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第02讲 盖斯定律 反应热的计算
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1.能用盖斯定律进行有关反应热的比较与计算。
2.会比较同一反应在不同条件反应的焓变大小。
3.能计算反应热。
重点01盖斯定律
1.内容
一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其总的热效应是完全相同的。即: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。
可图示为:
,则Q=Q1+Q2=Q3+Q4+Q5
登山势能的角度
能量守恒的角度
游客从A点到B点,无论徙步或从缆车,人的势能变化只与A与B两点的海拔差有关,而与由A点到B点的途径无关。
从始态(S)到终态(L),若ΔH1<0,则ΔH2>0;由S―→L―→S,经过一个循环,所有的反应物都和反应前完全一样,能量没有发生变化,故ΔH1+ΔH2=0。
2.意义
若:①反应进行得很慢;②反应不容易直接发生;③反应伴有副反应发生,这些反应的反应热不能直接测定,可运用盖斯定律间接计算反应热。
3.应用
利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。
利用盖斯定律计算反应热的两种方法
1.虚拟路径法:
先根据题意虚拟转化过程,然后根据盖斯定律列式求解,即可求得待求的反应热。
如C(s)+O2(g)=CO2(g)的反应热计算:
寻始态
C(s)+O2(g)
找终态
CO2(g)
理过程
1
C(s)+O2(g)→CO(g) ΔH3
2
CO(g)+O2(g)→CO2(g) ΔH2
画图示
列算式
ΔH1=ΔH3+ΔH2
2.加合法:即运用所给方程式通过加减的方法得到新的热化学方程式。
利用盖斯定律计算反应热的两种方法
应用盖斯定律进行简单计算,关键在于设计反应过程,同时注意以下几点:
①热化学方程式同乘以或除以某一个数时,ΔH也必须乘上该数。
②热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减,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。
③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”或“-”号必须随之改变。
【方法技巧】
①在利用盖斯定律由已知反应热的热化学方程式计算未知反应热的热化学方程式时,只要设法消去所求热化学方程式中不需要的物质即可。
②热化学方程式乘(或除以)某一个数时,反应热的数值必须也乘(或除以)该数。
③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。
④将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+"“-”改变,但数值不变。
重点02 焓变大小的比较
1.如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要加倍。
如:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,其反应②中H2的量更多,因此放热更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1>ΔH2。
2.同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同。
在同一反应里,反应物或生成物状态不同时,要考虑A(g)A(l)A(s),或者从三状态自身的能量比较: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……①;S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1……②
方法一:图像法
由图像可知:|ΔH1|>|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
方法二:通过盖斯定律构造新的热化学方程式
由①-②可得S(g)=S(s) ΔH=ΔH1-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
3.晶体类型不同,产物相同的反应,反应热不同
如:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1;C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g)
ΔH2=-b kJ·mol-1
4.根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同,燃烧越充分,放出热量越多,ΔH越小。
如C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2,C完全燃烧,放热更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH3<0,ΔH4<0,故ΔH1>ΔH2。
②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。
如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),发生上述反应,达到平衡后,放出的热量小于197 kJ,但ΔH仍为-197 kJ·mol-1。
5.中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时,放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时,放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时,反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2+反应生成BaSO4沉淀会放热)。
6.根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH1……①
2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH2……②
由①-②可得2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) ΔH=ΔH1-ΔH2,已知铝热反应为放热反应,故ΔH<0,ΔH1<ΔH2。
重点03 反应热的计算
计算依据
计算方法
根据盖斯定律计算
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的数值可以同时扩大或缩小相同倍数。将两个或两个以上的热化学方程式相加或相减,从而得到目标反应的热化学方程式
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
根据反应物和生成物的总能量
ΔH = E(生成物)-E(反应物)
根据能量变化图像(a、b、c均大于0)
ΔH =(a -b)kJ·mol-1 = -c kJ·mol-1
ΔH =(a -b)kJ·mol-1 = +c kJ·mol-1
使用催化剂不影响反应热。使用催化剂后,反应分步进行(如图所示),反应途径发生变化,但反应的始态和终态没有变化,所以反应热不变。
考向01 盖斯定律
【典例01】(25-26高二下·广东·期中)已知:
