内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
目录导航
模块一:[学习目标]——明确目标,把准学习方向
模块二:[重点难点]——明确重、难点,针对性更强
模块三:[思维导图]——帮助学生构建系统化认知网络,根基牢固,思维贯通
模块四:[知识梳理与典例精析]——严格对标新教材知识体系,告别脱节!科学进阶路径:基础知识 → 划重点 → 典例精析,让学生练得对、练得准、练得新,快速掌握知识应用
模块五:[同步分层练习]——基础巩固+能力提升,让结构体系、价值体系更加完整,检测学习效果、查漏补缺快速提升
[学习目标]
1.理解盖斯定律的本质,运用盖斯定律进行相关判断或计算。
2.会进行ΔH大小比较。
3.会进行反应热的计算。
[重点难点]
1.盖斯定律的理解和应用。
2.反应热的计算。
[思维导图]
[知识梳理与典例精析]
知识点01 盖斯定律
1.内容:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
例如:
则ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。
2.意义
应用盖斯定律可以间接计算以下情况(无法直接测定)的反应热:
(1)有些反应进行得很慢。
(2)有些反应不容易直接发生。
(3)有些反应的生成物不纯(有副反应发生)。
例如:C(s)+O2(g)===CO(g)反应的ΔH无法直接测得,但下列两个反应的ΔH可以直接测得:
C(s)+O2 (g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2 (g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
上述三个反应具有如下关系:
根据盖斯定律,ΔH1=ΔH+ΔH2,则在此温度下C(s)+O2 (g)===CO(g)反应的ΔH=ΔH1-ΔH2=-393.5 kJ·mol-1-(-283.0 kJ·mol-1)=-110.5 kJ·mol-1。
3.应用盖斯定律的计算方法
(1)“虚拟路径”法
由A生成D,可以有两个途径:①由A直接生成D,反应热为ΔH;②由A生成B,由B生成C,再由C生成D,每一步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则各反应热之间的关系如图所示。
则有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)加和法
加和法就是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。关键是将需要消去的物质先进行乘除运算,使它们的化学计量数相同,然后进行加减运算,ΔH也作相应运算。
【划重点】
1.应用盖斯定律计算ΔH的一般步骤
解题步骤
解题思路
第一步:观察
对比已知的反应与需要求ΔH的反应,找出需要消去的物质
第二步:思考
怎样消去这些物质,是相加还是相减或需要乘以某一个数后再相加减,此过程中要特别注意“剔除无关反应”
第三步:运算
将热化学方程式按第二步的思路进行运算,得出新的热化学方程式
第四步:计算
列出算式,代入数据计算
2.应用盖斯定律计算反应热时应注意的问题
(1)首先要明确所求反应的始态和终态,各物质的化学计量数;判断该反应的吸、放热情况。
(2)反应体系的始态和终态相同时,不同途径对应的最终结果应一样。
(3)当热化学方程式乘以或除以某一个数时,ΔH也应乘以或除以同一个数;方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。
(4)将一个热化学方程式逆向书写时,ΔH的符号也随之改变,但绝对值不变。
(5)在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(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。
[典例1](24-25高二上·安徽六安·月考)氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取,已知反应:
则的等于
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】①
②
根据盖斯定律(①-②)÷2得,=,故A正确;
故选:A。
[典例2](24-25高二上·浙江·期中)下列关于如下图所示转化关系(X代表卤素)的说法中正确的是
A. B.按照、、的顺序,依次增大
C.越小,则HX就越稳定 D.越小,则X的非金属越弱
【答案】C
【详解】A.根据盖斯定律①=②+③,,,A错误;
B.按照、、的顺序,由于、、I原子半径递增,、、的共价键的键能递减,因此依次递减,B错误;
C.越小,说明生成键释放的能量越大,则HX就越稳定,C正确;
D.越小,说明HX越稳定,则X的非金属性越强,D错误;
故选C。
[典例13](24-25高二上·湖北·期中)10月1日,香港然放31888枚礼花弹,庆祖国75岁华诞。礼花弹的制作中会加入黑火药,其爆炸的热化学方程式为 。已知: ; ;碳的燃烧热,则x为
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】将两个热化学方程式依次编号为① ,② ,由碳的燃烧热得③ ,根据盖斯定律,目标反应可由③①-②得到,所以,则;
故选D。
知识点02 反应热的计算
1.根据盖斯定律计算
计算反应热最基本的方法是应用盖斯定律。高考题中往往给出几个已知的热化学方程式,然后要求计算与之有关的目标热化学方程式的反应热,此时可应用盖斯定律进行计算。
2.根据热化学方程式计算
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,则根据条件先写出热化学方程式,再计算反应热。
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。
3.根据燃烧热计算
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|。
指定产物:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g),N→N2(g)
4.根据反应物和生成物的能量计算
计算公式:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
5.根据反应物和生成物的键能计算
(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是正确找出反应物和生成物所含共价键的种类和数目,如1molH2O分子中含有2molH—O键,1molNH3分子中含有3molN—H键,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。
6.根据图像信息计算
计算公式:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
图像信息(a、b、c均大于0)
ΔH=(E2-E1) kJ·mol-1=(a-b) kJ·mol-1=-c kJ·mol-1
ΔH=(E2-E1) kJ·mol-1=(a-b) kJ·mol-1=+c kJ·mol-1
[典例1]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。
[典例2] 已知:氢气的燃烧热为,碳的燃烧热为。下列说法正确的是
A.氢气燃烧热的热化学方程式为
B.标准状况下,22.4L氢气完全燃烧生成液态水放出热量285.8kJ
C.反应的
D.2.4g碳完全燃烧放出的热量为
【答案】B
【详解】A.氢气燃烧是放热反应,氢气燃烧热的热化学方程式为 ,A错误;
B.氢气的燃烧热为,标准状况下,1mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量285.8kJ,B正确;
C.碳不完全燃烧生成一氧化碳,放出热量较少,反应的,C错误;
D.2.4g碳完全燃烧放出的热量为,D错误;
故选B。
