内容正文:
反应热的计算与ΔH的大小比较
第3课时
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培优素养(一)——反应热计算的常用方法
培优素养(二)——ΔH的大小比较
课时跟踪检测
01
培优素养(一)——反应热计算的常用方法
方法1 根据盖斯定律计算反应热
根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式。
[例1] 氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O。已知反应:
2Cu(s)+O2(g)===2CuO(s) ΔH=-314 kJ·mol-1
2Cu2O(s)+O2(g)===4CuO(s) ΔH=-292 kJ·mol-1
则CuO(s)+Cu(s)===Cu2O(s)的ΔH等于( )
A.-11 kJ·mol-1 B.+11 kJ·mol-1
C.+22 kJ·mol-1 D.-22 kJ·mol-1
√
解析:将热化学方程式①+②×2可得3NO(g)+O3(g)===3NO2(g) ΔH=ΔH1+2×ΔH2=-200.9 kJ·mol-1+2×(-58.2 kJ·mol-1)=-317.3 kJ·mol-1。
答案:-317.3
方法2 根据键能计算反应热
ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的能量总和-生成物的化学键形成所放出的能量总和。
[例2] 能源短缺是全球面临的问题,用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的ΔH为( )
A.-46.2 kJ·mol-1 B.+46.2 kJ·mol-1
C.-181.6 kJ·mol-1 D.+181.6 kJ·mol-1
化学键 C—H H—H C—O C===O H—O
键能/(kJ·mol-1) 413.4 436.0 351.0 745.0 462.8
√
[解析] ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=(745.0×2+436.0×3)kJ·mol-1-(413.4×3+351.0+462.8+462.8×2)kJ·mol-1=-181.6 kJ·mol-1。
归纳拓展|利用键能计算反应热的关键
利用键能计算反应热的关键,就是要算清物质中化学键的数目。清楚中学阶段常见单质、化合物的结构,进一步判断物质中所含共价键的种类和数目。
物质 H2O CH4 NH3 CO2
所含共价键 H—O C—H N—H C===O
每摩尔微粒所含共价键的数目(NA) 2 4 3 2
物质 P4 SiO2 石墨 金刚石
所含共价键 P—P Si—O C—C C—C
每摩尔微粒所含共价键的数目(NA) 6 4 1.5 2
√
[对点训练]
2.已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键 H—H H—O
键能/(kJ·mol-1) 436 463
热化学方程式 2H2(g) + O2 (g)===2H2O(g) ΔH=-482 kJ·mol-1
则2O(g)===O2(g)的ΔH为( )
A.+428 kJ·mol-1 B.-428 kJ·mol-1
C.+498 kJ·mol-1 D.-498 kJ·mol-1
解析:已知反应的ΔH=2×E(H—H)+E(O===O)-4×E(H—O),即-482 kJ·mol-1=2×436 kJ·mol-1+E(O===O)-4×463 kJ·mol-1,解得O===O的键能为498 kJ·mol-1,2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量,因此2O(g)===O2(g)的ΔH=-498 kJ·mol-1。
方法3 根据标准燃烧热计算反应热
[例3] 已知在101 kPa下,CH4(g)、H2(g)、C(s)的标准燃烧热分别为890.83 kJ·mol-1、285.83 kJ·mol-1和393.51 kJ·mol-1,则反应C(s)+2H2(g)===CH4(g)的反应热ΔH=________。
③C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=-393.51 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由③+2×②-①得到反应C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=ΔH3+2ΔH2-ΔH1,即反应热ΔH=反应物标准燃烧热(ΔH)之和-生成物标准燃烧热(ΔH)之和=-393.51 kJ·mol-1-2×285.83 kJ·mol-1+890.83 kJ·mol-1=-74.34 kJ·mol-1。
[答案] -74.34 kJ·mol-1
思维建模|
(1)可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热。
(2)ΔH=反应物标准燃烧热(ΔH)之和-生成物标准燃烧热(ΔH)之和。
答案:(Q2+Q3-Q1)kJ·mol-1
方法4 根据反应物和生成物的总能量计算反应热
ΔH=E总(生成物)-E总(反应物)。
[例4] 恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图所示。
(1)写出能表示硫的标准燃烧热的热化学方程式:
____________________________________________________________。
(2)ΔH2=________ kJ·mol-1。
[解析] (1)由图可知1 mol S(s)完全燃烧放出的热量为297 kJ,故能表示硫的标准燃烧热的热化学方程式为S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1。
[答案] (1)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1
(2)-78.64
[对点训练]
4.在一定条件下,A和B反应可生成C和D,其能量变化如下:
(1)下列关于反应A+B===C+D的说法正确的是________。
A.反应前后原子的种类和数目一定不变
B.该反应若有热量变化,则一定是氧化还原反应
C.若该反应为放热反应,则不需加热反应就一定能进行
D.反应物的总质量与生成物的总质量一定相等,且该反应遵循能量守恒
