人教版化学高二选修4第一章第三节化学反应热的计算同步练习
一、选择题
1.室温下,将1mol的CuSO4 5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为△H1,将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为△H2:CuSO4 5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4 5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为△H3,则下列判断正确的是( )
A.△H2>△H3 B.△H1<△H3
C.△H1+△H3=△H2 D.△H1+△H2>△H3
2.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
3.丙烷的燃烧热为△H=﹣a kJ/mol,有以下反应:
①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H=+b kJ/mol
②2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=﹣c kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣d kJ/mol (b、c、d均为正值)则正确的( )
A.2a=c﹣d﹣2b B.-a=c﹣d﹣2b C.2a=c+d﹣2b D.a=c+d﹣b/2
4.已知2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g)△H=﹣612kJ mol﹣1.PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)△H=93kJ mol﹣1.则P(s)+ Cl2(g)=PCl5(g) 的△H是( )
A.﹣705kJ mol﹣1 B.﹣399kJ mol﹣1
C.﹣203kJ mol﹣1 D.﹣213kJ mol﹣1
5.氯原子对O3的分解有催化作用:O3+Cl═ClO+O2△H1,ClO+O═Cl+O2△H2.
大气臭氧层的分解反应是:O3+O═2O2△H,该反应的能量变化如图所示,则下列叙述正确的是( )
A.反应O3+O═2O2的△H=E1﹣E3
B.反应O3+O═2O2是吸热反应
C.△H=△H1+△H2
D.氯原子没有改变O3分解反应的历程
6.Zn还原SiCl4的反应如下:下列说法正确的是( )
SiCl4(g)+2Zn(l) Si(s)+2ZnCl2(g)△H1
SiCl4(g)+2Zn(g) Si(s)+2ZnCl2(g)△H2.
A.Zn(l)=Zn(g)△H= (△H1﹣△H2 )
B.用硅制作的太阳能电池是将化学能转化为电能
C.增加Zn(g)的量,△H2变大
D.以Zn片、铜片和稀硫酸构成的原电池,Zn片表面有气泡产生.
7.已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H1
3H2(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3H2O(g)△H2
2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s)△H3
2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s)△H4
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.△H1<0,△H3>0 B.△H5<0,△H4<△H3
C.△H1=△H2+△H3 D.△H3=△H4+△H5
8.氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量.在反应过程中,断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,断裂1molF2中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1molHF中的化学键释放的能量为Q3kJ.下列关系式中正确的是( )
A.Q1+Q2<2Q3 B.Q1+Q2>2Q3 C.Q1+Q2<Q3 D.Q1+Q2>Q3
9.已知:S(g)+O2(g)═SO2(g);△H1
S(s)+O2(g)═SO2(g);△H2
2H2S(g)+O2(g)═2S(s)+2H2O(l);△H3
2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(l);△H4
SO2(g)+2H2S(g)═3S(s)+2H2O(l);△H5
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是( )
A.△H1<△H2 B.△H3<△H4
C.△H5=△H3﹣△H2 D.2△H5=3△H3﹣△H4
10.下列说法或表示方法中正确的是( )
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.由C(金刚石)→C(石墨)+119KJ 可知,金刚石比石墨稳定
C.在101Kpa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8KJ热量,氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)+285.8KJ
D.在稀溶液中:H+(aq)+OH﹣(aq)→H2O(l)+53.7KJ,若将含0.5 molH2SO4的浓溶液与含1 molNaOH的溶液混合,放出的热量大于53.7KJ
11.已知常温时红磷转化为白磷时需吸收热量,在下列反应中若a、b均大于零,则a和b的关系为( )
P4(白磷,s)+5O2(g)═2P2O5(s);△H=﹣a kJ mol﹣1
4P(红磷,s)+5O2(g)═2P2O5(s);△H=﹣b kJ mol﹣1.
A.a<b B.a=b C.a>b D.无法确定
12.取1mol H2S完全燃烧生成液态水和气态二氧化硫,放出热量为Q1;不完全燃烧生成气态水和硫,放出热量为Q2;不完全燃烧生成液态水和硫,放出热量为Q3,则下列关系正确的是( )
A.Q3>Q2>Q1 B.Q1>Q2>Q3 C.Q1>Q3>Q2 D.Q2>Q1>Q3
13.已知常温常压下,N≡N键的键能是946KJ/mol、N﹣H键的键能是391KJ/mol、H﹣H 键的键能是436KJ/mol.现有甲、乙两个容积相同的定容密闭容器,在常温下:①向密闭容器甲中通入1mol N2和3mol H2,达到平衡时放出热量Q1kJ.②向密闭容器乙中通入0.5mol N2和1.5mol H2,达到平衡时放出热量Q2 kJ.则下列关系式正确的是( )
A.92>Ql>2Q2 B.92=Q1<2Q2 C.Q1=2Q2=92 D.Q1=2Q2<92
14.用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化合物的污染.例如:下列说法中错误的是( )
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=﹣574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=﹣1160kJ/mol.
A.等物质的量的CH4在反应①、②中转移电子数相同
B.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l);△H>﹣574kJ/mol
C.4NO2(g)+2N2(g)=8NO(g);△H=+586kJ/mol
D.若用标准状况下4.48L CH4把NO2还原为N2,整个过程中转移的电子总数为1.6NA
15.盖斯定律指出: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,而与具体反应进行的途径无关.物质A在一定条件下可发生一系列转化,如图判断下列关系正确的是( )
A.A→F,△H=﹣△H 6
B.△H1+△H 2+△H 3+△H 4+△H 5+△H 6=1
C.C→F,△H=△H 1+△H 2+△H 6
D.△H 1+△H 2+△H 3═△H 4+△H5+△H 6
16.盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分为数步完成,这个过程的热效应是相同的.
已知:H2O(g)=H2O(l)△H1=﹣Q1kJ mol﹣1(Q1>0)
C2H5OH(g)=C2H5OH(l)△H2=﹣Q2kJ mol﹣1(Q2>0)
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H3=﹣Q3kJ mol﹣1(Q3>0)
若使23g液态乙醇完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(kJ)( )
A.Q1+Q2+Q3 B.0.5(Q1+Q2+Q3)
C.0.5 Q1﹣1.5 Q2+0.5Q3 D.1.5 Q1﹣0.5 Q2+0.5Q3
17.已知25℃、101KPa下:①C(s)+ O2(g)=CO(g)△H=-Q1kJ/mol ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
△H=-Q2kJ/mol (Q1、Q2均为正数)据此推断,下列说法正确的是( )
A.碳的燃烧热为Q1kJ/mol
B.2molCO(g)所具有的能量一定高于2molCO2(g)所具有的能量
C.一定质量的碳燃烧,生成CO2(g)比生成 CO(g)时放出的热量多
D.碳燃烧生成CO2气体的热化学方程式为:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=(Q1+Q2)kJ/mol
18.下列各组热化学方程式中,△H1>△H2的是( )
①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1 C(s)+O2(g)═CO(g)△H2
②S(s)+O2(g)═SO2(g)△H1 S(g)+O2(g)═SO2(g)△H2
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H1 2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2
④CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g)△H1 CaO(s)+H2O(l)═Ca(OH)2(s)△H2.
A.① B.④ C.②④ D.②③
19.强酸和强碱稀溶液的中和热可表示为:H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol
已知:①HCl(aq)+NH3 H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l),△H=akJ mol﹣1
②HCl(aq)+NaOH(s)=NaCl(aq)+H2O(l),△H=bkJ mol﹣1
③HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l),△H=ckJ mol﹣1
则a,b,c三者的大小关系是( )
A.a>c>b B.b>c>a C.a=b=c D.无法比较
20.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体.
已知:①Sn(s,白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g)△H1
②Sn(s,灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g)△H2
③Sn(s,灰)=Sn(s,白)△H3=+2.1kJ mol﹣1
下列说法正确的是( )
A.△H1>△H2
B.灰锡和白锡本质上是同一种物质
C.相同条件下,白锡越多,与盐酸反应越快
D.锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
二、非选择题
21.完成下题
(1)已知:2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H1;
2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H2,则△H1 △H2
(2)在298K、100kPa时,已知:
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H1
2HCl(g)═Cl2(g)+H2(g)△H2
4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)△H3
则△H3与△H1和△H2的关系是:△H3=
(3)消除氮氧化物的污染对环境至关重要,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.已知一定条件下:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ mol﹣1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1160kJ mol﹣1
则该条件下,用CH4还原NO2至N2的热化学方程式为:
(4)乙烯是石油裂解气的主要成分之一,25℃、101kPa时,1g乙烯燃烧生成CO2气体与液态水,放出50.5kJ的热量,该反应的热化学方程式为 .