反应I.CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CH—CH=CH2(g)+2H2 (g) =+236.6kJ·mol-1
反应II.CH3CH2CH2CH3(g)CH3—CC—CH3(g)+2H2(g) =+272.7 kJ·mol-l
根据上述数据,下列说法错误的是
A.无法比较反应I和反应II的反应速率的大小
B.可比较等物质的量的1,3-丁二烯和2-丁炔总键能大小
C.可计算1,3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应
D.无法判断一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小
【答案】D
【详解】A.反应速率受温度、浓度、压强、催化剂等多种因素影响,单纯从焓变无法比较反应I和反应Ⅱ的反应速率的大小,A正确;
B.反应I和反应Ⅱ反应物相同,均生成2分子氢气,反应焓变大于零为吸热反应,且反应Ⅱ焓变更大,焓变等于反应物总键能减去生成物总键能,故2-丁炔总键能更小,B正确;
C.由盖斯定律,反应Ⅰ-反应Ⅱ可得CH3—CC—CH3(g)→CH2=CH—CH=CH2(g) =+236.6kJ·mol-1-272.7 kJ·mol-l=-36kJ·mol-l,可计算1,3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应,C正确;
D.反应II-反应I得CH2=CH-CH=CH2→CH3-C≡C-CH3 =+36.1 kJ·mol-1,焓变等于反应物总键能减去生成物总键能,该反应的。由此可得 ,故可以判断一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小,D错误;
故答案选D。
【即时提升1-1】(25-26高二下·重庆·阶段检测)从盐湖卤水(含高浓度)提取的工艺中需要添加氯化铁,生成的可与共同被萃取剂(如)捕获,从而显著提高锂的萃取效率和选择性。已知下列过程或反应:
(1)
(2)
(3)
(4)
则生成的反应的为
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据盖斯定律,将反应(3)+反应(4)-反应(1)-反应(2),消去中间产物、、、后即可得到目标反应,对应焓变为,答案选A。
【即时提升1-2】(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)已知:①H2O(g)=H2(g)+O2 (g) ΔH1 =+241.8 kJ/mol
②C(s)+ O2(g)= CO(g) ΔH2 =-110.5 kJ/mol
③C(s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393.5 kJ/mol
④N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH4= -92 kJ/mol
请回答:
(1)上述反应中属于吸热反应的是_______(填序号)。
(2)表示C的燃烧热的热化学方程式为_______(填序号)。
(3)10g H2完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为_______。
(4)写出CO燃烧的热化学方程式:_______。
(5)若断裂1molH-H、1molN-H需要吸收的能量分别为a、b,则断裂1molN≡N需要吸收的能量为_______。
【答案】(1)①
(2)③
(3)1209.0 kJ
(4)
(5)(6b-3a-92.4) kJ⋅mol-1
【详解】(1)吸热反应:>0,上述反应中属于吸热反应的是①;
(2)C的燃烧热是1 molC完全燃烧生成二氧化碳放出的热量,C的燃烧热的热化学方程式为C(s)+ O2(g)=CO2(g)ΔH3=-393.5 kJ/mol,故答案为:③;
(3)由反应①ΔH1=+241.8 kJ/mol可知, ΔH=-241.8 kJ/mol,则1molH2完全燃烧放出的热量为241.8 kJ,10g H2即5mol,完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为:5 mol×241.8 kJ/mol=1209.0 kJ;
(4)CO的燃烧热是1 molCO燃烧生成二氧化碳放出的热量,根据盖斯定律:CO燃烧热的热化学方程式可由反应③-反应②得到,则 ;
(5)ΔH=反应物总键能-生成物总键能,断裂1 molH-H、1 molN-H需要吸收的能量分别为a、b,设断裂1 molN≡N需要吸收的能量为c,根据反应④N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH4= -92 kJ/mol,得到c+3a-6b=-92 kJ⋅mol-1,则c=(6b-3a-92) kJ⋅mol-1,则断裂1 molN≡N需要吸收的能量为(6b-3a-92) kJ⋅mol-1。
考向02 焓变大小的比较
【典例02】(25-26高二上·甘肃庆阳·期末)已知下列热化学方程式:
①
②
③
④
下列关系式正确的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.根据方程式可知,,,因此2c=d正确,但两个反应均为放热反应,,所以2c=d<0,A错误。
B.根据方程式可知,,,因此2a=b,且两个反应均放热,,2a=b<0,B正确。
C.生成液态水比生成气态水放热更多,故>,两个反应均放热,,即,因此c<a<0,C错误。
D.生成液态水比生成气态水放热更多,故>,两个反应均放热,,即,因此d<b<0,D错误。
故答案选B。
【即时提升2-1】.(25-26高二上·广东肇庆·期中)(1)
(2)
(3)
(4)
下列关系式中不正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.由于反应(2)和反应(4)参加反应的氢气和氧气的物质的量相同,但是反应(4)生成液态水比反应(2)生成气态水释放更多热量,比更负,因此b > d,故A错误;
B.由于反应(1)和反应(3)参加反应的氢气和氧气的物质的量相同,但是反应(3)生成液态水比反应(1)生成气态水释放更多热量,比 更负,因此a > c,B正确;
C.由于反应(2)是反应(1)参加反应的氢气和氧气的物质的量的两倍,且产物状态相同,故焓变关系为b = 2a,C正确;
D.由于反应(4)是反应(3)参加反应的氢气和氧气的物质的量的两倍,且产物状态相同,焓变关系为d = 2c,D正确;
故答案选A.
【即时提升2-2】(25-26高二上·浙江·期中)下列反应均能自发进行,相关判断正确的是
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
反应Ⅳ
反应Ⅴ
A., B.,
C. D.
【答案】C
【详解】A.反应Ⅰ是碳的燃烧反应,为放热反应,;反应Ⅱ 气体增多,熵增,该反应能自发进行即,则需吸热才能在高温下自发;A错误。
B.反应Ⅲ 是CO燃烧,;反应Ⅳ 为金属氧化,是自发的氧化还原反应,,故B错误。
C.根据盖斯定律,(反应Ⅰ)-(反应Ⅱ)可得反应Ⅲ,即,反应Ⅲ是CO的燃烧反应,为放热反应,,故;C正确。
D.反应Ⅱ无法通过反应Ⅳ和Ⅴ直接叠加得到,;D错误。
故选C。
考向03 反应热的计算
【典例03】(25-26高二上·山东·期中)已知:由稳定单质化合生成1 mol纯物质的焓变称为摩尔生成焓()。下面两个图中的数据分别表示水与二氧化碳各1 mol分解时能量变化的示意图,图中的各数据均以kJ为单位,下列说法正确的是
A.的摩尔燃烧焓:
B.的摩尔生成焓:
C.
