1.2 反应热的计算 课后练习(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 1.2 反应热的计算 课后练习(含解析) 2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-12-23 09:58:53

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1.2 反应热的计算 课后练习
一、单选题
1.已知:(1)Zn(s)+ O2(g)=ZnO(s) ΔH=-348.3 kJ·mol-1 (2)2Ag(s)+ O2(g)=Ag2O(s) ΔH=-31.0 kJ·mol-1
则Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于(  )
A.-317.3 kJ·mol-1 B.-379.3 kJ·mol-1
C.-332.8 kJ·mol-1 D.+317.3 kJ·mol-1
2.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. ;
3.已知:⑴Fe2O3(s) + C(s)= CO2(g)+2Fe(s) ΔH=234.1 kJ/mol
⑵C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
则2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s) 的ΔH是 (  )
A.-824.4 kJ/mol B.-627.6 kJ/mol
C.-744.7 kJ/mol D.-169.4 kJ/mol
4.右图为1molSO2Cl2(g)和1molSCl2(g)反应生成SOCl2(g)能量变化的示意图,已知E1=xkJ/mol,E2=ykJ/mol,下列有关说法正确的是(  )
A.若在反应体系中加入催化剂,E1不变
B.若在反应体系中加入催化剂,△H减小
C.反应的活化能等于y kJ mol-1
D.1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的△H=(x-y) kJ mol-1
5.下列说法错误的是(  )
A.利用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变
B.在指定状态下各物质的焓值都是确定且是唯一的
C.如果一个化学方程式通过其他几个化学方程式相加减而得到,那么该反应的焓变可由相关化学方程式的焓变相加减而得到
D.当同一个化学反应以不同的过程完成时,反应的焓变是不同的
6.已知: ; ; ; ;
下列关于上述反应焓变的判断正确的是(  )
A., B.,
C. D.
7.肼是一种高能燃料,共价键的键能与热化学方程式信息如表:
共价键
键能/ 391 161 498 946 463
则关于反应说法正确的是(  )
A.比能量高
B.该反应是吸热反应
C.键比键稳定
D.反应物总键能小于生成物总键能
8.已知反应X(g)+Y(g)=Z(g)+W(g)的能量变化如图所示,下列有关该反应的说法中错误的是(  )
A.断开1molX(g)和1molY(g)中的化学键,要吸收akJ能量
B.1molZ(g)和1molW(g)所具有的能量为bkJ
C.每生成1molZ(g)和1molW(g)吸收ckJ能量
D.升高温度,可加快该反应的速率
9.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)
10.向Na2CO3溶液中滴加盐酸,反应过程中能量变化如下图所示,下列说法正确的是(  )
A.反应HCO3-(aq)+H+(aq)=CO2(g)+H2O(l) 为放热反应
B.CO32-(aq)+2H+(aq)=CO2(g)+H2O(l) H=( H1+ H2+ H3)
C. H1> H2 H2< H3
D.H2CO3(aq)=CO2(g)+H2O(l),若使用催化剂,则 H3变小
11.下列叙述正确的是(  )
A.500 ℃,30 MPa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),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
B.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.含20.0 g的NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH=-57.4 kJ·mol-1
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1 ; 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
12.已知: 与 反应的 ; 与 反应的 。则 在水溶液中电离的 等于(  )
