水以及硫酸钡沉淀,由于生成硫酸钡沉淀,还会继续放热,所以放出的热量大于114.6kJ,D错误;
故答案选D。
【题型六】反应热大小的比较
【典例分析】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
【详解】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。
【提分秘籍】
基本规律:在比较ΔH大小时,要包括所含的“+”“-”
1.注意不同反应的反应物和生成物的聚集状态是否相同。
2.注意不同热化学方程式中化学计量数不同对ΔH的影响。同一放热反应(吸热反应),其他条件相同时,参与反应的反应物的物质的量越大,放出(吸收)的热量越多,ΔH的值越小(大)。
3.注意吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大,因为吸热反应的ΔH>0,放热反应的ΔH<0。
4.注意物质的聚集状态
在同一反应中,反应物的聚集状态或生成物的聚集状态不同时,要考虑同一物质的三态(固、液、气)间的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。或者从同一物质三种的聚集状态的能量比较[E(g)>E(l)>E(s)],可知反应热大小亦不相同。
如S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1;
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
【变式演练】
1.已知常温时红磷比白磷稳定,在下列反应中:
①P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) H= - akJ/mol
②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) H= - bkJ/mol
若a、b均大于零,则a和b的关系为
A.a<b B.a=b C.a>b D.无法确定
【答案】C
【详解】①P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s)ΔH =-akJ/mol(a>0);
②4P(红磷,s)++5O2(g)=2P2O5(s);ΔH=-bkJ/mol(b>0);根据盖斯定律可知,①-②即得到P4(白磷,s)=4P(红磷,s),结合常温时红磷比白磷稳定,所以反应热△H=-akJ/mol+bkJ/mol<0,所以a大于b;
故选C。
2.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1;2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3;S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH4
③NH3·H2O(aq)+H+(aq)=NH (aq)+H2O(l) ΔH5;H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH7;CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH8
A.②③④ B.④ C.① D.①②③
【答案】A
【详解】①两个反应都为放热反应,ΔH<0,H2S完全燃烧生成SO2,放出的热量更多,则ΔH1<ΔH2,故①错误;
②都为放热反应,其ΔH<0,前者S为固态,则前者放出的热量少,则ΔH3>ΔH4,故②正确;
③一水合氨为弱碱,电离过程需要吸热,则其与酸反应放出热量较少,则ΔH5>ΔH6,故③正确;
④前者为吸热反应,ΔH7>0,后者为放热反应,ΔH8<0,则ΔH7>ΔH8,故④正确;
根据分析可知,反应的ΔH前者大于后者的是②③④;
答案选A。
(
分阶培优练
)
培优第一阶——基础过关练
1.大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时,相关物质的燃烧热数据如下表:
物质
H2(g)
C(石墨,s)
C6H6(l)
燃烧热△H(kJ•mol-1)
-285.8
-393.5
-3267.5
则25℃时,6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l) △H=
A.-30.9kJ/mol B.+49.1kJ/mol C.+104.7kJ/mol D.-2588.2kJ/mol
【答案】B
【详解】由题给燃烧热数据可得,①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8kJ·mol-1,②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ·mol-1,③C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-3267.5kJ·mol-1,根据盖斯定律,目标方程式可由3×①+6×②-③得到,其ΔH=(-285.8kJ·mol-1)×3+(-393.5kJ·mol-1)×6-(-3267.5kJ·mol-1)=+49.1kJ·mol-1,故H2(g)与C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为3H2(g)+6C(石墨,s)=C6H6(l) ΔH=+49.1kJ·mol-1。
