化学反应热的计算——第一课时
1.已知热化学方程式:
(1) H2O(g)=H2(g) + 1/2O2(g) △H = +241.8kJ/mol21世纪教育网版权所有
(2) H2(g)+ 1/2O2(g) = H2O(1) △H = -285.8kJ/mol21·世纪*教育网
当1g液态水变为水蒸气时,其热量变化是( )
A.吸热88kJ
B. 吸热2.44KJ
C.放热44kJ
D. 吸热44KJ
2.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1、1411.0 kJ·mol-1和1366.8 kJ mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为( )
A.--44.2 kJ·mol-1
B.+44.2 kJ·mol-1
C.--330 kJ·mol-1
D.+330 kJ·mol-1
3.已知下列热化学方程式:
Zn(s)+O2(g)===ZnO(s) ΔH1=-351.1 kJ/mol
H2(l)+O2(g)===H2O(s) ΔH2=-90.7 kJ/mol
由此可知反应Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l)的ΔH3的值是( )
A.-441.8 kJ/mol
B.-254.6 kJ/mol
C.-438.9 kJ/mol
D.-260.4 kJ?mol ̄1
4.已知在298K时下述反应的有关数据:
C(s)+1/2 O2(g) === CO(g) △H1 = -110.5 kJ? mol-1
C(s)+O2(g) === CO2(g) △H2= -393.5 kJ? mol-1
则C(s)+CO2(g) === 2CO(g) 的△H 为( )
A. +172.5 kJ? mol-1
B. +283.5 kJ? mol-1
C. -172.5 kJ? mol-1
D. -504 kJ? mol-1
5.已知反应:H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H1
N2(g)+O2(g)=NO2(g) △H2
N2(g)+H2(g)=NH3(g) △H3
则反应2NH3(g)+O2(g)=2NO2(g)+3H2O(g)的△H为
A. 2△H1+2△H2-2△H3 B. △H1+△H2-△H3
C. 3△H1+2△H2+2△H3 D. 3△H1+2△H2-2△H3
6.不管化学反应过程是一步完成还是分为数步完成,这个过程的热效应是相同的。
已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1①
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1②
C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3 kJ·mol-1③
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.(0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3) kJ D.(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3) kJ
7.已知:① N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) ΔH =-92.4 kJ/mol
② 2H2 (g) + SO2 (g) S (g) + 2H2O (g) ΔH =+90.4 kJ/mol
③ 2H2 (g) + CO (g) CH3OH (g) ΔH =-90.8 kJ/mol
请回答:
(1)上述变化过程中放出热量的是 (填序号,下同),吸收热量的是 。
(2)4 g H2 (g) 完全反应生成甲醇气体时,ΔH = kJ/mol。
(3)生成1 mol NH3 (g) 的放出的热量为 kJ。
8.(3分)发射卫星用作燃料,作氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气,已知:
△H1 =+67.7kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g) △H2=-534kJ/mol
试写出N2H4与 NO2反应的热化学方程式 。
9.(6分)(1)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知:N≡N键的键能是948.9kJ·mol-1,H-H键的键能是436.0 kJ·mol-1;由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量。
根据上述数据可计算:N-H键的键能是 。
(2)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-24.8 kJ·mol-1
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H=-47.2 kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.5 kJ·mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式:
_________________ 。
10.(14分)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和H2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出akJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。21·cn·jy·com
(1)反应的热化学方程式为 。
(2)又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+bkJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。(用含a、b的代数式表示,请化简)
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是
参考答案及解析
1.B
【解析】本题考查盖斯定律的应用。(1)+(2)得H2O(g) = H2O(1);△H = -44kJ/mol
即18g液态水变为水蒸气吸热44 kJ, 则1g液态水变为水蒸气时,吸热2.44 k。
2.A
【解析】考查盖斯定律的由于,将反应①C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H=-1411.0 kJ·mol-1和②C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1366.8 kJ·mol-1 相减即得C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) △H=-44.2 kJ·mol-1。答案是A。
(g)+O2(g)=NO2(g)、③N2(g)+H2(g)=NH3(g)可知,将①×3+2×②-2×③即得到2NH3(g)+O2(g)=2NO2(g)+3H2O(g),所以该反应的反应热为△H=3△H1+2△H2-2△H3。所以正确的答案是D。www.21-cn-jy.com
6.D
【解析】依题意要求,按盖斯定律①×3-② + ③可得到:
C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-(3Q1-Q2+Q3) kJ·mol-1,故23 g酒精也就是0.5 mol 放出的热量即:(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3) kJ21教育网
7.(1)①③, ②。(2).-90.8; (3)46.2
【解析】热化学方程式标明了物质的状态,焓变、并且用正负号标明了是吸热反应还是放热反应
8.2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=–1135.7 kJ·mol-1
【解析】(2)×2-(1),得所求热化学方程式
9.(1)391.6 kJ·mol-1
(2)CO(g)+FeO(s)= Fe(s) + CO2(g) △H=-218.00 kJ·mol-121cnjy.com
【解析】Q放=E生—E反可以计算出键能,
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H1 =-24.8 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H 2=-47.2 kJ·mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H 3=+640.5 kJ·mol-1
由6△H= 3△H1 —△H 2—2△H 3计算△H=-218.00 kJ·mol-12·1·c·n·j·y
写热化学方程式要注意状态。
