高中化学人教版（2019）1.2 反应热的计算 课后限时训练（Word版，含解析）

反应热的计算
基础练
1.相同温度时,下列两个反应的反应热分别用ΔH1和ΔH2表示,则(　　)
　　　　　　　　　　　　　　
①H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH1=-Q1 kJ·mol-1
②2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH2=+Q2 kJ·mol-1
已知Q1、Q2均大于零。
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2
C.2Q12.已知H—H、H—O和OO的键能分别为436 kJ·mol-1、462.8 kJ·mol-1和497.3 kJ·mol-1。下列热化学方程式正确的是(　　)
A.H2O(g)H2(g)+O2(g) ΔH=-481.9 kJ·mol-1
B.H2O(g)H2(g)+O2(g)　ΔH=+481.9 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=+481.9 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-481.9 kJ·mol-1
3.根据下列热化学方程式:
①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1
③CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-870.3 kJ·mol-1
可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的反应热为(　　)
A.ΔH=+244.1 kJ·mol-1
B.ΔH=-488.3 kJ·mol-1
C.ΔH=-996.6 kJ·mol-1
D.ΔH=+996.6 kJ·mol-1
4.已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热ΔH依次为-a kJ·mol-1、-b kJ·mol-1、-c kJ·mol-1(a、b、c均大于0)。可利用甲烷与二氧化碳或水反应制备CO和H2:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH1、CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g)　ΔH2。试推算(　　)
A.ΔH1=(a-2b+2c) kJ·mol-1
B.ΔH1=(b+c-2a) kJ·mol-1
C.ΔH2=(b+3c-a) kJ·mol-1
D.ΔH2=(3b+c-a) kJ·mol-1
5.已知
①H2O(g)H2O(l)　ΔH1= Q1 kJ·mol-1
②C2H5OH(g)C2H5OH(l)　ΔH2=Q2 kJ·mol-1
③C2H5OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH3= Q3 kJ·mol-1。若使23 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(　　)
A.(Q1+Q2+Q3) kJ
B.0.5(Q1+Q2+Q3) kJ
C.(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3) kJ
D.(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3) kJ
6.发射卫星时可用肼(N2H4)作为燃料,用二氧化氮作为氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g)　ΔH=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-543 kJ·mol-1
H2(g)+F2(g)HF(g)　ΔH=-269 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-242 kJ·mol-1
(1)N2H4(g)和NO2(g)反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
(2)有人认为若用氟单质代替二氧化氮作为氧化剂,则反应释放能量更多,N2H4(g)和F2(g)反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
7.已知:
(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
(2)H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1
常温常压下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体,其体积折合成标准状况下为11.2 L,完全燃烧后,恢复到常温,放出的热量是　　　　　　。
提升练
8.一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-574 kJ· mol-1,②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2=-1 160 kJ· mol-1。下列选项不正确的是(　　)
A.CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-867 kJ· mol-1
B.CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)
ΔH3<ΔH1
C.若用0.2 mol CH4(g)还原NO2(g)至N2(g),则反应中放出的热量一定为173.4 kJ
D.若用标准状况下2.24 L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移电子的物质的量为0.8 mol
9.已知:H2O(g)H2O(l)　ΔH1
C6H12O6(g)C6H12O6(s)　ΔH2
C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(g)+6CO2(g)　ΔH3
C6H12O6(g)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)　ΔH4
下列说法正确的是(　　)
A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4
B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0
C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0
D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0
10.已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g)　ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:
物质 H2(g) Br2(g) HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 366
则下列说法正确的是(　　)
A.2HBr(g)H2(g)+Br2(l)　ΔH<0
B.Br2(l)Br2(g)　ΔH=-30 kJ·mol-1
C.H2(g)+Br2(g)2HBr(g)　ΔH=-42 kJ·mol-1
D.a=194
11.MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
M2+(g)+C(g)M2+(g)+O2-(g)+CO2(g)
　　 MO+CO2(g)
