高中化学人教版(2019)选择性必修1第一章第二节 反应热的计算
一、单选题
1.(2021高二上·湖州期末)知反应:,反应产物中的S实为,它是一个八元环状分子(即),中可看成含2个键。部分共价键键能的数据如下::;:;:;:。则a为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】ΔH=(2×2×364+2×522)kJ/mol-(
×8×266+2×2×463) kJ/mol=-150kJ/mol,A符合题意;
答案为A。
【分析】反应热=反应物的总键能 生成物的总键能。
2.(2021高二上·金华期末)已知共价键的键能与热化学方程式信息如表:
共价键 H—H N—H N≡N
键能/(kJ·mol-1) 436 391 x
热化学方程式 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1
则x等于( )
A.1130 B.946 C.691 D.316
【答案】B
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】已知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1,该反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能,则E(N≡N)+3×436 kJ·mol-1-6×391 kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1;解得E(N≡N)=946 kJ·mol-1;
故答案为:B。
【分析】根据△H=反应物的总键能-生成物的总键能计算。
3.(2021高二上·宣城期中)在25℃和101kPa下,根据如图所示的H2(g)和Cl2(g)反应生成HCl(g)过程中能量变化情况,判断下列说法错误的是( )
A.1molH2和1molCl2的反应热△H=+183kJ mol-1
B.2mol气态氢原子结合生成H2(g)时,能放出436kJ能量
C.断裂1molHCl分子中的化学键,需要吸收431kJ能量
D.如图所示,该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
【答案】A
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】A.由题干信息可知,1molH2和1molCl2的反应热△H=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ mol-1,A符合题意;
B.由题干信息可知,断开1molH-H需要吸收436kJ的能量,故2mol气态氢原子结合生成H2(g)时,能放出436kJ能量,B不符合题意;
C.由题干信息可知,断裂1molHCl分子中的化学键,需要吸收431kJ能量,C不符合题意;
D.由A项分析可知,如图所示,该反应为放热反应,故该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】反应热=反应物的总键能-生成物的总键能=生成物的总能量-反应物的总能量,注意热化学方程式中,化学计量数等于物质的量,若化学计量数发生变化,则其反应热也发生变化。
4.(2020高二上·武山期中)已知在一定条件下,CO的燃烧热为283 kJ/mol,CH4的燃烧热为890 kJ/mol,由1 mol CO和3 mol CH4组成混合气体在上述条件下充分燃烧,释放的热量为( )
A.2912 kJ B.2953 kJ C.3236 kJ D.3867 kJ
【答案】B
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】CO的燃烧热为283kJ·mol-1,则1molCO完全燃烧放出的热量为1mol×283kJ·mol-1=283kJ;CH4的燃烧热为890kJ·mol-1,则3mol甲烷完全燃烧放出的热量为3mol×890kJ·mol-1=2670kJ,实验共计放出的热量是283kJ+2670kJ=2953kJ,
故答案为:B。
【分析】根据CO、CH4的燃烧热,计算1molCO、3molCH4完全燃烧放出的热量。
5.(2019高二上·宾县月考)已知:①2CO2(g)+4H2(g)═2CH3OH(g)+O2(g) △H=+385.8kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H= 571.6kJ/mol,则CH3OH(g) + O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)的△H为( )
A.+478.7kJ/mol B. 764.5 kJ/mol
C. 478.7kJ/mol D.+764.5kJ/mol
【答案】B
【知识点】热化学方程式;有关反应热的计算
【解析】【解答】根据盖斯定律,②-①/2,即可得到CH3OH(g)+ O2(g)= CO2(g)+2H2O(l),则△H= 571.6kJ/mol-192.9kJ/mol= 764.5 kJ/mol,
故答案为:B。
【分析】根据盖斯定律进行作答。
6.(2018高二上·许昌期中)已知反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH=-14.8 kJ mol-1。
则反应:HI(g) H2(g)+ I2(g)的ΔH为( )
A.-7.4 kJ mol-1 B.+7.4 kJ mol-1
C.-14.8 kJ mol-1 D.+14.8kJ mol-1
【答案】B
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】如果一个反应的正反应是放热反应,则逆反应是吸热反应,△H与化学计量数成正比,因此HI(g) H2(g)+ I2(g)的△H=+14.8/2kJ·mol-1=+7.4kJ·mol-1,
故答案为:B。
【分析】此题考查盖斯定律的应用,根据反应方程式中焓变的特点进行判断,方程式反向则焓变变号。
7.(2018高二上·北京期中)已知在 和 条件下, 燃烧生成水蒸气放出 热量,下列热化学方程式正确的是( )
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
【答案】A
【知识点】反应热和焓变;有关反应热的计算
【解析】【解答】A、2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,则1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量,其逆过程就要吸收这些热量,有:H2O(g)=H2(g)+ O2(g)△H=+242kJ mol-1,故A符合题意;
B、生成的水应该为气态,而不是液态,故B不符合题意;
C、反应为放热反应,此时焓变符号为负,故C不符合题意;
D、反应为放热反应,此时焓变符号为负,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】书写热化学方程式应注意以下三点:①热化学方程式的右侧注明热量的变化;②注明各物质的聚集状态(气-g,液-l,固-s);③各物质前面的系数表示物质的量;
8.(2022·浦东模拟)N2(g)与H2(g)化合生成NH3(g)的能量变化如图,下列说法正确的是( )
A.N2与H2的键能数值总和为1080
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+46 kJ
C.1 mol H2(g)的能量比2 mol H(g)的能量低
D.若使用催化剂会改变反应的热效应
【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应;热化学方程式;催化剂;有关反应热的计算
【解析】【解答】A.由图中可知,molN≡N与molH-H的键能总和为1080kJ,则N2与H2的键能数值总和不等于1080,A不符合题意;
B.从图中可以看出,molN2+molH2→ 1molNH3,放热(314+377+435-1080)kJ=46kJ,则N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+92kJ,B不符合题意;
C.H2(g)断裂共价键生成2H(g),需要吸收热量,所以1 mol H2(g)的能量比2 mol H(g)的能量低,C符合题意;
D.若使用催化剂,可以改变反应的活化能,但不能改变反应的热效应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A. 键能为1mol气态分子完全离解成气态原子所吸收的能量。
B. ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,注意反应的物质的量与ΔH的关系。
C.根据断键吸热、成键放热进行分析。
D. 催化剂能改变反应的活化能,但不能改变反应的热效应。
9.(2022高二下·金台期中)通常人们把拆开1mol化学键吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估计化学反应的反应热。下列是一些化学键的键能。
化学键 C﹣H C﹣F H﹣F F﹣F
键能/(kJ mol﹣1) 414 489 565 155
根据键能数据估算反应CH4(g)+4F2(g)═CF4(g)+4HF(l)的反应热为( )
A.-1940kJ·mol-1 B.+1940kJ·mol-1
C.-485kJ·mol-1 D.+485kJ·mol-1
【答案】A
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】由反应热△H=反应物键能之和-生成物键能之和可得,△H=(414kJ/mol×4+4×155kJ/mol)-(489kJ/mol×4+4×565kJ/mol)=-1940kJ/mol,
故答案为:A。
【分析】易错分析:计算时要弄清楚每个物质里面共价键的数目,如甲烷有4个C-H键
10.(2022高一下·十堰期末)工业上高炉炼铁时常以赤铁矿和焦炭为原料,而将赤铁矿中的转化为铁的过程中实际起作用的是CO。反应过程中发生的一系列变化:
则反应的为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①
②
③
由盖斯定律计算可得方程式,则;
故答案为:A。
【分析】盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减。
11.(2021高二上·安徽月考)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1;4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2,则Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)的ΔH是( )
A.3ΔH1-2ΔH2 B.ΔH2-ΔH1
C.ΔH1-ΔH2 D.ΔH2-ΔH1
【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1;
②4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2;
根据盖斯定律①-②得Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)的ΔH=ΔH1-ΔH2,
故答案为:C。
【分析】利用盖斯定律进行计算时注意几点:
1.当反应方程式乘以或除以某数时,△H也应乘以或除以该数。
2.反应方程式进行加减运算时,△H也同样要进行加减运算,且计算过程中要带“+”“-”。
3.当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
12.(2020高二上·芜湖期末)化学反应与能量的说法正确的是( )
A.根据能量守恒,反应物总能量等于生成物总能量
B.如图中
C.凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应
D.天然气和沼气是可再生资源
【答案】B
【知识点】化学反应中能量的转化;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A.化学反应一定有能量变化,根据能量守恒,反应物总能量与生成物总能量一定不等,故A不符合题意;
B.根据盖斯定理,反应回到原点,热效应为0,故B符合题意;
C.吸热反应和放热反应,与反应条件无关,故C不符合题意;
D.天然气属于化石能源,不可再生,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 根据能量守恒,反应物总能量等于生成物总能量反应热之和;
B.根据图可得;
C.吸热反应和放热反应,与反应条件无关;
D. 天然气是化石燃料,不可再生;
13.(2019高二下·浙江期末)氢气和氧气反应生成水的能量关系如图所示:
下列说法正确的是( )
A.△H5<0 B.△H1>△H2+△H3+△H4
C.△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=0 D.O-H键键能为△H1
【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A. 液态水转化为气态水需要吸热,则△H5>0,A不符合题意;
B. 根据盖斯定律可知△H1=△H2+△H3+△H4+△H5,由于△H5>0,因此△H1>△H2+△H3+△H4,B符合题意;
C. 根据盖斯定律可知△H1=△H2+△H3+△H4+△H5,则△H2+△H3+△H4+△H5-△H1=0,C不符合题意;
D. O-H键键能为△H1/2,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】根据物质转化过程的热效应,以及盖斯定律进行分析。
14.(2018高二上·蒙阴期中)根据盖斯定律判断如下图所示的物质转变过程中,正确的等式是( )
A.ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4 B.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4 D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】根据能量守恒定律可知,反应热与反应途径无关,所以ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4,
故答案为:D。
【分析】根据能量守恒定律可知,反应热与反应途径无关,与始态末态有关,即可得出本题答案
15.(2021高二上·滁州月考)已知:25℃,101 kPa时,反应①Mn(s)+ O2(g)=MnO2(s) ΔH1 =-520 kJ·mol-1;反应②Mn(s)+ SO2(g)+ O2(g)=MnSO4(s) ΔH2 =-768 kJ·mol-1,则反应MnO2 (s)+SO2(g)=MnSO4(s)的 ΔH为( )
A.-248 kJ·mol-1 B.+248 kJ·mol-1
C.-1288 kJ·mol-1 D.+1288 kJ·mol-1
【答案】A
【知识点】反应热和焓变;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】已知目标反应MnO2(s)+ SO2(g)=MnSO4(s)由反应②-①可得,根据盖斯定律可知=ΔH2 -ΔH1=(-768 kJ·mol-1)-( -520 kJ·mol-1)=-248 kJ·mol-1,
故答案为:A。
【分析】利用盖斯定律进行计算时注意几点:
1.当反应方程式乘以或除以某数时,△H也应乘以或除以该数。
2.反应方程式进行加减运算时,△H也同样要进行加减运算,且计算过程中要带“+”“-”。
3.当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
16.(2019高三上·临渭月考)已知热化学方程式:
① C2H2(g) + O2(g) = 2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1301.0 kJ mol-1
② C(s)+ O2(g) = CO2(g) △H2=-393.5 kJ mol-1
③ H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H3 = -285.8 kJ·mol-1
则反应④ 2C(s)+ H2(g) = C2H2(g)的△H为( )
A.+228.2 kJ·mol-1 B.-228.2 kJ·mol-1
C.+1301.0 kJ·mol-1 D.+621.7 kJ·mol-1
【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】已知:① C2H2(g) + O2(g) = 2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1301.0 kJ mol-1
② C(s)+ O2(g) = CO2(g) △H2=-393.5 kJ mol-1
