2019高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化1.1.2熱化學(xué)方程式反應(yīng)焓變的計(jì)算精練魯科版.docx

熱化學(xué)方程式反應(yīng)焓變的計(jì)算A組1.2014年9月3日,“創(chuàng)新征程2014年新能源汽車萬里行”上海站發(fā)車。中國制造的燃料電池車進(jìn)行“路考”,車輛只吸收氫氣,污染為零。已知在101 kPa、298 K條件下,2 mol H2(g)完全燃燒生成水蒸氣放出484 kJ熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是()A.H2O(g)H2(g)+12O2(g)H(298 K)=+242 kJmol-1B.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H(298 K)=-484 kJmol-1C.H2(g)+12O2(g)H2O(g)H(298 K)=+242 kJmol-1D.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H(298 K)=+484 kJmol-1解析:在判斷熱化學(xué)方程式時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài),B中H2O的狀態(tài)標(biāo)錯(cuò),B錯(cuò)誤。標(biāo)明反應(yīng)是吸熱還是放熱,C、D應(yīng)為負(fù)值,故C、D錯(cuò)誤。若反應(yīng)逆向進(jìn)行,H應(yīng)改變符號(hào),但絕對(duì)值不變,故A正確。答案:A2.下列各組熱化學(xué)方程式中,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱H前者大于后者的是()C(s)+O2(g)CO2(g)H1C(s)+12O2(g)CO(g)H2C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g)H32C3H8(g)+10O2(g)6CO2(g)+8H2O(g)H42H2O(g)2H2(g)+O2(g)H5NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H6A.B.C.D.解析:等量的碳在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳放出的熱量大于不完全燃燒生成一氧化碳放出的熱量,但放熱反應(yīng)的H為負(fù)值,所以放出的熱量越多,H越小,故中H前者小于后者;可燃物越多,放出的熱量越多,中前者是1molC3H8(g)燃燒,后者是2molC3H8(g)燃燒,所放出的熱量后者較多,同樣放熱反應(yīng)的H為負(fù)值,所以中H前者大于后者;中前者為吸熱反應(yīng),后者為放熱反應(yīng),吸熱反應(yīng)H0,放熱反應(yīng)H0C.該反應(yīng)H2=-571.6 kJmol-1D.該反應(yīng)與上述反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)解析:方程式中物質(zhì)前的系數(shù)表示物質(zhì)的量;若反應(yīng)逆向進(jìn)行,則H改變符號(hào),但絕對(duì)值不變;可逆反應(yīng)是在同一條件下同時(shí)向正、逆兩個(gè)方向進(jìn)行的反應(yīng),而題中這兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)條件不同。答案:B5.298 K時(shí),下列對(duì)熱化學(xué)方程式“12H2(g)+12I2(g)HI(g)H=+26 kJmol-1”的敘述中,正確的是()A.1 mol氫氣與1 mol碘蒸氣完全反應(yīng)需要吸收26 kJ的熱量B.1個(gè)氫分子和1個(gè)碘分子完全反應(yīng)需要吸收52 kJ的熱量C.1 mol H2(g)與1 mol I2(g)完全反應(yīng)生成2 mol的HI氣體需吸收52 kJ的熱量D.12 mol H2(g)與12 mol I2(g)完全反應(yīng)放出26 kJ的熱量解析:題中熱化學(xué)方程式表示298K時(shí),12molH2(g)和12molI2(g)反應(yīng)生成1molHI(g)吸收26kJ熱量,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;D項(xiàng)中應(yīng)為吸收26kJ熱量。答案:C6.已知:Fe2O3(s)+32C(s)32CO2(g)+2Fe(s)H=+234.1 kJmol-1(1)C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1(2)則2Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)的H是()A.-824.4 kJmol-1B.-627.6 kJmol-1C.-744.7 kJmol-1D.-169.4 kJmol-1解析:根據(jù)蓋斯定律可知32(2)-(1)可得2Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s),所以H=32(-393.5kJmol-1)-234.1kJmol-1=-824.35kJmol-1-824.4kJmol-1。答案:A7.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式書寫不正確的是()A.密閉容器中,9.6 g硫粉與11.2 g鐵粉混合加熱生成17.6 g硫化亞鐵時(shí),放出19.12 kJ熱量。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為Fe(s)+S(s)FeS(s)H=-95.6 kJmol-1B.已知中和熱H=-57.3 kJmol-1,則稀醋酸與0.1 molL-1 NaOH溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1C.