22.完成下题
(1)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0.8mol H2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出257.7kJ的热量(相当于25℃、101kPa下测得的热量).
①反应的热化学方程式为 .
②又已知H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/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.
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 .
(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=﹣24.8kJ/mol;
3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g),△H=﹣47.4kJ/mol;
Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g),△H=+640.5kJ/mol.
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: .
23.常温常压下,断裂1mol气体分子化学键所吸收的能量或形成1mol气体分子化学键所放出的能量称为键能(单位为kJ.mol﹣1),根据下表键能数据(kJ mol﹣1)回答问题:
化学键 C﹣F C﹣Cl C﹣I H﹣H S=S H﹣S
键能 427 330 218 436 255 339
(1)由表中数据预测C﹣Br键的键能范围: <C﹣Br键能< (回答数值和单位)
(2)热化学方程式2H2(g)+S2(g)=2H2S(g);△H=QkJ mol﹣1;则Q=
(3)已知下列热化学方程式
O2 (g)=O+2(g)+e﹣△H1=+1175.7kJ mol﹣1
PtF6(g)+e﹣=PtF6﹣(g)△H2=﹣771.1kJ mol﹣1
O2+PtF6﹣(s)=O2+(g)+PtF6﹣(g)△H3=+482.2kJ mol﹣1
则反应O2(g)+ (g)=O2+PtF6﹣(s),△H= kJ mol﹣1.
24.已知下列热化学方程式:
①H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H=﹣285.8kJ/mol
②H2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H=﹣241.8kJ/mol
③C(s)+ O2(g)═CO(g)△H=﹣110.5kJ/mol
④C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol
回答下列各问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是 .
(2)H2的燃烧热为 ;C的燃烧热为 .
(3)燃烧10g H2生成液态水,放出的热量为 .
(4)CO的燃烧热为 ;其热化学方程式为 .
25.已知下列反应的焓变 ①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=﹣870.3kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=﹣393.5kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H3=﹣285.8kJ/mol
(1)试计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的焓变△H=
(2)实验测得 5g甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成CO2(g)和液态水时释放出113.5kJ的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式 .
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①胆矾溶于水时,溶液温度降低,反应为CuSO4 5H2O(s)=Cu2+(aq)+SO42﹣(aq)+5H2O(l)△H1>0;
②CuSO4(s)=Cu2+(aq)+SO42﹣(aq)△H2<0;
③已知CuSO4 5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)△H3;
依据盖斯定律①﹣②得到③,所以△H3=△H1﹣△H2;△H2<0,△H1>0,则△H3>0,
A、上述分析可知△H2<△H3,故A错误;
B、分析可知△H2=△H1﹣△H3,由于△H2<0,△H3>△H1 ,故B正确;
C、△H3=△H1﹣△H2,故C错误;
D、△H2<0,△H1>0、△H3>△H1+△H2,故D错误;
故选B.
【分析】胆矾溶于水时,溶液温度降低,反应为CuSO4 5H2O(s)=Cu2+(aq)+SO42﹣(aq)+5H2O(l)△H1>0;
CuSO4(s)=Cu2+(aq)+SO42﹣(aq)△H2;
已知CuSO4 5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)△H3,根据盖斯定律确定之间的关系.
2.【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H1 ①
N2(g)+O2(g)=NO2(g)△H2②
N2(g)+ H2(g)=NH3(g)△H3③
将方程式①×3+②×2﹣2×③得2NH3(g)+ O2(g)=2NO2(g)+3H2O(g)△H=3△H1+2△H2﹣2△H3,所以选D.
【分析】本题考查了盖斯定律的计算,会根据目标方程式进行分析解答即可.
3.【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H=+b kJ mol﹣1
②2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=﹣c kJ mol﹣1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣d kJ mol﹣1
依据盖斯定律①×2+②+③得到2C3H8(g)+10O2(g)=6CO2(g)+8H2O(l)△H=(2b﹣c﹣d)KJ/mol;
燃烧热为:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=﹣a=﹣ (2b﹣c﹣d)KJ/mol;
得到a=﹣ (2b﹣c﹣d),2a=c+d﹣2b;所以选C.
【分析】本题考查了热化学方程式的计算,盖斯定律应用,燃烧热概念的计算分析应用,题目难度中等.
4.【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g)△H=﹣612kJ mol﹣1;
②PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)△H=93kJ mol﹣1,
由盖斯定律可知,①× ﹣②得到P(s)+ Cl2(g)=PCl5(g),则△H=(﹣612kJ mol﹣1)× ﹣(93kJ mol﹣1)=﹣399kJ mol﹣1,所以选B.
【分析】本题考查盖斯定律计算反应热,为高频考点,把握已知反应与目标反应的关系及反应热的对应关系为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查.
5.【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A.由图可知,生成物的能量低,O+O3=2O2 的反应为放热反应,△H=E3﹣E2,故A错误;
B.O+O3=2O2 的反应中△H=E3﹣E2 <0,为放热反应,故B错误;
C.由Cl+O3=ClO+O2 △H1、ClO+O=Cl+O2 △H2可知,根据盖斯定律两个反应相加得到O+O3=2O2 ,即△H=△H1+△H2,故C正确;
D.氯原子在该反应中作催化催,改变了该反应的活化能,即改变了O3分解反应的历程,故D错误;
故选C.
【分析】由图可知,O+O3=2O2 的反应为放热反应,△H=E3﹣E2,由Cl+O3=ClO+O2 △H1、ClO+O=Cl+O2 △H2可知,利用盖斯定律来分析反应热的关系,氯原子在该反应中作催化催,改变了该反应的活化能,以此来解答.
6.【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A、已知:①SiCl4(g)+2Zn(l) Si(s)+2ZnCl2(g)△H1
②SiCl4(g)+2Zn(g) Si(s)+2ZnCl2(g)△H2.根据盖斯定律,将(①﹣②)×
即可得Zn(l)=Zn(g)△H= (△H1﹣△H2 ),所以A正确;
B、用硅制作的太阳能电池是将太阳能转化为电能,所以B错误;
C、△H2是2molZn(g)反应对应的反应热,与Zn(g)的用量无关,所以增加Zn(g)的量,反应吸收或放出的热量增多,但△H2不变,所以C错误;
D、以Zn片、铜片和稀硫酸构成的原电池,负极上锌本身放电,负极变细,正极铜片表面有气泡产生,所以D错误.所以选A.
【分析】本题考查了利用盖斯定律来书写热化学方程式、反应热△H的含义以及原电池正负极反应等.应注意的是△H2是2molZn(g)反应对应的反应热,与Zn(g)的用量无关.
7.【答案】B
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】A、物质的燃烧均为放热反应,而放热反应的反应热均为负值,所以A错误;
B、铝热反应为放热反应,所以△H5<0;而2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s)△H3 ③,2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s)△H4④,将④﹣③可得:2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△H5=△H4﹣△H3<0时,所以△H4<△H3,所以B正确;
C、已知:3H2(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3H2O(g)△H2 ②、2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s)△H3③,将(②+③)× 可得:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H1= (△H2+△H3),所以C错误;
D、已知:2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s)△H3 ③,2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s)△H4④,将④﹣③可得:2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) 所以有:△H5=△H4﹣△H3,即:△H3=△H5﹣△H4,所以D错误.所以选B.
【分析】本题考查了反应热的大小比较和盖斯定律的应用.
8.【答案】A
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】氢气与氟气的反应H2(g)+F2(g)=2HF,旧键断裂吸收的总能量为:Q1KJ+Q2KJ,新键形成释放的总能量为:2Q3KJ;由于该反应为放热反应,旧键断裂吸收的总能量小于新键形成释放的总能量,所以Q1KJ+Q2KJ<2Q3KJ,所以选A.
【分析】本题考查反应中能量变化的原因,旧键断裂吸收的总能量小于新键形成释放的总能量,反应放热,反之为吸热反应.
