1.2 反应热的计算 课后训练 2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2024-11-05
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内容正文:
反应热的计算
一、选择题
1.钛被称为“第三金属”。用钛合金制成的“钛潜艇”,可潜入4 500米的深度。“钛飞机”坚实又轻便,时速每小时可超过300千米。在航天事业中,钛可制成飞船的“外衣”,防高温的侵袭。
将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140.5 kJ·mol-1
C(石墨,s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(石墨,s)===TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是( )
A.+80.5 kJ·mol-1 B.+30.0 kJ·mol-1
C.-30.0 kJ·mol-1 D.-80.5 kJ·mol-1
2.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下:
mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2
(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.上图中ΔH1=-(ΔH2+ΔH3)
D.上图中ΔH1=ΔH2+ΔH3
3.以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如下:
相关反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)===2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH1=-213 kJ·mol-1
反应Ⅱ:H2SO4(aq)===SO2(g)+H2O(l)+O2(g) ΔH2=+327 kJ·mol-1
反应Ⅲ:2HI(aq)===H2(g)+I2(g) ΔH3=+172 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.该过程实现了太阳能到化学能的转化
B.SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用
C.总反应的热化学方程式为:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ·mol-1
D.该过程使水分解制氢反应更加容易发生,但总反应的ΔH不变
4.已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,则反应HCl(g)===H2(g)+Cl2(g)的ΔH为( )
A.+184.6 kJ·mol-1 B.-92.3 kJ·mol-1
C.-369.2 kJ·mol-1 D.+92.3 kJ·mol-1
5.已知室温下,将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A.ΔH1>0 B.ΔH2>ΔH3
C.ΔH3>ΔH1 D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
6.(2024·浙江省1月选考)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷()的能量变化如图所示:
下列推理不正确的是( )
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性
7.在25 ℃、101 kPa条件下,H2(g)、C(s)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1、870.3 kJ·mol-1,则2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为( )
A.-488.3 kJ·mol-1 B.+488.3 kJ·mol-1
C.-191 kJ·mol-1 D.+191 kJ·mol-1
解析:据燃烧热,则有:
8.硫酸是基础化学工业的重要产品,下列为接触法制硫酸的反应:
①4FeS2(s)+11O2(g)===2Fe2O3(s)+8SO2(g) ΔH=-3 412 kJ·mol-1
②2SO2(g)+O2(g)==2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
③SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l) ΔH=-130.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.反应②中使用催化剂越多释放出的热量越大
B.反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为3 412 kJ
C.64 g SO2与1 mol O2在密闭容器中发生反应释放出的热量等于98.3 kJ
D.FeS2生成H2SO4的热化学方程式可表示为2FeS2(s)+O2(g)+4H2O(l)===Fe2O3(s)+4H2SO4(l) ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1
9.动画片《黑猫警长》有一集《失踪的纽扣》,最终黑猫警长破案,丢失的纽扣是由于锡纽扣在零下33度以下会变成粉末状,而失踪。
灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
①Sn(白,s)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
②Sn(灰,s)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2
③Sn(灰,s)Sn(白,s) ΔH3=+2.1 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处于低于13.2 ℃的环境中,会自行毁坏
二、非选择题
10.烟气中主要污染物SO2、NOx,为消除排放、保护环境,实现绿色可持续发展。处理方法一:烟气经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、NO的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)===NO2(g)+O2(g) ΔH1
NO(g)+O2(g)===NO2(g) ΔH2
SO2(g)+O3(g)===SO3(g)+O2(g) ΔH3
(1)反应3NO(g)+O3(g)===3NO2(g)的ΔH= 。(用ΔH1、ΔH2表示)
(2)N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)===NO2(g) ΔH=+34 kJ·mol-1。该反应为 (“放热”或“吸热”)反应。
(3)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能:
化学键
键能( kJ·mol-1)
化学键
键能( kJ·mol-1)
N≡N
942
H—O
460
N—H
391
O===O
499
H—H
437
①写出N2和H2反应合成氨的热化学方程式: 。
②已知:1 mol H2O(g)转化为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量。计算1 g H2完全燃烧时放出的热量 。H2O(g)的稳定性 (“大于”“小于”)H2O(l)。
(4)写出NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式: 。
11.(1)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。
Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)===CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)===CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)===CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= -116 kJ·mol-1。
(2)环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。
已知:(g)===(g)+H2(g) ΔΗ1=100.3 kJ·mol-1①
H2(g)+I2(g)===2HI(g) ΔH2=-11.0 kJ·mol-1②
对于反应:(g)+I2(g)===(g)+2HI(g)③,ΔΗ3= kJ·mol-1。
(3)氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点,甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2,其物质的量之比为4︰1,甲烷和水蒸气反应的方程式是 。
②已知反应器中还存在如下反应:
ⅰ.CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH2
ⅲ.CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH3……
ⅲ为积炭反应,利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用 反应的ΔH。
反应热的计算
一、选择题
1.钛被称为“第三金属”。用钛合金制成的“钛潜艇”,可潜入4 500米的深度。“钛飞机”坚实又轻便,时速每小时可超过300千米。在航天事业中,钛可制成飞船的“外衣”,防高温的侵袭。
将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140.5 kJ·mol-1
C(石墨,s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(石墨,s)===TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是( )
A.+80.5 kJ·mol-1 B.+30.0 kJ·mol-1
C.-30.0 kJ·mol-1 D.-80.5 kJ·mol-1
解析:按题干顺序给两个热化学方程式编号为①、②,根据盖斯定律,①+②×2,得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(石墨,s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-80.5 kJ·mol-1。
2.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。其过程如下:
mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2
(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.上图中ΔH1=-(ΔH2+ΔH3)
D.上图中ΔH1=ΔH2+ΔH3
解析:将两个过程的反应加起来可得总反应为H2O+CO2→H2+CO+O2,反应中CeO2没有消耗,CeO2作催化剂,A正确;该过程中在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO,所以把太阳能转变成化学能,B正确;由图中转化关系及盖斯定律可知:-ΔH1=ΔH2+ΔH3,即ΔH1=-(ΔH2+ΔH3),C正确;根据盖斯定律可知ΔH1=-(ΔH2+ΔH3),D错误。
3.以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如下:
相关反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)===2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH1=-213 kJ·mol-1
反应Ⅱ:H2SO4(aq)===SO2(g)+H2O(l)+O2(g) ΔH2=+327 kJ·mol-1
反应Ⅲ:2HI(aq)===H2(g)+I2(g) ΔH3=+172 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.该过程实现了太阳能到化学能的转化
B.SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用
C.总反应的热化学方程式为:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ·mol-1
D.该过程使水分解制氢反应更加容易发生,但总反应的ΔH不变
解析:通过流程图,反应Ⅱ和Ⅲ,实现了太阳能到化学能的转化,故A正确;根据流程总反应为H2O===H2↑+O2↑,SO2和I2起到催化剂的作用,故B正确;反应Ⅰ+反应Ⅱ+反应Ⅲ,得到H2O(l)===H2(g)+O2(g),根据盖斯定律,ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=(-213+327+172) kJ·mol-1=+286 kJ·mol-1,或者2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+572 kJ·mol-1,故C错误;ΔH只与始态和终态有关,该过程降低了水分解制氢的活化能,ΔH不变,故D正确。
4.已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,则反应HCl(g)===H2(g)+Cl2(g)的ΔH为( )
A.+184.6 kJ·mol-1 B.-92.3 kJ·mol-1
C.-369.2 kJ·mol-1 D.+92.3 kJ·mol-1
解析:依据热化学方程式的书写原则和方法,已知热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,改变方向,焓变变为正值,方程式系数除以2,焓变也除以2,得热化学方程式为HCl(g)===H2(g)+Cl2(g) ΔH=+92.3 kJ·mol-1,故选D。