③ H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H3 = -285.8 kJ·mol-1
根据盖斯定律②×2+③-①可得2C(s)+ H2(g) = C2H2(g)的△H=-393.5 kJ mol-1×2+(-285.8 kJ·mol-1)-(-1301.0 kJ mol-1)=+228.2 kJ·mol-1,
故答案为:A。
【分析】利用盖斯定律,将②×2+③-①即得到反应④,反应热为△H=2△H2+△H3-△H1,以此解答该题。
17.(2019高三上·宁县期末)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) △H = +140.5 kJ/mol
C(s,石墨) + 1/2O2(g) = CO(g) △H = -110.5 kJ/mol
则反应TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s,石墨) = TiCl4(l) + 2CO(g) 的△H 是( )
A.+80.5 kJ/mol B.+30.0 kJ/mol
C.-30.0 kJ/mol D.-80.5 kJ/mol
【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】根据盖斯定律,将已知两个热化学方程式中的氧气消去可得所求方程式,所以ΔH=+140.5kJ·mol-1+2×(-110.5 kJ·mol-1)=-80.5kJ·mol-1,A符合题意;
故答案为:A
【分析】根据盖斯定律计算反应热。
18.(2018高二上·北京期末)为消除NO对环境的污染,可利用NH3在一定条件下与NO反应生成无污染的气体。
已知:① H=+180.50kJ·mol-1
② H=-905.48kJ·mol-1
则反应 的 H为( )
A.+2.98kJ·mol-1 B.-2.98kJ·mol-1
C.+1807.98kJmol-1 D.-1807.98kJ·mol-1
【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】已知① H=+180.50kJ·mol-1
② H=-905.48kJ·mol-1
氨气被一氧化氮氧化生成氮气和气态水的热化学方程式依据盖斯定律,结合热化学方程式合并计算:①×5+②得到: △H=-1807.98kJ/mol,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据盖斯定律计算目标反应的反应热。
19.(高中化学人教版 选修四 第一章 化学反应与能量 第三节 化学反应热的计算 化学反应热的计算第二课时(反应热的计算))根据下列热化学方程式:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
②H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ/mol
③CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-870.3 kJ/mol
可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为( )
A.ΔH=+244.1 kJ/mol B.ΔH=-488.3 kJ/mol
C.ΔH=-996.6 kJ/mol D.ΔH=+996.6 kJ/mol
【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】由①×2+②×2-③可得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) ΔH=2ΔH1+2ΔH2-ΔH3=2×(-393.5 kJ/mol)+2×(-285.8 kJ/mol)-(-870.3 kJ/mol)=-488.3 kJ/mol。
故答案为:B
【分析】运用盖斯定律时,方程式进行运算时,ΔH也要运算。
20.(2021高二上·怀仁期中)在载人航天器中,可以利用CO2与H2的反应,将航天员呼出的CO2转化为H2O等,然后通过电解水得到O2,从而实现O2的再生。已知:
①
②
③
则x等于( )
A.+252.9 B.-252.9 C.+1461.9 D.-318.7
【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】由盖斯定律③-2×②,可得 ;
故答案为:B。
【分析】利用盖斯定律计算。
21.(2021·嘉兴模拟)已知:Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) △H1
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2
Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s) △H3
下列表述正确的是( )
A.△H2>0
B.Mn+SO2 =MnO2 +S △H=△H1-△H2
C.△H3>△H1
D.MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s) △H=△H3-△H2-△H1
【答案】D
【知识点】反应热和焓变;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A、硫的燃烧是放热反应,即△H2<0,故A不符合题意;B、物质没有指明状态,故B不符合题意;C、根据盖斯定律,△H3=△H1+△H2,因为△H1<0,△H2<0,因此△H3<0,且△H3<△H1,故C不符合题意;D、根据盖斯定律,MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s) △H=△H3-△H2-△H1,故D符合题意。
【分析】依据盖斯定律和反应热的相关知识分析解答。
二、综合题
22.(2019高二上·潜山月考)在25 ℃、101
kPa的条件下,断裂1 mol H-H键吸收436
kJ能量,断裂1 mol Cl-Cl键吸收243
kJ能量,形成1 mol H-Cl键放出431
kJ能量。
H2+Cl2=2HCl的化学反应可用下图表示:
请回答下列有关问题:
(1)反应物断键吸收的总能量为 。
(2)生成物成键放出的总能量为 。
(3)反应物总能量 (填“>”或“<”)生成物总能量。
【答案】(1)679KJ
(2)862KJ
(3)>
【知识点】吸热反应和放热反应;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)①反应物断键吸收的总能量为1molH2和1molCl2的键能和,则反应物断键吸收的总能量为436kJ+243kJ=679kJ;
故答案为:679kJ;
②生成物成键释放的总能量为2molHCl的总键能,则生成物成键放出的总能量为431kJ×2=862kJ;
故答案为:862kJ;
③反应热=反应物的键能总和减生成物的键能总和=436kJ mol-1+243kJ mol-1-2×431 kJ mol-1=-183kJ mol-1,△H<0,所以该反应为放热反应,所以反应物的总能量>生成物的总能量,故答案为:>;
【分析】(1)①反应物为H2和Cl2,则反应物断键吸收的总能量=1molH2的键能+1molCl2的键能;
(2)生成物为HCl,则生成物成键释放的总能量等于2molHCl的总键能;
(3)△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和;
23.(2019高二上·靖宇月考)
(1)已知C(s、金刚石)+O2(g)=CO2(g);ΔH= -395.4kJ·mol-1,C(s、石墨)+O2(g)=CO2(g);ΔH= -393.5kJ·mol-1。
①石墨和金刚石相比,石墨的稳定性 金刚石的稳定性。
②石墨中C-C键键能 金刚石中C-C键键能。(均填“大于” “小于”或“等于”)。
(2)将4g
CH4完全燃烧生成气态CO2和液态水,放出热量222.5kJ,其热化学反应方程式为: 。
(3)0.5mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学反应方程式为: 。
(4)已知下列反应的反应热:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1=
+206.2kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H2=
-247.4 kJ·mol-1