A. B.
C. D.
13.火箭发射时可以用(液态)作燃料,作氧化剂,发生的反应为 ,下列说法正确的是(  )
A.该反应的能量变化与如图所示能量变化相符
B.已知反应 ,则与的值相同
C.每断裂0.4molN-H键,同时一定有0.4molH-O键形成
D.该反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和
14.如图所示,有关化学反应和能量变化的说法正确的是(  )
A.图a可以表示碳酸钙分解反应的能量变化
B.图b中反应物一定比生成物稳定
C.图a不需要加热就能发生,图b一定需要加热才能发生
D.图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
15.充分燃烧一定量的丁烷气体放出的热量为xQkJ,完全吸收它生成的CO2生成正盐,需5mol·L-1的KOH溶液100mL,则丁烷的燃烧热为(  )
A.16xQkJ·mol-1 B.8xQkJ·mol-1
C.4xQkJ·mol-1 D.2xQkJ·mol-1
16.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法错误的是(  )
①C(s) + H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH1=a kJ mol-1
②CO(g) + H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=b kJ mol-1
③CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3 =c kJ mol-1
④2CH3OH(g) =CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=d kJ mol-1
A.反应①②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)= CH3OCH3(g)+ H2O(1)的ΔH = kJ mol-1
D.反应 2CO(g)+4H2(g) =CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH= (2b+2c+d) kJ mol-1
二、综合题
17.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。
(1)上图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式:   。
(2)若已知下列数据:
化学键 H-H N≡N
键能/kJ·mol-1 435 943
试根据表中及图中数据计算N—H的键能:    kJ·mol-1。
(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1①
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=-b kJ·mol-1②
若1 mol NH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热ΔH3=    kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。
(4)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq) ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3=   。
18.化学反应往往伴随着能量变化。已知下列反应:
请回答下列问题:
(1)的燃烧热=   。
(2)在催化剂作用下,一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠,该反应的热化学方程式为   。
(3)工业废气中的可用碱液吸收。发生的反应如下:
①反应的=   (用含a、b的代数式表示)。
②标况下,与足量的溶液充分反应后,放出的热量为   (用含a或b的代数式表示)。
(4)生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂是一种温室气体,其存储能量的能力是的12000~20000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,表中是几种化学键的键能:
化学键 N≡N F—F N—F
键能/() 941.7 154.8 283.0
写出利用和制备的热化学方程式:   。
19.
(1)工业制氢气的一个重要反应是:CO(g)+ H2O(g) = CO2(g) + H2(g)
已知25℃时:C(石墨) +O2 (g) = CO2(g) △H1 =-394 kJ·mol-1
C(石墨) +1/2O2 (g) = CO (g) △H2 =-111 kJ·mol-1
H2(g) +1/2O2 (g) = H2O(g) △H3=-242kJ·mol-1
试计算25℃时CO(g)+ H2O(g) = CO2(g) + H2(g)的反应热   kJ·mol-1。
(2)实验测得,5g甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式    。
20.按要求回答下列问题。
(1)在25℃、101kPa,1g液态的CH3OCH3完全燃烧放出的热量是31.74kJ。则表示CH3OCH3标准燃烧热的热化学方程式为   。
(2)CH4—CO2催化重整是减少温室气体排放的重要途径。回答下列问题:
已知:CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=+75.0kJ mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-394.5kJ mol-1
C(s)+ O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ mol-1
则催化重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H=   kJ mol-l;从温度和压强的角度考虑,有利于提高CH4平衡转化率的条件是   。
(3)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A可实现氯元素的循环使用。
反应A:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-124.2kJ mol-1
已知:
①断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差为    kJ。
②新型RuO2催化剂对反应A有很好的催化活性。加入催化剂后,该反应的△H   (填“变大”、“变小”或“不变”)。
21.丙烷燃烧可以通过以下两种途径:
途径Ⅰ:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1
途径Ⅱ:C3H8(g)―→C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1
2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1 (a、b、c、d均为正值)
请回答下列问题:
(1)由于C3H8(g)→C3H6(g)+H2(g)的反应中,反应物具有的总能量   (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应中,反应物就需要   (填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物,因此其反应条件是   。
(2)按途径Ⅱ反应,1 mol C3H8完全燃烧时放出的热量为    kJ(用含b、c、d的代数式表示),等量的丙烷通过两种途径完全燃烧时,途径Ⅰ放出的热量   (填“大于”、“小于”或“等于”)途径Ⅱ放出的热量。
(3)a与b、c、d的数学关系式是   。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】ΔH=ΔH1-ΔH2=-348.3 kJ·mol-1-(-31.0 kJ·mol-1)=-317.3 kJ·mol-1
故答案为:A
【分析】运用盖斯定律对方程式进行运算时,ΔH也要进行相关运算。
2.【答案】A
【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;
3.【答案】A
【解析】【解答】根据盖斯定律,(2)× -(1)得2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s),ΔH=(-393.5 kJ/mol) × -234.1 kJ/mol=-824.4 kJ/mol,故A符合题意。
【分析】盖斯定律: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
4.【答案】D
【解析】【解答】A.若在反应体系中加入催化剂,E1变小,故A不符合题意;
B.催化剂不会改变化学反应的反应热,所以△H不变,故B不符合题意;
C.由图可知,反应的活化能等于E1=x kJ mol-1,故C不符合题意;
D.1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的△H=E1-E2=(x-y) kJ mol-1,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、E1为活化能,加入催化剂,活化能减小;
B、催化剂不影响反应热;
C、活化能为E1,即x kJ/mol;
D、要注意 ΔH=生成物的内能-反应物的内能。
5.【答案】D
【解析】【解答】A. 利用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变 ,A不符合题意;
B.物质的焓值与所处的温度、压强、状态等因素有关, 在指定状态下各物质的焓值都是确定且是唯一的 ,B不符合题意;
C.盖斯定律可知, 如果一个化学方程式通过其他几个化学方程式相加减而得到,那么该反应的焓变可由相关化学方程式的焓变相加减而得到 ,C不符合题意;
D.反应无论经历怎样的过程,始态与终态相同,焓变也不变,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A. 利用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变 ;
B.物质的焓值与所处的温度、压强、状态等因素有关, 在指定状态下各物质的焓值都是确定且是唯一的 ;
C.一个化学方程式通过其他几个化学方程式相加减得到,反应的焓变也是相加减得到 ;
D.反应无论经历怎样的过程,始态与终态相同,焓变也不变。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.C、CO与O2的反应均为燃烧反应,燃烧反应都属于放热反应,因此ΔH1<0,ΔH2<0,A不符合题意;
B.反应②C与CO2的反应为吸热反应,ΔH2>0反应④Fe在O2中燃烧的反应为放热反应,ΔH4<0,B不符合题意;
C.根据盖斯定律可得,反应①的反应热ΔH1=ΔH2+ΔH3,C符合题意;