9.【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较
【解析】【解答】A、硫从固体变为气体的过程是吸热的过程,硫单质的燃烧放热,焓变均小于零,所以△H1<△H2,所以A正确;
B、硫化氢完全生成二氧化硫放出的热量要比不完全燃烧生成硫单质放出的热量多,硫化氢的燃烧都是放热的,焓变是负值,所以△H3>△H4,所以B错误;
C、方程式SO2(g)+2H2S(g)═3S(s)+2H2O(l)可以根据2H2S(g)+O2(g)═2S(s)+2H2O(l)减去S(s)+O2(g)═SO2(g)得到,据盖斯定律△H5=△H3﹣△H2,所以C正确;
D、方程式2SO2(g)+4H2S(g)═6S(s)+4H2O(l)可以根据反应3H2S(g)+3O2(g)═6S(s)+6H2O(l)减去2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(l)得到,据盖斯定律,2△H5=3△H3﹣△H4,所以D正确.所以选B.
【分析】本题考查了焓变、熵变的判断,明确反应热效应与焓变值大小的关系是解题关键,注意盖斯定律的应用.
10.【答案】D
【知识点】吸热反应和放热反应;热化学方程式;反应热的大小比较
【解析】【解答】A、硫蒸气变化为硫固体为放热过程,则等量的硫蒸气和硫固体在氧气中分别完全燃烧,放出热量硫蒸气多,所以A错误;
B、由C(金刚石)→C(石墨)+119KJ 可知,金刚石的能量比石墨高,石墨比金刚石稳定,所以B错误;
C、2gH2即1mol完全燃烧生成液态水,放出285.8KJ热量,则氢气的燃烧热热化学方程式为:H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=﹣285.8 kJ/mol,所以C错误;
D、在稀溶液中:H+(aq)+OH﹣(aq)→H2O(l)+53.7KJ,若将含0.5 molH2SO4的浓溶液与含1 molNaOH的溶液混合,由于浓硫酸溶解要放出热量,所以反应放出的热量大于53.7KJ,所以D正确;所以选D.
【分析】本题考查了反应热和焓变、燃烧热的热化学方程式等,题目综合性较强,侧重于基础知识的考查,注意反应热的分类和特点.
11.【答案】C
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】①4P(白磷,s)+5O2(g)═2P2O5(s)△H=﹣a kJ/mol,②4P(红磷,s)+5O2(g)═2P2O5(s)△H=﹣b kJ/mol,
由①﹣②可得到4P(白磷,s)=4P(红磷,s)△H=﹣a﹣(﹣b)kJ/mol,因红磷转化为白磷时需吸收热量,则△H=﹣a﹣(﹣b)kJ/mol<0,所以b﹣a<0,即b<a,所以选C.
【分析】本题考查反应热的比较,明确盖斯定律的应用及物质的能量与稳定性的关系即可解答.
12.【答案】C
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】H2S完全燃烧比不完全燃烧放热多,所以Q1>Q2,Q1>Q3;气态液化成液态,需要进一步放热,所以Q2<Q3,所以Q1>Q3>Q2,所以选C.
【分析】本题考查反应热大小的比较,解题时注意物质的聚集状态、反应物的用量与反应热的大小的关系即可解答该题.
13.【答案】A
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】在反应N2+3H2 2NH3中,断裂3mol H﹣H键,1mol N三N键共吸收的能量为:3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2mol NH3,共形成6mol N﹣H键,放出的能量为:6×391kJ=2346kJ,吸收的能量少,放出的能量多,该反应为放热反应,生成2molNH3放出的热量为:2346kJ﹣2254kJ=92kJ,所以生成1molNH3放出的热量为46KJ,即N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),△H=﹣92kJkJ/mol,①向密闭容器甲中通入1mol N2和3mol H2,达到平衡时,氢气和氮气不能完全转化;达到平衡时放出热量Q1kJ小于92.4KJ;
②假定0.5mol N2和1.5mol H2完全反应,达到平衡时放出的热量为:92.4kJ×kJ/mol=46.2kJ,由于合成氨是可逆反应,所以反应物不能完全反应,所以放出的热量Q2小于46.2kJ,反应②可以建成恒压下与反应①的等效平衡,此时放出的热量反应②是反应①的一半,然后反应②进行扩大容器,减小压强,平衡逆向移动,放出的热量减少,所以Q1>2Q2,综上所述可知:92.4>Ql>2Q2,所以选A.
【分析】本题不仅考查了反应热的概念,还同时考查了可逆反应,等效平衡等概念,综合性较强,考生只有在准确理解上述概念的基础上,才能准确作答.
14.【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A.两个反应中,C元素的化合价均由﹣4价升高到+4价,则等物质的量的甲烷分别参加反应①、②,反应转移的电子数相同,所以A正确;
B.由CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ mol﹣1,水由气态变为液态,放出热量,则CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣Q,Q>574kJ mol﹣1,所以△H<﹣574kJ/mol,所以B错误;
C.①﹣②可知4NO2(g)+2N2(g)=8NO(g);△H=+586kJ/mol,所以C正确;
D.由反应 可知CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g),1molCH4反应转移8mol电子,则用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为0.2mol×8=1.6mol,所以D正确;所以选B.
【分析】本题考查热化学反应及盖斯定律,明确热化学反应的关系及物质的状态、反应热的数值与物质的量的关系即可解答.
15.【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A、F→A,△H=△H6,则A→F,△H=﹣△H6,所以A正确;
B、6个△H全部相加,是A→A的△H,应等于零,即△H1+△H 2+△H 3+△H 4+△H 5+△H 6=0,所以B错误;
C、F→C的△H=△H6+△H1+△H2,则C→F的△H=﹣(△H6+△H1+△H2),所以C错误;
D、A→D的△H=△H1+△H2+△H3,D→A的△H=△H4+△H5+△H6,二者的绝对值相等,符号相反,即|△H 1+△H 2+△H 3|=|△H 4+△H5+△H 6|,所以D错误;所以选A.
【分析】本题考查了盖斯定律的含义理解和计算应用,主要是焓变的分析判断.
16.【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】三个已知方程式为H2O(g)=H2O(l)△H1=﹣Q1kJ mol﹣1 (1)
C2H5OH(g)=C2H5OH(l)△H2=﹣Q2kJ mol﹣1 (2)
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H3=﹣Q3kJ mol﹣1(3)
乙醇燃烧生成液态水时的化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H
利用盖斯定律求得目标方程式=3(1)﹣(2)+(3),
即△H=3△H1﹣△H2+△H3=﹣(3Q1﹣Q2+Q3),
23克乙醇的物质的量为 =0.5mol,
所以放出的热量为0.5×(3Q1﹣Q2+Q3),所以选D.
【分析】本题是一个利用盖斯定律解题的一个典型题目,注意第一步写出目标方程式,第二步利用盖斯定律求出它的反应热,最后利用热化学方程式求反应热,注意化学方程式的处理.
17.【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】A、碳的燃烧热是完全燃烧1mol碳单质生成最稳定的产物二氧化碳所放出的能量,所以碳的燃烧热为﹣( Q2+Q1)kJ/mol,所以A错误;
B、根据2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣Q2kJ/mol,反应是放热的,可以知道2molCO(g)和1mol氧气所具有的能量一定高于2molCO2(g)所具有的能量,所以B错误;
C、碳完全燃烧放出的热量一定比不完全燃烧放出的热量,所以一定质量的碳燃烧,生成CO2(g)比生成 CO(g)时放出的热量多,所以C正确;
D、根据盖斯定律,反应C(s)+O2(g)=CO2(g),△H=﹣( Q2+Q1)kJ/mol,所以D错误.所以选C.
【分析】本题考查学生燃烧热的意义、反应的吸放热和物质能量之间的关系以及盖斯定律的应用等知识,属于综合知识的考查.
18.【答案】C
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】①碳不完全燃烧放热少,放热的热量越大,焓变数值越小,所以△H1<△H2,所以①错误;
②固体硫变为气态硫需要吸收热量,第二个反应中,硫单质为气态,反应物能量较高,放出的热量较大,其焓变较小,则△H1>△H2,所以②正确;
③气态水具有能量高于液态水,第一个反应中生成液体水,放出热量较多,而第二个反应中生成气态水,放热热量较小,所以△H1<△H2,所以③错误;
④碳酸钙分解吸热焓变为正值,氧化钙和水反应是化合反应放热,焓变是负值,所以△H1>△H2,所以④正确;所以选C.