则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式 。
【答案】(1)大于;大于
(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -890kJ·mol-1
(3)B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(g)+3H2O(l) △H= -1299kJ·mol-1
(4)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H= +659.8kJ·mol-1
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)①C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H= -395.4kJ·mol-1,②C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H= -393.5kJ·mol-1,由盖斯定律可知,①-②得到C(s,金刚石)=C(s,石墨),△H= -395.4kJ·mol-1-(-393.5kJ·mol-1)= -1.9kJ·mol-1,金刚石能量高,石墨稳定性大于金刚石;②石墨中C-C键键能大于金刚石中C-C键键能;(2)n(CH4)= =0.25mol,可知1mol CH4完全燃烧生成气态CO2和液态水,放出热量为 =890kJ,由物质的状态、焓变为负可知热化学方程式CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2 H2O(l) △H= -890kJ·mol-1;(3)0.5mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出1299kJ的热量;反应的热化学方程式为:B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(g)+3H2O(l) △H= -1299kJ·mol-1;(4)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1= +206.2kJ·mol-1
②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H2= -247.4 kJ·mol-1
根据盖斯定律来计算反应的焓变①×2-②,CH4(g)+2H2O(g)= CO2(g)+4H2(g) △H= +659.8 kJ·mol-1。
【分析】(1)C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H= -395.4kJ·mol-1,②C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H= -393.5kJ·mol-1,由盖斯定律可知,①-②得到C(s,金刚石)═C(s,石墨);(2)n(CH4)= =0.25mol,可知1mol CH4完全燃烧生成气态CO2和液态水,放出热量为 =890kJ,结合物质的状态、焓变书写热化学方程式.(3)0.5mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出1299kJ的热量;(4)根据盖斯定律来计算反应的焓变。
24.(2018高二上·清流期中)肼( )可作为火箭发动机的燃料,NH3与NaClO反应可得到肼。
(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙制备氨气的化学方程式:
(2)已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-195kJ·mol-1
②N2H4(l) +O2(g)= N2(g) +2H2O(g) ΔH2=-534kJ·mol-1
写出液态肼和N2O4(l)反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:
(3)已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)如下:N≡N为942、O=O为498、N-N为154、H-O 为464、请根据N2H4(l) +O2(g)= N2(g) +2H2O(g) ΔH2=-534kJ·mol-1中数据计算断裂1 molN-H键所需的能量(kJ)是:
(4)写出NH3与NaClO反应得到肼的化学方程式:
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)2N2H4(l) + N2O4(l) = 3N2(g) +4H2O(g) ΔH=-873kJ·mol-1
(3)403
(4)2NH3+NaClO= N2H4+NaCl+H2O
【知识点】燃烧热;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制备氨气的化学方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O;根据盖斯定律,②×2-①得液态肼和N2O4(l)反应生成N2和水蒸气的热化学方程式2N2H4(l) + N2O4(l) = 3N2(g) +4H2O(g) ΔH=-873kJ·mol-1;(3)焓变=反应物的总键能-生成物的总键能,-534kJ·mol-1=154+4x+498-942-464×4,x=403;(4)NH3与NaClO反应得到肼的化学方程式2NH3+NaClO= N2H4+NaCl+H2O。
【分析】(3) ΔH =Q吸-Q放, ΔH和其他化学键的键能已知,可求 N-H键键能。但反应物中断键吸收能量,生成物中成键释放能量。
25.(人教版化学高二选修4第二章第二节影响化学反应速率的因素同步练习)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示.已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3放出的热量99kJ.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示 、 ,E的大小对该反应的反应热有无影响? .该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低? ,理由是 ;
(2)图中△H= KJ mol﹣1;
(3)如果反应速率υ(SO2)为0.05mol L﹣1 min﹣1,则υ(SO3)= mol L﹣1 min﹣1;
(4)已知单质硫的燃烧热为296KJ mol﹣1,计算由S(s)生成3molSO3(g)的△H= KJ mol﹣1.
【答案】(1)反应物总能量;生成物总能量;无;降低;不变
(2)﹣198
(3)0.05
(4)﹣1185
【知识点】化学反应速率;活化能及其对化学反应速率的影响;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量,B为活化能,反应热可表示为A、C活化能的大小之差,活化能的大小与反应热无关,催化剂能够降低反应的活化能,不影响反应物和生成物能量高低,故答案为:反应物总能量、生成物总能量;无;降低;不变;(2)因1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的△H=﹣99kJ mol﹣1,所以2molSO2(g)氧化为2molSO3的△H=﹣198kJ mol﹣1,则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=﹣198KJ mol﹣1,故答案为:﹣198.(3)二氧化硫和三氧化硫的反应速率之比等于方程式的系数之比,即为1:1,如果反应速率υ(SO2)为0.05mol L﹣1 min﹣1,则υ(SO3)=0.05mol L﹣1 min﹣1,故答案为:0.05;(4)已知①S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1=﹣296 KJ mol﹣1,②SO2(g)+ O2(g)=SO3(g)△H2=﹣99 KJ mol﹣1;则利用盖斯定律将①×3+②×3可得3 S(s)+ O2(g)=3SO3(g)△H3=3×(△H1+△H2)=﹣1185 KJ mol﹣1,故答案为:﹣1185 KJ mol﹣1.
【分析】本题综合考查反应热与焓变,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意催化剂对反应的影响以及盖斯定律的应用.