5.已知室温下,将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是( )
A.ΔH1>0 B.ΔH2>ΔH3
C.ΔH3>ΔH1 D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
解析:将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,说明是吸热过程,ΔH1>0,ΔH2>0,A正确;由CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l),知ΔH2>ΔH3,B正确;将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高说明是放热过程,ΔH3<0因为ΔH1>0故ΔH3<ΔH1,C错误;根据上述关系和盖斯定律知ΔH2=ΔH1+ΔH3,D正确。
6.(2024·浙江省1月选考)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷()的能量变化如图所示:
下列推理不正确的是( )
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性
解析:也含有两个碳碳双键,而2ΔH1<ΔH3,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目不一定成正比,A项错误;与加氢分别生成时,ΔH2<ΔH3,说明稳定性较强,对比二者结构知,单双键交替的两个碳碳双键之间存在有利于物质稳定的相互作用,B项正确;3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键,C项正确;ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子较单双键交替的结构稳定,具有特殊的稳定性,D项正确。
7.在25 ℃、101 kPa条件下,H2(g)、C(s)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1、870.3 kJ·mol-1,则2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为( )
A.-488.3 kJ·mol-1 B.+488.3 kJ·mol-1
C.-191 kJ·mol-1 D.+191 kJ·mol-1
解析:据燃烧热,则有:
①H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,③CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-870.3 kJ·mol-1,由盖斯定律可知,①×2+②×2-③可得反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l) ΔH=2×(-285.8 kJ·mol-1)+2×(-393.5 kJ·mol-1)+870.3 kJ·mol-1=-488.3 kJ·mol-1,故选A。
8.硫酸是基础化学工业的重要产品,下列为接触法制硫酸的反应:
①4FeS2(s)+11O2(g)===2Fe2O3(s)+8SO2(g) ΔH=-3 412 kJ·mol-1
②2SO2(g)+O2(g)==2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
③SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(l) ΔH=-130.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.反应②中使用催化剂越多释放出的热量越大
B.反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为3 412 kJ
C.64 g SO2与1 mol O2在密闭容器中发生反应释放出的热量等于98.3 kJ
D.FeS2生成H2SO4的热化学方程式可表示为2FeS2(s)+O2(g)+4H2O(l)===Fe2O3(s)+4H2SO4(l) ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1
解析:催化剂不影响反应热大小,A项错误;反应①中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为 kJ=853 kJ,故B项错误;64 g SO2的物质的量为1 mol,由于反应②是可逆反应,1 mol SO2不能完全反应,放出热量小于98.3 kJ,C项错误;由盖斯定律×①+2×②+4×③可得:2FeS2(g)+O2(g)+4H2O(l)===Fe2O3(s)+4H2SO4(l) ΔH=-2 620.4 kJ·mol-1,D项正确。
9.动画片《黑猫警长》有一集《失踪的纽扣》,最终黑猫警长破案,丢失的纽扣是由于锡纽扣在零下33度以下会变成粉末状,而失踪。
灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
①Sn(白,s)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
②Sn(灰,s)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2
③Sn(灰,s)Sn(白,s) ΔH3=+2.1 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处于低于13.2 ℃的环境中,会自行毁坏
解析:常温下,灰锡将自发地转化为白锡,说明锡在常温下以白锡状态存在。锡制器皿(白锡)长期处于低于13.2 ℃的环境中,会发生白锡向灰锡转化的反应,由于灰锡以粉末状存在,所以锡制器皿会自行毁坏,B项错误,D项正确;ΔH3=ΔH2-ΔH1>0,也可知C项错误,A错误。
二、非选择题
10.烟气中主要污染物SO2、NOx,为消除排放、保护环境,实现绿色可持续发展。处理方法一:烟气经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、NO的主要反应的热化学方程式为:
NO(g)+O3(g)===NO2(g)+O2(g) ΔH1
NO(g)+O2(g)===NO2(g) ΔH2
SO2(g)+O3(g)===SO3(g)+O2(g) ΔH3
(1)反应3NO(g)+O3(g)===3NO2(g)的ΔH= ΔH1+2ΔH2 。(用ΔH1、ΔH2表示)
(2)N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为:N2(g)+O2(g)===NO2(g) ΔH=+34 kJ·mol-1。该反应为 吸热 (“放热”或“吸热”)反应。
(3)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能:
化学键
键能( kJ·mol-1)
化学键
键能( kJ·mol-1)
N≡N
942
H—O
460
N—H
391
O===O
499
H—H
437
①写出N2和H2反应合成氨的热化学方程式: N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)ΔH=-93 kJ·mol-1 。