故选B。
2.在时,工艺中会发生下列反应:
①H2S(g)+3/2O2(g)=SO2(g)+H2O(g) ΔH1
②
③
④
则的正确表达式为
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由盖斯定律可知,反应得反应④,故;
故选A。
3.实现有以下两条途径,其中,,则为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】根据盖斯定律,,则=(-393.5)-(-283.0)=;
故选B。
4.将转化成有机物可实现碳循环。如:
①
②
假定,则x为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据盖斯定律①+②可得,则x=(-44.2)+(+1411.0) =+1366.8,
故选D。
5.图像法是研究化学反应的一种常用方法。已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化曲线如图所示,则下列叙述中正确的是
A.A2(g)+B2(g)=2AB(g)是一个放热反应
B.A2(g)与B2(g)每生成2molAB(g)时吸收bkJ能量
C.该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量
D.断裂1molA-A键和1molB-B键时放出akJ能量
【答案】C
【分析】据图像可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,反应为吸热反应。
【详解】A.根据分析,反应吸热,焓变大于0,反应热=反应物能量总和-生成物能量总和= +(a-b) kJ/mol,属于吸热反应,A错误;
B.由图中信息可知,每生成2mol AB(g)吸收的热量应为(a-b)kJ,B错误;
C.由图像可知,反应吸热,反应物总能量小于生成物总能量,C正确;
D.断键应吸收能量,断裂1mol A-A和1mol B-B键,吸收akJ能量,D错误;
故选:C。
6.今有如下三个热化学方程式:
(1)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
(2)H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1
(3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
下列关于它们的叙述正确的是
A.它们都是吸热反应 B.a、b和c均为负值
C.a=b D.2b=c>0
【答案】B
【详解】A.氢气的燃烧是放热反应,故A错误;
B.氢气的燃烧是放热反应,所以a、b和c均为负值,故B正确;
C.由于气态水的能量高于液态水的能量,所以氢气燃烧生成液态水时放出的热量多,但放热越多,H越小,应该是a大于b,错误;
D.反应热的大小和热化学方程式的系数有关,则2b=c<0,故D错误;
故选B。
7.氯原子对O3分解有催化作用:O3+Cl=ClO+O2 ΔH1,ClO+O=Cl+O2 ΔH2。大气臭氧层的分解反应是O3+O=2O2 ΔH,该反应的能量变化如图:
下列叙述中,正确的是
A.反应O3+O=2O2的ΔH=E1-E3 B.O3+O=2O2是吸热反应
C.ΔH=ΔH1-ΔH2 D.ΔH=E3-E2<0
【答案】D
【详解】A.ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,由图可知,反应O3+O=2O2的ΔH= E3-E2,故A错误;
B.由图可知,O3+O的总能量大于2O2的总能量,则O3+O=2O2是放热反应,故B错误;
C.记①O3+Cl=ClO+O2 ΔH1,②ClO+O=Cl+O2 ΔH2,③O3+O=2O2 ΔH,根据盖斯定律有:①+②=③,则ΔH=ΔH1+ΔH2,故C错误;
D.O3+O=2O2是放热反应,且ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,则ΔH=E3-E2<0,故D正确;
故答案选D。
8.由氢气和氧气反应生成水蒸气放出的热量,则反应:的为
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】氢气和氧气反应为放热反应,ΔH为<0,故排除C、D;由于氢气和氧气反应生成 18g 水蒸气,即1mol水蒸气放出 241.8kJ 的热量,则反应中2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) 生成了2mol水,即放出的热量为483.6kJ,即ΔH为=-483.6kJ⋅mol-1,故选A。
9.如图,,,下列说法正确的是
A.金刚石的稳定性强于石墨
B.大于
C.金刚石转化石墨没有化学键的断裂和形成
D.