已知1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水所放出的熱量為285.8 kJ,則水分解的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+571.6 kJmol-1D.在101 kPa時(shí),2 g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量,則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1解析:A項(xiàng),9.6g硫粉的物質(zhì)的量為9.6g32gmol-1=0.3mol,11.2g鐵粉的物質(zhì)的量為11.2g56gmol-1=0.2mol,17.6g硫化亞鐵的物質(zhì)的量為17.6g88gmol-1=0.2mol,故硫粉過量,1mol鐵粉參加反應(yīng)放出的熱量為1mol0.2mol19.12kJ=95.6kJ,正確;B項(xiàng),醋酸為弱酸,醋酸與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí),醋酸繼續(xù)電離需要吸收熱量,其焓變數(shù)值大于-57.3kJmol-1,錯(cuò)誤;C項(xiàng),氫氣燃燒放出熱量,則水分解需要吸收熱量,水分解的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+571.6kJmol-1,正確;D項(xiàng),2g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,則2mol氫氣完全燃燒放出熱量571.6kJ,正確。答案:B8.比較下列各組熱化學(xué)方程式中H的大小關(guān)系:(1)S(s)+O2(g)SO2(g)H1S(g)+O2(g)SO2(g)H2H1H2(填“”“H2;(2)水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水是放熱過程,生成液態(tài)水的反應(yīng)放出的熱量多,但H為負(fù)值,所以H1H2;(3)兩式相減得4Al(s)+2Fe2O3(s)2Al2O3(s)+4Fe(s)H=H1-H2,鋁熱反應(yīng)很劇烈,是典型的放熱反應(yīng),所以H=H1-H20,即H1(2)(3)9.在現(xiàn)代人倡導(dǎo)綠色生活、清潔能源的同時(shí),煤的清潔利用提上了日程。CFB鍋爐潔凈煤燃燒技術(shù),為處理高硫煤和劣質(zhì)煤及滿足嚴(yán)格的大氣排放標(biāo)準(zhǔn)帶來了美好前景。把煤作為燃料可通過下列兩種途徑:途徑:C(s)+O2(g)CO2(g)H10再燃燒水煤氣2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H302H2(g)+O2(g)2H2O(g)H40,所以在制取水煤氣的反應(yīng)中,反應(yīng)物具有的總能量小于反應(yīng)產(chǎn)物具有的總能量,在發(fā)生反應(yīng)時(shí),反應(yīng)物需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為反應(yīng)產(chǎn)物,因此其反應(yīng)條件為高溫。(3)與途徑相比,途徑的優(yōu)點(diǎn)主要有:煤的利用率高;變成氣體燃料后,運(yùn)輸方便;使燃料充分燃燒(合理即可)。答案:(1)H1=H2+12(H3+H4)(2)小于吸收高溫(3)煤的利用率高變成氣體燃料后,運(yùn)輸方便(或使燃料充分燃燒,任選兩點(diǎn)作答,其他合理答案均可)10.(1)下圖是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。(2)觀察圖a和圖b,根據(jù)蓋斯定律,寫出H1、H2、H3、H4、H5和H6的關(guān)系。圖a:;圖b:。答案:(1)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)H=-234 kJmol-1(2)H1+H2+H3+H4+H5+H6=0H6=H1+H2+H3+H4+H5B組1.已知熱化學(xué)方程式:C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O(l)H1=-1 301.0 kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H2=-393.5 kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l)H3=-285.8 kJmol-1則反應(yīng)2C(s)+H2(g)C2H2(g)的H為()A.+228.2 kJmol-1B.-228.2 kJmol-1C.+1 301.0 kJmol-1D.+621.7 kJmol-1解析:熱化學(xué)方程式和之間存在如下關(guān)系:2+-=。所以2H2+H3-H1=H=-2393.5kJmol-1-285.8kJmol-1+1301.0kJmol-1=+228.2kJmol-1。答案:A2.根據(jù)以下3個(gè)熱化學(xué)方程式:2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l)H1=-Q1 kJmol-12H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l)H2=-Q2 kJmol-12H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(g)H3=-Q3 kJmol-1判斷Q1、Q2、Q3三者關(guān)系正確的是()A.Q1Q2Q3B.Q1Q3Q2C.Q3Q2Q1D.Q2Q1Q3解析:后兩個(gè)反應(yīng)理解為反應(yīng)產(chǎn)物的狀態(tài)不同,而第一個(gè)反應(yīng)可理解為在第二個(gè)反應(yīng)的基礎(chǔ)上,S進(jìn)一步與O2反應(yīng),這是S的燃燒,是放熱反應(yīng)。故可以作圖如下:答案:A3.