高中化学人教版(新课标)选修4 第一章第三节 化学反应热的计算

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名称 高中化学人教版(新课标)选修4 第一章第三节 化学反应热的计算
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科目 化学
更新时间 2020-08-11 17:51:04

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高中化学人教版(新课标)选修4 第一章第三节 化学反应热的计算
一、单选题
1.(2019高二上·辽源期中)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ·mol-1
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是:(  )
A.H2的燃烧热为571.6kJ·mol-1
B.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1
C.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
D.3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+135.9kJ·mol-1
【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A.根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1可以知道1mol氢气燃烧生成1mol液态水放出热量为285.8 kJ·mol-1,则氢气燃烧热为285.8 kJ mol-1,故A不符合题意;
B.反应中有BaSO4生成,而生成BaSO4也是放热的,所以放出的热量比57.3 kJ多,即该反应的ΔH<-57.3kJ·mol-1;故B不符合题意;
C.令H2(g)和CH3OH(l)的质量都为4g,则4g氢气燃烧放热为571.6 kJ;4g CH3OH(l)燃烧放热为4/32×1/2×1452 kJ=90.75 kJ;所以H2(g)放出的热量多,故C符合题意;
D.①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1;②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ·mol-1;按盖斯定律计算①×3-②得到:6H2(g)+2CO2(g)=2CH3OH(l)+2H2O(l) ΔH=-262.8kJ·mol-1;则正确的热化学方程式是3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.4kJ·mol-1,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据热化学方程式含义进行计算同质量下放出的热量,同质量的氢气放出的热量多。
2.(2019高二上·中山期中)同温同压下,下列三个反应放出的热量分别用a、b、c表示,则a、b、c的关系是(  )
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1 ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1②
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-c kJ·mol-1 ③
A.a>b, b=2c B. a=b=c
C.a<b,c=a/2 D.无法比较
【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较
【解析】【解答】根据盖斯定律可得,a=2c;
反应①生成的为H2O(g),反应②生成的H2O(l),气态水到液态水的转化过程中需要释放能量,因此b>a;
综上,a、b、c的大小关系为a故答案为:C
【分析】根据热化学方程式的系数和物质的状态判断反应过程中放出热量的多少,从而比较a、b、c的大小。
3.(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。
4.(2019高一下·白城期末)在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
①H2S(g)+ O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1
②2H2S(g)+SO2(g)= S2(g)+2H2O(g) △H2
③H2S(g)+ O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3
④2S(g) =S2(g) △H4
则△H4的正确表达式为(  )
A.△H4=2/3(△H1+△H2-3△H3)
B.△H4=2/3(3△H3-△H1-△H2)
C.△H4=3/2(△H1+△H2-3△H3)
D.△H4=3/2(△H1-△H2-3△H3)
【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】根据盖斯定律,①× -③× 得⑤: S(g)+ O2(g)= SO2(g) △H5= (△H1-△H3);根据盖斯定律,②× -③× 得⑥: SO2(g)+ S(g)= O2(g) + S2(g) △H6= (△H2-2△H3);⑤+⑥得:2S(g) =S2(g) △H4= (△H1+△H2-3△H3),A符合题意;
故答案为:A
【分析】根据盖斯定律计算目标反应的反应热。
5.(2019高一下·顺德期末)氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰,在反应过程中,断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,断裂1molCl2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1molHCl中的化学键释放的能量为Q3kJ,下列关系式正确的是(  )
A.Q1 + Q2 >Q3 B.Q1+ Q2 > 2Q3
C.Q1 + Q2 < Q3 D.Q1 + Q2 < 2Q3
【答案】D
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】破坏1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,则H-H键能为Q1kJ/mol,破坏1molCl2中的化学键消耗的能量为Q2kJ,则Cl-Cl键能为Q2kJ/mol,形成1molHCl中的化学键释放的能量为Q3kJ,则H-Cl键能为Q3kJ/mol,对于H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能=Q1kJ/mol+Q2kJ/mol-2Q3kJ/mol=(Q1+Q2-2Q3)kJ/mol,由于氢气在氯气中燃烧,反应热△H<0,即(Q1+Q2-2Q3)<0,所以Q1+Q2<2Q3。
故答案为:D。
【分析】根据反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键来计算该反应的反应热,氢气在氯气中燃烧,反应热△H<0,据此解答。
6.(2020高一下·宁波期中)已知一定条件下,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-197kJ·mol-1,下列有关该条件下的说法正确的是(  )
A.向一容器中投入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应后放出热量为197kJ
B.如果2SO2(g)+O2(g) 2SO3(s) ΔH2=-X kJ·mol-1,则:ΔH2>ΔH1