【答案】D
【详解】
A.由图知,石墨能量低,较金刚石稳定,A错误;
B.反应放热,根据数据可知,小于,B错误;
C.金刚石转化石墨是化学变化,有化学键的断裂和形成,C错误;
D.由图象可知 ,D正确;
故选D。
10.肼(N2H4)是一种高效清洁的火箭燃料。25℃、101kPa时,0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水,放出133.5kJ热量。下列说法正确的是
A.该反应的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ·mol-1
B.N2H4的燃烧热534kJ·mol-1
C.相同条件下,1molN2H4(g)所含能量高于1molN2(g)和2molH2O(g)所含能量之和
D.该反应是放热反应,反应的发生不需要克服化学键
【答案】A
【详解】A.由已知25℃、101kPa时,0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水,放出133.5kJ热量,则1mol肼燃烧放出的热量为534 kJ,故该反应的热化学方程式为:N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g)△H=-534 kJ.mol-1,故A正确;
B.燃烧热是指生成为稳定的氧化物所放出的热量,但水蒸气都不是稳定的氧化物,N2为单质,故B错误;
C.由N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g)△H=-534 kJ.mol-1,可知该反应是放热反应,所以1 molN2H4(g)和1 mol O2(g)所含能量之和高于1 mol N2(g)和2 mol H2O(g)所含能量之和,故C错误;
D.化学反应实质旧键断裂新键生成,旧化学键断裂时需要消耗能量,且两个过程能量不相等,故D错误;
故选A。
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11.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知:2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH= -483.6 kJ/mol,则氢气的燃烧热为241.8 kJ/mol
B.已知:4P(红磷,s) = P4(白磷,s) ΔH>0,则等质量白磷比红磷物质能量低
C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则该反应的热化学方程式可表示为NaOH(aq)+H2SO4(aq) = Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ/mol
D.已知:C(s)+O2(g) = CO2(g) ΔH1,C(s)+O2(g) = CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】C
【详解】A.产物中H2O是气态,不能据此计算H2的燃烧热,A错误;
B.已知:4P(红磷,s) = P4(白磷,s) ΔH>0,该反应为吸热反应,生成物的能量高于反应物,则等质量的红磷的能量低于白磷的能量,B错误;
C.20.0 g NaOH的物质的量为0.5mol,含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则1mol NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和,放出57.4kJ的热量,,该反应的热化学方程式可表示为NaOH(aq)+H2SO4(aq) = Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH= -57.4 kJ/mol,C正确;
D.1 mol C完全燃烧生成CO2放出的热量多于不完全燃烧生成CO放出的热量,放热越多,ΔH越小, 故ΔH1<ΔH2,D错误;
故选C。
12.在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)=S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为
A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3) D.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
【答案】D
【详解】已知:
①H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g) ΔH1
②2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH2
③H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) ΔH3
根据盖斯定律(①+②-3×③)可得2S(g)=S2(g) ΔH4=ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
故选D。
13.氮是地球上最丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。
已知:
① ;
② 。
则的为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据盖斯定律,由①②得:,答案选A。
14.25℃、101kPa时,C3H8和H2组成的混合气体3mol完全燃烧生成CO2气体和液态水共放出2791.6kJ的热量,C3H8、H2的燃烧热分别是2220kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1。则混合气体中C3H8、H2的物质的量之比为
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶1
【答案】A
【详解】设C3H8的物质的量为x,H2的物质的量为3mol-x,根据题意可知,2220kJ/mol×x+285.8kJ/mol×(3mol-x)=2791.6kJ,解得x=1mol,因此C3H8的物质的量为1mol,H2的物质的量为2mol,C3H8、H2的物质的量之比为1:2,故选A。
15.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
【详解】根据盖斯定律,由反应①+②×2得反应,故选C。
16.已知氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为436 kJ ,且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ,则1 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量
A.221 kJ B.557 kJ C.242 kJ D.188 kJ
【答案】C
【详解】1 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时的热化学方程式为:;=反应物的键能和-生成物的键能和=kJ/mol= -242kJ/mol,则1 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量242kJ,故C正确;
