1、1第三节 化学反应热的计算A 组1.已知:CH 4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) H1=-890.3 kJmol-1;H2(g)+ O2(g) H2O(l) H2=-12285.8 kJmol-1。CO 2 与 H2 反应生成甲烷气体与液态水的热化学方程式为 CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) H3,则 H3 为( )A.-252.9 kJmol-1 B.+252.9 kJmol-1C.-604.5 kJmol-1 D.+604.5 kJmol-1解析:由盖斯定律可知 H3=4H2-H1=(-285.8 kJmol-1)4+890.3 kJmol-1=-
2、252.9 kJmol-1。答案:A2.已知热化学方程式:C 2H2(g)+ O2(g) 2CO2(g)+H2O(l) H1=-1 301.0 kJmol-152C(s)+O 2(g) CO2(g) H2=-393.5 kJmol-1H 2(g)+ O2(g) H2O(l) H3=-285.8 kJmol-112则反应2C(s)+H 2(g) C2H2(g)的 H 为( )A.+228.2 kJmol-1B.-228.2 kJmol-1C.+1 301.0 kJmol-1 D.+621.7 kJmol-1解析:热化学方程式和之间存在如下关系:2+-= 。所以 2H2+H3-H1=H=-2393
3、.5 kJmol-1-285.8 kJmol-1+1 301.0 kJmol-1=+228.2 kJmol-1。答案:A3.已知:2CO(g)+O 2(g) 2CO2(g) H=-566 kJmol-1,Na2O2(s)+CO2(g) Na2CO3(s)+ O2(g)12H=-226 kJmol-1。根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是( )A.CO 的燃烧热为 283 kJB.如图所示可表示由 CO 生成 CO2 的反应过程和能量关系C.2Na2O2(s)+2CO2(s) 2Na2CO3(s)+O2(g) H-452 kJmol-1D.CO(g)与 Na2O2(s)反应放出 509 k
4、J 热量时,电子转移数为 6.021023解析:A 选项中燃烧热单位错误,应为 kJmol-1;B 项图中没有表示出 H=-566 kJmol-1 时,对应的反应物与生成物物质的量的关系及聚集状态,B 项错;由于 2Na2O2(s)+2CO2(g) 2Na2CO3(s)+O2(g) H=-452 kJmol-1,固态 CO2 转化为气态 CO2 需吸收热量,所以 2Na2O2(s)+2CO2(s)2Na2CO3(s)+O2(g) H-452 kJmol-1,C 项正确;根据盖斯定律 ,将已知的两个热化学方程式分别编号并作 + 运算得:CO(g)+Na 2O2(s) Na2CO3(s) H=-5
5、09 kJmol-1,可知当放出 509 12kJ 热量时,消耗 1 mol CO(g),电子转移数为 26.021023,D 项错误。答案:C4.已知:2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-196.6 kJmol-1,实验室测得 4 mol SO2 发生上述化学反应时放出 314.3 kJ 热量,参加反应的 SO2 的物质的量为 ( )A.1.6 mol B.2.0 mol C.3.2 mol D.3.6 mol解析:参加反应的 SO2 为 3.2 mol。314.3 2196.6 2答案:C5.已知:2H 2(g)+O2(g) 2H2O(l) H=-571.6 kJmol-1
6、;CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) H=-890 kJmol-1。现有 H2 与 CH4 的混合气体 112 L(标准状况), 使其完全燃烧生成 CO2 和 H2O(l),若实验测得反应放热 3 695 kJ。原混合气体中 H2 与 CH4 的物质的量之比是 ( )A.11 B.13 C.14 D.23解析:设 H2、CH 4 的物质的量分别为 x、y。则 x+y=5 mol,571.6 kJmol-1x2+890 kJmol-1y=3 695 kJ,解得 x=1.25 mol;y=3.75 mol,两者比为 13,故选 B 项。答案:B6.运用盖斯定律,结合下述反应方
7、程式,回答问题。已知:(1)NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s) H1=-176 kJmol-1(2)NH3(g)+H2O(l) NH3H2O(aq) H2=-35.1 kJmol-1(3)HCl(g)+H2O(l) HCl(aq) H3=-72.3 kJmol-1(4)NH3(aq)+HCl(aq) NH4Cl(aq) H4=-52.3 kJmol-1(5)NH4Cl(s)+2H2O(l) NH4Cl(aq) H5则第(5)个方程式中的反应热 H5 是 。 解析:根据盖斯定律和上述反应方程式得:(4)+(3)+(2)-(1)=(5),即 H5=+16.3 kJmol-1。答案:+16
8、.3 kJmol-1B 组1.已知 H2O(g) H2O(l) H = Q1 kJmol-1;C2H5OH(g) C2H5OH(l) H =Q2 kJmol-1;C2H5OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g) H = Q3 kJmol-1。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) kJB.0.5(Q1+Q2+Q3) kJC.(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3) kJD.(1.5Q1-0.5Q2 +0.5Q3) kJ解析:23 g 酒精的物质的量为 0.5 mol,生成 1.5 mol 气态 H2O,冷至室温放热为-1.5