(2)考查盖斯定律的应用。根据H2O(l)=H2O(g) ΔH=+bkJ/mol可知生成液态水的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l) == N2(g) +4H2O(g) △H=-(2.5a+4b)kJ/mol。16g液态肼是0.5mol,所以放出的热量是(1.25a+2b)kJ。【来源:21·世纪·教育·网】
(3)根据方程式不难判断,生成物是氮气和水,没有污染。
化学反应热的计算——第二课时
1.下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是
①C(s)+O2(g)===CO2(g);△H1 C(s)+1/2O2(g)===CO(g);△H221教育网
②S(s)+O2(g)===SO2(g);△H3 S(g)+O2(g)===SO2(g);△H421cnjy.com
③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l);△H5 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);△H6
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g);△H7 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s);△H8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
2.已知下列热化学方程式:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g) == 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ·mol-1
(2)C(s)+ O2(g) == CO2(g) △H2=-393.5 kJ?mol-1
(3)H2(g) +O2(g) == H2O(l) △H3=-285.8kJ·mol-1
则反应2C(s)+2H2(g) +O2(g) == CH3COOH(l)的△H为( )
A.-488.3 kJ·mol-1
B.-244.15 kJ·mol-1
C.+488.3 kJ·mol-1
D.+244.15 kJ·mol-1
3. 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
4.一定条件下,用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知:
① CH4 (g)+4NO2 (g)=4NO (g) +CO2 (g)+2H2O (g) △H=―574 kJ·mol-1
② CH4 (g)+4NO (g)=2N2 (g)+CO2 (g)+2H2O (g) △H=―1160 kJ·mol一1
下列选项正确的是 ( )
A.CH4 (g)+2NO2 (g)= N2 (g)+CO2 (g)+2H2O (l) ;△H=―867 kJ·mol-1
B.若0.2 mol CH4还原NO2至N2,在上述条件下放出的热量为173.4 kJ
C.若用CH4还原l mol NOx为N2的过程中,若x=1.6,则生成0.4mol CO2
D.若用标准状况下2.24LCH4还原NOx至N2,整个过程中转移电子0.4 mol
5.(3分)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:298K时,
C(s,石墨)+ O2(g)= CO2(g) △H1= -393.5kJ/mol
2H2(g)+ O2(g)==2H2O (l) △H2= -571.6kJ/mol
2C2H2(g)+ 5O2(g)==4CO2(g) + 2H2O (l) △H3= -2599kJ/mol
写出298K时C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)的热化学反应方程式:_____________
6.(6分)按要求写热化学方程式:
(1)已知稀溶液中,1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应生成正盐时,放出114.6 kJ热量,写出表示H2SO4与NaOH反应的热化学方程式_____________________。
(2)25℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ,经测定,将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀,写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式 。 21·cn·jy·com
(3)已知下列热化学方程式:
①CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ/mol
②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ/mol
③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l ) ΔH3=-285.8 kJ/mol
写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式 。
7.(6分)煤燃烧的反应热可通过两个途径来利用:a.利用煤在充足空气中直接燃烧产生的反应热;b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳。然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的化学方程式为:www.21-cn-jy.com
a. C(s)+ O2(g) = CO2(g) △H=E1 ①2·1·c·n·j·y
b. C(s) + H2O(g) = CO(g)+ H2(g) △H=E2 ②21·世纪*教育网
H2(g)+ 1/2 O2(g) = H2O(g) △H=E3 ③
CO(g)+ 1/2 O2(g) = CO2(g) △H=E4 ④
回答:⑴与途径a相比途径b有较多的优点,即 。
(2)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是
A.a比b多 B.a比b少 C.a与b在理论上相同
(3)根据能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之间的关系为 _
8.(7分)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I:煤直接燃烧C(s) +O2 (g) == CO2(g) △H1<0 ①
途径II:先制成水煤气:C(s) +H2O(g) == CO(g)+H2(g) △H2>0 ②
再燃烧水煤气:2CO(g)+O2(g) == 2CO2(g) △H3<0 ③21世纪教育网版权所有
2H2(g)+O2 (g) == 2H2O(g) △H4<0 ④ 21*cnjy*com
请回答下列问题:
(1)燃烧等量的煤,途径I放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)途径II放出的热量,其理论依据是 ;
(2) △H1、△H2、△H3、△H4的数学关系式是 。
9.(8分)下列方程式中(以下填写序号)
①CaCO3(s) == CaO + CO2(g);ΔH= 177.7kJ/mol
②C(s) + H2O(g)== CO(g) + H2(g);ΔH= -131.3kJ/mol
③0.5H2SO4(l) + NaOH(l) == 0.5Na2SO4(l) + H2O(l);ΔH= -57.3kJ/mol
④C(s) + O2(g) == CO2(g);ΔH=-393.5kJ/mol
⑤CO(g) + 1/2 O2(s) == CO2(g);ΔH=-283kJ/mol
⑥HNO3 (aq) + NaOH(aq) == NaNO3(aq) + H2O(l);ΔH= -57.3kJ/mol
⑦2H2(g) + O2(g) == 2H2O(l);ΔH= -517.6kJ/mol
(1)上述热化学方程式中,不正确的有______________________
(2)根据上述信息,写出C转化为CO的热化学方程式______________________。
(3)上述反应中,表示燃烧热的热化学方程式有__________________ ;
表示中和热的热化学方程式有_________
10.(10分)为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的反应热,并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1) 实验测得,5g甲醇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,则甲醇的燃烧热ΔH= 。21教育名师原创作品
(2)今有如下两个热化学方程式:?则a b(填>, = , <)
H2(g)+O2(g) = H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1?