1 / 1高中化学人教版(2019)选择性必修1第一章第二节 反应热的计算
一、单选题
1.(2021高二上·湖州期末)知反应:,反应产物中的S实为,它是一个八元环状分子(即),中可看成含2个键。部分共价键键能的数据如下::;:;:;:。则a为( )
A. B. C. D.
2.(2021高二上·金华期末)已知共价键的键能与热化学方程式信息如表:
共价键 H—H N—H N≡N
键能/(kJ·mol-1) 436 391 x
热化学方程式 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1
则x等于( )
A.1130 B.946 C.691 D.316
3.(2021高二上·宣城期中)在25℃和101kPa下,根据如图所示的H2(g)和Cl2(g)反应生成HCl(g)过程中能量变化情况,判断下列说法错误的是( )
A.1molH2和1molCl2的反应热△H=+183kJ mol-1
B.2mol气态氢原子结合生成H2(g)时,能放出436kJ能量
C.断裂1molHCl分子中的化学键,需要吸收431kJ能量
D.如图所示,该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量
4.(2020高二上·武山期中)已知在一定条件下,CO的燃烧热为283 kJ/mol,CH4的燃烧热为890 kJ/mol,由1 mol CO和3 mol CH4组成混合气体在上述条件下充分燃烧,释放的热量为( )
A.2912 kJ B.2953 kJ C.3236 kJ D.3867 kJ
5.(2019高二上·宾县月考)已知:①2CO2(g)+4H2(g)═2CH3OH(g)+O2(g) △H=+385.8kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) △H= 571.6kJ/mol,则CH3OH(g) + O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)的△H为( )
A.+478.7kJ/mol B. 764.5 kJ/mol
C. 478.7kJ/mol D.+764.5kJ/mol
6.(2018高二上·许昌期中)已知反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH=-14.8 kJ mol-1。
则反应:HI(g) H2(g)+ I2(g)的ΔH为( )
A.-7.4 kJ mol-1 B.+7.4 kJ mol-1
C.-14.8 kJ mol-1 D.+14.8kJ mol-1
7.(2018高二上·北京期中)已知在 和 条件下, 燃烧生成水蒸气放出 热量,下列热化学方程式正确的是( )
A. ;
B. ;
C. ;
D. ;
8.(2022·浦东模拟)N2(g)与H2(g)化合生成NH3(g)的能量变化如图,下列说法正确的是( )
A.N2与H2的键能数值总和为1080
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+46 kJ
C.1 mol H2(g)的能量比2 mol H(g)的能量低
D.若使用催化剂会改变反应的热效应
9.(2022高二下·金台期中)通常人们把拆开1mol化学键吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估计化学反应的反应热。下列是一些化学键的键能。
化学键 C﹣H C﹣F H﹣F F﹣F
键能/(kJ mol﹣1) 414 489 565 155
根据键能数据估算反应CH4(g)+4F2(g)═CF4(g)+4HF(l)的反应热为( )
A.-1940kJ·mol-1 B.+1940kJ·mol-1
C.-485kJ·mol-1 D.+485kJ·mol-1
10.(2022高一下·十堰期末)工业上高炉炼铁时常以赤铁矿和焦炭为原料,而将赤铁矿中的转化为铁的过程中实际起作用的是CO。反应过程中发生的一系列变化:
则反应的为( )
A. B.
C. D.
11.(2021高二上·安徽月考)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1;4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2,则Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)的ΔH是( )
A.3ΔH1-2ΔH2 B.ΔH2-ΔH1
C.ΔH1-ΔH2 D.ΔH2-ΔH1
12.(2020高二上·芜湖期末)化学反应与能量的说法正确的是( )
A.根据能量守恒,反应物总能量等于生成物总能量
B.如图中
C.凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应
D.天然气和沼气是可再生资源
13.(2019高二下·浙江期末)氢气和氧气反应生成水的能量关系如图所示:
下列说法正确的是( )
A.△H5<0 B.△H1>△H2+△H3+△H4
C.△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=0 D.O-H键键能为△H1
14.(2018高二上·蒙阴期中)根据盖斯定律判断如下图所示的物质转变过程中,正确的等式是( )
A.ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4 B.ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4 D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
15.(2021高二上·滁州月考)已知:25℃,101 kPa时,反应①Mn(s)+ O2(g)=MnO2(s) ΔH1 =-520 kJ·mol-1;反应②Mn(s)+ SO2(g)+ O2(g)=MnSO4(s) ΔH2 =-768 kJ·mol-1,则反应MnO2 (s)+SO2(g)=MnSO4(s)的 ΔH为( )
A.-248 kJ·mol-1 B.+248 kJ·mol-1
C.-1288 kJ·mol-1 D.+1288 kJ·mol-1
16.(2019高三上·临渭月考)已知热化学方程式:
① C2H2(g) + O2(g) = 2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1301.0 kJ mol-1
② C(s)+ O2(g) = CO2(g) △H2=-393.5 kJ mol-1
③ H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H3 = -285.8 kJ·mol-1
则反应④ 2C(s)+ H2(g) = C2H2(g)的△H为( )
A.+228.2 kJ·mol-1 B.-228.2 kJ·mol-1
C.+1301.0 kJ·mol-1 D.+621.7 kJ·mol-1
17.(2019高三上·宁县期末)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) △H = +140.5 kJ/mol
C(s,石墨) + 1/2O2(g) = CO(g) △H = -110.5 kJ/mol
则反应TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s,石墨) = TiCl4(l) + 2CO(g) 的△H 是( )
A.+80.5 kJ/mol B.+30.0 kJ/mol
C.-30.0 kJ/mol D.-80.5 kJ/mol
18.(2018高二上·北京期末)为消除NO对环境的污染,可利用NH3在一定条件下与NO反应生成无污染的气体。
已知:① H=+180.50kJ·mol-1
② H=-905.48kJ·mol-1
则反应 的 H为( )
A.+2.98kJ·mol-1 B.-2.98kJ·mol-1
C.+1807.98kJmol-1 D.-1807.98kJ·mol-1
19.(高中化学人教版 选修四 第一章 化学反应与能量 第三节 化学反应热的计算 化学反应热的计算第二课时(反应热的计算))根据下列热化学方程式:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
②H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ/mol
③CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-870.3 kJ/mol