D.根据盖斯定可得,反应③的反应热ΔH3=(ΔH4+2ΔH5),D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、燃烧反应均为放热反应;
B、反应②为吸热反应,反应④为放热反应;
C、根据盖斯定律分析;
D、根据盖斯定律分析;
7.【答案】D
【解析】【解答】A.由分析可知, 比 能量低,A不符合题意;
B.由分析可知,△H=4×391kJ/mol+161kJ/mol+498kJ/mol-946k/mol-4×463kJ/mol=-570kJ/mol<0,所以该反应是放热反应,B不符合题意;
C.N-H键的键能小于O-H键的键能,键能越大越稳定,则O-H键比N-H键稳定,C不符合题意;
D.由B项可知该反应是放热反应,则△H=反应物总键能-生成物总键能<0,所以反应物总键能小于生成物总键能,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.同种物质的气态比液态能量高。
B.△H=反应物总键能-生成物总键能,△H<0表示放热,△H>0表示吸热。
C.键能越大越稳定。
D.△H=反应物总键能-生成物总键能,△H<0表示放热,△H>0表示吸热。
8.【答案】B
【解析】【解答】A.断开化学键需要吸收能量,由图可知,断开1molX(g)和1molY(g)中的化学键,要吸收akJ能量,A不符合题意;
B.由图可知,1molZ(g)和1molW(g)所具有的能量为E2,B符合题意;
C.根据图像,每生成1molZ(g)和1molW(g)吸收ckJ能量,C不符合题意;
D.升高温度,活化分子数增多,反应速率加快,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】从图中可以得到 X(g)+Y(g)=Z(g)+W(g) ,=-cKJ/mol=-(a-b)KJ/mol,aKJ是将x和Y的完全断开所需要吸收的能量,bKJ是完全生成Z和W所释放的能量,升高温度可以加快反应速率,但是会导致平衡向左移动
9.【答案】A
【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。
10.【答案】B
【解析】【解答】解:A.根据图示,反应HCO3-(aq)和H+(aq)的总能量小于CO2(g)和H2O(l) 的总能量,为吸热反应,故A不符合题意;
B.根据图示,结合盖斯定律,CO32-(aq)+2H+(aq)=CO2(g)+H2O(l) H=( H1+ H2+ H3) ,故B符合题意;
C. H1<0, H2<0,根据图像, H1< H2,故C不符合题意;
D.使用催化剂,反应热不变,故D不符合题意。
故答案为:B
【分析】根据纵坐标判断各阶段能量的变化,进而推断出是吸热还是放热反应。
11.【答案】B
【解析】【解答】A:N2与H2的反应为可逆反应,反应不能进行完全,0.5molN2和1.5molH2的放热小于反应热,故A不符合题意;
B:△H>0,证明石墨能量比金刚石低,石墨较稳定,故B符合题意;
C:中和热为稀溶液中,强酸强碱反应生成1mol水所放出的热量,故氢氧化钠溶液和盐酸反应的中和热为57.4KJ mol-1,醋酸为弱酸,醋酸与碱反应包含了电离过程,故的醋酸与碱反应的中和热应<57.4KJ mol-1,故C不符合题意;
D:2CO(g)+ 2O2(g)=2CO2(g) △H3 , △H1=△H2+△H3,燃烧热<0,因此△H1、△H2、△H3均小于0,推得△H1<△H2,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】可逆反应的特点:正逆反应同时进行,反应不能进行完全。
同素异形体中能量越低越稳定。
中和热为稀溶液中,强酸强碱反应生成1mol水所放出的热量。
放热反应的反应热△H<0,吸热反应的反应热△H>0。盖斯定律:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应进行的途径无关。
12.【答案】C
【解析】【解答】HCN(aq)、HCl(aq)分别与NaOH(aq)反应△H的差值即为HCN在溶液中电离的能量,HCN属于弱电解质,其电离过程要吸收,即△H>0,综合以上分析,可知△H =+43.5kJ·mol-1,
故答案为:C。
【分析】主要考查关于△H的计算和对盖斯定律的迁移应用。
13.【答案】C
【解析】【解答】A.该反应中反应热是小于0的说明是放热反应,但是图像中表示的是吸热反应,因此二者是不相符的,A选项是错误的;
B.液态水的能量与气态水的能量是不同的,因此 则与的值 不同,B选项是错误的;
C.每消耗2molN2H4(8molN-H键)就生成4molH2O(8molH-O),则每断裂0.4molN-H键,同时一定有0.4molH-O键形成,C选项是正确的;
D.该反应是放热反应,反应物的总键能小于生成物的总键能,D选项是错误的。
故答案为:C。
【分析】A.反应物的总能量小于生成物的反应属于吸热反应,反之,若反应物的能量更高,则该反应属于放热反应;
B.同一物质气态能量最高,固态能量最低;
C.根据物质之间物质的量的关系,可以得出N2H4中N-H键和H2O中H-O键之间的关系;
D.反应热可以利用物质的键能来计算,等于反应物的总键能减去生成物的总键能。
14.【答案】D
【解析】【解答】A. 图a中反应物的总能量大于生成物的总能量,图a表示的是放热反应,而碳酸钙分解反应是吸热反应,因此不能表示,A不符合题意;
B. 图b中反应物的总能量小于生成物的总能量,但是,反应物或生成物都不止一种时,很难比较其中某2个物质的能量高低,因此难以比较稳定性,B不符合题意;
C. 图a表示放热反应,放热反应不加热不一定能发生,如C在O2中燃烧等,图b表示吸热反应,吸热反应不一定要加热才能发生,如氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应为吸热反应,常温即可发生,C不符合题意;