C.2 mol SO2和1 mol O2中的化学键键能总和大于2 mol SO3中的化学键键能总和
D.2 mol SO2气体和1 mol O2气体的总能量一定高于2 mol SO3气体的能量
【答案】D
【知识点】热化学方程式;反应热的大小比较;有关反应热的计算
【解析】【解答】A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为可逆反应,向一容器中投入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应后生成SO3的物质的量小于2mol,所以放出热量为小于197kJ,A不符合题意;
B.SO3(s)的能量小于SO3(g),生成2mol SO3(s)放出的能量大于197kJ,如果2SO2(g)+O2(g) 2SO3(s) ΔH2=-X kJ·mol-1,则ΔH2<ΔH1,B不符合题意;
C.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为放热反应,所以2 mol SO2和1 mol O2中的化学键键能总和小于2 mol SO3中的化学键键能总和,C不符合题意;
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为放热反应,所以2 mol SO2气体和1 mol O2气体的总能量一定高于2 mol SO3气体的能量,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A.可逆反应的反应物不可能完全转化为生成物;
B.注意反应热吸热反应为正值,放热反应为负值,负值的数值越大,其反应热越小;
C.=反应物的键能总和-生成物的键能总和;
D.反应物的总能量高于生成物的总能量为放热反应。
7.(2020高一下·余姚期中)氢气在氧气中燃烧时发出蓝色火焰,在反应过程中,破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为akJ,破坏1mol氧气中的化学键消耗的能量为bkJ,形成1molH-O键释放的能量为ckJ,下列关系中正确的是(  )
A.a+b>2c B.2a+b=2c C.2a+b<2c D.2a+b<4c
【答案】D
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】氢气在氧气中燃烧的反应为放热反应,因此该反应的ΔH<0,因为“破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为akJ,破坏1mol氧气中的化学键消耗的能量为bkJ,形成1molH-O键释放的能量为ckJ”,所以ΔH=2a+b-4c<0,所以2a+b<4c,D符合题意;
故答案为:D
【分析】氢气在氧气中燃烧的反应为放热反应,根据反应过程中化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热,从而得出等式。
8.(2020高二上·麻江期末)已知葡萄糖的燃烧热是 -2804 kJ/mol,当它氧化生成1 g 液态水时放出的热量是(  )
A.26.0 kJ B.51.9 kJ
C.155.8 kJ D.467.3 kJ
【答案】A
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】葡萄糖燃烧的热化学方程式是C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2804kJ·mol-1
据此建立关系式 
6H2O ~ ΔH
6×18 g 2804 kJ
1 g x
解得x= =26.0kJ,
故答案为:A。
【分析】根据热化学方程式计量数之间的关系进行求解。
9.(2019高二上·东辽期中)已知T℃时,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+177.70kJ·mol,则每生成28gCaO(s)时,吸收的热量为(  )
A.44.43kJ B.88.85kJ C.133.28kJ D.177.70kJ
【答案】B
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】28gCaO的物质的量,因此反应过程中吸收的热量为:177.70kJ/mol×0.5mol=88.85kJ,B符合题意;
故答案为:B
【分析】根据公式计算n(CaO),结合热化学方程式计算反应过程中吸收的热量。
10.(2019高二上·北京期中)已知热化学方程式:
C(金刚石,s) +O2(g)=CO2(g) ΔH1①
C(石墨,s) +O2(g)=CO2(g) ΔH2 ②
C(石墨,s)= C(金刚石,s) ΔH3=+1.9kJ·mol-1 ③
下列说法正确的是(  )
A.石墨转化成金刚石的反应可以自发进行
B.金刚石比石墨稳定
C.ΔH3=ΔH1+ΔH2
D.ΔH1 <ΔH2
【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】A.若反应自发进行,则要求ΔH-TΔS<0,由于石墨转化为金刚石的反应为吸热反应,且ΔS不变,因此该反应ΔH-TΔS>0,故反应不能自发进行,A不符合题意;
B.由于石墨转化为金刚石的反应为吸热反应,因此石墨具有的能量小于金刚石所具有的的能量,而物质所具有的能量越高,越不稳定,因此石墨的稳定性更强, B不符合题意;
C.根据盖斯定律可得,ΔH3=ΔH2-ΔH1,C不符合题意;
D.由于ΔH3=ΔH2-ΔH1>0,因此ΔH2>ΔH1,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.若反应自发进行,则要求ΔH-TΔS<0;
B.根据石墨和金刚石转化的热效应比较石墨和金刚石的能量大小,从而得出其稳定性强弱;
C.根据盖斯定律分析;
D.根据ΔH3的表达式分析;
11.(2020高一下·余姚期中)在一定温度下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1=-560kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H=-880kJ/mol
33.6L(标况)CO和CH4组成的混合气体,在相同条件下完全燃烧时,释放的热量为960kJ,求混合气体中CO和CH4的体积比为(  )
A.1:3 B.2:3 C.3:5 D.3:1
【答案】B
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】设混合气体中n(CO)=a mol,n(CH4)=b mol,则a+b=1.5mol
a molCO完全燃烧,放出的热量为 kJ,bmolCH4完全燃烧,放出的热量为880b kJ,因此280a+880b=960kJ
联立可得,解得
同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,因此混合气体中CO和CH4的体积比为0.6:0.9=2:3,B符合题意;
故答案为:B
【分析】33.6L混合气体的物质的量;结合混合气体的物质的量,以及燃烧过程放出的能量,根据反应的热化学方程式进行计算。
二、综合题
12.(2020高一下·余姚期中)
(1)肼(N2H4,N为-2价)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O(g),已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量,请写出上述反应的热化学方程式    。
(2)已知下列热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H1=-27.6kJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)