D.键的键能:
【答案】C
【详解】A.是稳定单质,根据摩尔生成焓的定义,其摩尔生成焓为,而是的摩尔生成焓,A错误;
B.的摩尔生成焓对应反应的焓变,从图2可知该反应的焓变为,B错误;
C.根据图1可得的,根据图2可得的;将反应2减去反应1,得到目标反应,其焓变,C正确;
D.1 mol 含有2 mol O-H键,从图1可知断裂1 mol 中所有O-H键的总能量为,因此O-H键的键能为,D错误;
故答案选C。
【即时提升3-1】.(25-26高二上·贵州·阶段检测)已知:① ;
② ;
③ ;
④ 。
则为
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】由盖斯定律可得,反应④ =,因此;
故答案选A。
【即时提升3-2】(25-26高二上·河南驻马店·阶段检测)氮氧化物的治理对大气环境的净化有着重要的意义。已知:
①
②
在转化为的总反应中,若有标准状况下被氧化,则放出的热量为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】①;②,根据盖斯定律:①×2+②可得总反应,,若有标准状况下(0.5 mol)被氧化,则放出的热量,故选B。
基础巩固
1(25-26高二下·安徽六安·开学考试)下列有关反应热和热化学方程式的叙述正确的是
A.已知 ,则的燃烧热()为
B.已知 ,则和混合后充分反应放出98 kJ的热量
C.一定条件下, , ,则
D.已知S(单斜,s)(正交,s) ,则单斜S比正交S稳定
【答案】C
【详解】A.燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定化合物时的反应热,其中水应为液态,此处生成物中的水为气态,因此不能直接作为燃烧热的值,A错误;
B.该反应为可逆反应,不能完全进行,实际放热量小于理论值(98 kJ),B错误;
C.化合反应为放热反应,S(g)的能量高于S(s),则其化合时放出热量更多,焓变更小,故ΔH1 > ΔH2,C正确;
D.ΔH < 0表明反应放热,正交硫的能量低于单斜硫,因此正交硫更稳定,D错误;
故选C。
2.(25-26高二上·贵州贵阳·期末)、下,石墨、金刚石、氢气和甲烷的燃烧热依次是、、、。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】A.燃烧热要求完全燃烧生成指定的产物,碳应转化为二氧化碳气体,而该方程式生成CO(g),不符合燃烧热定义,A错误;
B.石墨转化为金刚石的反应焓变ΔH应通过燃烧热计算,ΔH = ΔH (石墨) - ΔH(金刚石) = -393.5 - (-395.0) = +1.5 kJ/mol,B错误;
C.氢气的燃烧热ΔH3= -285.8 kJ/mol,对应生成液态水,而该方程式中是气态水,气态水能量高于液态水,C错误;
D.甲烷的燃烧热ΔH4= -890.3 kJ/mol,对应生成CO2(g)和H2O(l),该方程式产物状态和化学计量数均符合,D正确;
故答案选D。
3.(25-26高二上·四川德阳·期末)已知:① ;② 。下列有关说法错误的是
A.反应①是放热反应 B.
C.氢气的燃烧热 D.
【答案】C
【详解】A.反应①的ΔH1为负值(-571.6 kJ/mol),表明该反应为放热反应,A正确;
B.反应②是液态水分解为氢气和氧气,气体分子数增加,熵增大,故ΔS > 0,B正确;
C.氢气的燃烧热是指1 mol 完全燃烧生成液态水时的ΔH,反应①对应2 mol ,其ΔH1 = -571.6 kJ/mol,因此燃烧热ΔH = ΔH1 / 2 = -285.8 kJ/mol,而非ΔH1本身,C错误;
D.反应②是反应①的逆反应的一半(反应①生成2 mol ,反应②分解1 mol ),反应①的逆反应ΔH = -ΔH1 = +571.6 kJ/mol,故ΔH2 = +571.6 / 2 = +285.8 kJ/mol,D正确;
故选C。
4.(25-26高二上·宁夏银川·期中)下列选项中ΔH2>ΔH1的是
A.
B.HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH1 CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH2
C.已知2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)ΔH<0 2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)ΔH1 2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)ΔH2
D.
【答案】B
【详解】A.乙炔燃烧生成液态水比生成气态水释放更多热量,ΔH2更小,故ΔH2< ΔH1,A不符合题意;
B.CH3COOH是弱酸,电离时要吸热,的绝对值小于的绝对值,中和反应是放热反应,故ΔH2> ΔH1,B符合题意;
C.根据盖斯定律,铝热反应2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH=ΔH2−ΔH1<0,故ΔH2< ΔH1,C不符合题意;
D.CaCO3分解吸热(ΔH1>0),CaO与水反应放热(ΔH2<0),故ΔH2< ΔH1,D不符合题意;
故选B。
5.(25-26高二上·河南濮阳·期中)、和氧气的反应过程与能量变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. B.的
C.X是 D.存在
【答案】D
【分析】、和氧气的反应过程与能量变化关系如图,可得热化学方程式、。
【详解】A.根据盖斯定律所表示的反应为,由低能量生成高能量的物质,故属于吸热反应,即,A正确;
B.,能量比低,故燃烧时气态放热更多,即,B正确;
C.根据元素守恒可知,X为,C正确;
D.根据盖斯定律,8倍的减去8倍的得到的,D错误;
故选D。
6.(25-26高二上·安徽·期中)实验测得:101kPa时,1mol完全燃烧生成液态水,放出akJ的热量;的燃烧热kJ·mol-1,则下列热化学方程式书写正确的是
A. kJ·mol-1
B. kJ·mol-1
C. kJ·mol-1
D. kJ·mol-1
【答案】D
【分析】由题目信息已知可得,① kJ·mol-1;② kJ·mol-1,据此分析;
【详解】A.燃烧生成的是液态水,放出a kJ的热量,中生成H2O(g),气态水放出的热量更少,ΔH应为比−a更大的值,A错误;
B.分解2 mol气态水生成H2和O2,由于气态水能量高于液态水,分解所需热量小于分解液态水的2 a,ΔH<+2 a kJ·mol-1,B错误;
C.燃烧热要求生成液态水,但生成气态水,导致ΔH绝对值小于b, kJ·mol-1,C错误;
D.根据盖斯定律,得, kJ·mol-1,D正确;
故选D。
7.(25-26高二上·浙江温州·期中)101 kPa时,测得如下能量关系示意图,判断下列说法正确的是
A.CO的燃烧热
B.反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.由的热化学方程式为:
D.与的能量之和为393.5 kJ
【答案】A
【分析】由图像可以看出, 生成放热,生成放热。则转化Ⅰ的热化学方程式为,转化Ⅱ的热化学方程式为。据此作答。
【详解】A.根据定义,在101 kPa下,1 mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热,习惯上被称为燃烧热。由分析可知,CO的燃烧热的,A正确;
B.由分析可知,CO与生成的反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,B错误;
C.可得C转化为CO的总反应为 。根据盖斯定律可以算出该反应,C错误;
D.焓的绝对值无法测量,393.5 kJ表示反应过程中能量的变化量,不是和的能量,D错误;
故答案选A。
8.(25-26高二上·甘肃兰州·期中)已知如下热化学方程式:
①
②
③
则下列判断正确的是
A. B.
C. D.反应③是吸热反应
【答案】B
【详解】A.ΔH1=+24.4 kJ·mol⁻¹,ΔH2=-148.1 kJ·mol⁻¹,显然ΔH1 > ΔH2,故A错误;
B.反应③可由反应①+②得到,根据盖斯定律,ΔH3=ΔH1+ΔH2,故B正确;
C.由ΔH3=ΔH1+ΔH₂可得ΔH1=ΔH3−ΔH2,而不是ΔH2−ΔH3,故C错误;
D.ΔH3=ΔH1+ΔH2=24.4+(-148.1)=-123.7 kJ·mol⁻¹<0,反应③为放热反应,故D错误;
选B。
9.(25-26高二上·浙江温州·期中)已知、、对应的反应中已省略,且;下列说法正确的是
A. B.
C. D.稳定性:正丁烷>异丁烷
【答案】B
【详解】A.为水的液化热,为放热反应,<0,A错误;
B.根据盖斯定律:由CH3CH2CH2CH3生成二氧化碳和水的路径有两条,其焓变应相同,故,B正确;
C.由,而<0,所以,C错误;
D.由,,所以<0,即正丁烷转化为异丁烷放热,异丁烷的能量较低,其更稳定,D错误;
故选B。
10.(25-26高二上·天津和平·期中)在25℃、101kPa时,、、的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,则的反应热为
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】表示燃烧热的热化学方程式为①+O2(g)=CO2(g)
表示燃烧热的热化学方程式为②+ O2(g)=H2O(l)
表示燃烧热的热化学方程式为③+ 2O2(g)= 2CO2(g) +2H2O(l)
结合盖斯定律可知,目标反应可通过2①+2 ②-③得到,则反应热=2+2 -=2×(-393.5)+2×(-285.8)-1×(-870.3)=-488.3kJ/mol;
故选D。
11.(25-26高二上·北京·期中)化学反应的能量变化如下图所示,下列热化学方程式正确的是
A.;
B.;
C.;
D.;
【答案】A
【详解】由图可以看出,mol N2(g)和mol H2(g)断键吸收的能量为akJ,形成1molNH3(g)的放出的能量为bkJ,所以N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=(a-b)kJ/mol,而1mol的NH3(g)转化为1mol的NH3(l)放出的热量为ckJ,根据盖斯定律可知:N2(g)+H2(g)NH3(l) ΔH=(a-b-c) kJ/mol,N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ/mol;
故选A。
12.(25-26高二上·广东佛山·阶段检测)以为新型硝化剂的硝化反应具有反应条件温和、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过臭氧氧化法制备。已知:在、时发生以下反应:
①
②
③
则反应的为
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】①
②
③
根据盖斯定律①+②-③得的,故选C。
13.(25-26高二上·云南昆明·阶段检测)依据图示关系,下列说法错误的是
A.石墨比金刚石稳定
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】A.的ΔH1=+1.9 kJ/mol,说明石墨能量低于金刚石,能量越低越稳定,故石墨比金刚石稳定,A正确;
B.由图可知,,,根据盖斯定律,反应的,B正确;
C.ΔH4为的焓变,根据盖斯定律,ΔH5=ΔH4+ΔH1=(-110.5)+1.9=-108.6 kJ/mol,结合B项分析可知,,C错误;
D.根据盖斯定律,目标反应的ΔH=2×H5 – ΔH3=2×(-110.5)-(-393.5)=+172.5 kJ/mol,D正确;
故选C。
14.(25-26高二上·河南·期中)化学反应所提供的能量大大促进了社会的发展。研究化学反应中的能量变化具有重要的意义。根据所学化学反应的热效应的相关知识,完成下列问题:
(1)依据 与适量反应生成和,放出 的热量,写出该反应的热化学方程式:______。
(2)在标准状况下,1.68 L仅由C、H两种元素组成的某气体质量为1.2 g,在25℃和101 kPa下完全燃烧生成和时,放出66.77 kJ的热量。
该气体的分子式为______。
表示该气体燃烧热的热化学方程式为______。
(3)已知:
①
②
③
请填写下列问题。
上述反应中属于放热反应的是______(填序号)。
表示C的燃烧热的热化学方程式为______(填序号)。
根据上面已知的热化学方程式,可知的______kJ/mol。
写出CO燃烧的热化学方程式:______。
完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为______kJ。
【答案】(1)
(2)
(3) ②③ ③ 2418
【详解】(1) 与适量反应生成和,放出 的热量,该反应的热化学方程式为: ;
(2)①标准状况下,1.68 L气体的物质的量为0.075 mol,气体质量为1.2 g,则其摩尔质量为=16 g/mol,又知该气体由C、H两种元素组成,则该气体为;
②在25℃和101 kPa下,完全燃烧生成稳定的氧化物,即生成和,放出66.77 kJ热量,则燃烧热为 /,表示燃烧热的热化学方程式为 ;
(3)根据热化学方程式可知上述反应中属于放热反应的是②③;
表示C的燃烧热的热化学方程式为 ,即为③;
③由①知: ;
④根据盖斯定律,由③-②可得:
;
⑤由①知: ,则 完全燃烧生成水蒸气放出241.8 kJ热量; 的物质的量为10 mol,完全燃烧生成水蒸气放出的热量为 。
15.(25-26高二上·江苏·期中)Ⅰ.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼()和强氧化剂液态双氧水。当把0.4 mol液态肼和0.8 mol 混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.0 kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。
(1)反应的热化学方程式为______。
(2)又已知 。则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是______kJ。
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(3)如图是和反应生成 过程中能量的变化示意图,请写出 和反应的热化学方程式:______。
(4)若已知下列数据:
化学键
键能/
435
943
根据表中及图中数据计算键的键能是______。
(5)用催化还原NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:
①
②
若 还原至,则该反应过程中的反应热______(用含a、b的式子表示)。
Ⅲ.反应过程的能量变化如图所示。
已知: 氧化为 的 。请回答下列问题:
(6)图中A表示______。E的大小对该反应的反应热______(填“有”或“无”)影响。该反应通常用作催化剂,加会使图中B点______(填“升高”还是“降低”),______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(7)图中______。
【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) H=-640 kJ/mol
(2)408
(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92 kJ/mol
(4)390
(5)
(6) 反应物总能量 无 降低 不变
(7)-198
【详解】(1)0.4 mol液态肼和0.8 mol 反应生成氮气和水蒸气,放出256.0 kJ的热量,则1 mol N2H4(l)和2 mol H2O2(l)充分反应放出的热量为640 kJ,则热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) H=-640 kJ/mol;
(2)16 g液态肼为0.5 mol,对应生成2 mol气态水,放出热量为320 kJ,2 mol气态水转化为液态水会进一步放出热量88 kJ,故16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量:320 kJ + 88 kJ = 408 kJ。
(3)由题图知,和反应生成过程中放热300 kJ -254 kJ = 46 kJ,则 和反应生成2放热92 kJ,热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92 kJ/mol。
(4)H=反应物总键能-生成物总键能,设键的键能为x,则943+435 ×3-x×6=-92 ,解得x=390 。
(5)还原至,热化学方程式为,由盖斯定律知,①-3②可得此方程式,则。
(6)图中A表示反应物总能量;E为反应的活化能,反应热取决于物质的始态和终态的能量差,与活化能无关;加入催化剂可降低反应的活化能,且对反应热无影响;故答案为:反应物总能量;无;降低;不变。
(7)氧化为的 ,则 -198 。
培优拓展
16.(25-26高二上·浙江嘉兴·期中)常温下,CuSO4(s)和CuSO4•5H2O(s)溶于水及CuSO4•5H2O(s)受热分解的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.CuSO4•5H2O(s)受热分解是放热反应
B.CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高
C.ΔH3<ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
【答案】B
【详解】A.CuSO4•5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l) ∆H1>0,则CuSO4•5H2O(s)受热分解是吸热反应,A不正确;
B.CuSO4(s)溶于水时生成Cu2+(aq)+(aq), ∆H2<0,表示溶解放出热量,会使溶液温度升高,B正确;
C.从图中可以看出,ΔH3>0,ΔH2<0,则ΔH3>ΔH2,C不正确;
D.|ΔH1|=|ΔH2|+|ΔH3|,则|ΔH3|=|ΔH1|-|ΔH2|=ΔH1+ΔH2,D不正确;
故选B。
17.(25-26高二上·河北唐山·阶段检测)如图所示,下列有关说法不正确的是
A.
B.
C.
D.1 mol 石墨(s)和1 mol CO(g)分别完全燃烧,石墨(s)放出的热量多
【答案】B
【详解】A.由盖斯定律可知,=,A正确;
B.由①,②,①-2×②可得=+172.5,B错误;
C.因为反应的能量只与始态和末态有关,与中间过程无关,故△H5=△H4+△H1,△H1>0,故△H5>△H4,C正确;
D.由图可知:、,1 mol 石墨(s)和1 mol CO(g)分别完全燃烧,石墨(s)放出的热量多,D正确;
故选B。
18.(25-26高二上·北京·阶段检测)已知:①
②
③
反应
A. B.
C. D.无法计算
【答案】A
【详解】利用盖斯定律,将已知反应组合:反应①-反应②-反应③=目标反应ΔH=,故选A。
19.(25-26高二上·河南驻马店·阶段检测)已知:①、②,下列判断正确的是
A.a>0,b<0 B. C. D.
【答案】C
【详解】A.金属燃烧的反应都为放热反应,焓变均小于0,即a、b均小于0,A错误;
B.金属燃烧的反应都为放热反应,则a<0,b<0,,所以a+b小于0,B错误;
C.铝热反应为:③,该反应为放热反应,由盖斯定律可知,(反应②-反应①) ×=反应③,则(b-a) ×<0,b-a<0,所以b<a,C正确;
D.因为a<0,b<0,b<a、所以<1,D错误;
故选C。
20.(25-26高二上·贵州黔西南·阶段检测)我国发射“神五”所用的长征2号火箭的主要燃料是偏二甲肼(C2H8N2),氧化剂是NO2,燃烧产物只有N2、CO2和H2O。有的国家用肼(N2H4)作为火箭发动机的燃料。NO2为氧化剂,反应生成N2和水蒸气。已知:
①;
②。
则反应的反应热为
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.选项数值为-600 kJ·mol-1,与计算结果不符,A错误;
B.根据盖斯定律,将反应②×2减去反应①得到目标反应,则ΔH=(-534 kJ·mol-1×2)-66 kJ·mol-1=-1134 kJ·mol-1,B正确;
C.+600 kJ·mol-1为正值,与放热反应矛盾,C错误;
D.+1134 kJ·mol-1符号错误,D错误;
故答案选B。
21.(25-26高二上·河北沧州·阶段检测)载人航天器中再生原理如图所示。
ⅰ. (萨巴蒂尔反应)
ⅱ.
ⅲ.
已知几种共价键的键能数据如下表所示:
共价键
H—H
H—C
H—O
键能/()
799
436
E
467
据以上信息估算E值为
A.410 B.413 C.546 D.643
【答案】A
【详解】通过盖斯定律,得。由键能计算公式:=反应物总键能生成物总键能,即,解得,A正确;
B.计算结果约为410,并非413,B错误;
C.546与计算结果不符,C错误;
D.643与计算结果不符,D错误;
故答案选A。
22.(24-25高二上·湖北十堰·阶段检测)液态水分解生成H2和O2可通过下列途径来完成:
已知:氢气的燃烧热ΔH为-286 kJ·mol-1,则ΔH2为
A.+330 kJ·mol-1 B.-330 kJ·mol-1 C.+242 kJ·mol-1 D.-242 kJ·mol-1
【答案】C
【详解】根据燃烧热定义,氢气燃烧生成液态水的反应为 ΔH=-286 kJ·mol⁻¹,其逆反应液态水分解为H2和O2的焓变为+286 kJ·mol⁻¹,总反应的焓变=ΔH1+ΔH2,ΔH1= +44 kJ·mol⁻¹,则ΔH2=+286 kJ·mol⁻¹-44 kJ·mol⁻¹=+242 kJ·mol⁻¹,故选C。
23.(24-25高二上·云南昭通·期中)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:i.碳的燃烧热为
ii.
iii.