[典例3]已知25℃、101kPa下,如图所示,石墨的燃烧热为393.51kJ/mol,金刚石的燃烧热为395.41kJ/mol。下列说法或表达正确的是
A.金刚石比石墨稳定
B.C(s、石墨)=C(s、金刚石)ΔH=-1.9kJ/mol
C.ΔH1>ΔH2
D.如果石墨燃烧产物为CO(g),则放出热量大于|ΔH1|
【答案】C
【分析】
由题意得:①,②,利用盖斯定律将①-②可得:C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ/mol,由此分析。
【详解】A.依据燃烧热结合图象分析,金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,石墨比金刚石稳定,故A错误;
B.根据分析,C(s、石墨)=C(s、金刚石) ΔH=ΔH1-ΔH2=+1.9kJ/mol,故B错误;
C.图象分析金刚石燃烧放出热量高,焓变为负值,放出的热量越多,焓变的值越小,则ΔH1>ΔH2,故C正确;
D.1mol石墨完全燃烧生成二氧化碳放热为393.51kJ,如果石墨燃烧产物为CO(g),为不完全燃烧,则放出热量小于|ΔH1|,故D错误;
故答案选C。
[典例4]已知下列两个热化学方程式:①,②。下列结论正确的是
A.反应①为吸热反应
B.碳的燃烧热
C.由②可知氢气的燃烧热
D.已知,则
【答案】B
【详解】A.反应①的,即该反应为放热反应,故A错误;
B.反应①生成一氧化碳,为不完全燃烧,碳完全燃烧时应放热更多,所以其燃烧热,故B正确;
C.氢气燃烧时放热,所以其燃烧热应为负值,故C错误;
D.由盖斯定律,可得正确的热化学方程式为,故D错误;
故答案为:B。
[典例5]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。
[典例6]由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放出241.8 kJ的热量,1 g水蒸气转化为液态水放出2.45 kJ的热量,则下列热化学方程式书写正确的是
A.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.9 kJ·mol-1
B.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=285.9 kJ·mol-1
D.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=241.8 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】放热反应ΔH<0,C、D错;1 mol水蒸气转化为相同条件下的1 mol液态水时要放出44.1 kJ的热量,可求出生成液态水时ΔH为-285.9 kJ·mol-1,B错,故选A项。
知识点03 反应热的大小比较
1.与“符号”相关的反应热比较
对于放热反应来说,ΔH=-Q kJ·mol-1,虽在“-”仅表示放热的意思,但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”,即放热越多,ΔH反而越小。
2.与“化学式前的化学计量数”相关的反应热比较
例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,a<b,ΔH1>ΔH2。
3.与“反应进行程度”相关的反应热比较
例如:①C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1<0
②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2<0
反应②中C完全燃烧,放出热量更多,所以ΔH1>ΔH2。
4.与“同素异形体”相关的反应热比较
例如:C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
因为C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,所以ΔH1>ΔH2。
5.与“物质聚集状态”相关的反应热比较
(1)同一反应,反应物状态不同时
例如:S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
因为S(g)===S(s) ΔH3<0,ΔH3=ΔH1-ΔH2,所以ΔH1<ΔH2。
(2)同一反应,生成物状态不同时
例如:A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0,A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0,因为C(g)===C(l) ΔH3<0,ΔH3=ΔH2-ΔH1,所以ΔH2<ΔH1。
[典例1] (24-25高二上·福建泉州·期中)乙烯是制备合成纤维、合成橡胶、塑料等的基本化工原料。由乙烷制备乙烯的反应如下:
①
②
③
则、、的大小关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由可得反应③,根据盖斯定律得,则、、的大小关系为:,故选A。
[典例2](24-25高二上·江西·月考)已知下列热化学方程式:①
②
③
④
下列关系式中正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.反应①和③相比较,反应物相同,①中的能量比③中的能量高,则放出的热量比③少,a比c大,故,A错误;
B.反应②和④相比较,反应物相同,②中的能量比④中的能量高,则放出的热量比④少,b比d大,故,B错误;
C.反应②是①的二倍,故b=2a,燃烧反应是放热反应,故,C正确;
D.反应④是③的二倍,故d=2c,燃烧反应是放热反应,故,D错误;
故选C。
[典例3]已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1
②3H2(g)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+3H2O(g) ΔH2
③2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
④2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
⑤2Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+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.ΔH5<0,ΔH4<ΔH3
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
【答案】B
【详解】反应2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s)为放热反应,故ΔH3<0,A错误;反应2Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+2Fe(s)为放热反应,ΔH5<0,根据盖斯定律有④-③=⑤,故ΔH5=ΔH4-ΔH3<0,则ΔH4<ΔH3,B正确,D错误;根据盖斯定律有①=(②+③)×,故ΔH1=(ΔH2+ΔH3)×,C错。
故选B。
[同步分层练习]
基础巩固
1.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。
2.已知反应A的,反应B的,则
A.反应A放出的热量多
B.反应B放出的热量多
C.反应A和反应B放出的热量一样多
D.无法比较反应A和反应B放出热量的多少
【答案】D
【详解】(焓变)的单位为,表示每摩尔反应的热效应。题目仅给出两反应的值,未说明实际进行的反应物质的量。例如,若反应A进行,总放热为;反应B进行,总放热为,此时A放热更多。由于物质的量未知,无法直接比较总热量,故选D。
3.下列给出的各组方程式中的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
【答案】B
【详解】A.碳酸钙分解反应为吸热反应,生石灰溶于水为放热反应,故,故A错误;