故选:C。
17.下列关于热化学反应的描述正确的是
A.HCl和NaOH反应的反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
B.甲烷的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH<-890.3 kJ·mol-1
C.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+566.0 kJ·mol-1
D.已知:500 ℃、30 MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1;将3 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,会放出92.4 kJ热量
【答案】C
【详解】A.反应中还生成硫酸钡沉淀,会影响能量变化,故A错误;
B.燃烧热反应中对应生成的水为液态水,且气态水的能量比液态水的能量高,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H>−890.3kJ⋅mol−1,故B错误;
C.若两个反应互为逆反应时,焓变的数值相同、符号相反,且物质的量与热量成正比,由CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,可知2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)反应的△H=+566.0kJ/mol,故C正确;
D.合成氨为可逆反应,氮气过量时,3 mol H2也不能完全转化,则此条件下充分反应,放出的热量小于92.4 kJ,故D错误;
故选C。
18.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
【详解】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。
19.工业上合成氰化氢()的一种反应原理为:。利用下列相关化学键的键能数据,估算该反应的约为
化学键
键能/
414
389
896
436
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】=反应物的总键能-生成物的总键能=4×414+3×389-(414+896+3×436)=;
【详解】A.根据分析可得,该反应的约为,A正确;
B.根据分析可得,该反应的约为,B错误;
C.根据分析可得,该反应的约为,C错误;
D.根据分析可得,该反应的约为,D错误;
故选A。
20.已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =-890kJ/mol
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) =-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
【详解】89.6升混和气体物质的量为4mol,混和气体完全燃烧生成18克液态水,生成水的物质的量为1mol,根据氢原子守恒,可知混合气体含有0.5molCH4,0.5molCH4燃烧放出445kJ热量,则CO燃烧放出1010kJ-445kJ=565kJ热量,则CO物质的量为=2mol,CO占的体积百分含量为=50%;
故选B。
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21.下列有关说法正确的是
A.已知HI(g)H2(g)+I2(s) H=-26.5 kJ·mol-1,由此可知1 mol HI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5 kJ的热量
B.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H= -571.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为H=-285.8 kJ·mol-1
C.已知C(s)+O2(g)=CO2(g) H1,C(s)+O2(g)=CO(g) H2,则H1<H2
D.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) H=-57.4 kJ·mol-1
【答案】C
【详解】A.可逆反应中不能完全转化,且物质的量与热量成正比,则1 mol HI气体在密闭容器中充分分解后放出热量小于26.5 kJ,故A错误;
B.燃烧热中生成的水为液态,由2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=-571.6 kJ·mol-1,不能确定氢气的燃烧热,故B错误;
C.燃烧为放热反应,焓变为负,且完全燃烧放热多,则生成二氧化碳时放热多,可知H1<H2,故C正确;
D.n(NaOH)=20.0g÷40g/mol=0.5mol,可知稀的强酸与强碱反应放热为28.7kJ÷0.5=57.4kJ,中和反应放热,且醋酸电离吸热,则NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) H>-57.4 kJ·mol-1,故D错误;
故选C。
22.盖斯定律认为能量总是守恒的:化学反应过程一步完成或分步完成,整个过程的热效应是相同的。
已知:H2O(g)═H2O(l) ΔH1
C2H5OH(g)═C2H5OH(l) ΔH2
C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g ) ΔH3
若使46 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,反应热为ΔH4,则ΔH4为
A.ΔH2-ΔH3-3ΔH1 B.0.5ΔH2-0.5ΔH3-1.5ΔH1
C.0.5ΔH1-1.5 ΔH2+0.5ΔH3 D.ΔH3-ΔH2+3ΔH1
【答案】D
【详解】①H2O(g)═H2O(l) ΔH1
②C2H5OH(g)═C2H5OH(l) ΔH2
③C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g ) ΔH3
46 g酒精其物质的量为1mol,根据盖斯定律可知③-②+3①可得C2H5OH(l)+ 3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l ) ΔH4=ΔH3 -ΔH2+ 3ΔH1,综上所述故选D。
23.已知铬基催化剂下丙烷生产丙烯相关主要反应有: ,已知键能:E(C-H)=413.4kJ/mol,E(H-H)=436.0kJ/mol。C=C的键能与C-C的键能相差约多少kJ/mol
A.537.54 B.266.66 C.268.77 D.533.32
【答案】B
【详解】已知键能:E(C-H)=413.4kJ/mol,E(H-H))=436.0kJ/mol,根据反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,结合反应 有:8E(C-H)+2E(C-C) −6E(C-H)−E(C=C)−E(C-C)−E(H-H))=2E(C-H)+E(C-C)−E(C=C)−E(H-H)=2×413.4−436+E(C-C)−E(C=C)=+124.14kJ/mol,故得E(C-C)−E(C=C)=−266.66kJ/mol,故C=C的键能与C-C的键能相差约266.66kJ/mol,故答案为:B。