(2)若E1<E2,则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的反应热为______________________________________________________。
解析:(1)每个反应都遵循质量守恒和能量守恒,故A、D两项正确。任何反应都伴随着能量变化,B项错误。某一反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关,加热是为了使旧化学键断裂,引发反应,C项错误。
(2)
答案:(1)AD (2)吸热 ΔH=(E2-E1)kJ·mol-1
02
培优素养(二)——ΔH 的大小比较
1.利用状态比较
固体→液体→气体,为吸热过程,反之放热。例如:对于放热反应,如吸热后的状态出现在反应物中,则放出的热量更多,焓变则变小;如果出现在生成物中,则放出的热量更少,焓变更大。
2.利用反应进行程度比较
对于可逆反应,若正反应是放热反应,反应程度越大,放出的热量越多,ΔH越小,反之越大。
3.利用能量变化图比较
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,如H2(g)和O2(g)生成H2O(g)或H2O(l)的反应,ΔH1>ΔH2。
[浸润素养训练]
1.(2024·长岭县校级期末)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
√
解析:依据反应的能量守恒可知反应都是放热反应(ΔH1、ΔH2、ΔH3均为负数),将已知3个反应按顺序依次编号①②③,反应②③相比,生成气态水和生成液态水相比,生成液态水放出的热量多,所以ΔH3>ΔH2;反应①②相比,②反应生成的单质硫转化为二氧化硫时放出热量,所以ΔH2>ΔH1;综上所述ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系为ΔH3>ΔH2>ΔH1。
则a、b、c、d的关系正确的是( )
A.a<c<0 B.b>d>0
C.2a=b<0 D.2c=d>0
√
解析:在比较ΔH时不仅要看物质的量与聚集状态,还要看正、负。该题中反应都是放热反应,故a、b、c、d均小于0,②中反应物是①中反应物的2倍,故放出的热量也是①中放出热量的2倍,故2a=b<0,同时,2c=d<0;①中生成气态水,而③中生成液态水,①比③放出的热量少,故c<a<0,同时,d<b<0。
A.ΔH1<0,ΔH2>0 B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH3<0,ΔH4<0 D.ΔH3>ΔH4
√
解析:根据ΔH=E(生成物)-E(反应物),由图可得,ΔH1=-20 kJ·mol-1、ΔH2=-117 kJ·mol-1、ΔH3=-160 kJ·mol-1、ΔH4=-77 kJ·mol-1,由分析可知,ΔH1<0,ΔH2<0,A错误;
ΔH1>ΔH2,B错误;
ΔH3<0,ΔH4<0,C正确;
ΔH3<ΔH4,D错误。
03
课时跟踪检测
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1.已知:C(s,金刚石)===C(s,石墨)ΔH=-1.9 kJ·mol-1
C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
根据上述反应所得出的结论正确的是( )
A.ΔH1=ΔH2 B.|ΔH1|<|ΔH2|
C.ΔH1<ΔH2 D.金刚石比石墨稳定
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解析:已知:C(s,金刚石)===C(s,石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1,则相同物质的量的金刚石和石墨,金刚石的能量高,燃烧放出的热量多,则ΔH1 <ΔH2 <0,能量越高越不稳定,则石墨稳定,故C正确,A、B、D错误。
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2.SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)+3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为( )
A.-1 780 kJ·mol-1 B.-1 220 kJ·mol-1
C.-450 kJ·mol-1 D.+430 kJ·mol-1
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解析:化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成,旧键的断裂吸收热量,新键的生成放出热量,两个热量变化的总体效应即为反应的热效应。S(s)+3F2(g)===SF6(g)的反应过程中旧键断裂吸收的热量为280 kJ+160 kJ×3=760 kJ,新键生成放出的热量为330 kJ×6=1 980 kJ,反应放出1 220 kJ的热量,ΔH=-1 220 kJ·mol-1。
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3.已知298 K时,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.0 kJ·mol-1,将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量为(假定测量过程中没有能量损失)( )
A.一定小于92.0 kJ B.一定大于92.0 kJ
C.一定等于92.0 kJ D.无法确定
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解析:充入1 mol N2和3 mol H2,由于发生的是可逆反应,不可能完全反应,而92 kJ是表示1 mol N2和3 mol H2完全反应所放出的热量,故放出热量小于92.0 kJ。
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4.同温同压下,下列各热化学方程式(放热反应)中热量数值最小的是( )
A.2A(l)+B(l)===2C(g) ΔH1
B.2A(g)+B(g)===2C(g) ΔH2
C.2A(g)+B(g)===2C(l) ΔH3
D.2A(l)+B(l)===2C(l) ΔH4
解析:A、B、C、D项中参加反应的物质的量均相同,则液态A与液态B反应生成产物为气态时放出的热量最少。