【分析】本题考查了物质反应能量变化分析判断,注意明确热化学方程式中反应物的量不同、状态不同、产物不同,反应的能量变化不同;特别注意放热反应焓变为负值,放出的热量越多,其焓变越小.
19.【答案】A
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】①HCl(aq)+NH3 H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)△H=a kJ mol﹣1,NH3 H2O是弱电解质,电离吸热,所以反应放出的热量小于57.3kJ;
②HCl(aq)+NaOH(s)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=b kJ mol﹣1,氢氧化钠固体溶于水时放出大量的热量,所以反应放出的热量大于57.3kJ;
③HNO3(aq)+KOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l)△H=c kJ mol﹣1,HNO3、KOH为强酸与强碱,其稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)+OH﹣(aq)=H2O△H3=﹣57.3kJ/mol;
反应为放热反应△H<0,即abc均为负值,放热越多,反应热越小,则a>c>b;所以选A.
【分析】本题考查了中和热的计算和反应热大小比较,注意掌握中和热的原理以及弱电解质电离吸热.
20.【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A、根据③:Sn(s,灰)=Sn(s,白)△H3=+2.1kJ mol﹣1,则②﹣①=③,所以△H2﹣△H1=△H3>0,所以△H1<△H2,所以A错误;
B、灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体,互为同素异形体的物质是同种元素的不同单质,不是一样的物质,所以B错误;
C、根据③:Sn(s,灰)=Sn(s,白)△H3=+2.1kJ mol﹣1,锡在常温下以白锡状态更稳定,相同条件下,白锡越多,与盐酸反应越慢,所以C错误;
D、根据③:Sn(s,灰)=Sn(s,白)△H3=+2.1kJ mol﹣1,当温度低于13.2℃的环境时,以灰锡存在,不稳定,会自行毁坏,所以D正确.所以选D.:
【分析】本题考查学生盖斯定律的应用以及物质的能量和其稳定性之间的关系,可以根据所学知识进行回答.
21.【答案】(1)>
(2)△H1+2△H2
(3)CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)△H=﹣867kJ/mol
(4)C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣1414KJ/mol
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较
【解析】【解答】(1)甲醇的燃烧是放热反应,而对于放热反应,反应物的能量越高,反应放出的热量越高.等物质的量的CH3OH(l)的能量低于CH3OH(g),所以2molCH3OH(l)燃烧时放出的热量低于2molCH3OH(g)燃烧放出的热量,而放热反应的△H小于0,所以△H1>△H2,所以答案为:>;(2)一个反应无论是一步完成还是分为几步完成,其热效应是相同的,已知反应:
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H1①
2HCl(g)═Cl2(g)+H2(g)△H2②
4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)△H3③
将①+②×2=③,所以反应热△H3=△H1+2△H2,所以答案为:△H1+2△H2;(3)①CH4(g)+4NO2(g)→4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ mol﹣1
②CH4(g)+4NO(g)→2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1160kJ mol﹣1
根据盖斯定律(①+②)× ,得:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)△H=﹣867kJ/mol,所以答案为:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)△H=﹣867kJ/mol;(4)甲是石油裂解气的主要成分之一,乙为O2,且甲分子和乙分子具有相同的电子数,则甲为C2H4,25℃、101kPa时,1g甲完全燃烧生成CO2气体与液态水,放出50.5kJ的热量,则1molC2H4完全燃烧放出50.5×28=﹣1414kJ的热量,则乙烯燃烧的热化学方程式为C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣1414KJ/mol;
所以答案为:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣1414KJ/mol.
【分析】本题考查盖斯定律的应用、热化学方程式的书写,为高频考点,综合性较强.
22.【答案】(1)N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣644.25kJ/mol;410.125;产物不会造成环境污染
(2)CO(g)+FeO(s)═Fe(s)+CO2(g)△H=﹣218.0kJ/mol
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)①反应方程式为:N2H4+2H2O2=N2+4H2O,0.4mol液态肼放出257.7KJ的热量,则1mol液态肼放出的热量为 =644.25kJ,
所以反应的热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣644.25kJ/mol。②已知
①N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=﹣644.25kJ/mol ②H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol
依据盖斯定律①﹣②×4得到N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(l)△H=﹣820.25KJ/mol:则16g液态肼物质的量= =0.5mol;
与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量410.125KJ;
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产物为氮气和水,是空气成分不会造成环境污染,
所以答案为:产物不会造成环境污染;(2)据盖斯定律,①×3﹣②﹣③×2得:6CO(g)+6FeO(s)═6Fe(s)+6CO2(g)△H=3×(﹣24.8kJ/mol)﹣(﹣47.4kJ/mol)﹣2×(+640.5kJ/mol)=﹣1308.0kJ/mol
将上面的方程式除以6得:CO(g)+FeO(s)═Fe(s)+CO2(g)△H=﹣218.0kJ/mol.
【分析】本题考查热化学方程式的书写,盖斯定律的计算判断,反应热的计算应用,注意盖斯定律的应用.
23.【答案】(1)218 kJ mol﹣1;330 kJ mol﹣1
(2)﹣229
(3)PtF6;﹣77.6
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)元素周期表中同主族存在的变化规律,C﹣Br原子半径在C﹣Cl和C﹣I之间,键能应介于C﹣Cl和C﹣I之间,C﹣Br键的键能范围为218 KJ mol﹣1 <C﹣Br键能<330 KJ mol﹣1;(2)热化学方程式2H2(g)+S2(g)═2H2S(g);△H=Q kJ mol﹣1,△H=反应物键能总和﹣生成物键能总和=2×436KJ/mol+255KJ/mol﹣2×2×339KJ/mol=﹣229KJ/mol,则Q=﹣229;(3)①O2(g)═O+2(g)+e﹣△H1=+1175.7kJ mol﹣1
②PtF6(g)+e﹣═PtF6﹣(g)△H2=﹣771.1kJ mol﹣1。③O2+PtF6﹣(s)═O2+(g)+PtF6﹣(g)△H3=+482.2kJ mol﹣1
依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②﹣③得到O2(g)+PtF6 (g)=O2+PtF6﹣(s)△H=﹣776KJ/mol.
【分析】本题考查了化学反应能量变化,反应焓变与键能的计算,盖斯定律和热化学方程式计算分析应用,掌握基础是关键.
24.【答案】(1)①②③④
(2)285.8kJ mol﹣1;393.5kJ mol﹣1
(3)1429kJ/mol
(4)283kJ/mol;CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△=﹣283KJ/mol
【知识点】吸热反应和放热反应;燃烧热;热化学方程式
【解析】【解答】(1)反应①②③④的焓变都小于0,所以都为放热反应,所以答案为:①②③④;(2)H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H=﹣285.8kJ/mol,依据燃烧热概念可知氢气的燃烧热为285.8kJ mol﹣1,C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ mol﹣1,依据燃烧热概念可知碳的燃烧热为393.5kJ mol﹣1;(3)H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=﹣285.8kJ mol﹣1;
2g 285.8kJ mol﹣1
10g Q
Q= =1429kJ/mol;(4)③C(s)+ O2(g)=CO(g)△H=﹣110.5kJ mol﹣1;
④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ mol﹣1;依据盖斯定律④﹣③得到CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△=﹣283KJ/mol。
【分析】本题考查了热化学方程式的书写方法,盖斯定律计算应用,燃烧热概念分析判断,注意对燃烧的概念的理解和表示燃烧热热化学方程式的判断.
25.【答案】(1)﹣202.5kJ/mol
(2)CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣726.4kJ/mol.
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)根据三个热化学方程式,由盖斯定律计算②×2+③﹣①得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l),
所以△H=(﹣393.5kJ/mol)×2+(﹣285.8kJ/mol)﹣(﹣870.3kJ/mol)=﹣202.5kJ/mol。
(2)5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出113.5kJ的热量,32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放热 ×113.5=726.4KJ,反应的热化学方程式为:CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O△H=﹣726.4kJ/mol。
【分析】本题考查了盖斯定律的应用、热化学方程式书写,要注意方程式计量数的变化,及△H的符号的变化.
