课练21 热化学方程式、盖斯定律及有关计算 1.下列与化学反映能量变化有关的论述对的的是( )A.任何化学反映的反映热都可直接测定B.运用盖斯定律,可计算某些反映的反映热C.化学反映的反映热与化学反映的始态有关,与终态无关D.一种化学反映中,通过的环节越多,放出的热量就越多2.已知反映CH3CHO(g)+aO2(g)===X+bH2O(l) ΔH,X为下列何种物质时ΔH最小( )A.CH3COOH(l) B.CH3COOH(g)C.CO(g) D.CO2(g)3.航天燃料从液态变为固态,是一项重要的技术突破铍是高效率的火箭材料,燃烧时能放出巨大的能量,已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62700 kJ则铍燃烧的热化学方程式是( )A.Be+O2===BeO ΔH=-564.3 kJ·mol-1B.Be(s)+O2===BeO(s) ΔH=+564.3 kJ·mol-1C.Be(s)+O2===BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol-1D.Be(s)+O2===BeO(g) ΔH=-564.3 kJ·mol-14.X、Y、Z、W有如图所示的转化关系,已知焓变:ΔH=ΔH1+ΔH2,则X、Y也许是( )①C、CO ②AlCl3、Al(OH)3 ③Fe、Fe(NO3)2④Na2CO3、NaHCO3A.①②③④ B.①②C.③④ D.①②③5.已知C(s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH1=+172 kJ·mol-1 ①CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH2=+206 kJ·mol-1 ②CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) ΔH3=+165 kJ·mol-1 ③则反映C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)的ΔH为( )A.+131 kJ·mol-1 B.-131 kJ·mol-1C.+262 kJ·mol-1 D.-262 kJ·mol-16.25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是-393.5 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1、-890.3 kJ·mol-1、-2800 kJ·mol-1。
则下列热化学方程式对的的是( )A.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+571.6 kJ·mol-1C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1D.C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1 400 kJ·mol-17.2CO(g)+4H2(g)===2CH4(g)+O2(g) ΔH=+71 kJ·mol-1 ①CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-90.5 kJ·mol-1 ②已知甲烷的燃烧热为890 kJ·mol-1,则甲醇的燃烧热ΔH为( )A.-1 528 kJ·mol-1 B.-764 kJ·mol-1C.-382 kJ·mol-1 D.无法计算8.环境问题是一种全球性热点问题,引起环境问题的常用气体有CO2、NOx、SOx等对这些气体加以运用既能解决对环境的伤害,又解决了部分能源危机问题1)二氧化碳导致的环境问题是____________________,目前人们解决二氧化碳的措施之一是使其与H2反映合成CH3OH,该反映的化学方程式为____________________________。
2)在高温下CO可将SO2还原为单质硫已知:CO的燃烧热为-283.0 kJ·mol-1;O2(g)+S(s)===SO2(g) ΔH=-296.0 kJ·mol-1则CO与SO2反映生成单质硫的热化学方程式为____________3)CH4在催化条件下可以将NO2还原为N2已知:①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-889.6 kJ·mol-1;②N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ·mol-1则CH4还原1 mol NO2生成水蒸气和氮气时,转移电子的物质的量是________,放出的热量是________9.根据题意回答问题:(1)已知H2S转化为SO的反映历程如图所示:则1 mol H2S(g)所有被氧化成SO(aq)的热化学方程式为________________________________________________________________________2)除去H2中微量CO的做法是在混合气体中通入少量SO2,其原理如图所示:不用通入O2氧化的措施除去CO的因素是________________________________________________________________________。
反映SO2(g)+2CO(g)===S(s)+2CO2(g)的ΔH=________10.化学反映中的能量变化在工农业生产和平常生活中有着广泛的应用1)燃料的燃烧会释放热量,可燃性气体与空气混合点燃也许会爆炸,故点燃可燃性气体前应先____________________2)已知在101 kPa时,CO的燃烧热为-283 kJ·mol-1,CH4的燃烧热为-890 kJ·mol-1①写出CO燃烧的热化学方程式:________________________________________________________________________②1 mol CO与CH4的混合气体充足燃烧后释放的热量为435 kJ,则CO和CH4的体积比为________3)火箭的二级燃料重要使用液态氢,已知:H2(g)===H2(l) ΔH=-0.92 kJ·mol-1H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.00 kJ·mol-1H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.80 kJ·mol-1请写出液态氢在氧气中燃烧生成气态水的热化学方程式:____________________________________。