9、Q 1 kJ,酒精汽化时吸收的热量为-0.5Q 2 kJ, 故反应放出的热量应为(-1.5Q 1+0.5Q2-0.5Q3) kJ。答案:C2.酸性氧化物和碱反应生成酸式盐的反应很难直接测其反应热。已知常温常压下,将 22 g CO2通入 750 mL 1 molL-1 NaOH 溶液中充分反应,测得反应放出 x kJ 的热量。已知在该条件下,1 mol CO2 通入 1 L 2 molL-1 的 NaOH 溶液中充分反应放出 y kJ 热量,则 CO2 与 NaOH 溶液反应生成 NaHCO3 的热化学方程式为( )A.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq) H=-(2y-x)
10、kJmol-1B.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq) H=-(2x-y) kJmol-1C.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq) H=-(4x-y) kJmol-1D.2CO2(g)+2NaOH(l) 2NaHCO3(l) H=-(8x-2y) kJmol-1解析:0.5 mol CO 2 与 0.75 mol NaOH 反应,CO 2 过量,故反应生成 0.25 mol Na2CO3 和 0.25 mol NaHCO3,放出 x kJ 的热量,若生成 1 mol Na2CO3 和 1 mol NaHCO3 应放出 4x kJ 的热量。1 mol CO2 通入
11、 2 mol NaOH 溶液中恰好生成 1 mol Na2CO3,放出 y kJ 的热量,由盖斯定律可得:CO 2 和NaOH 生成 1 mol NaHCO3 时放出热量为(4x-y ) kJ,D 项中标错了物质的状态。答案:C3.已知 H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) H=-72 kJmol-1,蒸发 1 mol Br2(l)需要吸收的能量为 30 kJ,其他相关数据如下表:H2(g) Br2(g) HBr(g)1 mol 分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369则下列说法正确的是( )A.2HBr(g) H2(g)+Br2(g) H0;B 项,液体变成气体,应吸
12、收热量,H0,故 B 项错误 ;C 项,单位错,H H 键的键能应为 436 kJmol-1,故 C 项错误;D 项,已知 H2(g)+Br2(g)2HBr(g) H=-72 kJmol-1,蒸发 1 mol Br2(l)需要吸收的能量为 30 kJ,则有H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) H=-102 kJmol-1,反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能,则有 436 kJ+a-2369 kJ=-102 kJ,a=200 kJ,故 D 项正确。故选 D。答案:D4.废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末。用 H2O
13、2 和 H2SO4 的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知 :Cu(s)+2H+(aq) Cu2+(aq)+H2(g) H=+64.39 kJmol-12H2O2(l) 2H2O(l)+O2(g) H=-196.46 kJmol-1H2(g)+ O2(g) H2O(l) H=-285.84 kJmol-112在 H2SO4 溶液中,Cu 与 H2O2 反应生成 Cu2+和 H2O 的热化学方程式为 。 解析:已知热化学方程式中+ + 得:12Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l) Cu2+(aq)+2H2O(l) H=-319.68 kJmol-1H=H1+ H2+H3=+64.3
14、9 kJmol-1+ (-196.46 kJmol-1)+(-285.84 kJmol-1)=-319.68 12 12kJmol-1答案:Cu(s)+H 2O2(l)+2H+(aq) Cu2+(aq)+2H2O(l) H=-319.68 kJmol-15.红磷 P(s)和 Cl2(g)发生反应生成 PCl3(g)和 PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示 (图中的 H表示生成 1 mol 产物的数据)。根据图回答下列问题:(1)P 和 Cl2 反应生成 PCl3 的热化学方程式为 。 (2)PCl5 分解成 PCl3 和 Cl2 的热化学方程式为 。 (3)P 和 Cl2 分两步反应生成
15、 1 mol PCl5 的 H3= ,P 和 Cl2 一步反应生成 1 mol PCl5 的 H4 (填“”“0)(3)减少污染 ,燃烧充分, 方便运输(答两点即可)7.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AB 键的键能。下表列出了一些化学键的键能 E:化学键 HH ClCl O O CCl CH OH HClE/(kJmol-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 H= (用含有a、b 的关系式表示)。 (2)
16、若图示中表示反应 H2(g)+ O2(g) H2O(g) H=-241.8 kJmol-1,则 b= kJmol-1,x= 。 12(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 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,根据上题中的有关数据,计算当反应中有 1 mol 电子转移时,反应的能量变化为 。 解析:(1)反应物的能量高于生成物,因此是放热反应。反应热为反应物断键吸收的能量与生成物成键放出的能量之差,即 H=(a-b) kJmol-1。(2) b 表示 H、O 原子结合为气态水时的能量变化,其数值为 4632=926;436+ x-926=-241.8,则 x=496.4。(3)根据题意易写出化学方程式。反应的12H=(496.4+4314-2472-4634) kJmol-1=-125.6 kJmol-1,则转移 1 mol 电子时反应放出的能量为 31.4 kJ。5答案:(1)放热 (a-b) kJmol -1(2)926 496.4(3)O2+4HCl 2Cl2+2H2O 放出能量 31.4 kJ