人教版化学高二选修4第一章第三节化学反应热的计算同步练习
一、选择题
1.室温下,将1mol的CuSO4 5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为△H1,将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为△H2:CuSO4 5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4 5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为△H3,则下列判断正确的是( )
A.△H2>△H3 B.△H1<△H3
C.△H1+△H3=△H2 D.△H1+△H2>△H3
【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①胆矾溶于水时,溶液温度降低,反应为CuSO4 5H2O(s)=Cu2+(aq)+SO42﹣(aq)+5H2O(l)△H1>0;
②CuSO4(s)=Cu2+(aq)+SO42﹣(aq)△H2<0;
③已知CuSO4 5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)△H3;
依据盖斯定律①﹣②得到③,所以△H3=△H1﹣△H2;△H2<0,△H1>0,则△H3>0,
A、上述分析可知△H2<△H3,故A错误;
B、分析可知△H2=△H1﹣△H3,由于△H2<0,△H3>△H1 ,故B正确;
C、△H3=△H1﹣△H2,故C错误;
D、△H2<0,△H1>0、△H3>△H1+△H2,故D错误;
故选B.
【分析】胆矾溶于水时,溶液温度降低,反应为CuSO4 5H2O(s)=Cu2+(aq)+SO42﹣(aq)+5H2O(l)△H1>0;
CuSO4(s)=Cu2+(aq)+SO42﹣(aq)△H2;
已知CuSO4 5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)△H3,根据盖斯定律确定之间的关系.
2.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
【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】H2(g)+ O2(g)=H2O(g)△H1 ①
N2(g)+O2(g)=NO2(g)△H2②
N2(g)+ H2(g)=NH3(g)△H3③
将方程式①×3+②×2﹣2×③得2NH3(g)+ O2(g)=2NO2(g)+3H2O(g)△H=3△H1+2△H2﹣2△H3,所以选D.
【分析】本题考查了盖斯定律的计算,会根据目标方程式进行分析解答即可.
3.丙烷的燃烧热为△H=﹣a kJ/mol,有以下反应:
①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H=+b kJ/mol
②2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=﹣c kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣d kJ/mol (b、c、d均为正值)则正确的( )
A.2a=c﹣d﹣2b B.-a=c﹣d﹣2b C.2a=c+d﹣2b D.a=c+d﹣b/2
【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H=+b kJ mol﹣1
②2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)△H=﹣c kJ mol﹣1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣d kJ mol﹣1
依据盖斯定律①×2+②+③得到2C3H8(g)+10O2(g)=6CO2(g)+8H2O(l)△H=(2b﹣c﹣d)KJ/mol;
燃烧热为:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=﹣a=﹣ (2b﹣c﹣d)KJ/mol;
得到a=﹣ (2b﹣c﹣d),2a=c+d﹣2b;所以选C.
【分析】本题考查了热化学方程式的计算,盖斯定律应用,燃烧热概念的计算分析应用,题目难度中等.
4.已知2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g)△H=﹣612kJ mol﹣1.PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)△H=93kJ mol﹣1.则P(s)+ Cl2(g)=PCl5(g) 的△H是( )
A.﹣705kJ mol﹣1 B.﹣399kJ mol﹣1
C.﹣203kJ mol﹣1 D.﹣213kJ mol﹣1
【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】①2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g)△H=﹣612kJ mol﹣1;
②PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)△H=93kJ mol﹣1,
由盖斯定律可知,①× ﹣②得到P(s)+ Cl2(g)=PCl5(g),则△H=(﹣612kJ mol﹣1)× ﹣(93kJ mol﹣1)=﹣399kJ mol﹣1,所以选B.
【分析】本题考查盖斯定律计算反应热,为高频考点,把握已知反应与目标反应的关系及反应热的对应关系为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查.
5.氯原子对O3的分解有催化作用:O3+Cl═ClO+O2△H1,ClO+O═Cl+O2△H2.
大气臭氧层的分解反应是:O3+O═2O2△H,该反应的能量变化如图所示,则下列叙述正确的是( )
A.反应O3+O═2O2的△H=E1﹣E3
B.反应O3+O═2O2是吸热反应
C.△H=△H1+△H2
D.氯原子没有改变O3分解反应的历程
【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A.由图可知,生成物的能量低,O+O3=2O2 的反应为放热反应,△H=E3﹣E2,故A错误;
B.O+O3=2O2 的反应中△H=E3﹣E2 <0,为放热反应,故B错误;
C.由Cl+O3=ClO+O2 △H1、ClO+O=Cl+O2 △H2可知,根据盖斯定律两个反应相加得到O+O3=2O2 ,即△H=△H1+△H2,故C正确;
D.氯原子在该反应中作催化催,改变了该反应的活化能,即改变了O3分解反应的历程,故D错误;
故选C.
【分析】由图可知,O+O3=2O2 的反应为放热反应,△H=E3﹣E2,由Cl+O3=ClO+O2 △H1、ClO+O=Cl+O2 △H2可知,利用盖斯定律来分析反应热的关系,氯原子在该反应中作催化催,改变了该反应的活化能,以此来解答.
6.Zn还原SiCl4的反应如下:下列说法正确的是( )
SiCl4(g)+2Zn(l) Si(s)+2ZnCl2(g)△H1
SiCl4(g)+2Zn(g) Si(s)+2ZnCl2(g)△H2.
A.Zn(l)=Zn(g)△H= (△H1﹣△H2 )
B.用硅制作的太阳能电池是将化学能转化为电能
C.增加Zn(g)的量,△H2变大
D.以Zn片、铜片和稀硫酸构成的原电池,Zn片表面有气泡产生.
【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A、已知:①SiCl4(g)+2Zn(l) Si(s)+2ZnCl2(g)△H1
②SiCl4(g)+2Zn(g) Si(s)+2ZnCl2(g)△H2.根据盖斯定律,将(①﹣②)×
即可得Zn(l)=Zn(g)△H= (△H1﹣△H2 ),所以A正确;
B、用硅制作的太阳能电池是将太阳能转化为电能,所以B错误;
C、△H2是2molZn(g)反应对应的反应热,与Zn(g)的用量无关,所以增加Zn(g)的量,反应吸收或放出的热量增多,但△H2不变,所以C错误;
D、以Zn片、铜片和稀硫酸构成的原电池,负极上锌本身放电,负极变细,正极铜片表面有气泡产生,所以D错误.所以选A.
【分析】本题考查了利用盖斯定律来书写热化学方程式、反应热△H的含义以及原电池正负极反应等.应注意的是△H2是2molZn(g)反应对应的反应热,与Zn(g)的用量无关.
7.已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H1
3H2(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3H2O(g)△H2
2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s)△H3
2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s)△H4
2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△H5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.△H1<0,△H3>0 B.△H5<0,△H4<△H3
C.△H1=△H2+△H3 D.△H3=△H4+△H5
【答案】B
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】A、物质的燃烧均为放热反应,而放热反应的反应热均为负值,所以A错误;
B、铝热反应为放热反应,所以△H5<0;而2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s)△H3 ③,2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s)△H4④,将④﹣③可得:2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)△H5=△H4﹣△H3<0时,所以△H4<△H3,所以B正确;
C、已知:3H2(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3H2O(g)△H2 ②、2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s)△H3③,将(②+③)× 可得:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H1= (△H2+△H3),所以C错误;
D、已知:2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s)△H3 ③,2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s)△H4④,将④﹣③可得:2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) 所以有:△H5=△H4﹣△H3,即:△H3=△H5﹣△H4,所以D错误.所以选B.
【分析】本题考查了反应热的大小比较和盖斯定律的应用.
8.氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量.在反应过程中,断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,断裂1molF2中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1molHF中的化学键释放的能量为Q3kJ.下列关系式中正确的是( )
A.Q1+Q2<2Q3 B.Q1+Q2>2Q3 C.Q1+Q2<Q3 D.Q1+Q2>Q3
【答案】A
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】氢气与氟气的反应H2(g)+F2(g)=2HF,旧键断裂吸收的总能量为:Q1KJ+Q2KJ,新键形成释放的总能量为:2Q3KJ;由于该反应为放热反应,旧键断裂吸收的总能量小于新键形成释放的总能量,所以Q1KJ+Q2KJ<2Q3KJ,所以选A.
【分析】本题考查反应中能量变化的原因,旧键断裂吸收的总能量小于新键形成释放的总能量,反应放热,反之为吸热反应.