4)下图是一种获得氢能源最经济的循环体系,它类似于生物的光合伙用,由于太阳能和水是用之不竭的,并且价格低廉目前急需解决的是________________________碱式氢氧燃料电池的电解质是碱,其正极反映表达为____________________ﻬ1.(·新课标全国卷Ⅱ)室温下,将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度减少,热效应为ΔH1,将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3则下列判断对的的是( )A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH32.(·新课标全国卷Ⅱ)在1 200 ℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反映H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH12H2S(g)+SO2(g)===S2(g)+2H2O(g) ΔH2H2S(g)+O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH32S(g)===S2(g) ΔH4则ΔH4的对的体现式为( )A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)C.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)D.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)3.(·重庆卷)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1已知碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1S(s)+2K(s)===K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1则x为( )A.3a+b-c B.c-3a-bC.a+b-c D.c-a-b4.(·重庆卷)已知:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)ΔH=a kJ·mol-12C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1H—H、OO和O—H键的键能分别为436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1和462 kJ·mol-1,则a为( )A.-332 B.-118 C.+350 D.+1305.(·江苏卷)已知:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH22CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH34Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH43CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5下列有关上述反映焓变的判断对的的是( )A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH56.(·高考组合题)(1)已知25 ℃,101 kPa时:4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s)ΔH=-1 648 kJ·mol-1C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393 kJ·mol-12Fe(s)+2C(s)+3O2(g)===2FeCO3(s) ΔH=-1 480 kJ·mol-1FeCO3在空气中加热反映生成Fe2O3的热化学方程式是________________________________________________________________________。
2)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,运用合成气(重要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇发生的重要反映如下:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3回答问题:化学键H—HC—OH—OC—HE/(kJ·mol-1)4363431076465413由此计算ΔH1=________kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3=________kJ·mol-17.(·宣武质检)下列说法对的的是( )A.1 g H2和4 g O2反映放出71.45 kJ热量,则氢气的燃烧热为142.9 kJ·mol-1B.在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(1) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液混合,放出的热量不小于57.3 kJC.HCl和NaOH反映的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反映的中和热ΔH=[2×(-57.3)]kJ·mol-1D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热8.(·石家庄一模)根据如图关系(图中计量单位为mol)计算2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g)的ΔH为( )A.(a+b-c-d) kJ·mol-1 B.(c+a-d-b) kJ·mol-1C.(c+d-a-b) kJ·mol-1 D.(c+d-a-b) kJ·mol-19.(·东城期末)N2O和NO反映生成N2和NO2的能量变化如图所示。