B.根据方程式可知,,氢气与氯气的反应为放热反应,故,故B正确;
C.氢气与氧气反应为放热反应,但产物中水的状态不同,液态水转变为气态水需要吸热,可知生成液态水时放出的热量更多,故,故C错误;
D.硫化氢与氧气反应生成硫单质,反应放热,硫化氢与氧气反应生成二氧化硫,反应也放热,后者相当于硫单质与氧气继续反应,反应同样放热,故硫化氢与氧气反应生成二氧化硫放出的能量更多,故,故D错误;
故答案选B。
4.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知正丁烷异丁烷 ,则异丁烷比正丁烷稳定
B. kJ/mol,则的燃烧热kJ/mol
C.已知 ; ,则
D.和的相等
【答案】A
【详解】A.能量越低越稳定,由已知正丁烷(g)→异丁烷(g) ,可得异丁烷能量更低,异丁烷更稳定,A符合题意;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定物质时所放出的热量,根据可知的燃烧热为285.8kJ/mol,B不符合题意;
C.碳完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量比不完全燃烧生成一氧化碳时放出的能量多且放热反应,故,C不符合题意;
D.方程式计量数变为原来的n倍,也变为原来的n倍,后面方程式的是前面方程式的2倍,D不符合题意;
故答案选A。
5.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。
6.已知,蒸发(l)需要吸收的能量为,其它相关数据如下表:
分子中的化学键断裂时需要吸收的能量
436
a
369
则表中为
A.302 B.262 C.230 D.198
【答案】D
【详解】在H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)△H=-72kJ/mol反应中,1mol Br2(g)液化放出的能量为32kJ,即Br2(g)=Br2(l)△H=-32kJ/mol,则H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)△H=-104kJ/mol,反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能,则△H=-104=436+a-2×369,a=198,故选D。
7.气态含氮化合物及其相关反应是新型科研热点。
已知:①
②
③
下列关系式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由盖斯定律可知,反应③=②-3×①,则,故答案选A。
8.已知如下反应:
① ;
② 。
则反应的ΔH为
A.+809.9kJ·mol-1 B.-809.9kJ·mol-1 C.+416.4kJ·mol-1 D.-416.4kJ·mol-1
【答案】B
【详解】根据盖斯定律,②-×①得到,则ΔH=,故答案选B。
9.在、时,有下列反应:
①
②
③
则与、的关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】由盖斯定律可知,反应③=2×②-①,故。
故选C。
10.已知:①CH4(g)+2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1kJ/mol
②2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH2=-2Q2kJ/mol
③2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ΔH3=-2Q3kJ/mol
常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气共11.2 L(已折合成标准状况)经完全燃烧恢复到常温,放出的热量为
A.0.4Q1+0.05Q2 B.0.4Q1+0.1Q2 C.0.4Q1+0.05Q3 D.0.4Q1+0.1Q3
【答案】D
【详解】甲烷和氢气的混合气体11.2L(已折合成标准状况),甲烷和氢气的混合气体的总的物质的量为n===0.5mol,甲烷和氢气的体积比为4:1,所以甲烷的物质的量为0.5mol×=0.4mol,氢气的物质的量为0.5mol-0.4mol=0.1mol,由CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l);△H=-Q1可知,0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4mol×Q1kJ/mol=0.4Q1kJ;由2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-2Q3kJ/mol,可知,0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为×0.1mol×2Q3kJ/mol=0.1Q3kJ,所以放出的热量为0.4Q1+0.1Q3,答案选D。
能力提升
1.已知:C(s,金刚石)C(s,石墨)
C(s,金刚石)
C(s,石墨)
根据已述反应所得出的结论正确的是
A. B. C. D.金刚石比石墨稳定
【答案】C
【分析】根据热化学方程式可知,金刚石变为石墨时放热反应,则相同量的金刚石和石墨比,金刚石的能量高,燃烧放出的热量多,能量越高越不稳定。
【详解】已知:C(s,金刚石)C(s,石墨) ,则相同量的金刚石和石墨比,金刚石能量高,燃烧放出的能量多,则有,石墨更稳定,所以C选项正确;
故答案选C。
2.几种物质间转化反应的焓变如图所示。下列说法错误的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.过程3为断键,是吸热过程,则大于0,过程4为成键,是放热过程,则小于0,即,A项正确;
B.同理有,,,由盖斯定律得,,则,B项错误;
C.反应焓变与途径无关,则,C项正确;
D.由B项可知,,D正确;
故选B。
3.甲烷燃烧时的能量变化如图所示,下列有关说法正确的是
A.图1中反应的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=+890.3kJ·mol-1
B.图2中反应的热化学方程式为 H=-607.3kJ·mol-1
C.由图可以推出 H=-283.0kJ·mol-1
D.CH4的燃烧热H=-607.3kJ·mol-1
【答案】C
【详解】A.根据图象分析,反应物的总能量高于生成物总能量,则图1中反应为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3kJ/mol,A错误;
B.根据图象分析,生成物水的状态是液态,则图2中反应为:CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) H=﹣607.3kJ/mol,B错误;
C.CO(g)+O2(g)=CO2(g) 的焓变可根据:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H1=-890.3kJ/mol和反应②:CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) H2=﹣607.3kJ/mol,①-②求出焓变H=﹣283kJ/mol,C正确;
D.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量,由A选项可知,CH4的燃烧热是-890.3kJ/mol,D错误;
故选C。
4.已知反应:①;②
③,则反应的为
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】根据盖斯定律,将方程式①×3+②×2-2×③得2NH3 (g) +O2 (g) = 2NO2 (g) + 3H2O (g),则△H=3△H1+2△H2-2△H3,故选D。
5.氮氧化物是造成光化学污染的罪魁祸首,用一氧化碳还原氮氧化物,可防止氮氧化物污染,如反应:。
已知:.碳的燃烧热为
ii.