△H2=-58.8kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)
+CO2(g) △H3=+38.4kJ/mol
求以下热化学方程式的焓变
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) △H=   。
(3)Ⅰ.已知:P4(s)+6Cl2(g)
=4PCl3(g) △H=a kJ·mol-1,
P4(s)+10Cl2(g)
=4PCl5(g) △H=bkJ·mol-1;
破坏PCl5中1molP-Cl键所需能量为ckJ,破坏PCl3中1molP-Cl键所需能量为1.2ckJ则破坏Cl2中1molCl-Cl键所需的能量为   。
Ⅱ.已知拆开晶体硅中1molSi-Si键,二氧化硅固体中1molSi-O键,氧气中的1molO=O键分别需要提供a kJ、b kJ、c kJ能量,请写出晶体硅与氧气反应生成二氧化硅固体的热化学方程式:    。
【答案】(1)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1136kJ/mol
(2)-16.8kJ/mol
(3) kJ;Si(s)+O2(g)=SiO2(s) △H=(2a+c-4b) kJ/mol
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)N2H4和NO2反应的化学方程式为2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),8gN2H4的物质的量,因此2molN2H4燃烧放出的热量为,所以该反应的热化学方程式为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1136kJ/mol。
(2) 由盖斯定律可得,该反应的反应热ΔH=(ΔH1×3-ΔH2-ΔH3×2)=-16.8kJ/mol。
(3)Ⅰ由盖斯定律可得,PCl3(g)转化为PCl5(g)反应的热化学方程式为:PCl3(g)+Cl2(g)=PCl5(g) ΔH=kJ/mol;设破坏1molCl-Cl键所需的能量为xkJ,则3×1.2c+x-5c=,解得x=kJ。
Ⅱ晶体硅与氧气反应的化学方程式为Si+O2=SiO2,1mol晶体硅中含有2molSi-Si化学键,1molSiO2中含有4molSi-O化学键。所以该反应的反应热ΔH=(2a+c-4b)kJ/mol,因此该反应的热化学方程式为Si(s)+O2(g)=SiO2(s) △H=(2a+c-4b) kJ/mol。
【分析】(1)根据8gN2H4反应放出的热量计算2molN2H4反应放出的热量,从而得出反应的热化学方程式;
(2)根据盖斯定律计算反应热;
(3)Ⅰ.根据所给反应确定PCl3(g)+Cl2(g)=PCl5(g)的热化学方程式,结合化学键计算反应热进行分析;
Ⅱ.根据化学键键能计算反应热,进而写出反应的热化学方程式;
13.(2020高二上·新乡期末)为合理利用化学能,确保生产安全,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施:
(1)已知:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H1;
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2。
则反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=   (用含△H1、△H2的代数式表示)
(2)25℃、101kPa时,1g二甲醚(CH3OCH3)气体完全燃烧生成CO2和液态水,可放出31.65k热量,该反应的热化学方程式为   。
(3)化学反应的能量变化(△H)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据。
化学键 H=H O=O O-H
E/kJ·mol-1 436 x 463
已知:H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ·mol-1,则x=   。
(4)取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液与50mL0.5mol·L-1盐酸置于如图所示的简易装置中进行反应,并测定中和反应的反应热。该实验小组测得的中和热(△H)的实验值比理论值(-57.3kJ·mol-1)大,产生数据偏差的原因可能是   (填字母)。
a.大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平,两烧杯之间没有塞满碎纸条
b.用量筒量取盐酸时仰视刻度
c.NaOH溶液过量
d.将NaOH溶液分多次倒入盛有盐酸的小烧杯中
【答案】(1)△H1+2△H2
(2)CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)△H=-1455.9kJ·mol-1
(3)496.4
(4)ad
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用;中和热的测定;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律可得,该反应的反应热ΔH=ΔH1+2ΔH2;
(2)1g二甲醚完全燃烧放出的热量为31.65kJ,则1mol二甲醚完全燃烧放出的热量为31.65kJ×46g=1455.9kJ,故该反应的热化学方程式为:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H=-1455.9kJ/mol;
(3)该反应的反应热ΔH=436kJ/mol+0.5x-2×463kJ/mol=-241.8kJ/mol,解得x=496.4kJ/mol;
(4)a、缺少隔热措施,导致反应放出的热量部分散失,中和热实验值比理论值大,a符合题意;
b、量取盐酸时仰视刻度,则所量取盐酸溶液的体积大于50mL,但对中和热的值不影响,b不符合题意;
c、NaOH溶液过量,对中和热的值无影响,c不符合题意;
d、将NaOH溶液分多次倒入,存在热传递,使得热量散失,中和热的实验值比理论大,d符合题意;
故答案为:ad
【分析】(1)根据盖斯定律计算目标反应的反应热;
(2)根据1g二甲醚燃烧放出的热量,计算1mol二甲醚燃烧放出的热量,从而书写反应的热化学方程式;
(3)根据反应热等于反应物化学键键能总和减去生成物化学键键能总和,计算O=O的化学键键能;
(4)根据中和热的测定实验过程分析;
14.(2019高二上·日喀则期末)“天宫一号”于2011年9月在酒泉卫星发射中心发射,标志着我国的航空航天技术迈进了一大步火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲胼和四氧化二氮,偏二甲肼可用胼来制备。
(1)用肼(N2H4)为燃料,四氧化二氮做氧化剂,两者反应生成氮气和气态水
已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)△H=10.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-543kJ·mol-1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式为    。
(2)已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在,它很容易转化为二氧化氮,试推断由二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施)   。
(3)25℃,101kPa时,14gCO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3kJ的热,则CO的燃烧热为   ,其燃烧的热化学方程式是   。