下列说法不对的的是( )A.反映生成1 mol N2时转移4 mol e-B.反映物能量之和不小于生成物能量之和C.N2O(g)+NO(g)===N2(g)+NO2(g) ΔH=-139 kJ·mol-1D.断键吸取能量之和不不小于成键释放能量之和10.(·大连一模)下表中根据已知条件得出的结论合理的是( )11.(·开封模拟)一定条件下,发生反映:①M(s)+N(g)R(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1②2R(g)+N(g)2T(g) ΔH=-Q2 kJ·mol-1(已知Q1、Q2、Q3均为正值)下列说法对的的是( )A.1 mol R(g)的能量总和不小于1 mol M(s)与1 mol N(g)的能量总和B.将2 mol R(g)与1 mol N(g)在一定条件下充足反映,放出热量Q2 kJC.当1 mol M(s)完全转化为T(g)时(假定无热量损失),放出热量 kJD.M(g)+N(g)R(g) ΔH=-Q3 kJ·mol-1,则Q3
下列论述对的的是( )A.C===C键键能为599.4 kJ·mol-1B.C—C键键长不不小于H—H键C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1D.C2H6(g)===C2H4(g)+H2(g) ΔH=-137.0 kJ·mol-1课练21 热化学方程式、盖斯定律及有关计算基本练1.解析 根据盖斯定律,一种反映一步完毕或几步完毕,只要始态和终态相似,则放出的热量是相似的答案 B2.解析 CH3CHO(g)完全被氧化时放出的热量最多,ΔH最小,D项对的答案 D3.解析 A项,没有注明各物质的汇集状态,错误;B项,铍的燃烧反映是放热反映,ΔH是负值,错误;D项,生成的BeO应是固态,错误答案 C4.解析答案 A5.解析 根据盖斯定律,所求反映的ΔH=ΔH1+ΔH3-ΔH2=+131 kJ·mol-1,应选A答案 A6.解析 A项应生成二氧化碳;B项应当是放热;C项应生成液态水答案 D7.解析 2CO(g)+4H2(g)===2CH4(g)+O2(g) ΔH=+71 kJ·mol-1 ①CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-90.5 kJ·mol-1 ②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1 ③根据盖斯定律,(③×2+①/2得:CO(g)+2H2(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-854.5 kJ·mol-1 ④,④-②得甲醇的燃烧热ΔH=-764 kJ·mol-1。
答案 B8.答案 (1)温室效应 CO2+3H2===CH3OH+H2O(2)2CO(g)+SO2(g)===S(s)+2CO2(g)ΔH=-270 kJ·mol-1(3)4 mol 478.65 kJ9.解析 (1)第一步反映为H2S(g)+0.5O2(g)===S(s)+H2O(g) ΔH=-221.19 kJ·mol-1,第二步反映为S(s)+1.5O2(g)+H2O(g)===SO(aq)+2H+(aq) ΔH=-585.20 kJ·mol-1,两式相加得所求热化学方程式2)第一步反映为CO(g)+0.5O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,第二步反映为S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH=-296.0 kJ·mol-1,第一步反映×2-第二步反映即得所求热化学方程式答案 (1)H2S(g)+2O2(g)===SO(aq)+2H+(aq) ΔH=-806.39 kJ·mol-1(2)O2与CO混合反映发生爆炸 ②-270 kJ·mol-110.答案 (1)验纯(2)①2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1②3∶1(3)2H2(l)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-481.76 kJ·mol-1(4)寻找合适的光分解催化剂 O2+4e-+2H2O===4OH-加餐练1.解析 1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度减少,为吸热反映,故ΔH1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,为放热反映,故ΔH2<0,1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分为两个过程,先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水,然后1 mol CuSO4(s)再溶于水,CuSO4·5H2O的分解为吸热反映,即ΔH3>0,根据盖斯定律得到关系式ΔH1=ΔH2+ΔH3,分析得到答案:ΔH1<ΔH3。