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5.已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1 kJ·mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-55.6 kJ·mol-1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( )
A.-67.7 kJ·mol-1 B.-43.5 kJ·mol-1
C.+43.5 kJ·mol-1 D.+67.7 kJ·mol-1
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6.(2024·石家庄一中月考)已知:
①1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键;
②Si(s)+O2(g)===SiO2(s) ΔH,其反应过程与能量变化如图所示(a、b、c均大于0);
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③
下列有关说法正确的是( )
A.晶体硅光伏发电是将化学能转化成了电能
B.二氧化硅的稳定性小于硅的稳定性
C.ΔH=-988 kJ·mol-1
D.ΔH=(a-c)kJ·mol-1
化学键 Si—O O===O Si—Si
断开1 mol共价键所需能量/kJ 460 500 176
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解析:晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能,A项错误;
根据化学键的键能计算,断裂1 mol二氧化硅的化学键需要吸收的能量为4×460 kJ=1 840 kJ,断裂1 mol 晶体硅的化学键需要吸收的能量为2×176 kJ=352 kJ,故二氧化硅的稳定性强于硅的稳定性,B项错误;
Si(s)+O2(g)===SiO2(s)的ΔH=(176×2+500-460×4)kJ·mol-1=
-988 kJ·mol-1,C项正确;
根据题图信息可知,ΔH=-c kJ·mol-1,D项错误。
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7.已知:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.3ΔH3=ΔH4+ΔH5
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解析:物质的燃烧反应均为放热反应,则ΔH1、ΔH3、ΔH4均小于0,故A、B项错误;
将题给的5个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,根据盖斯定律,①=②+③,故ΔH1=ΔH2+ΔH3,C项正确;
根据盖斯定律,3×③=④+2×⑤,故3ΔH3=ΔH4+2ΔH5,D项错误。
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8.已知:①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH1;
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2。
下列说法中正确的是( )
A.碳的标准燃烧热为0.5ΔH1 kJ·mol-1
B.②能表示CO标准燃烧热的热化学方程式
C.碳的标准燃烧热ΔH=0.5(ΔH1+ΔH2)
D.碳的标准燃烧热 ΔH大于CO的标准燃烧热ΔH
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碳的标准燃烧热ΔH小于CO的标准燃烧热ΔH,D项错误。
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10.用H2或CO可以催化还原NO,以达到消除污染的目的。已知在一定温度下:
N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH1=+180.5 kJ·mol-1 ①
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1 ②
2H2(g)+2NO(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH3 ③
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(1)在该温度下反应①属于________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)在该温度下反应①消耗28 g N2(g)时,ΔH1′=____________。
(3)在该温度下反应②生成1 mol H2O(l)时,ΔH2′=____________。
(4)在该温度下反应③的ΔH3=____________。
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解析:根据盖斯定律可知②-①即得到用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是
2H2(g)+2NO(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-752.1 kJ·mol-1。
答案:(1)吸热 (2)+180.5 kJ·mol-1
(3)-285.8 kJ·mol-1 (4)-752.1 kJ·mol-1
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11.比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。
(1)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
ΔH1________ΔH2
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(3)4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH2
ΔH1________ΔH2
(4)煤作为燃料有2种途径:
途径1——直接燃烧:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
途径2——先制水煤气:
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2>0
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再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3<0
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0
ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是________________________。
解析:(1)中两式相减得:S(s)===S(g) ΔH=ΔH1-ΔH2>0(固态硫变为硫蒸气是吸热过程),所以ΔH1>ΔH2(气态硫比固体硫燃烧放出的热量多);
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(2)中两式相减得:2H2O(g)===2H2O(l) ΔH=ΔH1-ΔH2<0(水蒸气变为液态水是放热过程),所以ΔH1<ΔH2(生成液态水比生成水蒸气放出的热量多);
(3)中两式相减得:4Al(s)+2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)+4Fe(s) ΔH=ΔH1-ΔH2<0(铝热反应很剧烈,是典型而熟悉的放热反应),所以ΔH1<ΔH2;
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高阶思维训练
12.已知4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) ΔH=-q kJ·mol-1,相关数据如下表,则下表中z的大小是( )
物质 NH3(g) O2(g) N2(g) H2O(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ a b z d
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13.联氨可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)在发射神舟十七号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢,当两者混合时立即产生气体,并放出大量的热。
已知:N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.6 kJ·mol-1;
H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1。
若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水,则整个过程中放出的热量为__________。
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(2)“嫦娥六号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g),并放出大量热,已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量,该反应的热化学方程式为____________________________________________________________
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请写出肼和氟气反应的热化学方程式:______________________
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请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式:
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解析:(1)6.4 g液态肼的物质的量为0.2 mol。由盖斯定律可知:液态肼与H2O2反应生成N2和液态水的热化学方程式:N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-(641.6+4×44) kJ·mol-1=-817.6 kJ·mol-1,故0.2 mol 液态肼放出的热量为0.2 mol×817.6 kJ·mol-1=163.52 kJ。
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[解析] 把已知反应按顺序编号①②,根据盖斯定律,由×(①-②)可得CuO(s)+Cu(s)===Cu2O(s) ΔH=-11 kJ·mol-1。
[对点训练]
1.烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为
①NO(g)+O3(g)===NO2(g)+O2(g)ΔH1=-200.9 kJ·mol-1
②NO(g)+O2(g)===NO2(g)ΔH2=-58.2 kJ·mol-1
则反应3NO(g)+O3(g)===3NO2(g)的ΔH=________ kJ·mol-1。
[解析] 由题意知,根据CH4(g)、H2(g)、C(s)的标准燃烧热,表示三种物质燃烧热的热化学方程式分别为①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-890.83 kJ·mol-1、②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=-285.83 kJ·mol-1、
[对点训练]
3.石油化工生产中,利用裂解反应可以获得重要化工原料乙烯、丙烯。一定条件下,正丁烷裂解的主反应如下:
反应Ⅰ:C4H10(g)CH4(g)+CH3CH===CH2(g) ΔH1
反应Ⅱ:C4H10(g)C2H6(g)+CH2===CH2(g) ΔH2
正丁烷、乙烷和乙烯的标准燃烧热分别为Q1 kJ·mol-1、
Q2 kJ·mol-1、Q3 kJ·mol-1,反应Ⅱ的ΔH2=________。