(4)0.50L2.00mol/LH2SO4溶液与2.00L1.00mol/LKOH溶液完全反应,放出114.6kJ的热量,该反应的中和热为   ,表示其中和热的热化学方程式为    。
(5)已知拆开1
molH-H键,1molN-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是   。
【答案】(1)2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1096.7kJ/mol
(2)加压、降温
(3)282.6k/mol;CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-282.6kJ/mol
(4)-57.3kJ/mol;1/2H2SO4(aq)+KOH(aq)=1/2K2SO4(aq)+H2O(I) △H=-57.3kJ/mol
(5)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ/mol
【知识点】燃烧热;中和热;热化学方程式;盖斯定律及其应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)气态肼与N2O4反应的化学方程式2N2H4(g)+N2O4(g)=2N2(g)+4H2O(g),由盖斯定律可得,该反应的反应热ΔH=(-543kJ/mol)×2-10.7kJ/mol=-1096.7kJ/mol,因此该反应的热化学方程式为:2N2H4(g)+N2O4(g)=2N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1096.7kJ/mol;
(2)由题干信息可知,N2O4转化为NO2的条件为常压和高温,NO2转化为N2O4为其逆反应,因此要将NO2转化为N2O4所需的反应条件为加压和低温;
(3)14gCO的物质的量,由于0.5molCO完全燃烧放出的热量为141.3kJ,因此1molCO完全燃烧,放出的热量为282.6kJ,因此CO的燃烧热为282.6kJ/mol;
其燃烧的热化学方程式为:;
(4)该反应过程中生成2molH2O,放出114.6kJ的热量,因此反应生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ,因此该反应的中和热为-57.3kJ/mol;表示其中和热的热化学方程式为:;
(5)N2与H2反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),其反应热ΔH=(946kJ/mol+3×436kJ/mol)-2×3×391kJ/mol=-92kJ/mol,因此该反应的热化学方程式为: N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol;
【分析】(1)写出气态肼与N2O4反应的化学方程式,结合盖斯定律计算其反应热,从而得出其热化学方程式;
(2)根据N2O4和NO2的转化确定反应条件;
(3)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,据此计算CO的燃烧热,并得出其热化学方程式;
(4)中和热是指强酸和强碱的稀溶液反应生成1molH2O时放出的热量,据此计算该反应的中和热和书写其热化学方程式;
(5)根据反应物的键能总和减去生成物的键能总和,计算反应热,从而得出热化学方程式;
15.(2019高二上·泉州期末)
(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下:S(s,单斜) S(s,斜方) ΔH=-0.398kJ·mol-1,则S(单斜)、S(斜方)相比,较稳定的是   (填“S(单斜)”或“S(斜方)”)。
(2)下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量(即键能,单位为kJ·mol-1)
化学键 H—H H—Cl
键能 436 431
热化学方程式:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
ΔH=-183kJ·mol-1,则Cl2的键能为   kJ·mol-1。
(3)标准状况下,6.72LC2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出389.7kJ热量,请写出表示C2H2燃烧热的热化学方程式:   。
(4)已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH1=-a kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)
ΔH2=-bkJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-ckJ·mol-1
计算C(石墨,s)与H2(g)反应生成1molCH4(g)的ΔH为   kJ·mol-1(用含a,b,c的式子表示)。
(5)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。则反应过程中,每生成2molN2理论上放出的热量为   。
【答案】(1)S(斜方)
(2)243
(3)C2H2(g)+ O2(g)→2CO2(g)+H2O(l) H=-1299.0kJ/mol
(4)c-2b-a
(5)278kJ
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较
【解析】【解答】(1)能量越高越不稳定,根据热化学反应方程式可知,S(s,单斜)
S(s,斜方) ΔH=-0.398kJ·mol-1,S(s,单斜)能量高于S(s,斜方),所以S(s,斜方)稳定;故答案为:S(斜方);(2)根据已知条件可知,(431×2)kJ/mol-[436kJ/mol+E(Cl—Cl)] =183kJ/mol,计算可得到Cl—Cl键能为:243kJ/mol;故答案为:243;(3)标准状况下,6.72LC2H2(g)的物质的量为:0.3mol,则C2H2燃烧热的热化学方程式:C2H2(g)+
O2(g)→2CO2(g)+H2O(l) H=-
=-1299.0kJ/mol;故答案为:C2H2(g)+
O2(g)→2CO2(g)+H2O(l) H=-1299.0kJ/mol;(4)根据盖斯定律,C(石墨,s)与H2(g)反应生成1 molCH4(g)的热反应方程式为:C(石墨,s)+2H2(g)→CH4(g) H=ΔH1+2ΔH2-ΔH3=-a+2×(-b)-(-c)=(c-2b-a)kJ/mol;故答案为:c-2b-a;(5)根据能量变化图可知,热反应方程式为:N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) △H=(209-348)kJ·mol-1=-139kJ/mol,则反应过程中,每生成2 molN2理论上放出的热量为278kJ;故答案为:278kJ。
【分析】(1)物质能量越低越稳定,反应为放热反应,所以斜方S稳定。
(2)
,反应物断键吸收能量,生产物成键释放能量(431×2)kJ/mol-[436kJ/mol+E(Cl—Cl)] =183kJ/mol,计算可得到Cl—Cl键能为:243kJ/mol。
(3)1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物放出的热量,C生成 CO2(g)H生成H2O(l) ,标准状况下,6.72LC2H2(g)的物质的量为:0.3mol,则1molC2H2燃烧放出的热量为
,热化学方程式:C2H2(g)+
O2(g)→2CO2(g)+H2O(l) H=-1299.0kJ/mol;
(4)由盖斯定律将3个热化学方程式进行四则运算,将CO2(g)、H2O(l)消掉,得

(5)由图知该反应为放热反应,
为正逆活化能之差,