答案 B2.解析 本题考察盖斯定律将反映依次编定为①、②、③、④,④为目的反映,④中反映物为2S(g),则需将③×2,添“-”;④中产物为S2(g),则需将②×,再将叠加式中多余的H2S、SO2等除去,需将①×,叠加规则为:①×+②×-③×2,根据盖斯定律得:ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)答案 A3.解析 由碳的燃烧热知C(s)+O2===CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1,将已知两方程式依次标为②③,由盖斯定律知,由①×3+②-③可得目的热化学方程式,因此ΔH=3ΔH1+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c答案 A4.解析 根据盖斯定律和焓变与键能的关系,解得a=+130答案 D5.解析 A项,C(s)、CO(g)在O2(g)中燃烧生成CO2,均为放热反映,则有ΔH1<0、ΔH3<0,错误;B项,CO2(g)与C(s)在高温条件下反映生成CO(g),该反映为吸热反映,则有ΔH2>0;Fe(s)与O2(g)反映生成Fe2O3(s)为放热反映,则有ΔH4<0,错误;C项,将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,根据盖斯定律,由②+③可得①,则有ΔH1=ΔH2+ΔH3,对的。
D项,将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,根据盖斯定律,由③×3-⑤×2可得④,则有ΔH4=3ΔH3-2ΔH5,错误答案 C6.解析 (1)将所给热化学方程式标号:4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH=-1 648 kJ·mol-1 ①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393 kJ·mol-1 ②2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)===2FeCO3(s) ΔH=-1 480 kJ·mol-1 ③根据盖斯定律:①+②×4-③×2得:4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g),则ΔH=-1 648 kJ·mol-1-393 kJ·mol-1×4+1 480 kJ·mol-1×2=-260 kJ·mol-12)ΔH1=反映物的总键能-生成物的总键能=1 076 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-(3×413 kJ·mol-1+343 kJ·mol-1+465 kJ·mol-1)=-99 kJ·mol-1因③=②-①,故ΔH3=ΔH2-ΔH1=+41 kJ·mol-1答案 (1)4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260 kJ·mol-1 (2)-99 +417.解析 1 g H2和4 g O2反映时,氧气量局限性,应按O2的量计算,即氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,A错误;浓硫酸溶于水时放热,B对的;反映中生成微溶物CaSO4,C错误;燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧时生成稳定的氧化物所放出的热量,生成的水应为液态,D错误。
答案 B8.解析 由图中转化可知,断裂化学键吸取能量,形成化学键释放能量,2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=(a+b-c-d) kJ·mol-1答案 A9.解析 该反映的化学方程式为N2O+NO===N2+NO2,根据图示,NO被氧化为NO2,N2O被还原为N2,反映中转移的电子数为2e-,A错ΔH=生成物的总能量-反映物的总能量=反映物的键能之和-生成物的键能之和=-139 kJ·mol-1,故B、C、D均对的答案 A10.解析 A选项燃烧热相应的水的状态为液态;B选项能量越高越不稳定,石墨稳定;C选项热化学方程式中没有注明是稀溶液;D选项完全燃烧放出的热量多,要注意ΔH中具有“-”号答案 D11.解析 A项,由于反映①是放热反映,故反映物的总能量不小于生成物的总能量;B项,反映②为可逆反映,2 mol R(g)与1 mol N(g)充足反映不也许生成2 mol T(g);C项,由盖斯定律得:2M(s)+3N(g)2T(g) ΔH=-(2Q1+Q2) kJ·mol-1,因此1 mol M(s)完全转化为T(g)时,放出热量为 kJ;D项,M(g)参与反映比M(s)参与反映放出的热量多,因此Q3>Q1。
答案 C12.解析 由盖斯定律得该反映的反映热ΔH=①×2+③×2-②=(-393.5 kJ·mol-1)×2+(-285.8 kJ·mol-1)×2-(-870.3 kJ·mol-1)=-488.3 kJ·mol-1答案 B13.解析 表达乙烷燃烧热的热化学方程式:①C2H6(g)+7/2O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1,表达乙烯燃烧热的热化学方程式:②C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-1 411.0 kJ·mol-1表达氢气燃烧热的热化学方程式:③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1根据盖斯定律:①-②-③得:C2H6(g)===C2H4(g)+H2(g) ΔH=+137.0 kJ·mol-1,即6×413.4 kJ·mol-1+345.6 kJ·mol-1-[E(C===C)+4×413.4 kJ·mol-1+436 kJ·mol-1]=137.0 kJ·mol-1,求出E(C===C)=599.4 kJ·mol-1,故A对的;键能越大,化学键越稳定,键长越小,C—C键键长不小于H—H键,故B错误;C项方程式中水的汇集状态应为液态,故C错误;D项,由上述分析知,反映热是正值,故D错误。