同溫同壓下,下列各熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱(H)最小的是(Q1Q4均為正值)()A.2A(l)+B(l)2C(g)H1=+Q1B.2A(g)+B(g)2C(g)H2=+Q2C.2A(g)+B(g)2C(l)H3=+Q3D.2A(l)+B(l)2C(l)H4=+Q4解析:由Q1Q4均為正值,H是正值,說明各反應(yīng)均為吸熱反應(yīng),則能量關(guān)系圖為:由圖可知由氣態(tài)A、B變?yōu)橐簯B(tài)C時(shí),反應(yīng)吸收熱量最少。故熱量數(shù)值最小的為H3。故選C。答案:C4.北京時(shí)間2014年10月24日2時(shí)許,中國自行研制的探月工程三期再入返回飛行試驗(yàn)器用長征三號(hào)丙運(yùn)載火箭發(fā)射升空,準(zhǔn)確進(jìn)入近地點(diǎn)高度為209千米、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度41.3萬千米的地月轉(zhuǎn)移軌道,中國探月工程首次實(shí)施的再入返回飛行試驗(yàn)首戰(zhàn)告捷。已知火箭發(fā)射時(shí)可用肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化劑,這兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?。且N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H1=+67.7 kJmol-1N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H2=-534 kJmol-1請(qǐng)計(jì)算1 mol氣體肼和NO2完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量為 kJ。寫出肼與NO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。解析:本題是一道信息題,考查對(duì)“蓋斯定律”的理解和應(yīng)用。根據(jù)題意,要求下列反應(yīng)的反應(yīng)熱H3的值:N2H4(g)+NO2(g)32N2(g)+2H2O(g)H3根據(jù)蓋斯定律,一個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱僅與其始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與其過程無關(guān),有-12=,即H2-H112=H3。H3=-534kJmol-1-67.7kJmol-112=-567.85kJmol-1。答案:567.85N2H4(g)+NO2(g)32N2(g)+2H2O(g)H3=-567.85 kJmol-15.(1)已知:Na2CO310H2O(s)Na2CO3(s)+10H2O(g)H1=+532.36 kJmol-1Na2CO310H2O(s)Na2CO3H2O(s)+9H2O(g)H2=+473.63 kJmol-1寫出Na2CO3H2O脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(2)已知:Fe(s)+12O2(g)FeO(s)H=-272.0 kJmol-12Al(s)+32O2(g)Al2O3(s)H=-1 675.7 kJmol-1Al的單質(zhì)和FeO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是。(3)在298 K下,碳(C)、鋁(Al)的單質(zhì)各1 mol完全燃燒,分別放出熱量a kJ和b kJ。又知一定條件下,Al單質(zhì)能將C從它的最高價(jià)氧化物中置換出來,若此置換反應(yīng)生成3 mol C的單質(zhì),則該反應(yīng)在298 K下的H=(注:題中所設(shè)單質(zhì)均為最穩(wěn)定單質(zhì))。解析:(1)通過觀察兩個(gè)熱化學(xué)方程式,可將兩式相減,從而得到Na2CO3H2O(s)Na2CO3(s)+H2O(g)H=+532.36kJmol-1-(+473.63kJmol-1)=+58.73kJmol-1。(2)Al的單質(zhì)和FeO反應(yīng)的化學(xué)方程式是3FeO(s)+2Al(s)Al2O3(s)+3Fe(s),可由已知的反應(yīng)-3得到,因此H=-1675.7kJmol-1-(-272.0kJmol-1)3=-859.7kJmol-1。(3)C(s)+O2(g)CO2(g)H=-akJmol-1,4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)H=-4bkJmol-1。Al與CO2的置換反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4Al(s)+3CO2(g)3C(s)+2Al2O3(s),此反應(yīng)的H可由-3得,H=-4b-(-3a)=(3a-4b)kJmol-1。答案:(1)Na2CO3H2O(s)Na2CO3(s)+H2O(g)H=+58.73 kJmol-1(2)3FeO(s)+2Al(s)Al2O3(s)+3Fe(s)H=-859.7 kJmol-1(3)(3a-4b) kJmol-16.氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。(1)上圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1 mol NH3(g)過程中能量的變化示意圖,請(qǐng)寫出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。(2)若已知下列數(shù)據(jù)化學(xué)鍵HHNN鍵能/(kJmol-1)435943試根據(jù)表中及圖中數(shù)據(jù)計(jì)算NH鍵的鍵能為 kJmol-1。(3)用NH3催化還原NOx還可以消除氮氧化物的污染。已知:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)H1=-a kJmol-1N2(g)+O2(g)2NO(g)H2=-b kJmol-1求:若1 mol NH3還原NO至N2,則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱H3= kJmol-1(用含a、b的式子表示)。解析:(1)由圖像可知,該反