iii.
则_______。
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】已知①;
②;
③;
根据盖斯定律可知,①×2-②-③得到,则2×--=;
故选A。
6.以下反应均可制取O2。下列有关说法正确的是
反应①:
反应②:
A.反应的
B.H2的燃烧热为
C.若使用催化剂,反应②的△H将减小
D.要合理利用反应①释放的能量
【答案】A
【分析】①:
②:
③:2H2O(l)=2H2O(g) △H>0
【详解】A.依据盖斯定律,将反应②+③得,反应的,即,A正确;
B.将①×(-)得,H2(g)+O2(g)=H2O(l) ,则H2(g)的燃烧热为,B不正确;
C.催化剂只能降低反应的活化能,从而改变反应的速率,但不能改变焓变,则若使用催化剂,反应②的△H不变,C不正确;
D.由热化学方程式可以看出,反应①的△H>0,需要吸收能量,D不正确;
故选A。
7.已知热化学方程式:
①C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1
②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2
③C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH3=+1.9kJ∙mol-1
下列说法正确的是
A.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应 B.金刚石比石墨稳定
C.ΔH3=ΔH1-ΔH2 D.ΔH1>ΔH2
【答案】A
【详解】A.石墨转化为金刚石ΔH3=+1.9kJ∙mol-1,是吸热反应,故A正确;
B.物质所具有的能量越低越稳定,由反应③知,石墨的能量低,比金刚石稳定,故B错误;
C.根据盖斯定律,③=②-①,故ΔH3=ΔH2-ΔH1,故C错误;
D.根据C选项分析可知,ΔH3=ΔH2-ΔH1>0,则ΔH1<ΔH2,故D错误;
故选A。
8.在载人航天器中,可以利用与的反应,将航天员呼出的转化为等,然后通过电解得到,从而实现的再生。已知:
①
②
则反应的为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】已知:① ;
② ;
根据盖斯定律,-①-②×2得为;
答案选B。
9.已知,和反应过程中的能量变化如图所示。都表示正数,下列说法正确的是
A.c代表新键形成所放出的能量
B.该反应是吸热反应
C.若,则
D.
【答案】D
【详解】A.由图可知c是反应物总能量比生成物总能量高出的部分,代表反应所放出的能量,故A错误;
B.该反应反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,故B错误;
C.a-b=-d,则a=b-d>0,故,故C错误;
D.由图可知,故D正确;
故选D。
10.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
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3 S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH4
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH5 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH6
④ CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH7 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH8
A.①③④ B.②③ C.②④ D.①②③
【答案】B
【详解】①碳与氧气反应,前者完全燃烧,放出热量较多,后者不完全燃烧,放出热量较少,;①不选;
②同种物质处于气态时具有更高的能量,则1molS(g)完全燃烧生成SO2(g)放出的热量大于1molS(s) 完全燃烧生成SO2(g)放出的热量,;②选;
③化学方程式中计量数表示参加反应的物质的量,,即;③选;
④CaO(s)与H2O(l)化合成Ca(OH)2(s)为放热反应,∆H7<0, CaCO3(s)分解成CaO(s)和CO2(g)为吸热反应,∆H8>0,则∆H7<∆H8;④不选;
答案选B。
11.已知: , 。某和CO的混合气体完全燃烧时放出85.45热量,同时生成4.4g,则原混合气体中和CO的物质的量之比为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由4.4g可知原混合物中含的物质的量为0.1,反应中放热为,其余的热量是燃烧放出的,根据反应 ,可得含的物质的量为,所以和CO的物质的量之比为,答案选A。
12.下列说法正确的是
A.已知甲烷的燃烧热 ,
B.已知:;,则
C.已知:500℃、30MPa下,,将0.5mol N2和过量的H2在此条件下充分反应,放出热量46.2kJ
D.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH1=−57.3 kJ∙mol−1,稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时的反应热为ΔH2,则ΔH1<ΔH2
【答案】D
【详解】A.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定的物质(H2O为液态)时放出的热量,已知甲烷的燃烧热 ,液态水到气态水为吸热过程,故,A错误;
B.已知等质量的固体硫具有的总能量比气态硫的更低,故;,则,B错误;
C.已知:500℃、30MPa下,,由于该反应是一个可逆反应,故将0.5mol N2和过量的H2在此条件下充分反应N2不可能完全反应,故放出热量小于46.2kJ,C错误;
D.由于醋酸是弱电解质,其电离过程为吸热过程,故已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH1=−57.3 kJ∙mol−1,稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时的反应热为ΔH2,则ΔH1<ΔH2,D正确;
故答案为:D。
13.根据以下热化学方程式,和的大小比较不正确的是
A.;,则
B.;,则
C.;,则
D.;,则
【答案】D
【详解】A.液态水比气态水能量更低,生成液态水放出的热量多,放热反应的焓变值为负值,则,故A正确;
B.等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量,故1molBr2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1molBr2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多,焓变为负值,则有,故B正确;
C.将热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律,由①-②可得2S(s)+2O2(g)=2SO2(g) △H<0,即,则,故C正确;
D.将热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律,由②-①可得△H<0,则,故,故D错误;
故选D。