D. 图b表示吸热反应,氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应为吸热反应,因此可以表示,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.绝大多数分解反应是吸热反应
B.反应物和生成物单一时,能量越低越稳定
C.加热与否与反应是否发生没有必然联系
D.氯化铵和氢氧化钡能量低于产物的能量
15.【答案】A
【解析】【解答】n(KOH)=0.1L×5mol/L=0.5mol,则由CO2~2KOH可知,n(CO2)=0.25mol,则n(C4H10)= ×n(CO2)= ×0.25mol= mol,放出的热量为xQkJ,所以1mol丁烷完全燃烧放出的热量为16xQkJ,A符合题意;
故答案为:A
【分析】根据消耗KOH的量计算反应生成的CO2的物质的量,从而得出反应热,再结合燃烧热的定义计算燃烧热。
16.【答案】C
【解析】【解答】A.反应①、②的生成物CO2和H2是反应③的反应物,A不符合题意;
B.反应③可将二氧化碳转化为甲醇,变废为宝,B不符合题意;
C.4个反应中,水全是气态,没有给出水由气态变为液态的焓变,C符合题意;
D.根据盖斯定律可知把反应②③④三个反应按(②+③) 2+④可得该反应对应的焓变,D不符合题意,
故答案为:C。
【分析】A、①、②分别提供H2和CO2,为③的反应物;
B、资源化的特点就是变废为宝,利用二氧化碳来进行反应,可以有效减少二氧化碳;
C、若一道热化学方程式的化学计量数为另一道热化学方程式的1/N,则其ΔH为另一个ΔH的1/N;
D、根据盖斯定律,所求方程式为(②+③) × 2+④,则ΔH=(ΔH2+ΔH3 )×2+ΔH4。
17.【答案】(1)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)  ΔH=-92 kJ·mol-1
(2)390
(3)
(4)2ΔH2-ΔH1
【解析】【解答】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。
;(1)根据图像得出生成1 mol NH3(g)的焓变ΔH =254 kJ·mol-1 - 300 kJ·mol-1 =-46 kJ·mol-1,N2和H2反应的热化学方程式:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1 (2)设N—H键键能为x kJ·mol-1
ΔH = 断键吸收的热量 – 成键放出的热量 = 943 kJ·mol-1 + 435 kJ·mol-1×3 – 6x =-92 kJ·mol-1
x = 390
故答案为390;(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-a kJ·mol-1①
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=-b kJ·mol-1②
4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) +6H2O(g)
要得到目标反应:① - ②×3 即ΔH =(3b-a)kJ·mol-1
若1 mol NH3还原NO至N2,则该反应过程中的反应热ΔH3= kJ·mol-1,
故答案为 ;(4)反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq) ΔH3
将第二个反应方程的2倍减去第一个方程得到方程三,ΔH3=2ΔH2-ΔH1,
故答案为2ΔH2-ΔH1。
【分析】(1)写出方程式并计算出生成1mol氨气的焓变即可
(2)题目中给出化学键键能,根据公式H=反应物的键能-生成物的键能计算即可
(3)利用盖斯定律求出1mol氨气还原为一氧化氮和氮气的反应热公式,代入数据即可计算
(4)利用盖斯定律即可找出关系
18.【答案】(1)-283
(2)
(3)a-2b;
(4)
【解析】【解答】(1),燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量,则一氧化碳的燃烧热为△H=-283kJ/mol,故答案为:-283kJ/mol;
(2)已知①,②,由盖斯定律:×①+②得CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)△H=×(-566)+(-266)=-549 kJ/mol,故答案为:CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s) △H=-549 kJ/mol;
(3)①i. ,ii. ,由盖斯定律:ii×2-i得 CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)=2NaHCO3(aq)的△H=(a-2b)kJ/mol,故答案为:(a-2b)kJ/mol;
②CO2与足量的NaOH溶液充分反应,其反应的热化学方程式为:CO2(g)+2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)+H2O(l)△H=-a kJ/mol,标况下,11.2L CO2的物质的量为n(CO2)==0.5mol,则放出的热量为0.5mol×a kJ/mol=kJ,故答案为:kJ;
(4)反应的ΔH=941.7 kJ·mol-1+3×154.8 kJ·mol-1-6×283.0 kJ·mol-1=-291.9 kJ·mol-1, 。
【分析】(1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量;