解析:由题意,正丁烷、乙烷、乙烯的标准燃烧热分别为ΔH1=-Q1 kJ·mol-1、ΔH2=-Q2 kJ·mol-1、ΔH3=-Q3 kJ·mol-1,则反应C4H10(g)C2H6(g)+CH2===CH2(g)的ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=
-Q1 kJ·mol-1+Q2 kJ·mol-1+Q3 kJ·mol-1=(Q2+Q3-Q1)kJ·mol-1。
已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
(2)由图可知,参加反应的n(SO2)=1 mol-0.2 mol=0.8 mol,根据2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,ΔH2=0.8××(-196.6 kJ·mol-1)=-78.64 kJ·mol-1。
2.已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=d kJ·mol-1
3.(2024·衡水二中校级月考)在热的碱性水溶液中,1 mol Cl-、
1 mol ClO(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关ΔH说法正确的是( )
2ClO-(aq)===Cl-(aq)+ClO(aq) ΔH1
3ClO-(aq)===2Cl-(aq)+ClO(aq) ΔH2
2ClO(aq)===Cl-(aq)+ClO(aq) ΔH3
2ClO(aq)===ClO-(aq)+ClO(aq) ΔH4
解析:题述反应的离子方程式依次为HCN(aq)+OH-(aq)===CN-(aq)+H2O(l) ΔH=-12.1 kJ·mol-1 ①,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-55.6 kJ·mol-1 ②,①-②得:HCN(aq)H+(aq)+CN-(aq) ΔH=+43.5 kJ·mol-1。
解析:由(①+②)×可得C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=0.5(ΔH1+ΔH2),C项正确,A、B项错误;
9.(2024·宁波镇海中学阶段练习)化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是( )
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=2(b-a)kJ·mol-1
C.N2(g)+H2(g)NH3(l) ΔH=(b+c-a)kJ·mol-1
D.N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=(b-a)kJ·mol-1
解析:由图可知1 mol NH3(g)的能量比 mol N2(g)和 mol H2(g)的能量低(b-a)kJ,1 mol NH3(l)的能量比 mol N2(g)和 mol H2(g)的能量低(b+c-a)kJ。即热化学方程式为N2(g)+ mol H2(g)NH3(g) ΔH=-(b-a)kJ·mol-1,D错误;
N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a)kJ·mol-1,A正确。
(4)中将途径2的后两个热化学方程式分别乘以后与第一个热化学方程式相加得:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ΔH2+(ΔH3+ΔH4),即ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)。
答案:(1)> (2)< (3)<
(4)ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)
A.(q+4a+3b-6d) B.(q+12a+3b-12d)
C.(q-4a-3b+6d) D.(q+12a+6b-12d)
解析:焓变=旧键断裂吸收的总能量-新键形成释放的总能量,即ΔH=4a+3b-2z-6d=-q,则z=(q+4a+3b-6d)。
(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4),N2O4作氧化剂,有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。已知:
①N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.0 kJ·mol-1
②H2(g)+F2(g)===HF(g) ΔH=-269.0 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
(4)已知:①H2(g)===H2(l) ΔH=-0.92 kJ·mol-1
②O2(g)===O2(l) ΔH=-6.84 kJ·mol-1
③H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1
④H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
(2)N2O4与偏二甲肼反应的产物为CO2、N2和气态水,1 mol C2H8N2(l)与N2O4(l)完全燃烧放出的热量为×60 g=2 550.0 kJ。该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2 550.0 kJ·mol-1。
(3)根据盖斯定律,由①+②×4-③×2得:N2H4(l)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g) ΔH=-1 126.0 kJ·mol-1。(4)根据盖斯定律,由④+③-①-②×得:H2(l)+O2(l)===H2O(g) ΔH=-237.46 kJ·mol-1。
答案:(1)163.52 kJ
(2)C2H8N2(l)+2N2O4(l)===2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g)
ΔH=-2 550.0 kJ·mol-1
(3)N2H4(l)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g)ΔH=-1 126.0 kJ·mol-1
(4)H2(l)+O2(l)===H2O(g)ΔH=-237.46 kJ·mol-1
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