14.在一定条件下,和CO燃烧的热化学方程式如下:
如果有和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.9kJ,生成的用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50g白色沉淀。则混合气体中和CO的体积比为
A.1:2 B.1:3 C.2:3 D.3:2
【答案】C
【详解】设CH4为amol,CO为bmol,石灰水过量时只生成碳酸钙,根据CaCO3~CO2,根据碳元素守恒:amol+bmol= =0.5mol, 由CH4和CO的燃烧的热化学方程式及放出的热量,可得:890kJ/mol×amol+kJ/mol×bmol=262.9kJ,解得a=0.2、b=0.3,则混合气体中CH4和CO的体积比=物质的量之比=0.2mol:0.3mol=2:3,故选C。
15.下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.500 ℃、30 MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3 kJ,其热化学方程式为:
C.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D.25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
【答案】C
【详解】A.燃烧热中水为液态,甲烷的燃烧热为890.3 kJ•mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:△H=-890.3 kJ•mol-1,故A错误;
B.合成氨为可逆反应,热化学方程式中为完全转化时的能量变化,0.5mol N2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3 kJ,其热化学方程式为: △H<-38.6 kJ•mol-1,故B错误;
C.S(g)的能量高于S(s),反应热=生成物的总能量-反应物的总能量,则ΔH1<ΔH2,故C正确;
D.25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O的中和热为,生成2molH2O时放出114.6kJ能量,则热化学方程式为: ,故D错误;
故选C。
16.某温度时,ⅥA元素单质与H2反应生成气态H2X的热化学方程式如下:
①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242kJ•mol-1
②H2(g)+S(g)=H2S(g) ΔH=-20kJ•mol-1
③H2(g)+Se(g)H2Se(g) ΔH=+81kJ•mol-1
请回答:
(1)上述反应中属于放热反应的是 (填序号,),③中反应物的总能量 生成物的总能量(填“>”或“<”)
(2)2g H2完全燃烧生成气态水,放出的热量为 。
(3)请写出O2与H2S反应生成S的热化学方程式 。
(4)根据如图写出热化学方程式 。
(5)加入催化剂该反应的反应热ΔH是否发生了改变 (填“是”或“否”)。
(6)已知:2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1,
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,
则ΔH1 (填“>”或“<”)ΔH2。
【答案】(1) ①② <
(2)242kJ
(3)O2(g)+2H2S(g)=2H2O(g)+2S(g) ΔH=-444kJ•mol-1
(4)N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+182.6 kJ/mol
(5)否
(6)<
【详解】(1)放热反应的,为“-”值,①②反应的为“-”值,属于放热反应;而③反应的为“+”值,属于吸热反应,则反应物的总能量<生成物的总能量;
故答案为:①②;<;
(2)根据反应①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242kJ•mol-1可知,1mol H2完全燃烧生成气态水,放出的热量为242kJ,而2g H2的物质的量为1mol,则完全燃烧生成气态水,放出的热量为242kJ;
故答案为:242kJ;
(3)可根据盖斯定律计算,O2与H2S反应生成S的热化学方程式O2(g)+2H2S(g)=2H2O(g)+2S(g)的ΔH=,故热化学方程式为O2(g)+2H2S(g)=2H2O(g)+2S(g) ΔH=-444kJ•mol-1;
故答案为:O2(g)+2H2S(g)=2H2O(g)+2S(g) ΔH=-444kJ•mol-1;
(4)从图中可看出,反应物为N2(g)+O2(g),生成物为2mol NO(g),且生成物总能量比反应物总能量多182.6kJ,该反应为吸热反应,热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+182.6 kJ/mol;
故答案为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+182.6 kJ/mol;
(5)使用催化剂只改变反应的活化能,不改变反应热ΔH,故加入催化剂该反应的反应热ΔH不发生改变;
故答案为:否;
(6)反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)与2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)比较,前者为不完全燃烧,反应放出的热量小于后者完全燃烧放出的热量,但ΔH为负值,放出热量多的,ΔH数值小,故ΔH1<ΔH2;
故答案为:<。
17.研究大气中含硫化合物(主要是和)的转化具有重要意义。
(1)工业上采用高温热分解的方法制取,在膜反应器中分离,发生的反应为 ,已知:① ;
② ,则 (用含、的式子表示)。
(2)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如下:
则 。全部被氧化为的热化学方程式为 。
(3)将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
①该循环过程中的作用是 ,图示总反应的化学方程式为 。
②已知上述总反应生成时放出热量,则该总反应中转移个电子时,放出 热量。(用含a的式子表示)
【答案】(1)+
(2)
(3) 催化剂
【详解】(1)由盖斯定律可知,该反应可由2×①+②得到,则+;
(2)由左图可得:Ⅰ:;则 ;
由由图可得:Ⅱ:;
由盖斯定律:Ⅰ+Ⅱ可得:,==-806.39;全部被氧化为的热化学方程式为:;
(3)①该循环过程中,在反应②中作反应物,在反应③中作产物,总过程中作催化剂;总反应的化学方程式为;
②生成时放出热量,由总反应可知,生成1mol水时转移2mol电子,则转移个电子时即1mol电子转移,放出热量。
18.填空
(1)已知,蒸发需要吸收的能量为,其他相关数据如下表:
物质
分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ)
436
200
a
则表中 。
(2)已知红磷比白磷稳定,则反应;;和的关系是 (填“>”“<”或“=”)。
(3)在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下:
全部氧化成的热化学方程式是 。
(4)在298K、101kPa时,已知:;;。则与和之间的关系正确的是______
A. B.
C. D.
(5)已知:①
②
则与反应放出509kJ热量时,电子转移数目为
【答案】(1)339
(2)<
(3)
(4)A
(5)(或)
【详解】(1)据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能可以有:,则可以得到;
(2)用第一个反应减去第二个反应可以得到:(白磷,s)=4P(红磷,s),又因为红磷比白磷稳定,所以。则可知﹔
(3)第一步反应热化学方程式为:,
第二步反应热化学方程式为:,
将两个反应方程式相加可以得到:;
(4)据盖斯定律可以有:第三个反应是第一个加上第二个反应乘以2得到的,所以有:,故A正确;
(5)用第一个反应加上第二个反应乘以2可以得到:,与反应放出热量时,热量是原来的,则转移的电子的物质的量为:,也就是(或)。
(
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第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热的计算
目录导航
模块一:[学习目标]——明确目标,把准学习方向
模块二:[重点难点]——明确重、难点,针对性更强
模块三:[思维导图]——帮助学生构建系统化认知网络,根基牢固,思维贯通
模块四:[知识梳理与典例精析]——严格对标新教材知识体系,告别脱节!科学进阶路径:基础知识 → 划重点 → 典例精析,让学生练得对、练得准、练得新,快速掌握知识应用
模块五:[同步分层练习]——基础巩固+能力提升,让结构体系、价值体系更加完整,检测学习效果、查漏补缺快速提升
[学习目标]
1.理解盖斯定律的本质,运用盖斯定律进行相关判断或计算。
2.会进行ΔH大小比较。
3.会进行反应热的计算。
[重点难点]
1.盖斯定律的理解和应用。
2.反应热的计算。
[思维导图]
[知识梳理与典例精析]
知识点01 盖斯定律
1.内容:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是 的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的 和 有关,而与反应的途径无关。
例如:
则ΔH= = 。
2.意义
应用盖斯定律可以 计算以下情况(无法直接测定)的反应热:
(1)有些反应进行得很慢。
(2)有些反应不容易直接发生。
(3)有些反应的生成物不纯(有副反应发生)。
例如:C(s)+O2(g)===CO(g)反应的ΔH无法直接测得,但下列两个反应的ΔH可以直接测得:
C(s)+O2 (g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2 (g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
上述三个反应具有如下关系:
根据盖斯定律,ΔH1=ΔH+ΔH2,则在此温度下C(s)+O2 (g)===CO(g)反应的ΔH=ΔH1-ΔH2=-393.5 kJ·mol-1-(-283.0 kJ·mol-1)=-110.5 kJ·mol-1。
3.应用盖斯定律的计算方法
(1)“虚拟路径”法
由A生成D,可以有两个途径:①由A直接生成D,反应热为ΔH;②由A生成B,由B生成C,再由C生成D,每一步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则各反应热之间的关系如图所示。
则有ΔH= 。
(2)加和法
加和法就是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。关键是将需要消去的物质先进行乘除运算,使它们的化学计量数相同,然后进行加减运算,ΔH也作相应运算。
【划重点】
1.应用盖斯定律计算ΔH的一般步骤
解题步骤
解题思路
第一步:观察
对比已知的反应与需要求ΔH的反应,找出需要消去的物质
第二步:思考
怎样消去这些物质,是相加还是相减或需要乘以某一个数后再相加减,此过程中要特别注意“剔除无关反应”
第三步:运算
将热化学方程式按第二步的思路进行运算,得出新的热化学方程式
第四步:计算
列出算式,代入数据计算
2.应用盖斯定律计算反应热时应注意的问题
(1)首先要明确所求反应的始态和终态,各物质的化学计量数;判断该反应的吸、放热情况。
(2)反应体系的始态和终态相同时,不同途径对应的最终结果应一样。
(3)当热化学方程式乘以或除以某一个数时,ΔH也应乘以或除以同一个数;方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。
(4)将一个热化学方程式逆向书写时,ΔH的符号也随之改变,但绝对值不变。
(5)在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(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。
[典例1](24-25高二上·安徽六安·月考)氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取,已知反应:
则的等于
A. B. C. D.
[典例2](24-25高二上·浙江·期中)下列关于如下图所示转化关系(X代表卤素)的说法中正确的是
A. B.按照、、的顺序,依次增大
C.越小,则HX就越稳定 D.越小,则X的非金属越弱
[典例13](24-25高二上·湖北·期中)10月1日,香港然放31888枚礼花弹,庆祖国75岁华诞。礼花弹的制作中会加入黑火药,其爆炸的热化学方程式为 。已知: ; ;碳的燃烧热,则x为