则
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】反应可通过获得,根据盖斯定律,计算得出,A正确;
故选A。
24.(25-26高二上·辽宁阜新·期中)化学反应中一定伴随着能量的变化。回答下列问题。
(1)图中所示反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)为加入催化剂时能量的变化情况,该反应的___________(用含、的代数式表示)。
(2)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较小,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知:
;
;
则白磷转化为红磷的热化学方程式为___________;相同状况下,能量较低的是___________;白磷的稳定性比红磷___________ (填“强”或“弱”)。
(3)氨气具有还原性,例如,氨气能与卤素单质发生置换反应。已知几种化学键的键能数据如表所示。
化学键
N-H
N≡N
Br-Br
H-Br
键能
391
942
194
366
写出氨气与溴蒸气反应的热化学方程式:___________。
(4)已知:
;
;
;
根据盖斯定律,由和生成反应的热化学方程式为___________。
【答案】(1) Ⅱ [或]
(2) 红磷 弱
(3)
(4)
【详解】(1)反应Ⅱ的活化能降低,为加入催化剂的情况,反应物的总能量高于生成物的总能量,则该反应为放热反应,。
(2)白磷转化为红磷:,根据盖斯定律,可知该反应的,白磷转化为红磷的热化学方程式为。白磷转化为红磷是放热反应,白磷的总能量高于红磷,能量越高其越不稳定,故相同状况下,能量较低的是红磷,白磷的稳定性比红磷弱。
(3)与溴蒸气发生置换反应,化学方程式为反应物的总键能-生成物的总键能。
(4)C(石墨,s)+①
②
③
由得
,。
25.(25-26高二上·天津·阶段检测)化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是______(填字母)。
A.与水反应 B.甲烷的燃烧反应
C.受热分解 D.碳酸氢钠与盐酸反应
(2)①通过化学键的键能计算。已知:
化学键种类
H-H
O-H
键能(kJ/mol)
436
498
463.4
计算可得: ______。
②通过物质所含能量计算。已知反应中中、、、所含能量依次可表示为、、、,该反应______。
③通过盖斯定律可计算。已知在25℃、101kPa下:
写出与Na反应生成的热化学方程式______。
(3)是优质液体燃料,在25℃、101kPa下,充分燃烧1g并恢复到原状态,会释放22.68kJ的热量。请写出燃烧热的热化学反应方程式:______。
【答案】(1)CD
(2) -483.6 +--
(3)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
【详解】(1)CaCO3受热分解为吸热反应,碳酸氢钠与盐酸反应是吸热反应,其余均为放热反应,故答案为CD;
(2)反应物键能总量-生成物键能总量;代入表中键能数据有:436 kJ/mol×2+498 kJ/mol-463.4 kJ/mol×4=-483.6 kJ/mol;、、、所含能量依次可表示为、、、,则生成物总能量-反应物总能量,即+--;
令 为①;
为②;
与Na反应生成的热化学方程式为③;
则通过盖斯定律计算有:③=①×2-②,进行同步运算得:;
(3)1g为 mol,释放22.68 kJ的热量,燃烧热的热化学反应方程式则为1 mol,释放热量为725.76 kJ,热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) 。
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第02讲 盖斯定律 反应热的计算
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1.能用盖斯定律进行有关反应热的比较与计算。
2.会比较同一反应在不同条件反应的焓变大小。
3.能计算反应热。
重点01盖斯定律
1.内容
一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其________是完全相同的。即:化学反应的反应热只与反应体系的________有关,而与________无关。
可图示为:
,则Q=Q1+Q2=Q3+Q4+Q5
登山势能的角度
能量守恒的角度
游客从A点到B点,无论徙步或从缆车,人的势能变化只与A与B两点的海拔差有关,而与由A点到B点的途径无关。
从始态(S)到终态(L),若ΔH1<0,则ΔH2>0;由S―→L―→S,经过一个循环,所有的反应物都和反应前完全一样,能量没有发生变化,故ΔH1+ΔH2=0。
2.意义
若:①反应进行得________;②反应不容易________发生;③反应伴有________发生,这些反应的反应热不能直接测定,可运用盖斯定律间接计算反应热。
3.应用
利用已知反应的反应热来计算________的反应热。
利用盖斯定律计算反应热的两种方法
1.虚拟路径法:
先根据题意虚拟转化过程,然后根据盖斯定律列式求解,即可求得待求的反应热。
如C(s)+O2(g)=CO2(g)的反应热计算:
寻始态
C(s)+O2(g)
找终态
CO2(g)
理过程
1
C(s)+O2(g)→CO(g) ΔH3
2
CO(g)+O2(g)→CO2(g) ΔH2
画图示
列算式
ΔH1=ΔH3+ΔH2
2.加合法:即运用所给方程式通过________的方法得到新的热化学方程式。
利用盖斯定律计算反应热的两种方法
应用盖斯定律进行简单计算,关键在于设计反应过程,同时注意以下几点:
①热化学方程式同乘以或除以某一个数时,ΔH也必须乘上该数。
②热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减,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。
③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”或“-”号必须随之改变。
【方法技巧】
①在利用盖斯定律由已知反应热的热化学方程式计算未知反应热的热化学方程式时,只要设法消去所求热化学方程式中不需要的物质即可。
②热化学方程式乘(或除以)某一个数时,反应热的数值必须也________(或________)该数。
③热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相________。
④将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+"“-”________,但数值________。
重点02 焓变大小的比较
1.如果化学计量数________,ΔH的________也要加倍。
如:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,其反应②中H2的量更多,因此放热更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1>ΔH2。
2.同一反应,反应物或生成物的状态不同,________不同。
在同一反应里,反应物或生成物状态不同时,要考虑A(g)A(l)A(s),或者从三状态自身的能量比较: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……①;S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1……②
方法一:图像法
由图像可知:|ΔH1|>|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
方法二:通过盖斯定律构造新的热化学方程式
由①-②可得S(g)=S(s) ΔH=ΔH1-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
3.________类型不同,________相同的反应,反应热不同
如:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1;C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g)
ΔH2=-b kJ·mol-1
4.根据反应进行的________比较反应热大小
①其他条件相同,燃烧越充分,放出热量越多,ΔH越小。
如C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2,C完全燃烧,放热更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH3<0,ΔH4<0,故ΔH1>ΔH2。
②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。
如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),发生上述反应,达到平衡后,放出的热量小于197 kJ,但ΔH仍为-197 kJ·mol-1。