24.下列说法正确的是
A.在相同条件下,若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
B.由“C(石墨)=C(金刚石) ΔH = +119kJ·mol-1 ”可知,金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH = -57.3l kJ·mol-1,若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与lmol NaOH溶液混合,放出的热量大于57.31 kJ
D.在101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ 热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH = + 285.8 kJ·mol-1
【答案】C
【详解】A.硫蒸气变化为硫固体放热,在相同条件下,若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量多,A错误;
B.物质能量越高越活泼,由“C(石墨)=C(金刚石);ΔH=+119kJ•mol-1”可知反应是吸热反应,金刚石能量高,金刚石比石墨活泼,B错误;
C.依据浓硫酸溶解过程中放热分析,在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);ΔH=-57.3l kJ•mol-1,若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与1mol NaOH溶液混合,放出的热量大于57.31 kJ,C正确;
D.2g H2物质的量为1mol,生成液态水放出285.8 kJ 热量,反应焓变为负值,D错误;
故答案为:C。
25.反应①A+B→C ΔH1分两步进行:②A+B→X ΔH2,③X→C ΔH3.总反应过程中能量变化如图,下列说法正确的是
A.总反应A+B→C ΔH1<0
B.ΔH1=ΔH2 + ΔH3
C.X的键能比C的键能小
D.物质C比物质X稳定
【答案】B
【详解】A.总反应A+B→C中反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应,ΔH1>0,A错误;
B.根据盖斯定律,由反应A+B→X、X→C可知,两式相加可得总反应,则ΔH1=ΔH2 + ΔH3,B正确;
C .X→C 为吸热反应,ΔH3.>0,ΔH3.=反应物的总键能-生成物的总键能>0,则X的键能比C的键能大,C错误;
D.物质C的能量比X的高,能量越低物质越稳定,则物质X比物质C稳定,D错误;
故选:B。
26.下列有关热化学方程式的叙述中正确的是
A.中和热的离子方程式为:OH-(aq)+H+(aq)=H2O(g) ∆H=-57.3 kJ·mol-1
B.已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H1,C(s)+O2(g)=CO2(s) ∆H2,则∆H1>∆H2
C.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=-571.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为-571.6 kJ·mol-1
D.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ∆H=+1.9 kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
【答案】B
【详解】A.中和热定义中是生成液态水不是气态水,A错误;
B.碳和氧气反应是放热反应,相同质量的碳生成气态二氧化碳比固态二氧化碳放出的热量少,即Q小,则∆H大,故∆H1>∆H2,B正确;
C.燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量,则H2的燃烧热为-285.8 kJ·mol-1,C错误;
D.C(石墨,s)=C(金刚石,s) △H>0,说明石墨能量低,所以石墨比金刚石稳定,D错误;
故选B。
27.已知:、、的燃烧热分别为、和(a、b、c都大于0)。则反应的为
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】CO燃烧的热化学方程式为① ;燃烧的热化学方程式为② ;燃烧的热化学方程式为③ 。依据盖斯定律,反应可由①×2+②×2-③得到,其焓变,故选A。
28.利用CO2催化加氢制二甲醚,可以实现CO2的再利用,该过程中涉及以下两个反应:
①
②
则反应的为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题干信息可知,反应① ,反应② 可知,2①+②可得反应,根据盖斯定律可知,=,故答案为:A。
29.已知① ②C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ,③(a、b、c均>0)。若使酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:)
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据盖斯定律,利用已知的反应计算出C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)的反应热△H,利用乙醇的物质的量与反应放出的热量成正比来解答。
【详解】①
②C2H5OH(g)=C2H5OH(l)
③(a、b、c均>0)
根据盖斯定律,①×3-②+③得,C2H5OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(3a-b+c)kJ•mol-1,故选:A。
30.①H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是 。(填序号)
(2)H2的燃烧热为 。
(3)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为 。
【答案】(1)②③④
(2)ΔH=-285.8kJ/mol
(3)1429kJ
【详解】(1)已知放热反应,则上述反应中属于放热反应的是②③④,故答案为:②③④;
(2)已知燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定的稳定的物质时放出的热量,根据反应①H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8kJ·mol-1可知,H2(g)+O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1,即H2的燃烧热为ΔH=-285.8kJ/mol,故答案为:ΔH=-285.8kJ/mol;
(3)根据(2)分析可知,燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为=1429kJ,故答案为:1429kJ。
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