H2(g)+O2(g) = H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1??
(3)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
化学键
H-H
N-H
N≡N
键能/kJ·mol-1
436
391
945
已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=a kJ·mol-1。试根据表中所列键能数据估算a 的值: (写出 + 或-)。【出处:21教育名师】
(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的反应热进行推算。
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1【版权所有:21教育】
根据盖斯定律,计算298K时由C(s)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的反应热△H = 。
参考答案及解析
1.C
【解析】碳完全燃烧放出的热量多,但放热越多,△H越小,①不正确。固态硫的能量低于气态硫的能量,所以固态硫燃烧放出的热量少,则△H大,②正确。消耗的氢气越多,放出的热量越多,③正确。④中前者是吸热反应,△H大于0,后者是放热反应,△H小于0,正确。所以答案选C。【来源:21·世纪·教育·网】
【解析】考查盖斯定律的应用。根据反应①C(s,石墨)+ O2(g)= CO2(g) △H1= -393.5kJ/mol、
反应②2H2(g)+ O2(g)==2H2O (l) △H2= -571.6kJ/mol和反应③2C2H2(g)+ 5O2(g)==4CO2(g) + 2H2O (l) △H3= -2599kJ/mol可知,将①×4+②-③得到4C(s,石墨)+ 2H2(g)= 2C2H2(g),所以该反应的反应热△H=-393.5kJ/mol×4—571.6kJ/mol+2599kJ/mol=+453.4 kJ/mol。2-1-c-n-j-y
6.(6分)
(1)1/2H2SO4(aq)+NaOH(aq)===1/2Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol (化学计量数、ΔH可成比例变化)【来源:21cnj*y.co*m】
(2)C4H10(g)+13/2O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-16Q kJ/mol21*cnjy*com
(3)2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l) ΔH=-488.3 kJ/mol
【解析】书写热化学方程式一定要注意:物质的状态、反应热的正负号、系数与反应热的对应关系等。
(2)C4H10 ~ 4CO2 ~ 4CaCO3 ~ △H
0.25 mol 0.25 mol 0.25 mol —Q kJ
燃烧热是指1 mol 丁烷完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
(3)按题意先配平方程式:2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l) ,再根据盖斯定律:
②×2+③×2-①即可求解。
7.(1)固体煤经处理变成气体燃料后,不仅可以大大减少SO2和烟尘对空气造成的污染,而且燃烧效率高,也便于运输。 (2)C (3)E1=E2+E3+E4(每题2分)
【解析】(1)途径b是煤的气化,这样固体煤经处理变成气体燃料后,不仅可以大大减少SO2和烟尘对空气造成的污染,而且燃烧效率高,也便于运输。
(2)根据能量守恒定律和盖斯定律可知E1=E2+E3+E4,所以选项C正确,答案选C。
【解析】(1)燃烧热是指在一定条件下1mol可燃物完全燃烧生成我的的氧化物时所放出的热量。5g甲醇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,则1mol甲醇完全燃烧放出的热量是113.5kJ×=726.4kJ。www-2-1-cnjy-com
(2)氢气燃烧生成液体水放出的热量多,但△H小,即a大于b。
(3)根据反应热的概念可知△H=945 kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-2×3×391 kJ·mol-1=-93kJ·mol-1。
(4)将反应①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1、反应②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1、反应③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1叠加,即①×4+②-③得到4C(s)+2H2(g)=2 C2H2(g),所以反应的△H等于453.4 kJ·mol-1,生成1mol C2H2(g)反应的反应热△H =+226.7 kJ·mol-1。