第2课时 ΔH的大小比较及热化学方程式的再书写
题组一 ΔH的大小比较
1.已知:①H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=d kJ·mol-1
下列关系正确的是( )
A.a<c<0 B.b>d>0
C.2a=b<0 D.2c=d>0
2.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式用离子方程式可表示为H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,又知弱电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L-1NaOH溶液中分别加入下列物质:①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸,恰好完全反应时的焓变分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是( )
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3<ΔH2
C.ΔH1=ΔH3>ΔH2 D.ΔH1>ΔH3>ΔH2
3.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A.已知Ni(CO)4(s)===Ni(s)+4CO(g) ΔH=Q kJ·mol-1,则Ni(s)+4CO(g)===Ni(CO)4(s) ΔH=-Q kJ·mol-1
B.在一定温度和压强下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放出热量19.3 kJ,则其热化学方程式为N2(g)+H2(g)??NH3(g) ΔH=-19.3 kJ·mol-1
C.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1,2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.已知C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
题组二 热化学方程式的理解及书写
4.下列关于热化学方程式的说法正确的是( )
A.若H2的燃烧热为a kJ·mol-1,则热化学方程式为H2+Cl2===2HCl ΔH=-a kJ·mol-1
B.若1 mol SO2和0.5 mol O2完全反应放热98.3 kJ,则热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)??
2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C.若H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6 kJ·mol-1
D.若31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ,则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(s,白磷)===4P(s,红磷) ΔH=-4b kJ·mol-1
5.已知:2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-Q2 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-Q3 kJ·mol-1
CO与镍反应会造成镍催化剂中毒,为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫,则对应反应的热化学方程式为( )
A.S(s)+2CO(g)===SO2(g)+2C(s) ΔH=(2Q1-2Q2-Q3) kJ·mol-1
B.S(s)+2CO(g)===SO2(g)+2C(s) ΔH=(Q1-Q3) kJ·mol-1
C.SO2(g)+2CO(g)===S(s)+2CO2(g) ΔH=(Q1-2Q2+Q3) kJ·mol-1
D.SO2(g)+2CO(g)===S(s)+2CO2(g) ΔH=(2Q1-Q2+2Q3) kJ·mol-1
6.S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。
已知:①S(s,单斜)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-297.16 kJ·mol-1
②S(s,正交)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-296.83 kJ·mol-1
③S(s,单斜)===S(s,正交) ΔH3
下列说法正确的是( )
A.ΔH3=+0.33 kJ·mol-1
B.单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C.S(s,单斜)===S(s,正交) ΔH3<0,正交硫比单斜硫稳定
D.S(s,单斜)===S(s,正交) ΔH3>0,单斜硫比正交硫稳定
7.煤燃烧排放的烟气中含有的SO2和NOx会污染大气。采用NaClO、Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,发生的相关反应如下:
①SO2(g)+2OH-(aq)===SO(aq)+H2O(l) ΔH1=a kJ·mol-1
②ClO-(aq)+SO(aq)===SO(aq)+Cl-(aq) ΔH2=b kJ·mol-1
③CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO(aq) ΔH3=c kJ·mol-1
④SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq) ΔH4=d kJ·mol-1
下列有关说法正确的是( )
A.随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐减小
B.反应①②均为氧化还原反应
C.反应Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)===CaSO4(s)+2H2O(l)的ΔH=-c kJ·mol-1
D.d=a+b+c
8.向Na2CO3溶液中滴加盐酸,反应过程中能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.反应HCO(aq)+H+(aq)===CO2(g)+H2O(l)为放热反应
B.CO(aq)+2H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.ΔH1>ΔH2;ΔH2<ΔH3
D.H2CO3(aq)===CO2(g)+H2O(l),若使用催化剂,则ΔH3变小
9.(2022·晋中高二检测)根据碘与氢气反应的热化学方程式:
(ⅰ)I2(?)+H2(g)??2HI(g) ΔH=-9.48 kJ·mol-1;
(ⅱ)I2(?)+H2(g)??2HI(g) ΔH=+26.48 kJ·mol-1。
下列判断正确的是( )
A.反应(ⅰ)中的I2为固态,反应(ⅱ)中的I2为气态
B.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ
C.反应(ⅰ)的生成物比反应(ⅱ)的生成物稳定
D.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJ
10.已知溴跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2、Q3均为正值):
①H2(g)+Br2(g)===2HBr(l) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1
②H2(g)+Br2(g)===2HBr(g) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
③H2(g)+Br2(l)===2HBr(g) ΔH3=-Q3 kJ·mol-1
下列判断正确的是( )
A.Q1>Q2>Q3
B.Q1与Q3的相对大小无法判断
C.溴蒸气转化为液态溴ΔH=(Q2-Q3) kJ·mol-1
D.H2(g)和Br2(g)反应生成HBr(g)时放出Q2 kJ热量
11.已知:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的图示与过程如下:
过程Ⅰ:……
过程Ⅱ:3FeO(s)+H2O(l)===H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=+129.2 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.该过程能量转化形式是太阳能→化学能→热能
B.过程Ⅰ的热化学方程式为Fe3O4(s)===3FeO(s)+O2(g) ΔH=+156.6 kJ·mol-1
C.氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1
D.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点
12.化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热(ΔH)又因化学反应的分类给予不同的名称。如我们学过的燃烧热(ΔHc),由稳定单质化合生成1 mol纯物质的热效应称为生成热(ΔHf),断裂化学键时所吸收的能量称为键能(ΔHb),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.H2O(g)的生成热:ΔHf=+243 kJ·mol-1
B.CO(g)的燃烧热:ΔHc=-570 kJ·mol-1
C.O—H的键能:ΔHb=+436 kJ·mol-1
