1.2 反应热的计算（同步练习）
一、选择题
1.已知:①H2O(g)H2O(l) ΔH1=－Q1 kJ·mol-1
②CH3OH(g)CH3OH(l) ΔH2=－Q2 kJ·mol-1
③2CH3OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g) ΔH3=－Q3 kJ·mol-1
Q1、Q2、Q3 均大于 0。若要使 32 g 液态甲醇完全燃烧,最后恢复到室温,放出的热量为(单位:kJ)( )。
A.Q1+Q2+Q3 B.0.5Q3－Q2+2Q1
C.0.5Q3+Q2－2Q1 D.0.5(Q1+Q2+Q3)
2.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol-1 、1 411.0 kJ·mol-1和1 366.8 kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )。
A.－44.2 kJ·mol-1 B.+44.2 kJ·mol-1
C.－330 kJ·mol-1 D.+330 kJ·mol-1
3.已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关,如图甲所示: ΔH1=ΔH2+ΔH3。根据上述原理和图乙所示,判断下列各对应的反应热关系中不正确的是( )。
A.A―→F ΔH=－ΔH6 B.A―→D ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0 D.ΔH1+ΔH6=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5
4.已知:①2H2(g)+O2(g)══2H2O(g) ΔH1
②3H2(g)+Fe2O3(s)══2Fe(s)+3H2O(g) ΔH2
③2Fe(s)+O2(g)══Fe2O3(s) ΔH3
④2Al(s)+O2(g)══Al2O3(s) ΔH4
⑤2Al(s)+Fe2O3(s)══Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )。
A.ΔH1<0,ΔH3>0 B.ΔH5<0,ΔH4<ΔH3
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
5.已知1 mol红磷转化为1 mol白磷,吸收18.39 kJ热量。
①4P(s,红磷)+5O2(g)══2P2O5(s) ΔH1
②P4(s,白磷)+5O2(g)══2P2O5(s) ΔH2
则ΔH1与ΔH2的关系正确的是( )。
A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2 C.ΔH1<ΔH2 D.无法确定
6.已知丙烷的燃烧热ΔH=－2 219.9 kJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为( )。
A.55.5 kJ B.222 kJ
C.555 kJ D.1 108 kJ
7.下列反应的ΔH最大的是( )。
A.CH4(g)+2O2(g)══CO2(g)+2H2O(l) B.CH4(g)+O2(g)══CO(g)+2H2O(g)
C.2CH4(g)+4O2(g)══2CO2(g)+4H2O(g) D.CH4(g)+2O2(g)══CO2(g)+2H2O(g)
8.相同条件下,下列各反应均为放热反应,其中ΔH最小的是( )。
A.2A(l)+B(l)══2C(g) ΔH B.2A(g)+B(g)══2C(g) ΔH
C.2A(g)+B(g)══2C(l) ΔH D.2A(l)+B(l)══2C(l) ΔH
9.下列关于盖斯定律的说法不正确的是( )。
A.一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热相同
B.反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
C.有些反应的反应热不能直接测得,可通过盖斯定律间接计算得到
D.根据盖斯定律,热化学方程式中ΔH直接相加即可得总反应热
10.在298 K、101 kPa时，已知：
①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1
②Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )
A.ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B.ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C.ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D.ΔH3＝ΔH1－ΔH2
11.已知H—H、H—O和O===O键的键能分别为436 kJ·mol－1、463 kJ·mol－1和495 kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是( )
A.H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝－485 kJ·mol－1
B.H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋485 kJ·mol－1
C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋485 kJ·mol－1
D.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－485 kJ·mol－1
12.已知：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s) ΔH＝－701.0 kJ·mol－1
2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s) ΔH＝－181.6 kJ·mol－1
则反应Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为( )
A.＋519.4 kJ·mol－1 B.＋259.7 kJ·mol－1
C.－259.7 kJ·mol－1 D.－519.4 kJ·mol－1
二、非选择题
13.已知:
①As(s)+H2(g)+2O2(g)H3AsO4(s) ΔH1
②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH2
③2As(s)+O2(g)As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s)+3H2O(l)2H3AsO4(s)的ΔH= 。
14.下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________________________________,________________________________。制得等量H2所需能量较少的是_________。
15.煤的气化和液化是煤变为清洁能源的有效途径,煤的气化主要是碳与水反应生成CO和H2,CO与H2的混合气体是合成多种有机化合物(如烃类、醇类等)的原料气。已知:CO、H2、C、CH3OH的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1、
285.8 kJ·mol-1、393.5 kJ·mol-1、726.5 kJ·mol-1。
(1)C(s)与H2O(l)反应生成H2(g)和CO(g)的热化学方程式为 。
(2)CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)的ΔH= 。
16.断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B的键能。下表列出了一些化学键的键能(E)：