已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是(　　)
A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
12.依据题意,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa条件下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)若适量的N2和O2完全反应生成NO2,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。则该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。则该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)已知拆开1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 　。
13.断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B的键能。下表列出了一些化学键的键能(E):
化学键 H—H Cl—Cl OO C—Cl C—H O—H H—Cl
E/(kJ·mol-1) 436 242.7 x 330 413.4 462.8 431.8
请回答下列问题:
(1)如图表示某反应的能量变化关系,则此反应为　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应,其中ΔH=　　　　　　　(用含有a、b的关系式表示)。
(2)若图示中表示反应H2(g)+O2(g)H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1,则根据所给键能数据可得,b=　　　 kJ·mol-1,x=　　　。
(3)历史上曾用“地康法”制氯气,这一方法是用CuCl2作催化剂,在450 ℃时利用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若忽略温度和压强对反应热的影响,根据题给有关数据及前面的计算结果,计算当反应中有1 mol电子转移时,反应的能量变化为　　　　　。
拔高练
14.将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为
①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-242.0 kJ·mol-1
③CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1
请回答:
(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式: 　　　　　　　。
(2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出下列循环图:
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析:甲、乙两同学观点中正确的是　　　　(填“甲”或“乙”);判断的理由是　 　。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料与煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点: 　。
参考答案：
基础练
1.相同温度时,下列两个反应的反应热分别用ΔH1和ΔH2表示,则(　　)
　　　　　　　　　　　　　　
①H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH1=-Q1 kJ·mol-1
②2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH2=+Q2 kJ·mol-1
已知Q1、Q2均大于零。
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2
C.2Q1答案C
解析将①式改写成2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH3=-2Q1kJ·mol-1③,将②式改写成2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH4=-Q2kJ·mol-1④。③式中各物质的化学计量数与④式相同,但③式中H2O为气态,④式中H2O为液态,生成液态水比生成等物质的量的气态水所放出的热量多,故2Q12.已知H—H、H—O和OO的键能分别为436 kJ·mol-1、462.8 kJ·mol-1和497.3 kJ·mol-1。下列热化学方程式正确的是(　　)
A.H2O(g)H2(g)+O2(g) ΔH=-481.9 kJ·mol-1
B.H2O(g)H2(g)+O2(g)　ΔH=+481.9 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=+481.9 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-481.9 kJ·mol-1
答案D
解析1mol气态水分解产生1molH2(g)和molO2(g)的能量变化为2×462.8kJ-436kJ-×497.3kJ=240.95kJ。因此气态水分解的热化学方程式可表示为H2O(g)H2(g)+O2(g)　ΔH=+240.95kJ·mol-1。A、B两项错误。若2mol的气态水分解可产生2molH2(g)和1molO2(g),则此时反应的焓变是2ΔH=+240.95kJ·mol-1×2=+481.9kJ·mol-1。则H2(g)与O2(g)反应生成气态水的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-481.9kJ·mol-1。C项错误,D项正确。
3.根据下列热化学方程式:
①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1
③CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-870.3 kJ·mol-1
可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的反应热为(　　)
A.ΔH=+244.1 kJ·mol-1
B.ΔH=-488.3 kJ·mol-1
C.ΔH=-996.6 kJ·mol-1
D.ΔH=+996.6 kJ·mol-1
答案B
解析所求反应可以由①×2+②×2-③得到,故所求反应的ΔH=-393.5kJ·mol-1×2-285.8kJ·mol-1×2+870.3kJ·mol-1=-488.3kJ·mol-1。
4.已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热ΔH依次为-a kJ·mol-1、-b kJ·mol-1、-c kJ·mol-1(a、b、c均大于0)。可利用甲烷与二氧化碳或水反应制备CO和H2:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH1、CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g)　ΔH2。试推算(　　)
A.ΔH1=(a-2b+2c) kJ·mol-1
B.ΔH1=(b+c-2a) kJ·mol-1
C.ΔH2=(b+3c-a) kJ·mol-1
D.ΔH2=(3b+c-a) kJ·mol-1
答案D
解析依题意知①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-akJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-bkJ·mol-1
③CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-ckJ·mol-1
根据盖斯定律知,
①-②×2-③×2得:
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH1=(2b+2c-a)kJ·mol-1
①-②×3-③得:
CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g)　ΔH2=(3b+c-a)kJ·mol-1。
5.已知
①H2O(g)H2O(l)　ΔH1= Q1 kJ·mol-1
②C2H5OH(g)C2H5OH(l)　ΔH2=Q2 kJ·mol-1
③C2H5OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH3= Q3 kJ·mol-1。若使23 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(　　)
A.(Q1+Q2+Q3) kJ
B.0.5(Q1+Q2+Q3) kJ
C.(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3) kJ
D.(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3) kJ
答案C
解析由盖斯定律,可由3×①+③-②得
C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=(3Q1+Q3-Q2)kJ·mol-1。
则23g酒精液体完全燃烧并恢复到室温,放出的热量为0.5mol×(-ΔH)=(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3)kJ。
6.发射卫星时可用肼(N2H4)作为燃料,用二氧化氮作为氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。
已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g)　ΔH=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-543 kJ·mol-1
H2(g)+F2(g)HF(g)　ΔH=-269 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-242 kJ·mol-1
(1)N2H4(g)和NO2(g)反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
(2)有人认为若用氟单质代替二氧化氮作为氧化剂,则反应释放能量更多,N2H4(g)和F2(g)反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案(1)2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-1 153.7 kJ·mol-1
(2)N2H4(g)+2F2(g)N2(g)+4HF(g)　ΔH=-1 135 kJ·mol-1
解析(1)根据盖斯定律,结合已知热化学方程式可得:2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)　ΔH=(-543kJ·mol-1)×2-67.7kJ·mol-1=-1153.7kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律,结合已知热化学方程式可得:N2H4(g)+2F2(g)N2(g)+4HF(g),则ΔH=-543kJ·mol-1+(-269kJ·mol-1)×4-(-242kJ·mol-1)×2=-1135kJ·mol-1。
7.已知:
(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1
(2)H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1
常温常压下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体,其体积折合成标准状况下为11.2 L,完全燃烧后,恢复到常温,放出的热量是　　　　　　。
答案384.7 kJ
解析根据题意可知混合气体的物质的量为0.5mol,则0.5mol混合气体中CH4和H2的物质的量分别为0.5mol×=0.4mol,0.5mol×=0.1mol。常温时水为液态,所以放出的热量为(0.4×890.3+0.1×285.8)kJ=384.7kJ。
提升练
8.一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-574 kJ· mol-1,②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2=-1 160 kJ· mol-1。下列选项不正确的是(　　)
A.CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-867 kJ· mol-1
B.CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)
ΔH3<ΔH1
C.若用0.2 mol CH4(g)还原NO2(g)至N2(g),则反应中放出的热量一定为173.4 kJ
D.若用标准状况下2.24 L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移电子的物质的量为0.8 mol
答案C
解析A项,由得出:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=kJ·mol-1=-867kJ·mol-1,正确;B项,H2O(g)H2O(l)　ΔH<0,因此ΔH3<ΔH1,正确;C项,没有说明反应生成的H2O的状态,如果是气态,则正确,若是液态,则大于173.4kJ,错误;D项,消耗1molCH4转移8mole-,则消耗0.1molCH4时转移电子的物质的量为0.8mol,正确。
9.已知:H2O(g)H2O(l)　ΔH1
C6H12O6(g)C6H12O6(s)　ΔH2
C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(g)+6CO2(g)　ΔH3
C6H12O6(g)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)　ΔH4
下列说法正确的是(　　)
A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4
B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0
C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0
D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0
答案B
解析物质由气态转化为液态(液化)需要放热,物质由固态转化为气态需要吸热,比较反应3和反应4,C6H12O6(s)→C6H12O6(g)为吸热过程,6H2O(g)→6H2O(l)为放热过程,所以反应4放出更多能量,ΔH更小,故ΔH3>ΔH4,选项A错误;由盖斯定律知,反应1×6+反应2+反应3可以得到反应4,即6ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4,经数学变形,可以得到6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0,选项B正确,选项C、D均错误。
10.已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g)　ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:
物质 H2(g) Br2(g) HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 366
则下列说法正确的是(　　)
A.2HBr(g)H2(g)+Br2(l)　ΔH<0
B.Br2(l)Br2(g)　ΔH=-30 kJ·mol-1
C.H2(g)+Br2(g)2HBr(g)　ΔH=-42 kJ·mol-1
D.a=194
答案D
解析2HBr(g)H2(g)+Br2(l)应为吸热反应,ΔH>0,A错误;物质由液态变成气态,应吸收热量,ΔH>0,B错误;已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g)　ΔH=-72kJ·mol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,则有H2(g)+Br2(g)2HBr(g)　ΔH=-102kJ·mol-1,C错误;由436kJ+akJ-2×366kJ=-102kJ,解得a=194,D正确。
11.MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
M2+(g)+C(g)M2+(g)+O2-(g)+CO2(g)
　　 MO+CO2(g)
已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是(　　)
A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
答案C
解析ΔH1表示断裂MCO3中C和M2+的离子键所吸收的能量,离子键强度越大,吸收的能量越大,因而ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,A项正确;ΔH2表示断裂C中共价键形成O2-和CO2吸收的能量,与M2+无关,因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,B项正确;由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量,ΔH3为负值,CaO的离子键强度弱于MgO,因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO),ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,C项错误;由上分析可知ΔH1+ΔH2>0,ΔH3<0,故ΔH1+ΔH2>ΔH3,D项正确。
12.依据题意,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa条件下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)若适量的N2和O2完全反应生成NO2,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。则该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。则该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)已知拆开1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为

　。
答案(1)CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-725.76 kJ·mol-1
(2)N2(g)+2O2(g)2NO2(g)　ΔH=+67.8 kJ·mol-1
(3)C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l)
ΔH=-1 300 kJ·mol-1
(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1
13.断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B的键能。下表列出了一些化学键的键能(E):
化学键 H—H Cl—Cl OO C—Cl C—H O—H H—Cl
E/(kJ·mol-1) 436 242.7 x 330 413.4 462.8 431.8
请回答下列问题:
(1)如图表示某反应的能量变化关系,则此反应为　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应,其中ΔH=　　　　　　　(用含有a、b的关系式表示)。
(2)若图示中表示反应H2(g)+O2(g)H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1,则根据所给键能数据可得,b=　　　 kJ·mol-1,x=　　　。
(3)历史上曾用“地康法”制氯气,这一方法是用CuCl2作催化剂,在450 ℃时利用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。若忽略温度和压强对反应热的影响,根据题给有关数据及前面的计算结果,计算当反应中有1 mol电子转移时,反应的能量变化为　　　　　。
答案(1)放热　(a-b) kJ·mol-1
(2)925.6　495.6
(3)O2+4HCl2Cl2+2H2O　放出28.45 kJ能量
解析(1)图示反应中反应物具有的能量大于生成物具有的能量,因此是放热反应。反应热为反应物断键吸收的能量与生成物成键放出的能量之差,即ΔH=(a-b)kJ·mol-1。(2)b表示H、O原子结合为1mol气态水时的能量变化,其数值为462.8×2=925.6;根据键能与焓变的关系可得,436+x-925.6=-241.8,则x=495.6。(3)根据题意可写出“地康法”制氯气的化学方程式:O2+4HCl2Cl2+2H2O。该反应的ΔH=(495.6+431.8×4-242.7×2-462.8×4)kJ·mol-1=-113.8kJ·mol-1,则转移1mol电子时反应放出的能量为28.45kJ。
拔高练
14.将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为
①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-242.0 kJ·mol-1
③CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1
请回答:
(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式: 　　　　　　　。
(2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出下列循环图:
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析:甲、乙两同学观点中正确的是　　　　(填“甲”或“乙”);判断的理由是　 　。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料与煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点: 　。
答案(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.5 kJ·mol-1
(2)乙　甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1=ΔH2+ΔH3,且ΔH2>0)
(3)①减少污染,②燃烧充分,③方便运输(答两点即可)
解析(1)根据盖斯定律①-②-③,即可得C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.5kJ·mol-1。(2)由(1)中分析可知煤转化为水煤气是吸热反应,而甲正是忽略了这个问题,才误认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。