△H=(209-348)kJ·mol-1=-139kJ/mol,N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g)
=-139kJ/mol ,所以生成2mol氮气放出的能量为139
2=278KJ。
1 / 1高中化学人教版(新课标)选修4 第一章第三节 化学反应热的计算
一、单选题
1.(2019高二上·辽源期中)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ·mol-1
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
下列说法正确的是:(  )
A.H2的燃烧热为571.6kJ·mol-1
B.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1
C.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
D.3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+135.9kJ·mol-1
2.(2019高二上·中山期中)同温同压下,下列三个反应放出的热量分别用a、b、c表示,则a、b、c的关系是(  )
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1 ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1②
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH=-c kJ·mol-1 ③
A.a>b, b=2c B. a=b=c
C.a<b,c=a/2 D.无法比较
3.(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
4.(2019高一下·白城期末)在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
①H2S(g)+ O2(g)=SO2(g)+H2O(g) △H1
②2H2S(g)+SO2(g)= S2(g)+2H2O(g) △H2
③H2S(g)+ O2(g)=S(g)+H2O(g) △H3
④2S(g) =S2(g) △H4
则△H4的正确表达式为(  )
A.△H4=2/3(△H1+△H2-3△H3)
B.△H4=2/3(3△H3-△H1-△H2)
C.△H4=3/2(△H1+△H2-3△H3)
D.△H4=3/2(△H1-△H2-3△H3)
5.(2019高一下·顺德期末)氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰,在反应过程中,断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,断裂1molCl2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1molHCl中的化学键释放的能量为Q3kJ,下列关系式正确的是(  )
A.Q1 + Q2 >Q3 B.Q1+ Q2 > 2Q3
C.Q1 + Q2 < Q3 D.Q1 + Q2 < 2Q3
6.(2020高一下·宁波期中)已知一定条件下,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1=-197kJ·mol-1,下列有关该条件下的说法正确的是(  )
A.向一容器中投入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应后放出热量为197kJ
B.如果2SO2(g)+O2(g) 2SO3(s) ΔH2=-X kJ·mol-1,则:ΔH2>ΔH1
C.2 mol SO2和1 mol O2中的化学键键能总和大于2 mol SO3中的化学键键能总和
D.2 mol SO2气体和1 mol O2气体的总能量一定高于2 mol SO3气体的能量
7.(2020高一下·余姚期中)氢气在氧气中燃烧时发出蓝色火焰,在反应过程中,破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为akJ,破坏1mol氧气中的化学键消耗的能量为bkJ,形成1molH-O键释放的能量为ckJ,下列关系中正确的是(  )
A.a+b>2c B.2a+b=2c C.2a+b<2c D.2a+b<4c
8.(2020高二上·麻江期末)已知葡萄糖的燃烧热是 -2804 kJ/mol,当它氧化生成1 g 液态水时放出的热量是(  )
A.26.0 kJ B.51.9 kJ
C.155.8 kJ D.467.3 kJ
9.(2019高二上·东辽期中)已知T℃时,CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=+177.70kJ·mol,则每生成28gCaO(s)时,吸收的热量为(  )
A.44.43kJ B.88.85kJ C.133.28kJ D.177.70kJ
10.(2019高二上·北京期中)已知热化学方程式:
C(金刚石,s) +O2(g)=CO2(g) ΔH1①
C(石墨,s) +O2(g)=CO2(g) ΔH2 ②
C(石墨,s)= C(金刚石,s) ΔH3=+1.9kJ·mol-1 ③
下列说法正确的是(  )
A.石墨转化成金刚石的反应可以自发进行
B.金刚石比石墨稳定
C.ΔH3=ΔH1+ΔH2
D.ΔH1 <ΔH2
11.(2020高一下·余姚期中)在一定温度下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1=-560kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H=-880kJ/mol
33.6L(标况)CO和CH4组成的混合气体,在相同条件下完全燃烧时,释放的热量为960kJ,求混合气体中CO和CH4的体积比为(  )
A.1:3 B.2:3 C.3:5 D.3:1
二、综合题
12.(2020高一下·余姚期中)
(1)肼(N2H4,N为-2价)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O(g),已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量,请写出上述反应的热化学方程式    。
(2)已知下列热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H1=-27.6kJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)
△H2=-58.8kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)
+CO2(g) △H3=+38.4kJ/mol
求以下热化学方程式的焓变
FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) △H=   。
(3)Ⅰ.已知:P4(s)+6Cl2(g)
=4PCl3(g) △H=a kJ·mol-1,
P4(s)+10Cl2(g)
=4PCl5(g) △H=bkJ·mol-1;
破坏PCl5中1molP-Cl键所需能量为ckJ,破坏PCl3中1molP-Cl键所需能量为1.2ckJ则破坏Cl2中1molCl-Cl键所需的能量为   。
Ⅱ.已知拆开晶体硅中1molSi-Si键,二氧化硅固体中1molSi-O键,氧气中的1molO=O键分别需要提供a kJ、b kJ、c kJ能量,请写出晶体硅与氧气反应生成二氧化硅固体的热化学方程式:    。
13.(2020高二上·新乡期末)为合理利用化学能,确保生产安全,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施:
(1)已知:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H1;
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2。
则反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=   (用含△H1、△H2的代数式表示)
(2)25℃、101kPa时,1g二甲醚(CH3OCH3)气体完全燃烧生成CO2和液态水,可放出31.65k热量,该反应的热化学方程式为   。
(3)化学反应的能量变化(△H)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据。
化学键 H=H O=O O-H
E/kJ·mol-1 436 x 463
已知:H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ·mol-1,则x=   。
(4)取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液与50mL0.5mol·L-1盐酸置于如图所示的简易装置中进行反应,并测定中和反应的反应热。该实验小组测得的中和热(△H)的实验值比理论值(-57.3kJ·mol-1)大,产生数据偏差的原因可能是   (填字母)。
a.大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平,两烧杯之间没有塞满碎纸条
b.用量筒量取盐酸时仰视刻度
c.NaOH溶液过量
d.将NaOH溶液分多次倒入盛有盐酸的小烧杯中
14.(2019高二上·日喀则期末)“天宫一号”于2011年9月在酒泉卫星发射中心发射,标志着我国的航空航天技术迈进了一大步火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲胼和四氧化二氮,偏二甲肼可用胼来制备。
(1)用肼(N2H4)为燃料,四氧化二氮做氧化剂,两者反应生成氮气和气态水
已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)△H=10.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-543kJ·mol-1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式为    。
(2)已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在,它很容易转化为二氧化氮,试推断由二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件(或措施)   。
(3)25℃,101kPa时,14gCO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3kJ的热,则CO的燃烧热为   ,其燃烧的热化学方程式是   。
(4)0.50L2.00mol/LH2SO4溶液与2.00L1.00mol/LKOH溶液完全反应,放出114.6kJ的热量,该反应的中和热为   ,表示其中和热的热化学方程式为    。
(5)已知拆开1
molH-H键,1molN-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是   。
15.(2019高二上·泉州期末)
(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下:S(s,单斜) S(s,斜方) ΔH=-0.398kJ·mol-1,则S(单斜)、S(斜方)相比,较稳定的是   (填“S(单斜)”或“S(斜方)”)。
(2)下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量(即键能,单位为kJ·mol-1)
化学键 H—H H—Cl
键能 436 431
热化学方程式:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
ΔH=-183kJ·mol-1,则Cl2的键能为   kJ·mol-1。
(3)标准状况下,6.72LC2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出389.7kJ热量,请写出表示C2H2燃烧热的热化学方程式:   。
(4)已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH1=-a kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)
ΔH2=-bkJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-ckJ·mol-1
计算C(石墨,s)与H2(g)反应生成1molCH4(g)的ΔH为   kJ·mol-1(用含a,b,c的式子表示)。
(5)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。则反应过程中,每生成2molN2理论上放出的热量为   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A.根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1可以知道1mol氢气燃烧生成1mol液态水放出热量为285.8 kJ·mol-1,则氢气燃烧热为285.8 kJ mol-1,故A不符合题意;
B.反应中有BaSO4生成,而生成BaSO4也是放热的,所以放出的热量比57.3 kJ多,即该反应的ΔH<-57.3kJ·mol-1;故B不符合题意;
C.令H2(g)和CH3OH(l)的质量都为4g,则4g氢气燃烧放热为571.6 kJ;4g CH3OH(l)燃烧放热为4/32×1/2×1452 kJ=90.75 kJ;所以H2(g)放出的热量多,故C符合题意;
D.①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1;②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ·mol-1;按盖斯定律计算①×3-②得到:6H2(g)+2CO2(g)=2CH3OH(l)+2H2O(l) ΔH=-262.8kJ·mol-1;则正确的热化学方程式是3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.4kJ·mol-1,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据热化学方程式含义进行计算同质量下放出的热量,同质量的氢气放出的热量多。
2.【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较
【解析】【解答】根据盖斯定律可得,a=2c;
反应①生成的为H2O(g),反应②生成的H2O(l),气态水到液态水的转化过程中需要释放能量,因此b>a;
综上,a、b、c的大小关系为a故答案为:C
【分析】根据热化学方程式的系数和物质的状态判断反应过程中放出热量的多少,从而比较a、b、c的大小。
3.【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。
4.【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】根据盖斯定律,①× -③× 得⑤: S(g)+ O2(g)= SO2(g) △H5= (△H1-△H3);根据盖斯定律,②× -③× 得⑥: SO2(g)+ S(g)= O2(g) + S2(g) △H6= (△H2-2△H3);⑤+⑥得:2S(g) =S2(g) △H4= (△H1+△H2-3△H3),A符合题意;