9.已知:S(g)+O2(g)═SO2(g);△H1
S(s)+O2(g)═SO2(g);△H2
2H2S(g)+O2(g)═2S(s)+2H2O(l);△H3
2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(l);△H4
SO2(g)+2H2S(g)═3S(s)+2H2O(l);△H5
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是( )
A.△H1<△H2 B.△H3<△H4
C.△H5=△H3﹣△H2 D.2△H5=3△H3﹣△H4
【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较
【解析】【解答】A、硫从固体变为气体的过程是吸热的过程,硫单质的燃烧放热,焓变均小于零,所以△H1<△H2,所以A正确;
B、硫化氢完全生成二氧化硫放出的热量要比不完全燃烧生成硫单质放出的热量多,硫化氢的燃烧都是放热的,焓变是负值,所以△H3>△H4,所以B错误;
C、方程式SO2(g)+2H2S(g)═3S(s)+2H2O(l)可以根据2H2S(g)+O2(g)═2S(s)+2H2O(l)减去S(s)+O2(g)═SO2(g)得到,据盖斯定律△H5=△H3﹣△H2,所以C正确;
D、方程式2SO2(g)+4H2S(g)═6S(s)+4H2O(l)可以根据反应3H2S(g)+3O2(g)═6S(s)+6H2O(l)减去2H2S(g)+3O2(g)═2SO2(g)+2H2O(l)得到,据盖斯定律,2△H5=3△H3﹣△H4,所以D正确.所以选B.
【分析】本题考查了焓变、熵变的判断,明确反应热效应与焓变值大小的关系是解题关键,注意盖斯定律的应用.
10.下列说法或表示方法中正确的是( )
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.由C(金刚石)→C(石墨)+119KJ 可知,金刚石比石墨稳定
C.在101Kpa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8KJ热量,氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)+285.8KJ
D.在稀溶液中:H+(aq)+OH﹣(aq)→H2O(l)+53.7KJ,若将含0.5 molH2SO4的浓溶液与含1 molNaOH的溶液混合,放出的热量大于53.7KJ
【答案】D
【知识点】吸热反应和放热反应;热化学方程式;反应热的大小比较
【解析】【解答】A、硫蒸气变化为硫固体为放热过程,则等量的硫蒸气和硫固体在氧气中分别完全燃烧,放出热量硫蒸气多,所以A错误;
B、由C(金刚石)→C(石墨)+119KJ 可知,金刚石的能量比石墨高,石墨比金刚石稳定,所以B错误;
C、2gH2即1mol完全燃烧生成液态水,放出285.8KJ热量,则氢气的燃烧热热化学方程式为:H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=﹣285.8 kJ/mol,所以C错误;
D、在稀溶液中:H+(aq)+OH﹣(aq)→H2O(l)+53.7KJ,若将含0.5 molH2SO4的浓溶液与含1 molNaOH的溶液混合,由于浓硫酸溶解要放出热量,所以反应放出的热量大于53.7KJ,所以D正确;所以选D.
【分析】本题考查了反应热和焓变、燃烧热的热化学方程式等,题目综合性较强,侧重于基础知识的考查,注意反应热的分类和特点.
11.已知常温时红磷转化为白磷时需吸收热量,在下列反应中若a、b均大于零,则a和b的关系为( )
P4(白磷,s)+5O2(g)═2P2O5(s);△H=﹣a kJ mol﹣1
4P(红磷,s)+5O2(g)═2P2O5(s);△H=﹣b kJ mol﹣1.
A.a<b B.a=b C.a>b D.无法确定
【答案】C
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】①4P(白磷,s)+5O2(g)═2P2O5(s)△H=﹣a kJ/mol,②4P(红磷,s)+5O2(g)═2P2O5(s)△H=﹣b kJ/mol,
由①﹣②可得到4P(白磷,s)=4P(红磷,s)△H=﹣a﹣(﹣b)kJ/mol,因红磷转化为白磷时需吸收热量,则△H=﹣a﹣(﹣b)kJ/mol<0,所以b﹣a<0,即b<a,所以选C.
【分析】本题考查反应热的比较,明确盖斯定律的应用及物质的能量与稳定性的关系即可解答.
12.取1mol H2S完全燃烧生成液态水和气态二氧化硫,放出热量为Q1;不完全燃烧生成气态水和硫,放出热量为Q2;不完全燃烧生成液态水和硫,放出热量为Q3,则下列关系正确的是( )
A.Q3>Q2>Q1 B.Q1>Q2>Q3 C.Q1>Q3>Q2 D.Q2>Q1>Q3
【答案】C
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】H2S完全燃烧比不完全燃烧放热多,所以Q1>Q2,Q1>Q3;气态液化成液态,需要进一步放热,所以Q2<Q3,所以Q1>Q3>Q2,所以选C.
【分析】本题考查反应热大小的比较,解题时注意物质的聚集状态、反应物的用量与反应热的大小的关系即可解答该题.
13.已知常温常压下,N≡N键的键能是946KJ/mol、N﹣H键的键能是391KJ/mol、H﹣H 键的键能是436KJ/mol.现有甲、乙两个容积相同的定容密闭容器,在常温下:①向密闭容器甲中通入1mol N2和3mol H2,达到平衡时放出热量Q1kJ.②向密闭容器乙中通入0.5mol N2和1.5mol H2,达到平衡时放出热量Q2 kJ.则下列关系式正确的是( )
A.92>Ql>2Q2 B.92=Q1<2Q2 C.Q1=2Q2=92 D.Q1=2Q2<92
【答案】A
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】在反应N2+3H2 2NH3中,断裂3mol H﹣H键,1mol N三N键共吸收的能量为:3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2mol NH3,共形成6mol N﹣H键,放出的能量为:6×391kJ=2346kJ,吸收的能量少,放出的能量多,该反应为放热反应,生成2molNH3放出的热量为:2346kJ﹣2254kJ=92kJ,所以生成1molNH3放出的热量为46KJ,即N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),△H=﹣92kJkJ/mol,①向密闭容器甲中通入1mol N2和3mol H2,达到平衡时,氢气和氮气不能完全转化;达到平衡时放出热量Q1kJ小于92.4KJ;
②假定0.5mol N2和1.5mol H2完全反应,达到平衡时放出的热量为:92.4kJ×kJ/mol=46.2kJ,由于合成氨是可逆反应,所以反应物不能完全反应,所以放出的热量Q2小于46.2kJ,反应②可以建成恒压下与反应①的等效平衡,此时放出的热量反应②是反应①的一半,然后反应②进行扩大容器,减小压强,平衡逆向移动,放出的热量减少,所以Q1>2Q2,综上所述可知:92.4>Ql>2Q2,所以选A.
【分析】本题不仅考查了反应热的概念,还同时考查了可逆反应,等效平衡等概念,综合性较强,考生只有在准确理解上述概念的基础上,才能准确作答.
14.用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化合物的污染.例如:下列说法中错误的是( )
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=﹣574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=﹣1160kJ/mol.
A.等物质的量的CH4在反应①、②中转移电子数相同
B.由反应①可推知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l);△H>﹣574kJ/mol
C.4NO2(g)+2N2(g)=8NO(g);△H=+586kJ/mol
D.若用标准状况下4.48L CH4把NO2还原为N2,整个过程中转移的电子总数为1.6NA
【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A.两个反应中,C元素的化合价均由﹣4价升高到+4价,则等物质的量的甲烷分别参加反应①、②,反应转移的电子数相同,所以A正确;
B.由CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ mol﹣1,水由气态变为液态,放出热量,则CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣Q,Q>574kJ mol﹣1,所以△H<﹣574kJ/mol,所以B错误;
C.①﹣②可知4NO2(g)+2N2(g)=8NO(g);△H=+586kJ/mol,所以C正确;
D.由反应 可知CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g),1molCH4反应转移8mol电子,则用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为0.2mol×8=1.6mol,所以D正确;所以选B.
【分析】本题考查热化学反应及盖斯定律,明确热化学反应的关系及物质的状态、反应热的数值与物质的量的关系即可解答.
15.盖斯定律指出: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,而与具体反应进行的途径无关.物质A在一定条件下可发生一系列转化,如图判断下列关系正确的是( )
A.A→F,△H=﹣△H 6
B.△H1+△H 2+△H 3+△H 4+△H 5+△H 6=1
C.C→F,△H=△H 1+△H 2+△H 6
D.△H 1+△H 2+△H 3═△H 4+△H5+△H 6
【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A、F→A,△H=△H6,则A→F,△H=﹣△H6,所以A正确;
B、6个△H全部相加,是A→A的△H,应等于零,即△H1+△H 2+△H 3+△H 4+△H 5+△H 6=0,所以B错误;
C、F→C的△H=△H6+△H1+△H2,则C→F的△H=﹣(△H6+△H1+△H2),所以C错误;
D、A→D的△H=△H1+△H2+△H3,D→A的△H=△H4+△H5+△H6,二者的绝对值相等,符号相反,即|△H 1+△H 2+△H 3|=|△H 4+△H5+△H 6|,所以D错误;所以选A.