5.中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时,放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时,放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时,反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2+反应生成BaSO4沉淀会放热)。
6.根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH1……①
2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH2……②
由①-②可得2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) ΔH=ΔH1-ΔH2,已知铝热反应为放热反应,故ΔH<0,ΔH1<ΔH2。
重点03 反应热的计算
计算依据
计算方法
根据盖斯定律计算
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的数值可以同时扩大或缩小相同倍数。将两个或两个以上的热化学方程式相加或相减,从而得到目标反应的热化学方程式
根据化学键的变化
ΔH =________的化学键断裂时所________的总能量-________的化学键形成时所________的总能量
根据燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的________×其________
根据反应物和生成物的总能量
ΔH = ________________________
根据能量变化图像(a、b、c均大于0)
ΔH =(a -b)kJ·mol-1 = -c kJ·mol-1
ΔH =(a -b)kJ·mol-1 = +c kJ·mol-1
使用催化剂________反应热。使用催化剂后,反应分步进行(如图所示),反应途径发生变化,但反应的始态和终态没有变化,所以反应热________。
考向01 盖斯定律
【典例01】(25-26高二下·广东·期中)已知:
反应I.CH3CH2CH2CH3(g)CH2=CH—CH=CH2(g)+2H2 (g) =+236.6kJ·mol-1
反应II.CH3CH2CH2CH3(g)CH3—CC—CH3(g)+2H2(g) =+272.7 kJ·mol-l
根据上述数据,下列说法错误的是
A.无法比较反应I和反应II的反应速率的大小
B.可比较等物质的量的1,3-丁二烯和2-丁炔总键能大小
C.可计算1,3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应
D.无法判断一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小
【即时提升1-1】(25-26高二下·重庆·阶段检测)从盐湖卤水(含高浓度)提取的工艺中需要添加氯化铁,生成的可与共同被萃取剂(如)捕获,从而显著提高锂的萃取效率和选择性。已知下列过程或反应:
(1)
(2)
(3)
(4)
则生成的反应的为
A. B. C. D.
【即时提升1-2】(25-26高二上·陕西商洛·阶段检测)已知:①H2O(g)=H2(g)+O2 (g) ΔH1 =+241.8 kJ/mol
②C(s)+ O2(g)= CO(g) ΔH2 =-110.5 kJ/mol
③C(s)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393.5 kJ/mol
④N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH4= -92 kJ/mol
请回答:
(1)上述反应中属于吸热反应的是_______(填序号)。
(2)表示C的燃烧热的热化学方程式为_______(填序号)。
(3)10g H2完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为_______。
(4)写出CO燃烧的热化学方程式:_______。
(5)若断裂1molH-H、1molN-H需要吸收的能量分别为a、b,则断裂1molN≡N需要吸收的能量为_______。
考向02 焓变大小的比较
【典例02】(25-26高二上·甘肃庆阳·期末)已知下列热化学方程式:
①
②
③
④
下列关系式正确的是
A. B. C. D.
【即时提升2-1】.(25-26高二上·广东肇庆·期中)(1)
(2)
(3)
(4)
下列关系式中不正确的是
A. B. C. D.
【即时提升2-2】(25-26高二上·浙江·期中)下列反应均能自发进行,相关判断正确的是
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
反应Ⅳ
反应Ⅴ
A., B.,
C. D.
考向03 反应热的计算
【典例03】(25-26高二上·山东·期中)已知:由稳定单质化合生成1 mol纯物质的焓变称为摩尔生成焓()。下面两个图中的数据分别表示水与二氧化碳各1 mol分解时能量变化的示意图,图中的各数据均以kJ为单位,下列说法正确的是
A.的摩尔燃烧焓:
B.的摩尔生成焓:
C.
D.键的键能:
【即时提升3-1】.(25-26高二上·贵州·阶段检测)已知:① ;
② ;
③ ;
④ 。
则为
A. B.
C. D.
【即时提升3-2】(25-26高二上·河南驻马店·阶段检测)氮氧化物的治理对大气环境的净化有着重要的意义。已知:
①
②
在转化为的总反应中,若有标准状况下被氧化,则放出的热量为
A. B. C. D.
基础巩固
1(25-26高二下·安徽六安·开学考试)下列有关反应热和热化学方程式的叙述正确的是
A.已知 ,则的燃烧热()为
B.已知 ,则和混合后充分反应放出98 kJ的热量
C.一定条件下, , ,则
D.已知S(单斜,s)(正交,s) ,则单斜S比正交S稳定
2.(25-26高二上·贵州贵阳·期末)、下,石墨、金刚石、氢气和甲烷的燃烧热依次是、、、。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
3.(25-26高二上·四川德阳·期末)已知:① ;② 。下列有关说法错误的是
A.反应①是放热反应 B.
C.氢气的燃烧热 D.
4.(25-26高二上·宁夏银川·期中)下列选项中ΔH2>ΔH1的是
A.
B.HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH1 CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH2
C.已知2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)ΔH<0 2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)ΔH1 2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)ΔH2
D.
5.(25-26高二上·河南濮阳·期中)、和氧气的反应过程与能量变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. B.的
C.X是 D.存在
6.(25-26高二上·安徽·期中)实验测得:101kPa时,1mol完全燃烧生成液态水,放出akJ的热量;的燃烧热kJ·mol-1,则下列热化学方程式书写正确的是
A. kJ·mol-1
B. kJ·mol-1
C. kJ·mol-1
D. kJ·mol-1
7.(25-26高二上·浙江温州·期中)101 kPa时,测得如下能量关系示意图,判断下列说法正确的是
A.CO的燃烧热
B.反应中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.由的热化学方程式为:
D.与的能量之和为393.5 kJ
8.(25-26高二上·甘肃兰州·期中)已知如下热化学方程式:
①
②
③
则下列判断正确的是
A. B.
C. D.反应③是吸热反应
9.(25-26高二上·浙江温州·期中)已知、、对应的反应中已省略,且;下列说法正确的是
A. B.
C. D.稳定性:正丁烷>异丁烷
10.(25-26高二上·天津和平·期中)在25℃、101kPa时,、、的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,则的反应热为
A. B.
C. D.
11.(25-26高二上·北京·期中)化学反应的能量变化如下图所示,下列热化学方程式正确的是
A.;
B.;
C.;
D.;
12.(25-26高二上·广东佛山·阶段检测)以为新型硝化剂的硝化反应具有反应条件温和、选择性高、无副反应发生、过程无污染等优点。可通过臭氧氧化法制备。已知:在、时发生以下反应:
①
②
③
则反应的为
A. B.
C. D.
13.(25-26高二上·云南昆明·阶段检测)依据图示关系,下列说法错误的是
A.石墨比金刚石稳定
B.