故答案为:A
【分析】根据盖斯定律计算目标反应的反应热。
5.【答案】D
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】破坏1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,则H-H键能为Q1kJ/mol,破坏1molCl2中的化学键消耗的能量为Q2kJ,则Cl-Cl键能为Q2kJ/mol,形成1molHCl中的化学键释放的能量为Q3kJ,则H-Cl键能为Q3kJ/mol,对于H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能=Q1kJ/mol+Q2kJ/mol-2Q3kJ/mol=(Q1+Q2-2Q3)kJ/mol,由于氢气在氯气中燃烧,反应热△H<0,即(Q1+Q2-2Q3)<0,所以Q1+Q2<2Q3。
故答案为:D。
【分析】根据反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键来计算该反应的反应热,氢气在氯气中燃烧,反应热△H<0,据此解答。
6.【答案】D
【知识点】热化学方程式;反应热的大小比较;有关反应热的计算
【解析】【解答】A.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为可逆反应,向一容器中投入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应后生成SO3的物质的量小于2mol,所以放出热量为小于197kJ,A不符合题意;
B.SO3(s)的能量小于SO3(g),生成2mol SO3(s)放出的能量大于197kJ,如果2SO2(g)+O2(g) 2SO3(s) ΔH2=-X kJ·mol-1,则ΔH2<ΔH1,B不符合题意;
C.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为放热反应,所以2 mol SO2和1 mol O2中的化学键键能总和小于2 mol SO3中的化学键键能总和,C不符合题意;
D.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)为放热反应,所以2 mol SO2气体和1 mol O2气体的总能量一定高于2 mol SO3气体的能量,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A.可逆反应的反应物不可能完全转化为生成物;
B.注意反应热吸热反应为正值,放热反应为负值,负值的数值越大,其反应热越小;
C.=反应物的键能总和-生成物的键能总和;
D.反应物的总能量高于生成物的总能量为放热反应。
7.【答案】D
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】氢气在氧气中燃烧的反应为放热反应,因此该反应的ΔH<0,因为“破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为akJ,破坏1mol氧气中的化学键消耗的能量为bkJ,形成1molH-O键释放的能量为ckJ”,所以ΔH=2a+b-4c<0,所以2a+b<4c,D符合题意;
故答案为:D
【分析】氢气在氧气中燃烧的反应为放热反应,根据反应过程中化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热,从而得出等式。
8.【答案】A
【知识点】有关燃烧热的计算
【解析】【解答】葡萄糖燃烧的热化学方程式是C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2804kJ·mol-1
据此建立关系式 
6H2O ~ ΔH
6×18 g 2804 kJ
1 g x
解得x= =26.0kJ,
故答案为:A。
【分析】根据热化学方程式计量数之间的关系进行求解。
9.【答案】B
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】28gCaO的物质的量,因此反应过程中吸收的热量为:177.70kJ/mol×0.5mol=88.85kJ,B符合题意;
故答案为:B
【分析】根据公式计算n(CaO),结合热化学方程式计算反应过程中吸收的热量。
10.【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】A.若反应自发进行,则要求ΔH-TΔS<0,由于石墨转化为金刚石的反应为吸热反应,且ΔS不变,因此该反应ΔH-TΔS>0,故反应不能自发进行,A不符合题意;
B.由于石墨转化为金刚石的反应为吸热反应,因此石墨具有的能量小于金刚石所具有的的能量,而物质所具有的能量越高,越不稳定,因此石墨的稳定性更强, B不符合题意;
C.根据盖斯定律可得,ΔH3=ΔH2-ΔH1,C不符合题意;
D.由于ΔH3=ΔH2-ΔH1>0,因此ΔH2>ΔH1,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.若反应自发进行,则要求ΔH-TΔS<0;
B.根据石墨和金刚石转化的热效应比较石墨和金刚石的能量大小,从而得出其稳定性强弱;
C.根据盖斯定律分析;
D.根据ΔH3的表达式分析;
11.【答案】B
【知识点】有关反应热的计算
【解析】【解答】设混合气体中n(CO)=a mol,n(CH4)=b mol,则a+b=1.5mol
a molCO完全燃烧,放出的热量为 kJ,bmolCH4完全燃烧,放出的热量为880b kJ,因此280a+880b=960kJ
联立可得,解得
同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,因此混合气体中CO和CH4的体积比为0.6:0.9=2:3,B符合题意;
故答案为:B
【分析】33.6L混合气体的物质的量;结合混合气体的物质的量,以及燃烧过程放出的能量,根据反应的热化学方程式进行计算。
12.【答案】(1)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1136kJ/mol
(2)-16.8kJ/mol
(3) kJ;Si(s)+O2(g)=SiO2(s) △H=(2a+c-4b) kJ/mol
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)N2H4和NO2反应的化学方程式为2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),8gN2H4的物质的量,因此2molN2H4燃烧放出的热量为,所以该反应的热化学方程式为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=-1136kJ/mol。
(2) 由盖斯定律可得,该反应的反应热ΔH=(ΔH1×3-ΔH2-ΔH3×2)=-16.8kJ/mol。
(3)Ⅰ由盖斯定律可得,PCl3(g)转化为PCl5(g)反应的热化学方程式为:PCl3(g)+Cl2(g)=PCl5(g) ΔH=kJ/mol;设破坏1molCl-Cl键所需的能量为xkJ,则3×1.2c+x-5c=,解得x=kJ。
Ⅱ晶体硅与氧气反应的化学方程式为Si+O2=SiO2,1mol晶体硅中含有2molSi-Si化学键,1molSiO2中含有4molSi-O化学键。所以该反应的反应热ΔH=(2a+c-4b)kJ/mol,因此该反应的热化学方程式为Si(s)+O2(g)=SiO2(s) △H=(2a+c-4b) kJ/mol。
【分析】(1)根据8gN2H4反应放出的热量计算2molN2H4反应放出的热量,从而得出反应的热化学方程式;
(2)根据盖斯定律计算反应热;
(3)Ⅰ.根据所给反应确定PCl3(g)+Cl2(g)=PCl5(g)的热化学方程式,结合化学键计算反应热进行分析;