化学键 H—H Cl—Cl O===O C—Cl C—H O—H H—Cl
E/(kJ·mol－1) 436 247 x 330 413 463 431
请回答下列问题：
(1)如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为____________(填“吸热”或“放热”)反应，其中ΔH＝______________(用含有a、b的关系式表示)。
(2)若图示中表示反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，则根据所给键能数据可得，b＝________ kJ·mol－1，x＝________。
(3)历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl2作催化剂，在450 ℃时利用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为____________________________。若忽略温度和压强对反应热的影响，根据题给有关数据及前面的计算结果，计算当反应中有1 mol电子转移时，反应的能量变化为______________。
参考答案及解析：
一、选择题
1.B 解析:根据③－2×②+4×①得出:2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=ΔH3－2ΔH2+4ΔH1=(－Q3+2Q2－4Q1) kJ·mol-1,若32 g液态甲醇完全燃烧,放出热量为(0.5Q3－Q2+2Q1) kJ,B项正确。
2.A 解析:已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是1 411.0 kJ·mol-1和1 366.8 kJ·mol-1,则有①C2H4(g)+3O2(g)2H2O(l)+2CO2(g) ΔH=－1 411.0 kJ·mol-1;②C2H5OH(l)+3O2(g)3H2O(l)+2CO2(g) ΔH=－1 366.8 kJ·mol-1;根据盖斯定律 ①－②可得:C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH(l) ΔH=－44.2 kJ·mol-1,A项正确。
3.D 解析:A―→F与F―→A互为逆反应,则反应热数值相等,符号相反,A项正确;根据盖斯定律和能量守恒定律可知,B、C两项正确;ΔH1+ΔH6=－(ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5),D项错误。
4.B 解析:燃烧反应都是放热反应,故ΔH3<0,A项错误;反应⑤是铝热反应,显然是放热反应,ΔH5<0,将反应④－反应③可得反应⑤,即ΔH5=ΔH4－ΔH3<0,B项正确,D项错误;由反应②+反应③可得反应3H2(g)+O2(g)══3H2O(g),故ΔH1=(ΔH2+ΔH3),C项错误。
5.B 解析:根据题目信息,由反应①减去反应②可得,4P(s,红磷)══P4(s,白磷),ΔH=ΔH1－ΔH2=+18.39 kJ·mol-1×4=+73.56 kJ·mol-1>0,故ΔH1>ΔH2,B项正确。
6.A 解析:丙烷分子式是C3H8,燃烧热为ΔH=－2 219.9 kJ·mol-1,1 mol丙烷完全燃烧会产生4 mol水,放热2 219.9 kJ。丙烷完全燃烧产生1.8 g水,水的物质的量为0.1 mol,反应放出的热量≈55.5 kJ,则放出的热量约为55.5 kJ。
7.B 解析:甲烷燃烧是放热反应,ΔH为负值。H2O(g)―→H2O(l)要放出热量,ΔH:A项
9.D 解析:利用盖斯定律,需对热化学方程式通过“+”“-”“×”“÷”等四则运算,进而计算总反应热。
10.A 解析：因为反应式①②③之间存在关系：①＋2×②＝③，故ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3。
11.D 解析：1 mol气态水分解产生1 mol H2(g)和mol O2(g)的能量变化为2×463 kJ－436 kJ－×495 kJ＝＋242.5 kJ，因此气态水分解的热化学方程式可表示为H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋242.5 kJ·mol－1，A、B均错误；若2 mol的气态水分解可产生2 mol H2(g)和1 mol O2(g)，则此时反应的焓变是2ΔH＝＋242.5 kJ·mol－1×2＝＋485 kJ·mol－1，则H2(g)与O2(g)反应生成气态水的热化学方程式为2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－485 kJ·mol－1, C错误，D正确。
12.C 解析：由题给热化学方程式得：①Zn(s)＋O2(g)=== ZnO(s) ΔH＝－350.5 kJ·mol－1；②Hg(l)＋O2(g)=== HgO(s) ΔH＝－90.8 kJ·mol－1。根据盖斯定律，由①－②可得：Zn(s)＋HgO(s)=== ZnO(s)＋Hg(l) ΔH＝(－350.5 kJ·mol－1)－(－90.8 kJ·mol－1)＝－259.7 kJ·mol－1。
二、非选择题
13.答案：2ΔH1－3ΔH2－ΔH3
解析:根据盖斯定律,由反应①×2－②×3－③可得: As2O5(s)+3H2O(l)══2H3AsO4(s) ΔH=2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。
14.答案:H2O(l) ══ H2(g)+ O2(g) ΔH=+286 kJ·mol-1
H2S(g)══H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ·mol-1 系统(Ⅱ)
15.答案:(1)C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g) ΔH=+175.3 kJ·mol-1 (2)－128.1 kJ·mol-1
解析:根据题意可写出下列热化学方程式。
①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=－393.5 kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=－283.0 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH3=－285.8 kJ·mol-1
④CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=－726.5 kJ·mol-1
根据盖斯定律,
(1)①－②－③得热化学方程式:
C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g) ΔH=ΔH1－ΔH2－ΔH3=(－393.5 kJ·mol-1)－(－283.0 kJ·mol-1)－(－285.8 kJ·mol-1)=+175.3 kJ·mol-1。
(2)②+③×2－④得:ΔH=ΔH2+ΔH3×2－ΔH4=(－283.0 kJ·mol-1)+(－285.8 kJ·mol-1)×2－(－726.5 kJ·mol-1)=－128.1 kJ·mol-1。
16.答案：(1)放热 (a－b) kJ·mol－1 (2)926 496.4
(3)O2＋4HCl2Cl2＋2H2O 放出31.4 kJ能量
解析：(2)b表示H、O原子结合为1 mol气态水时的能量变化，其数值为463×2＝926；根据键能与焓变的关系可得，436＋x－926＝－241.8，则x＝496.4。
(3)根据题意可写出“地康法”制氯气的化学方程式：O2＋4HCl2Cl2＋2H2O。该反应的ΔH＝(496.4＋431×4－247×2－463×4) kJ·mol－1＝－125.6 kJ·mol－1，则转移1 mol电子时反应放出的能量为31.4 kJ。