A. B. C. D.
知识点02 反应热的计算
1.根据盖斯定律计算
计算反应热最基本的方法是应用盖斯定律。高考题中往往给出几个已知的热化学方程式,然后要求计算与之有关的目标热化学方程式的反应热,此时可应用盖斯定律进行计算。
2.根据热化学方程式计算
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 。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,则根据条件先写出热化学方程式,再计算反应热。
注意:热化学方程式中各物质的化学计量数 时,其反应热的数值应作相同倍数的 。
3.根据燃烧热计算
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|。
指定产物:C→ ,H→ ,S→ ,N→
4.根据反应物和生成物的能量计算
计算公式:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
5.根据反应物和生成物的键能计算
(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是正确找出反应物和生成物所含共价键的种类和数目,如1molH2O分子中含有2molH—O键,1molNH3分子中含有3molN—H键,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。
6.根据图像信息计算
计算公式:ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。
图像信息(a、b、c均大于0)
ΔH=(E2-E1) kJ·mol-1=(a-b) kJ·mol-1=-c kJ·mol-1
ΔH=(E2-E1) kJ·mol-1=(a-b) kJ·mol-1=+c kJ·mol-1
[典例1]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.
[典例2] 已知:氢气的燃烧热为,碳的燃烧热为。下列说法正确的是
A.氢气燃烧热的热化学方程式为
B.标准状况下,22.4L氢气完全燃烧生成液态水放出热量285.8kJ
C.反应的
D.2.4g碳完全燃烧放出的热量为
[典例3]已知25℃、101kPa下,如图所示,石墨的燃烧热为393.51kJ/mol,金刚石的燃烧热为395.41kJ/mol。下列说法或表达正确的是
A.金刚石比石墨稳定
B.C(s、石墨)=C(s、金刚石)ΔH=-1.9kJ/mol
C.ΔH1>ΔH2
D.如果石墨燃烧产物为CO(g),则放出热量大于|ΔH1|
[典例4]已知下列两个热化学方程式:①,②。下列结论正确的是
A.反应①为吸热反应
B.碳的燃烧热
C.由②可知氢气的燃烧热
D.已知,则
[典例5]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
[典例6]由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放出241.8 kJ的热量,1 g水蒸气转化为液态水放出2.45 kJ的热量,则下列热化学方程式书写正确的是
A.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.9 kJ·mol-1
B.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=285.9 kJ·mol-1
D.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=241.8 kJ·mol-1
知识点03 反应热的大小比较
1.与“符号”相关的反应热比较
对于放热反应来说,ΔH=-Q kJ·mol-1,虽在“-”仅表示放热的意思,但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”,即放热越多,ΔH反而越小。
2.与“化学式前的化学计量数”相关的反应热比较
例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,a<b,ΔH1>ΔH2。
3.与“反应进行程度”相关的反应热比较
例如:①C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1<0
②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2<0
反应②中C完全燃烧,放出热量更多,所以ΔH1>ΔH2。
4.与“同素异形体”相关的反应热比较
例如:C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
因为C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,所以ΔH1>ΔH2。
5.与“物质聚集状态”相关的反应热比较
(1)同一反应,反应物状态不同时
例如:S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
因为S(g)===S(s) ΔH3<0,ΔH3=ΔH1-ΔH2,所以ΔH1<ΔH2。
(2)同一反应,生成物状态不同时
例如:A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0,A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0,因为C(g)===C(l) ΔH3<0,ΔH3=ΔH2-ΔH1,所以ΔH2<ΔH1。
[典例1] (24-25高二上·福建泉州·期中)乙烯是制备合成纤维、合成橡胶、塑料等的基本化工原料。由乙烷制备乙烯的反应如下:
①
②
③
则、、的大小关系正确的是
A. B.
C. D.
[典例2](24-25高二上·江西·月考)已知下列热化学方程式:①
②
③
④
下列关系式中正确的是
A. B. C. D.
[典例3]已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1
②3H2(g)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+3H2O(g) ΔH2
③2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
④2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
⑤2Al(s)+Fe2O3(s)===Al2O3(s)+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.ΔH5<0,ΔH4<ΔH3
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
[同步分层练习]
基础巩固
1.实现有以下两条途径,其中,,则为
A. B. C. D.
2.已知反应A的,反应B的,则
A.反应A放出的热量多
B.反应B放出的热量多
C.反应A和反应B放出的热量一样多
D.无法比较反应A和反应B放出热量的多少
3.下列给出的各组方程式中的是
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
4.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知正丁烷异丁烷 ,则异丁烷比正丁烷稳定
B. kJ/mol,则的燃烧热kJ/mol
C.已知 ; ,则
D.和的相等
5.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
6.已知,蒸发(l)需要吸收的能量为,其它相关数据如下表:
分子中的化学键断裂时需要吸收的能量
436
a
369
则表中为
A.302 B.262 C.230 D.198
7.气态含氮化合物及其相关反应是新型科研热点。
已知:①
②
③
下列关系式正确的是
A. B.
C. D.
8.已知如下反应:
① ;
② 。
则反应的ΔH为
A.+809.9kJ·mol-1 B.-809.9kJ·mol-1 C.+416.4kJ·mol-1 D.-416.4kJ·mol-1
9.在、时,有下列反应:
①
②
③
则与、的关系正确的是
A. B.
C. D.
10.已知:①CH4(g)+2O2(g) = CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1kJ/mol
②2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH2=-2Q2kJ/mol
③2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ΔH3=-2Q3kJ/mol
常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气共11.2 L(已折合成标准状况)经完全燃烧恢复到常温,放出的热量为
A.0.4Q1+0.05Q2 B.0.4Q1+0.1Q2 C.0.4Q1+0.05Q3 D.0.4Q1+0.1Q3
能力提升
1.已知:C(s,金刚石)C(s,石墨)
C(s,金刚石)
C(s,石墨)
根据已述反应所得出的结论正确的是
A. B. C. D.金刚石比石墨稳定
2.几种物质间转化反应的焓变如图所示。下列说法错误的是
A. B.
C. D.
3.甲烷燃烧时的能量变化如图所示,下列有关说法正确的是
A.图1中反应的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=+890.3kJ·mol-1
B.图2中反应的热化学方程式为 H=-607.3kJ·mol-1
C.由图可以推出 H=-283.0kJ·mol-1
D.CH4的燃烧热H=-607.3kJ·mol-1
4.已知反应:①;②
③,则反应的为
A. B.
C. D.
5.氮氧化物是造成光化学污染的罪魁祸首,用一氧化碳还原氮氧化物,可防止氮氧化物污染,如反应:。
已知:.碳的燃烧热为
ii.
iii.
则_______。
A. B. C. D.
6.以下反应均可制取O2。下列有关说法正确的是
反应①:
反应②:
A.反应的
B.H2的燃烧热为
C.若使用催化剂,反应②的△H将减小
D.要合理利用反应①释放的能量
7.已知热化学方程式:
①C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1
②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2
③C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH3=+1.9kJ∙mol-1
下列说法正确的是
A.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应 B.金刚石比石墨稳定
C.ΔH3=ΔH1-ΔH2 D.ΔH1>ΔH2
8.在载人航天器中,可以利用与的反应,将航天员呼出的转化为等,然后通过电解得到,从而实现的再生。已知:
①
②
则反应的为
A. B. C. D.
9.已知,和反应过程中的能量变化如图所示。都表示正数,下列说法正确的是
A.c代表新键形成所放出的能量
B.该反应是吸热反应
C.若,则
D.
10.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
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3 S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH4
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH5 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH6
④ CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ΔH7 CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH8
A.①③④ B.②③ C.②④ D.①②③
11.已知: , 。某和CO的混合气体完全燃烧时放出85.45热量,同时生成4.4g,则原混合气体中和CO的物质的量之比为
A. B. C. D.
12.下列说法正确的是
A.已知甲烷的燃烧热 ,
B.已知:;,则
C.已知:500℃、30MPa下,,将0.5mol N2和过量的H2在此条件下充分反应,放出热量46.2kJ
D.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH1=−57.3 kJ∙mol−1,稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时的反应热为ΔH2,则ΔH1<ΔH2
13.根据以下热化学方程式,和的大小比较不正确的是
A.;,则
B.;,则
C.;,则
D.;,则
14.在一定条件下,和CO燃烧的热化学方程式如下:
如果有和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.9kJ,生成的用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50g白色沉淀。则混合气体中和CO的体积比为
A.1:2 B.1:3 C.2:3 D.3:2
15.下列热化学方程式正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:
B.500 ℃、30 MPa下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3 kJ,其热化学方程式为:
C.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D.25 ℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O的中和热为,硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为:
16.某温度时,ⅥA元素单质与H2反应生成气态H2X的热化学方程式如下:
①H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242kJ•mol-1
②H2(g)+S(g)=H2S(g) ΔH=-20kJ•mol-1
③H2(g)+Se(g)H2Se(g) ΔH=+81kJ•mol-1
请回答:
(1)上述反应中属于放热反应的是 (填序号,),③中反应物的总能量 生成物的总能量(填“>”或“<”)
(2)2g H2完全燃烧生成气态水,放出的热量为 。
(3)请写出O2与H2S反应生成S的热化学方程式 。
(4)根据如图写出热化学方程式 。
(5)加入催化剂该反应的反应热ΔH是否发生了改变 (填“是”或“否”)。
(6)已知:2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1,
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,
则ΔH1 (填“>”或“<”)ΔH2。
17.研究大气中含硫化合物(主要是和)的转化具有重要意义。
(1)工业上采用高温热分解的方法制取,在膜反应器中分离,发生的反应为 ,已知:① ;
② ,则 (用含、的式子表示)。
(2)土壤中的微生物可将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化示意图如下:
则 。全部被氧化为的热化学方程式为 。
(3)将和空气的混合气体通入、、的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
①该循环过程中的作用是 ,图示总反应的化学方程式为 。
②已知上述总反应生成时放出热量,则该总反应中转移个电子时,放出 热量。(用含a的式子表示)
18.填空
(1)已知,蒸发需要吸收的能量为,其他相关数据如下表:
物质
分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ)
436
200
a
则表中 。
(2)已知红磷比白磷稳定,则反应;;和的关系是 (填“>”“<”或“=”)。
(3)在微生物作用的条件下,经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如下:
全部氧化成的热化学方程式是 。
(4)在298K、101kPa时,已知:;;。则与和之间的关系正确的是______
A. B.
C. D.
(5)已知:①
②
则与反应放出509kJ热量时,电子转移数目为
(
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