(2)根据盖斯定律计算;
(3)①根据盖斯定律计算;
②,标况下,11.2L CO2的物质的量为0.5mol,放出的热量为0.5a kJ/mol;
(4)根据ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和计算。
19.【答案】(1)41
(2)CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2 (g)+2H2O(l) △H=-726.4kJ/mol
【解析】【解答】解:(1)已知25℃时:①C(石墨) +O2 (g) = CO2(g) △H1 =-394 kJ·mol-1,②C(石墨) +1/2O2 (g) = CO (g) △H2 =-111 kJ·mol-1,③H2(g) +1/2O2 (g) = H2O(g) △H3=-242kJ·mol-1,依据盖斯定律①-②-③得到:CO(g)+ H2O(g) = CO2(g) + H2(g) △H=-41kJ/mol。
故答案为:41。
(2)5gCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出113.5kJ热量,32g即1molCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出726.4kJ热量,则燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2 (g)+2H2O(l) △H=-726.4kJ/mol。
故答案为:CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2 (g)+2H2O(l) △H=-726.4kJ/mol。
【分析】本题考查了用盖斯定律进行有关的化学反应热的计算。(1)要能熟练灵活应用盖斯定律。(2)掌握燃烧热化学方程式的书写规范。
20.【答案】(1)CH3OCH3(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O △H=-1460.04kJ mol-1
(2)248.5;升高温度、降低压强
(3)33.75;不变
【解析】【解答】(1)在25℃、101kPa,1g液态的CH3OCH3完全燃烧放出的热量是31.74kJ,则1mo液态的CH3OCH3完全燃烧放出的热量是1460.04kJ,所以表示CH3OCH3标准燃烧热的热化学方程式为CH3OCH3(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O △H=-1460.04kJ mol-1,故答案为:CH3OCH3(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O △H=-1460.04kJ mol-1;(2)已知:
①CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=+75.0kJ mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-394.5kJ mol-1
③C(s)+ O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ mol-1
则根据盖斯定律①-②+2×③得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=(+75.0kJ mol-1)-(-394.5kJ mol-1)+2×(-110.5kJ mol-1)kJ mol-1=248.5kJ mol-1;由于该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向进行,该反应是正向体积增大的反应,降低压强,平衡正向进行,有利于提高CH4平衡转化率,故答案为:248.5;升高温度、降低压强;(3)①焓变=反应物断键吸收热量-生成物形成化学键放出热量,4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-124.2kJ mol-1
4×E(H-Cl)+498.4-[243.8×2+4×E(H-O)]=-124.2
得到4×E(H-O)-4×E(H-Cl)=135
E(HO)-E(HCl)=33.75,断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差为33.75kJ,故答案为:33.75;
②加入催化剂,不影响反应的焓变,所以该反应的△H不变,故答案为:不变;
【分析】焓变=反应物断键吸收的热量-生成物形成化学键放出热量计算,此为易错点。
21.【答案】(1)小于;吸收;加热
(2);等于
(3)
【解析】【解答】(1)C3H8(g)―→C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1为吸热反应,即反应物总能量低于生成物总能量,该反应发生需要吸热,期需要加热条件。(2)①C3H8(g)―→C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1
②2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1,根据盖斯定律分析,有(①×2+②+③)/2得热化学方程式C3H8(g)+ 5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) ΔH= kJ·mol-1。等量的丙烷通过两种途径完全燃烧时反应热与途径无关,故两个途径放出的热量相等。根据盖斯定律分析,有a= 。
【分析】掌握盖斯定律的原理和计算方法,反应热与反应前后的物质有关,与反应途径无关。