C.
D.
14.(25-26高二上·河南·期中)化学反应所提供的能量大大促进了社会的发展。研究化学反应中的能量变化具有重要的意义。根据所学化学反应的热效应的相关知识,完成下列问题:
(1)依据 与适量反应生成和,放出 的热量,写出该反应的热化学方程式:______。
(2)在标准状况下,1.68 L仅由C、H两种元素组成的某气体质量为1.2 g,在25℃和101 kPa下完全燃烧生成和时,放出66.77 kJ的热量。
该气体的分子式为______。
表示该气体燃烧热的热化学方程式为______。
(3)已知:
①
②
③
请填写下列问题。
上述反应中属于放热反应的是______(填序号)。
表示C的燃烧热的热化学方程式为______(填序号)。
根据上面已知的热化学方程式,可知的______kJ/mol。
写出CO燃烧的热化学方程式:______。
完全燃烧生成水蒸气,放出的热量为______kJ。
15.(25-26高二上·江苏·期中)Ⅰ.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼()和强氧化剂液态双氧水。当把0.4 mol液态肼和0.8 mol 混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.0 kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。
(1)反应的热化学方程式为______。
(2)又已知 。则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是______kJ。
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(3)如图是和反应生成 过程中能量的变化示意图,请写出 和反应的热化学方程式:______。
(4)若已知下列数据:
化学键
键能/
435
943
根据表中及图中数据计算键的键能是______。
(5)用催化还原NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:
①
②
若 还原至,则该反应过程中的反应热______(用含a、b的式子表示)。
Ⅲ.反应过程的能量变化如图所示。
已知: 氧化为 的 。请回答下列问题:
(6)图中A表示______。E的大小对该反应的反应热______(填“有”或“无”)影响。该反应通常用作催化剂,加会使图中B点______(填“升高”还是“降低”),______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(7)图中______。
培优拓展
16.(25-26高二上·浙江嘉兴·期中)常温下,CuSO4(s)和CuSO4•5H2O(s)溶于水及CuSO4•5H2O(s)受热分解的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.CuSO4•5H2O(s)受热分解是放热反应
B.CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高
C.ΔH3<ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
17.(25-26高二上·河北唐山·阶段检测)如图所示,下列有关说法不正确的是
A.
B.
C.
D.1 mol 石墨(s)和1 mol CO(g)分别完全燃烧,石墨(s)放出的热量多
18.(25-26高二上·北京·阶段检测)已知:①
②
③
反应
A. B.
C. D.无法计算
19.(25-26高二上·河南驻马店·阶段检测)已知:①、②,下列判断正确的是
A.a>0,b<0 B. C. D.
20.(25-26高二上·贵州黔西南·阶段检测)我国发射“神五”所用的长征2号火箭的主要燃料是偏二甲肼(C2H8N2),氧化剂是NO2,燃烧产物只有N2、CO2和H2O。有的国家用肼(N2H4)作为火箭发动机的燃料。NO2为氧化剂,反应生成N2和水蒸气。已知:
①;
②。
则反应的反应热为
A. B.
C. D.
21.(25-26高二上·河北沧州·阶段检测)载人航天器中再生原理如图所示。
ⅰ. (萨巴蒂尔反应)
ⅱ.
ⅲ.
已知几种共价键的键能数据如下表所示:
共价键
H—H
H—C
H—O
键能/()
799
436
E
467
据以上信息估算E值为
A.410 B.413 C.546 D.643
22.(24-25高二上·湖北十堰·阶段检测)液态水分解生成H2和O2可通过下列途径来完成:
已知:氢气的燃烧热ΔH为-286 kJ·mol-1,则ΔH2为
A.+330 kJ·mol-1 B.-330 kJ·mol-1 C.+242 kJ·mol-1 D.-242 kJ·mol-1
23.(24-25高二上·云南昭通·期中)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:i.碳的燃烧热为
ii.
iii.
则
A. B. C. D.
24.(25-26高二上·辽宁阜新·期中)化学反应中一定伴随着能量的变化。回答下列问题。
(1)图中所示反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)为加入催化剂时能量的变化情况,该反应的___________(用含、的代数式表示)。
(2)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较小,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知:
;
;
则白磷转化为红磷的热化学方程式为___________;相同状况下,能量较低的是___________;白磷的稳定性比红磷___________ (填“强”或“弱”)。
(3)氨气具有还原性,例如,氨气能与卤素单质发生置换反应。已知几种化学键的键能数据如表所示。
化学键
N-H
N≡N
Br-Br
H-Br
键能
391
942
194
366
写出氨气与溴蒸气反应的热化学方程式:___________。
(4)已知:
;
;
;
根据盖斯定律,由和生成反应的热化学方程式为___________。
25.(25-26高二上·天津·阶段检测)化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是______(填字母)。
A.与水反应 B.甲烷的燃烧反应
C.受热分解 D.碳酸氢钠与盐酸反应
(2)①通过化学键的键能计算。已知:
化学键种类
H-H
O-H
键能(kJ/mol)
436
498
463.4
计算可得: ______。
②通过物质所含能量计算。已知反应中中、、、所含能量依次可表示为、、、,该反应______。
③通过盖斯定律可计算。已知在25℃、101kPa下:
写出与Na反应生成的热化学方程式______。
(3)是优质液体燃料,在25℃、101kPa下,充分燃烧1g并恢复到原状态,会释放22.68kJ的热量。请写出燃烧热的热化学反应方程式:______。
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