可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为( )
A.ΔH=+244.1 kJ/mol B.ΔH=-488.3 kJ/mol
C.ΔH=-996.6 kJ/mol D.ΔH=+996.6 kJ/mol
20.(2021高二上·怀仁期中)在载人航天器中,可以利用CO2与H2的反应,将航天员呼出的CO2转化为H2O等,然后通过电解水得到O2,从而实现O2的再生。已知:
①
②
③
则x等于( )
A.+252.9 B.-252.9 C.+1461.9 D.-318.7
21.(2021·嘉兴模拟)已知:Mn(s)+O2(g)=MnO2(s) △H1
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2
Mn(s)+S(s)+2O2(g)=MnSO4(s) △H3
下列表述正确的是( )
A.△H2>0
B.Mn+SO2 =MnO2 +S △H=△H1-△H2
C.△H3>△H1
D.MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s) △H=△H3-△H2-△H1
二、综合题
22.(2019高二上·潜山月考)在25 ℃、101
kPa的条件下,断裂1 mol H-H键吸收436
kJ能量,断裂1 mol Cl-Cl键吸收243
kJ能量,形成1 mol H-Cl键放出431
kJ能量。
H2+Cl2=2HCl的化学反应可用下图表示:
请回答下列有关问题:
(1)反应物断键吸收的总能量为 。
(2)生成物成键放出的总能量为 。
(3)反应物总能量 (填“>”或“<”)生成物总能量。
23.(2019高二上·靖宇月考)
(1)已知C(s、金刚石)+O2(g)=CO2(g);ΔH= -395.4kJ·mol-1,C(s、石墨)+O2(g)=CO2(g);ΔH= -393.5kJ·mol-1。
①石墨和金刚石相比,石墨的稳定性 金刚石的稳定性。
②石墨中C-C键键能 金刚石中C-C键键能。(均填“大于” “小于”或“等于”)。
(2)将4g
CH4完全燃烧生成气态CO2和液态水,放出热量222.5kJ,其热化学反应方程式为: 。
(3)0.5mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学反应方程式为: 。
(4)已知下列反应的反应热:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1=
+206.2kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H2=
-247.4 kJ·mol-1
则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式 。
24.(2018高二上·清流期中)肼( )可作为火箭发动机的燃料,NH3与NaClO反应可得到肼。
(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙制备氨气的化学方程式:
(2)已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-195kJ·mol-1
②N2H4(l) +O2(g)= N2(g) +2H2O(g) ΔH2=-534kJ·mol-1
写出液态肼和N2O4(l)反应生成N2和水蒸气的热化学方程式:
(3)已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)如下:N≡N为942、O=O为498、N-N为154、H-O 为464、请根据N2H4(l) +O2(g)= N2(g) +2H2O(g) ΔH2=-534kJ·mol-1中数据计算断裂1 molN-H键所需的能量(kJ)是:
(4)写出NH3与NaClO反应得到肼的化学方程式:
25.(人教版化学高二选修4第二章第二节影响化学反应速率的因素同步练习)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示.已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3放出的热量99kJ.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示 、 ,E的大小对该反应的反应热有无影响? .该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低? ,理由是 ;
(2)图中△H= KJ mol﹣1;
(3)如果反应速率υ(SO2)为0.05mol L﹣1 min﹣1,则υ(SO3)= mol L﹣1 min﹣1;
(4)已知单质硫的燃烧热为296KJ mol﹣1,计算由S(s)生成3molSO3(g)的△H= KJ mol﹣1.
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】ΔH=(2×2×364+2×522)kJ/mol-(
×8×266+2×2×463) kJ/mol=-150kJ/mol,A符合题意;
答案为A。
【分析】反应热=反应物的总键能 生成物的总键能。
2.【答案】B
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】已知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1,该反应的△H=反应物的总键能-生成物的总键能,则E(N≡N)+3×436 kJ·mol-1-6×391 kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1;解得E(N≡N)=946 kJ·mol-1;
故答案为:B。
【分析】根据△H=反应物的总键能-生成物的总键能计算。
3.【答案】A
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】A.由题干信息可知,1molH2和1molCl2的反应热△H=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ mol-1,A符合题意;
B.由题干信息可知,断开1molH-H需要吸收436kJ的能量,故2mol气态氢原子结合生成H2(g)时,能放出436kJ能量,B不符合题意;
C.由题干信息可知,断裂1molHCl分子中的化学键,需要吸收431kJ能量,C不符合题意;
D.由A项分析可知,如图所示,该反应为放热反应,故该反应中反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】反应热=反应物的总键能-生成物的总键能=生成物的总能量-反应物的总能量,注意热化学方程式中,化学计量数等于物质的量,若化学计量数发生变化,则其反应热也发生变化。
4.【答案】B
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】CO的燃烧热为283kJ·mol-1,则1molCO完全燃烧放出的热量为1mol×283kJ·mol-1=283kJ;CH4的燃烧热为890kJ·mol-1,则3mol甲烷完全燃烧放出的热量为3mol×890kJ·mol-1=2670kJ,实验共计放出的热量是283kJ+2670kJ=2953kJ,
故答案为:B。
【分析】根据CO、CH4的燃烧热,计算1molCO、3molCH4完全燃烧放出的热量。
5.【答案】B
【知识点】热化学方程式;有关反应热的计算
【解析】【解答】根据盖斯定律,②-①/2,即可得到CH3OH(g)+ O2(g)= CO2(g)+2H2O(l),则△H= 571.6kJ/mol-192.9kJ/mol= 764.5 kJ/mol,
故答案为:B。
【分析】根据盖斯定律进行作答。
6.【答案】B
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】如果一个反应的正反应是放热反应,则逆反应是吸热反应,△H与化学计量数成正比,因此HI(g) H2(g)+ I2(g)的△H=+14.8/2kJ·mol-1=+7.4kJ·mol-1,
故答案为:B。
【分析】此题考查盖斯定律的应用,根据反应方程式中焓变的特点进行判断,方程式反向则焓变变号。
7.【答案】A
【知识点】反应热和焓变;有关反应热的计算
【解析】【解答】A、2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,则1mol氢气燃烧生成水蒸气放出242kJ热量,其逆过程就要吸收这些热量,有:H2O(g)=H2(g)+ O2(g)△H=+242kJ mol-1,故A符合题意;