【分析】本题考查了盖斯定律的含义理解和计算应用,主要是焓变的分析判断.
16.盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分为数步完成,这个过程的热效应是相同的.
已知:H2O(g)=H2O(l)△H1=﹣Q1kJ mol﹣1(Q1>0)
C2H5OH(g)=C2H5OH(l)△H2=﹣Q2kJ mol﹣1(Q2>0)
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H3=﹣Q3kJ mol﹣1(Q3>0)
若使23g液态乙醇完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(kJ)( )
A.Q1+Q2+Q3 B.0.5(Q1+Q2+Q3)
C.0.5 Q1﹣1.5 Q2+0.5Q3 D.1.5 Q1﹣0.5 Q2+0.5Q3
【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】三个已知方程式为H2O(g)=H2O(l)△H1=﹣Q1kJ mol﹣1 (1)
C2H5OH(g)=C2H5OH(l)△H2=﹣Q2kJ mol﹣1 (2)
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)△H3=﹣Q3kJ mol﹣1(3)
乙醇燃烧生成液态水时的化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H
利用盖斯定律求得目标方程式=3(1)﹣(2)+(3),
即△H=3△H1﹣△H2+△H3=﹣(3Q1﹣Q2+Q3),
23克乙醇的物质的量为 =0.5mol,
所以放出的热量为0.5×(3Q1﹣Q2+Q3),所以选D.
【分析】本题是一个利用盖斯定律解题的一个典型题目,注意第一步写出目标方程式,第二步利用盖斯定律求出它的反应热,最后利用热化学方程式求反应热,注意化学方程式的处理.
17.已知25℃、101KPa下:①C(s)+ O2(g)=CO(g)△H=-Q1kJ/mol ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
△H=-Q2kJ/mol (Q1、Q2均为正数)据此推断,下列说法正确的是( )
A.碳的燃烧热为Q1kJ/mol
B.2molCO(g)所具有的能量一定高于2molCO2(g)所具有的能量
C.一定质量的碳燃烧,生成CO2(g)比生成 CO(g)时放出的热量多
D.碳燃烧生成CO2气体的热化学方程式为:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=(Q1+Q2)kJ/mol
【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】A、碳的燃烧热是完全燃烧1mol碳单质生成最稳定的产物二氧化碳所放出的能量,所以碳的燃烧热为﹣( Q2+Q1)kJ/mol,所以A错误;
B、根据2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=﹣Q2kJ/mol,反应是放热的,可以知道2molCO(g)和1mol氧气所具有的能量一定高于2molCO2(g)所具有的能量,所以B错误;
C、碳完全燃烧放出的热量一定比不完全燃烧放出的热量,所以一定质量的碳燃烧,生成CO2(g)比生成 CO(g)时放出的热量多,所以C正确;
D、根据盖斯定律,反应C(s)+O2(g)=CO2(g),△H=﹣( Q2+Q1)kJ/mol,所以D错误.所以选C.
【分析】本题考查学生燃烧热的意义、反应的吸放热和物质能量之间的关系以及盖斯定律的应用等知识,属于综合知识的考查.
18.下列各组热化学方程式中,△H1>△H2的是( )
①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1 C(s)+O2(g)═CO(g)△H2
②S(s)+O2(g)═SO2(g)△H1 S(g)+O2(g)═SO2(g)△H2
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H1 2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2
④CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g)△H1 CaO(s)+H2O(l)═Ca(OH)2(s)△H2.
A.① B.④ C.②④ D.②③
【答案】C
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】①碳不完全燃烧放热少,放热的热量越大,焓变数值越小,所以△H1<△H2,所以①错误;
②固体硫变为气态硫需要吸收热量,第二个反应中,硫单质为气态,反应物能量较高,放出的热量较大,其焓变较小,则△H1>△H2,所以②正确;
③气态水具有能量高于液态水,第一个反应中生成液体水,放出热量较多,而第二个反应中生成气态水,放热热量较小,所以△H1<△H2,所以③错误;
④碳酸钙分解吸热焓变为正值,氧化钙和水反应是化合反应放热,焓变是负值,所以△H1>△H2,所以④正确;所以选C.
【分析】本题考查了物质反应能量变化分析判断,注意明确热化学方程式中反应物的量不同、状态不同、产物不同,反应的能量变化不同;特别注意放热反应焓变为负值,放出的热量越多,其焓变越小.
19.强酸和强碱稀溶液的中和热可表示为:H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol
已知:①HCl(aq)+NH3 H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l),△H=akJ mol﹣1
②HCl(aq)+NaOH(s)=NaCl(aq)+H2O(l),△H=bkJ mol﹣1
③HNO3(aq)+KOH(aq)=KNO3(aq)+H2O(l),△H=ckJ mol﹣1
则a,b,c三者的大小关系是( )
A.a>c>b B.b>c>a C.a=b=c D.无法比较
【答案】A
【知识点】反应热的大小比较
【解析】【解答】①HCl(aq)+NH3 H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)△H=a kJ mol﹣1,NH3 H2O是弱电解质,电离吸热,所以反应放出的热量小于57.3kJ;
②HCl(aq)+NaOH(s)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=b kJ mol﹣1,氢氧化钠固体溶于水时放出大量的热量,所以反应放出的热量大于57.3kJ;
③HNO3(aq)+KOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l)△H=c kJ mol﹣1,HNO3、KOH为强酸与强碱,其稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)+OH﹣(aq)=H2O△H3=﹣57.3kJ/mol;
反应为放热反应△H<0,即abc均为负值,放热越多,反应热越小,则a>c>b;所以选A.
【分析】本题考查了中和热的计算和反应热大小比较,注意掌握中和热的原理以及弱电解质电离吸热.
20.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体.
已知:①Sn(s,白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g)△H1
②Sn(s,灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g)△H2
③Sn(s,灰)=Sn(s,白)△H3=+2.1kJ mol﹣1
下列说法正确的是( )
A.△H1>△H2
B.灰锡和白锡本质上是同一种物质
C.相同条件下,白锡越多,与盐酸反应越快
D.锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
【答案】D
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】A、根据③:Sn(s,灰)=Sn(s,白)△H3=+2.1kJ mol﹣1,则②﹣①=③,所以△H2﹣△H1=△H3>0,所以△H1<△H2,所以A错误;
B、灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体,互为同素异形体的物质是同种元素的不同单质,不是一样的物质,所以B错误;
C、根据③:Sn(s,灰)=Sn(s,白)△H3=+2.1kJ mol﹣1,锡在常温下以白锡状态更稳定,相同条件下,白锡越多,与盐酸反应越慢,所以C错误;
D、根据③:Sn(s,灰)=Sn(s,白)△H3=+2.1kJ mol﹣1,当温度低于13.2℃的环境时,以灰锡存在,不稳定,会自行毁坏,所以D正确.所以选D.:
【分析】本题考查学生盖斯定律的应用以及物质的能量和其稳定性之间的关系,可以根据所学知识进行回答.
二、非选择题
21.完成下题
(1)已知:2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H1;
2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H2,则△H1 △H2
(2)在298K、100kPa时,已知:
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H1
2HCl(g)═Cl2(g)+H2(g)△H2
4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)△H3
则△H3与△H1和△H2的关系是:△H3=
(3)消除氮氧化物的污染对环境至关重要,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染.已知一定条件下:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ mol﹣1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1160kJ mol﹣1
则该条件下,用CH4还原NO2至N2的热化学方程式为:
(4)乙烯是石油裂解气的主要成分之一,25℃、101kPa时,1g乙烯燃烧生成CO2气体与液态水,放出50.5kJ的热量,该反应的热化学方程式为 .