D.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-42 kJ·mol-1
13.依据题意,写出下列反应的热化学方程式。
(1)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________________________________________________________。
(2)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_________________。
(3)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________________________________________。
14.(1)用O2将HCl转化为Cl2的过程如图所示。
其中,过程①的热化学方程式为2HCl(g)+CuO(s)===H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1,过程②生成
1 mol Cl2的反应热为ΔH2,则由HCl(g)生成Cl2(g)的热化学方程式为______________(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。
(2)已知:
①CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+206 kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802 kJ·mol-1
写出由CO2(g)和H2O(g)生成CO(g)的热化学方程式:_________________________________。
15.热力学标准态(298.15 K、101 kPa)下,由稳定单质发生反应生成1 mol化合物的反应热叫作该化合物的生成热(ΔH)。图甲为第ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题。
(1)①请你归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热ΔH的关系:________________
_______________________________________________________________________________。
②硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为_______________________________。
(2)在25 ℃、101 kPa下,已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1 mol电子放热190.0 kJ,该反应的热化学方程式是_________________________________。
(3)根据图乙写出反应CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)的热化学方程式:____________________。
(4)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为
TiO2―→TiCl4Ti
已知:Ⅰ.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
Ⅲ.TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(s)+O2(g) ΔH=+141 kJ·mol-1
①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=________________。
②反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是_________________________
_______________________________________________________________________________。
第2课时 ΔH的大小比较及热化学方程式的再书写
1.C 2.D
3.A [合成氨的反应是可逆反应,不能进行完全,B错误;H2O(g)转化为H2O(l)放热,且氢气燃烧的焓变ΔH<0,所以ΔH1<ΔH2,C错误;由C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH>0可知,1 mol石墨的能量小于1 mol金刚石的能量,则石墨比金刚石稳定,D错误。]
4.D [H2的燃烧热是指1 mol H2在氧气中完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量,A错误;反应热应与化学方程式中的化学计量数要相对应,B错误;稀硫酸与Ba(OH)2溶液发生中和反应时除产生2 mol的H2O(l)放出热量外,反应产生BaSO4沉淀时也会放出热量,反应放出热量越多,则反应热越小,故稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应,H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH<-114.6 kJ·mol-1,C错误;1 mol白磷的质量是124 g,若31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ,则1 mol白磷的能量比等量的红磷的能量多4b kJ,故白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(s,白磷)===4P(s,红磷) ΔH=-4b kJ·mol-1,D正确。]
5.C 6.C 7.A
8.B [由图像可知,反应HCO(aq)+H+(aq)===CO2(g)+H2O(l)为吸热反应,A错误;由盖斯定律可知CO(aq)+2H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,B正确;由图像可知,能量差值越大,反应热的绝对值越大,ΔH1、ΔH2都为放热反应,则ΔH1<ΔH2,C错误;加入催化剂,反应热不变,D错误。]
9.B
10.A [2 mol HBr(g)具有的总能量大于2 mol HBr(l)具有的总能量,则Q1>Q2,1 mol Br2(g)具有的总能量大于1 mol Br2(l)具有的总能量,则Q2>Q3,所以Q1>Q2>Q3,A项正确、B项错误;根据盖斯定律,由②-③得Br2(g)===Br2(l) ΔH=-(Q2-Q3) kJ·mol-1,C项错误;由H2(g)+Br2(g)===2HBr(g) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1可知,1 mol H2(g)和1 mol Br2(g)反应生成
2 mol HBr(g)时放出Q2 kJ的热量,D项错误。]
11.A
12.D [表示H2O(g)生成热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔHf=-243 kJ·mol-1,A错误;表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔHc=-285 kJ·
mol-1,B错误;由图1知O—H的键能ΔHb=×(243+436+247) kJ·mol-1=+463 kJ·mol-1,C错误;由图1得H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-243 kJ·mol-1①,由图2得CO(g)+O2(g)
===CO2(g) ΔH=-285 kJ·mol-1②,根据盖斯定律,将②-①得CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-42 kJ·mol-1,D正确。]
13.(1)N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol-1
(2)C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 300 kJ·mol-1
(3)N2(g)+3H2(g)??2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
14.(1)2HCl(g)+O2(g)===H2O(g)+Cl2(g)
ΔH=ΔH1+ΔH2 (2)CO2(g)+3H2O(g)===2O2(g)+CO(g)+3H2(g) ΔH=+1 008 kJ·mol-1
15.(1)①非金属元素氢化物越稳定,ΔH越小
②H2Se(g)===Se(s)+H2(g) ΔH=-81 kJ·mol-1
(2)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 520.0 kJ·mol-1
(3)CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-91 kJ·mol-1
(4)①-80 kJ·mol-1 ②防止高温下Mg、Ti与空气中的O2(或CO2、N2)作用
解析 (2)SiH4气体在氧气中完全燃烧的化学方程式为SiH4+2O2SiO2+2H2O,由化学方程式可知,1 mol SiH4完全燃烧转移8 mol电子,故热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 520.0 kJ·mol-1。(3)ΔH=419 kJ·mol-1-510 kJ·mol-1=-91 kJ·mol-1,故该反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-91 kJ·mol-1。
(4)①根据盖斯定律,由2×Ⅰ-Ⅱ+Ⅲ可得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(s)+2CO(g) ΔH=-80 kJ·mol-1。