B、生成的水应该为气态,而不是液态,故B不符合题意;
C、反应为放热反应,此时焓变符号为负,故C不符合题意;
D、反应为放热反应,此时焓变符号为负,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】书写热化学方程式应注意以下三点:①热化学方程式的右侧注明热量的变化;②注明各物质的聚集状态(气-g,液-l,固-s);③各物质前面的系数表示物质的量;
8.【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应;热化学方程式;催化剂;有关反应热的计算
【解析】【解答】A.由图中可知,molN≡N与molH-H的键能总和为1080kJ,则N2与H2的键能数值总和不等于1080,A不符合题意;
B.从图中可以看出,molN2+molH2→ 1molNH3,放热(314+377+435-1080)kJ=46kJ,则N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+92kJ,B不符合题意;
C.H2(g)断裂共价键生成2H(g),需要吸收热量,所以1 mol H2(g)的能量比2 mol H(g)的能量低,C符合题意;
D.若使用催化剂,可以改变反应的活化能,但不能改变反应的热效应,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A. 键能为1mol气态分子完全离解成气态原子所吸收的能量。
B. ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,注意反应的物质的量与ΔH的关系。
C.根据断键吸热、成键放热进行分析。
D. 催化剂能改变反应的活化能,但不能改变反应的热效应。
9.【答案】A
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】由反应热△H=反应物键能之和-生成物键能之和可得,△H=(414kJ/mol×4+4×155kJ/mol)-(489kJ/mol×4+4×565kJ/mol)=-1940kJ/mol,
故答案为:A。
【分析】易错分析:计算时要弄清楚每个物质里面共价键的数目,如甲烷有4个C-H键
10.【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①
②
③
由盖斯定律计算可得方程式,则;
故答案为:A。
【分析】盖斯定律的应用要注意,判断列出的热化学方程式的对应关系,左右两边相同的物质互相抵消则相加,在同一边相同的物质互相抵消则相减。
11.【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1;
②4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2;
根据盖斯定律①-②得Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)的ΔH=ΔH1-ΔH2,
故答案为:C。
【分析】利用盖斯定律进行计算时注意几点:
1.当反应方程式乘以或除以某数时,△H也应乘以或除以该数。
2.反应方程式进行加减运算时,△H也同样要进行加减运算,且计算过程中要带“+”“-”。
3.当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
12.【答案】B
【知识点】化学反应中能量的转化;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A.化学反应一定有能量变化,根据能量守恒,反应物总能量与生成物总能量一定不等,故A不符合题意;
B.根据盖斯定理,反应回到原点,热效应为0,故B符合题意;
C.吸热反应和放热反应,与反应条件无关,故C不符合题意;
D.天然气属于化石能源,不可再生,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 根据能量守恒,反应物总能量等于生成物总能量反应热之和;
B.根据图可得;
C.吸热反应和放热反应,与反应条件无关;
D. 天然气是化石燃料,不可再生;
13.【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A. 液态水转化为气态水需要吸热,则△H5>0,A不符合题意;
B. 根据盖斯定律可知△H1=△H2+△H3+△H4+△H5,由于△H5>0,因此△H1>△H2+△H3+△H4,B符合题意;
C. 根据盖斯定律可知△H1=△H2+△H3+△H4+△H5,则△H2+△H3+△H4+△H5-△H1=0,C不符合题意;
D. O-H键键能为△H1/2,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】根据物质转化过程的热效应,以及盖斯定律进行分析。
14.【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】根据能量守恒定律可知,反应热与反应途径无关,所以ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4,
故答案为:D。
【分析】根据能量守恒定律可知,反应热与反应途径无关,与始态末态有关,即可得出本题答案
15.【答案】A
【知识点】反应热和焓变;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】已知目标反应MnO2(s)+ SO2(g)=MnSO4(s)由反应②-①可得,根据盖斯定律可知=ΔH2 -ΔH1=(-768 kJ·mol-1)-( -520 kJ·mol-1)=-248 kJ·mol-1,
故答案为:A。
【分析】利用盖斯定律进行计算时注意几点:
1.当反应方程式乘以或除以某数时,△H也应乘以或除以该数。
2.反应方程式进行加减运算时,△H也同样要进行加减运算,且计算过程中要带“+”“-”。
3.当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
16.【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】已知:① C2H2(g) + O2(g) = 2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1301.0 kJ mol-1
② C(s)+ O2(g) = CO2(g) △H2=-393.5 kJ mol-1
③ H2(g)+ O2(g) = H2O(l) △H3 = -285.8 kJ·mol-1
根据盖斯定律②×2+③-①可得2C(s)+ H2(g) = C2H2(g)的△H=-393.5 kJ mol-1×2+(-285.8 kJ·mol-1)-(-1301.0 kJ mol-1)=+228.2 kJ·mol-1,
故答案为:A。
【分析】利用盖斯定律,将②×2+③-①即得到反应④,反应热为△H=2△H2+△H3-△H1,以此解答该题。
17.【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】根据盖斯定律,将已知两个热化学方程式中的氧气消去可得所求方程式,所以ΔH=+140.5kJ·mol-1+2×(-110.5 kJ·mol-1)=-80.5kJ·mol-1,A符合题意;
故答案为:A
【分析】根据盖斯定律计算反应热。
18.【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】已知① H=+180.50kJ·mol-1
② H=-905.48kJ·mol-1
氨气被一氧化氮氧化生成氮气和气态水的热化学方程式依据盖斯定律,结合热化学方程式合并计算:①×5+②得到: △H=-1807.98kJ/mol,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据盖斯定律计算目标反应的反应热。
19.【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】由①×2+②×2-③可得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) ΔH=2ΔH1+2ΔH2-ΔH3=2×(-393.5 kJ/mol)+2×(-285.8 kJ/mol)-(-870.3 kJ/mol)=-488.3 kJ/mol。
故答案为:B