【答案】(1)>
(2)△H1+2△H2
(3)CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)△H=﹣867kJ/mol
(4)C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣1414KJ/mol
【知识点】盖斯定律及其应用;反应热的大小比较
【解析】【解答】(1)甲醇的燃烧是放热反应,而对于放热反应,反应物的能量越高,反应放出的热量越高.等物质的量的CH3OH(l)的能量低于CH3OH(g),所以2molCH3OH(l)燃烧时放出的热量低于2molCH3OH(g)燃烧放出的热量,而放热反应的△H小于0,所以△H1>△H2,所以答案为:>;(2)一个反应无论是一步完成还是分为几步完成,其热效应是相同的,已知反应:
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H1①
2HCl(g)═Cl2(g)+H2(g)△H2②
4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)△H3③
将①+②×2=③,所以反应热△H3=△H1+2△H2,所以答案为:△H1+2△H2;(3)①CH4(g)+4NO2(g)→4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ mol﹣1
②CH4(g)+4NO(g)→2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1160kJ mol﹣1
根据盖斯定律(①+②)× ,得:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)△H=﹣867kJ/mol,所以答案为:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)△H=﹣867kJ/mol;(4)甲是石油裂解气的主要成分之一,乙为O2,且甲分子和乙分子具有相同的电子数,则甲为C2H4,25℃、101kPa时,1g甲完全燃烧生成CO2气体与液态水,放出50.5kJ的热量,则1molC2H4完全燃烧放出50.5×28=﹣1414kJ的热量,则乙烯燃烧的热化学方程式为C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣1414KJ/mol;
所以答案为:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣1414KJ/mol.
【分析】本题考查盖斯定律的应用、热化学方程式的书写,为高频考点,综合性较强.
22.完成下题
(1)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0.8mol H2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出257.7kJ的热量(相当于25℃、101kPa下测得的热量).
①反应的热化学方程式为 .
②又已知H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/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.
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 .
(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=﹣24.8kJ/mol;
3Fe2O3(s)+CO(g)═2Fe3O4(s)+CO2(g),△H=﹣47.4kJ/mol;
Fe3O4(s)+CO(g)═3FeO(s)+CO2(g),△H=+640.5kJ/mol.
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: .
【答案】(1)N2H4(g)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣644.25kJ/mol;410.125;产物不会造成环境污染
(2)CO(g)+FeO(s)═Fe(s)+CO2(g)△H=﹣218.0kJ/mol
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)①反应方程式为:N2H4+2H2O2=N2+4H2O,0.4mol液态肼放出257.7KJ的热量,则1mol液态肼放出的热量为 =644.25kJ,
所以反应的热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣644.25kJ/mol。②已知
①N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(g)△H=﹣644.25kJ/mol ②H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol
依据盖斯定律①﹣②×4得到N2H4(l)+2H2O2(l)═N2(g)+4H2O(l)△H=﹣820.25KJ/mol:则16g液态肼物质的量= =0.5mol;
与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量410.125KJ;
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产物为氮气和水,是空气成分不会造成环境污染,
所以答案为:产物不会造成环境污染;(2)据盖斯定律,①×3﹣②﹣③×2得:6CO(g)+6FeO(s)═6Fe(s)+6CO2(g)△H=3×(﹣24.8kJ/mol)﹣(﹣47.4kJ/mol)﹣2×(+640.5kJ/mol)=﹣1308.0kJ/mol
将上面的方程式除以6得:CO(g)+FeO(s)═Fe(s)+CO2(g)△H=﹣218.0kJ/mol.
【分析】本题考查热化学方程式的书写,盖斯定律的计算判断,反应热的计算应用,注意盖斯定律的应用.
23.常温常压下,断裂1mol气体分子化学键所吸收的能量或形成1mol气体分子化学键所放出的能量称为键能(单位为kJ.mol﹣1),根据下表键能数据(kJ mol﹣1)回答问题:
化学键 C﹣F C﹣Cl C﹣I H﹣H S=S H﹣S
键能 427 330 218 436 255 339
(1)由表中数据预测C﹣Br键的键能范围: <C﹣Br键能< (回答数值和单位)
(2)热化学方程式2H2(g)+S2(g)=2H2S(g);△H=QkJ mol﹣1;则Q=
(3)已知下列热化学方程式
O2 (g)=O+2(g)+e﹣△H1=+1175.7kJ mol﹣1
PtF6(g)+e﹣=PtF6﹣(g)△H2=﹣771.1kJ mol﹣1
O2+PtF6﹣(s)=O2+(g)+PtF6﹣(g)△H3=+482.2kJ mol﹣1
则反应O2(g)+ (g)=O2+PtF6﹣(s),△H= kJ mol﹣1.
【答案】(1)218 kJ mol﹣1;330 kJ mol﹣1
(2)﹣229
(3)PtF6;﹣77.6
【知识点】盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)元素周期表中同主族存在的变化规律,C﹣Br原子半径在C﹣Cl和C﹣I之间,键能应介于C﹣Cl和C﹣I之间,C﹣Br键的键能范围为218 KJ mol﹣1 <C﹣Br键能<330 KJ mol﹣1;(2)热化学方程式2H2(g)+S2(g)═2H2S(g);△H=Q kJ mol﹣1,△H=反应物键能总和﹣生成物键能总和=2×436KJ/mol+255KJ/mol﹣2×2×339KJ/mol=﹣229KJ/mol,则Q=﹣229;(3)①O2(g)═O+2(g)+e﹣△H1=+1175.7kJ mol﹣1
②PtF6(g)+e﹣═PtF6﹣(g)△H2=﹣771.1kJ mol﹣1。③O2+PtF6﹣(s)═O2+(g)+PtF6﹣(g)△H3=+482.2kJ mol﹣1
依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②﹣③得到O2(g)+PtF6 (g)=O2+PtF6﹣(s)△H=﹣776KJ/mol.
【分析】本题考查了化学反应能量变化,反应焓变与键能的计算,盖斯定律和热化学方程式计算分析应用,掌握基础是关键.
24.已知下列热化学方程式:
①H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H=﹣285.8kJ/mol
②H2(g)+ O2(g)═H2O(g)△H=﹣241.8kJ/mol
③C(s)+ O2(g)═CO(g)△H=﹣110.5kJ/mol
④C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=﹣393.5kJ/mol
回答下列各问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是 .
(2)H2的燃烧热为 ;C的燃烧热为 .
(3)燃烧10g H2生成液态水,放出的热量为 .
(4)CO的燃烧热为 ;其热化学方程式为 .
【答案】(1)①②③④
(2)285.8kJ mol﹣1;393.5kJ mol﹣1
(3)1429kJ/mol
(4)283kJ/mol;CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△=﹣283KJ/mol
【知识点】吸热反应和放热反应;燃烧热;热化学方程式
【解析】【解答】(1)反应①②③④的焓变都小于0,所以都为放热反应,所以答案为:①②③④;(2)H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H=﹣285.8kJ/mol,依据燃烧热概念可知氢气的燃烧热为285.8kJ mol﹣1,C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ mol﹣1,依据燃烧热概念可知碳的燃烧热为393.5kJ mol﹣1;(3)H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=﹣285.8kJ mol﹣1;
2g 285.8kJ mol﹣1
10g Q
Q= =1429kJ/mol;(4)③C(s)+ O2(g)=CO(g)△H=﹣110.5kJ mol﹣1;
④C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣393.5kJ mol﹣1;依据盖斯定律④﹣③得到CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△=﹣283KJ/mol。
【分析】本题考查了热化学方程式的书写方法,盖斯定律计算应用,燃烧热概念分析判断,注意对燃烧的概念的理解和表示燃烧热热化学方程式的判断.
25.已知下列反应的焓变 ①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=﹣870.3kJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=﹣393.5kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H3=﹣285.8kJ/mol
(1)试计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的焓变△H=
(2)实验测得 5g甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成CO2(g)和液态水时释放出113.5kJ的热量,则表示甲醇燃烧热的热化学方程式 .
【答案】(1)﹣202.5kJ/mol
(2)CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣726.4kJ/mol.
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】(1)根据三个热化学方程式,由盖斯定律计算②×2+③﹣①得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l),
所以△H=(﹣393.5kJ/mol)×2+(﹣285.8kJ/mol)﹣(﹣870.3kJ/mol)=﹣202.5kJ/mol。
(2)5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水时,放出113.5kJ的热量,32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放热 ×113.5=726.4KJ,反应的热化学方程式为:CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O△H=﹣726.4kJ/mol。
【分析】本题考查了盖斯定律的应用、热化学方程式书写,要注意方程式计量数的变化,及△H的符号的变化.