Ⅱ.根据化学键键能计算反应热,进而写出反应的热化学方程式;
13.【答案】(1)△H1+2△H2
(2)CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)△H=-1455.9kJ·mol-1
(3)496.4
(4)ad
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用;中和热的测定;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律可得,该反应的反应热ΔH=ΔH1+2ΔH2;
(2)1g二甲醚完全燃烧放出的热量为31.65kJ,则1mol二甲醚完全燃烧放出的热量为31.65kJ×46g=1455.9kJ,故该反应的热化学方程式为:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H=-1455.9kJ/mol;
(3)该反应的反应热ΔH=436kJ/mol+0.5x-2×463kJ/mol=-241.8kJ/mol,解得x=496.4kJ/mol;
(4)a、缺少隔热措施,导致反应放出的热量部分散失,中和热实验值比理论值大,a符合题意;
b、量取盐酸时仰视刻度,则所量取盐酸溶液的体积大于50mL,但对中和热的值不影响,b不符合题意;
c、NaOH溶液过量,对中和热的值无影响,c不符合题意;
d、将NaOH溶液分多次倒入,存在热传递,使得热量散失,中和热的实验值比理论大,d符合题意;
故答案为:ad
【分析】(1)根据盖斯定律计算目标反应的反应热;
(2)根据1g二甲醚燃烧放出的热量,计算1mol二甲醚燃烧放出的热量,从而书写反应的热化学方程式;
(3)根据反应热等于反应物化学键键能总和减去生成物化学键键能总和,计算O=O的化学键键能;
(4)根据中和热的测定实验过程分析;
14.【答案】(1)2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1096.7kJ/mol
(2)加压、降温
(3)282.6k/mol;CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-282.6kJ/mol
(4)-57.3kJ/mol;1/2H2SO4(aq)+KOH(aq)=1/2K2SO4(aq)+H2O(I) △H=-57.3kJ/mol
(5)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92kJ/mol
【知识点】燃烧热;中和热;热化学方程式;盖斯定律及其应用;有关反应热的计算
【解析】【解答】(1)气态肼与N2O4反应的化学方程式2N2H4(g)+N2O4(g)=2N2(g)+4H2O(g),由盖斯定律可得,该反应的反应热ΔH=(-543kJ/mol)×2-10.7kJ/mol=-1096.7kJ/mol,因此该反应的热化学方程式为:2N2H4(g)+N2O4(g)=2N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1096.7kJ/mol;
(2)由题干信息可知,N2O4转化为NO2的条件为常压和高温,NO2转化为N2O4为其逆反应,因此要将NO2转化为N2O4所需的反应条件为加压和低温;
(3)14gCO的物质的量,由于0.5molCO完全燃烧放出的热量为141.3kJ,因此1molCO完全燃烧,放出的热量为282.6kJ,因此CO的燃烧热为282.6kJ/mol;
其燃烧的热化学方程式为:;
(4)该反应过程中生成2molH2O,放出114.6kJ的热量,因此反应生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ,因此该反应的中和热为-57.3kJ/mol;表示其中和热的热化学方程式为:;
(5)N2与H2反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),其反应热ΔH=(946kJ/mol+3×436kJ/mol)-2×3×391kJ/mol=-92kJ/mol,因此该反应的热化学方程式为: N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol;
【分析】(1)写出气态肼与N2O4反应的化学方程式,结合盖斯定律计算其反应热,从而得出其热化学方程式;
(2)根据N2O4和NO2的转化确定反应条件;
(3)燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,据此计算CO的燃烧热,并得出其热化学方程式;
(4)中和热是指强酸和强碱的稀溶液反应生成1molH2O时放出的热量,据此计算该反应的中和热和书写其热化学方程式;
(5)根据反应物的键能总和减去生成物的键能总和,计算反应热,从而得出热化学方程式;
15.【答案】(1)S(斜方)
(2)243
(3)C2H2(g)+ O2(g)→2CO2(g)+H2O(l) H=-1299.0kJ/mol
(4)c-2b-a
(5)278kJ
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较
【解析】【解答】(1)能量越高越不稳定,根据热化学反应方程式可知,S(s,单斜)
S(s,斜方) ΔH=-0.398kJ·mol-1,S(s,单斜)能量高于S(s,斜方),所以S(s,斜方)稳定;故答案为:S(斜方);(2)根据已知条件可知,(431×2)kJ/mol-[436kJ/mol+E(Cl—Cl)] =183kJ/mol,计算可得到Cl—Cl键能为:243kJ/mol;故答案为:243;(3)标准状况下,6.72LC2H2(g)的物质的量为:0.3mol,则C2H2燃烧热的热化学方程式:C2H2(g)+
O2(g)→2CO2(g)+H2O(l) H=-
=-1299.0kJ/mol;故答案为:C2H2(g)+
O2(g)→2CO2(g)+H2O(l) H=-1299.0kJ/mol;(4)根据盖斯定律,C(石墨,s)与H2(g)反应生成1 molCH4(g)的热反应方程式为:C(石墨,s)+2H2(g)→CH4(g) H=ΔH1+2ΔH2-ΔH3=-a+2×(-b)-(-c)=(c-2b-a)kJ/mol;故答案为:c-2b-a;(5)根据能量变化图可知,热反应方程式为:N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) △H=(209-348)kJ·mol-1=-139kJ/mol,则反应过程中,每生成2 molN2理论上放出的热量为278kJ;故答案为:278kJ。
【分析】(1)物质能量越低越稳定,反应为放热反应,所以斜方S稳定。
(2)
,反应物断键吸收能量,生产物成键释放能量(431×2)kJ/mol-[436kJ/mol+E(Cl—Cl)] =183kJ/mol,计算可得到Cl—Cl键能为:243kJ/mol。
(3)1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物放出的热量,C生成 CO2(g)H生成H2O(l) ,标准状况下,6.72LC2H2(g)的物质的量为:0.3mol,则1molC2H2燃烧放出的热量为
,热化学方程式:C2H2(g)+
O2(g)→2CO2(g)+H2O(l) H=-1299.0kJ/mol;
(4)由盖斯定律将3个热化学方程式进行四则运算,将CO2(g)、H2O(l)消掉,得

(5)由图知该反应为放热反应,
为正逆活化能之差,
△H=(209-348)kJ·mol-1=-139kJ/mol,N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g)
=-139kJ/mol ,所以生成2mol氮气放出的能量为139
2=278KJ。
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