【分析】运用盖斯定律时,方程式进行运算时,ΔH也要运算。
20.【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】由盖斯定律③-2×②,可得 ;
故答案为:B。
【分析】利用盖斯定律计算。
21.【答案】D
【知识点】反应热和焓变;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A、硫的燃烧是放热反应,即△H2<0,故A不符合题意;B、物质没有指明状态,故B不符合题意;C、根据盖斯定律,△H3=△H1+△H2,因为△H1<0,△H2<0,因此△H3<0,且△H3<△H1,故C不符合题意;D、根据盖斯定律,MnO2(s)+SO2(g)=MnSO4(s) △H=△H3-△H2-△H1,故D符合题意。
【分析】依据盖斯定律和反应热的相关知识分析解答。
22.【答案】(1)679KJ
(2)862KJ
(3)>
【知识点】吸热反应和放热反应;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)①反应物断键吸收的总能量为1molH2和1molCl2的键能和,则反应物断键吸收的总能量为436kJ+243kJ=679kJ;
故答案为:679kJ;
②生成物成键释放的总能量为2molHCl的总键能,则生成物成键放出的总能量为431kJ×2=862kJ;
故答案为:862kJ;
③反应热=反应物的键能总和减生成物的键能总和=436kJ mol-1+243kJ mol-1-2×431 kJ mol-1=-183kJ mol-1,△H<0,所以该反应为放热反应,所以反应物的总能量>生成物的总能量,故答案为:>;
【分析】(1)①反应物为H2和Cl2,则反应物断键吸收的总能量=1molH2的键能+1molCl2的键能;
(2)生成物为HCl,则生成物成键释放的总能量等于2molHCl的总键能;
(3)△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和;
23.【答案】(1)大于;大于
(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -890kJ·mol-1
(3)B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(g)+3H2O(l) △H= -1299kJ·mol-1
(4)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) △H= +659.8kJ·mol-1
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)①C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H= -395.4kJ·mol-1,②C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H= -393.5kJ·mol-1,由盖斯定律可知,①-②得到C(s,金刚石)=C(s,石墨),△H= -395.4kJ·mol-1-(-393.5kJ·mol-1)= -1.9kJ·mol-1,金刚石能量高,石墨稳定性大于金刚石;②石墨中C-C键键能大于金刚石中C-C键键能;(2)n(CH4)= =0.25mol,可知1mol CH4完全燃烧生成气态CO2和液态水,放出热量为 =890kJ,由物质的状态、焓变为负可知热化学方程式CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2 H2O(l) △H= -890kJ·mol-1;(3)0.5mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出1299kJ的热量;反应的热化学方程式为:B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(g)+3H2O(l) △H= -1299kJ·mol-1;(4)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1= +206.2kJ·mol-1
②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H2= -247.4 kJ·mol-1
根据盖斯定律来计算反应的焓变①×2-②,CH4(g)+2H2O(g)= CO2(g)+4H2(g) △H= +659.8 kJ·mol-1。
【分析】(1)C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H= -395.4kJ·mol-1,②C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H= -393.5kJ·mol-1,由盖斯定律可知,①-②得到C(s,金刚石)═C(s,石墨);(2)n(CH4)= =0.25mol,可知1mol CH4完全燃烧生成气态CO2和液态水,放出热量为 =890kJ,结合物质的状态、焓变书写热化学方程式.(3)0.5mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出1299kJ的热量;(4)根据盖斯定律来计算反应的焓变。
24.【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)2N2H4(l) + N2O4(l) = 3N2(g) +4H2O(g) ΔH=-873kJ·mol-1
(3)403
(4)2NH3+NaClO= N2H4+NaCl+H2O
【知识点】燃烧热;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)实验室用氯化铵和氢氧化钙加热制备氨气的化学方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O;根据盖斯定律,②×2-①得液态肼和N2O4(l)反应生成N2和水蒸气的热化学方程式2N2H4(l) + N2O4(l) = 3N2(g) +4H2O(g) ΔH=-873kJ·mol-1;(3)焓变=反应物的总键能-生成物的总键能,-534kJ·mol-1=154+4x+498-942-464×4,x=403;(4)NH3与NaClO反应得到肼的化学方程式2NH3+NaClO= N2H4+NaCl+H2O。
【分析】(3) ΔH =Q吸-Q放, ΔH和其他化学键的键能已知,可求 N-H键键能。但反应物中断键吸收能量,生成物中成键释放能量。
25.【答案】(1)反应物总能量;生成物总能量;无;降低;不变
(2)﹣198
(3)0.05
(4)﹣1185
【知识点】化学反应速率;活化能及其对化学反应速率的影响;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量,B为活化能,反应热可表示为A、C活化能的大小之差,活化能的大小与反应热无关,催化剂能够降低反应的活化能,不影响反应物和生成物能量高低,故答案为:反应物总能量、生成物总能量;无;降低;不变;(2)因1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的△H=﹣99kJ mol﹣1,所以2molSO2(g)氧化为2molSO3的△H=﹣198kJ mol﹣1,则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=﹣198KJ mol﹣1,故答案为:﹣198.(3)二氧化硫和三氧化硫的反应速率之比等于方程式的系数之比,即为1:1,如果反应速率υ(SO2)为0.05mol L﹣1 min﹣1,则υ(SO3)=0.05mol L﹣1 min﹣1,故答案为:0.05;(4)已知①S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1=﹣296 KJ mol﹣1,②SO2(g)+ O2(g)=SO3(g)△H2=﹣99 KJ mol﹣1;则利用盖斯定律将①×3+②×3可得3 S(s)+ O2(g)=3SO3(g)△H3=3×(△H1+△H2)=﹣1185 KJ mol﹣1,故答案为:﹣1185 KJ mol﹣1.
【分析】本题综合考查反应热与焓变,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,注意催化剂对反应的影响以及盖斯定律的应用.
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