②已知:1 mol H2O(g)转化为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量。计算1 g H2完全燃烧时放出的热量 138.75 kJ 。H2O(g)的稳定性 小于 (“大于”“小于”)H2O(l)。
(4)写出NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式: 4NH3(g)+7O2(g)=== 4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 079 kJ·mol-1 。
解析:(1)①NO(g)+O3(g)===NO2(g)+O2(g)ΔH1;②NO(g)+O2(g)===NO2(g)ΔH2;③SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g)ΔH3;根据盖斯定律,①+②×2,可得反应3NO(g)+O3(g)===3NO2(g)的ΔH=ΔH1+2ΔH2。
(2)ΔH<0为放热反应,ΔH>0为吸热反应;N2(g)+O2(g)===NO2(g) ΔH=+34 kJ·mol-1,该反应为吸热反应。
(3)①N2和H2反应合成氨的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=942+3×437-2×3×391=-93 kJ·mol-1;所以N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-93 kJ·mol-1;②H2(g)+O2===H2O(g) ΔH=437+×499-(2×460)=-233.5 kJ·mol-1;1 mol H2O(g)转化为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ的热量;即H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1;所以H2(g)+O2===H2O(l),ΔH=-233.5-44=-277.5 kJ·mol-1;1 g H2(物质的量为0.5 mol),完全燃烧时,生成液态水时放出的热量为×277.5=138.75 kJ;根据H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1反应可知,水由气态变为液态,放出热量,水蒸气的能量较高,所以H2O(g)的稳定性小于H2O(l)。
(4)N2(g)+O2(g)===NO2(g) ΔH=+34 kJ·mol-1,ΔH=×942+499-E(NO2)=34,E(NO2)=936 kJ·mol-1;NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为:4NH3(g)+7O2(g)===4NO2(g)+6H2O(g) ΔH=4×391×3+7×499-(4×936)-6×2×460=-1 079 kJ·mol-1。
11.(1)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。
Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)===CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)===CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)===CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= -116 kJ·mol-1。
(2)环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。
已知:(g)===(g)+H2(g) ΔΗ1=100.3 kJ·mol-1①
H2(g)+I2(g)===2HI(g) ΔH2=-11.0 kJ·mol-1②
对于反应:(g)+I2(g)===(g)+2HI(g)③,ΔΗ3= +89.3 kJ·mol-1。
(3)氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点,甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。
①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2,其物质的量之比为4︰1,甲烷和水蒸气反应的方程式是 CH4+2H2O(g) 4H2+CO2 。
②已知反应器中还存在如下反应:
ⅰ.CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH2
ⅲ.CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH3……
ⅲ为积炭反应,利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时,还需要利用 C(s)+2H2O(g) ===CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)===2CO(g) 反应的ΔH。
解析:(1)已知:
①CuCl2(s)===CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=83 kJ·mol-1
②CuCl(s)+O2(g)===CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
③CuO(s)+2HCl(g)===CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
根据盖斯定律,(①+②+③)×2得4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-116 kJ·mol-1。
(2)已知:
①(g)===(g)+H2(g) ΔΗ1=100.3 kJ·mol-1
②H2(g)+I2(g)===2H(g) ΔH2=-11.0 kJ·mol-1
根据盖斯定律,由反应①+反应②得反应③,则ΔH3=ΔH1+ΔH2=(100.3-11.0) kJ·mol-1=+89.3 kJ·mol-1。
(3)①根据CH4与H2O(g)反应生成H2、CO2的物质的量之比为4︰1,结合原子守恒可得反应的化学方程式为CH4+2H2O(g) 4H2+CO2。
②已知:
ⅰ.CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH1
ⅱ.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH2
ⅲ.CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH3……
根据盖斯定律,由ⅰ+ⅱ-ⅲ或ⅰ-ⅱ-ⅲ可知,求ΔH3时,还需要热化学方程式为C(s)+2H2O(g)===CO2(g)+2H2(g)或C(s)+CO2(g)===2CO(g)。
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