1、第二节反应热的计算基础巩固1.下列说法正确的是()。A.化学反应的反应热与反应过程有密切的关系B.化学反应的反应热取决于反应体系的始态和终态C.盖斯定律只是一条简单的自然规律,其实际作用不大D.所有反应的反应热都可以通过实验直接测定答案:B解析:反应热与反应体系的始态和终态有关,与反应过程无关,故A项错误、B项正确;盖斯定律广泛应用于生产生活中,C项错误;有些化学反应的反应热无法直接测定,D项错误。2.常温常压下,下列两个反应的反应热分别用H1和H2表示,则()。H2(g)+O2(g)H2O(g) H1=-Q1 kJmol-1, 2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H2=+Q2 kJmol-
2、1。A.Q1Q2B.Q1=Q2C.2Q1Q2D.Q2=Q1答案:C解析:由得:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H3=-2Q1 kJmol-1;由得:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H4=-Q2 kJmol-1。生成液态水放热更多,所以2Q1Q2。 3.已知A、B、C、D、E、F等物质转化过程中的热效应如图所示,下列各反应热关系中不正确的是()。A.AFH=-H6B.ADH=H1+H2+H3C.H1+H2+H3+H4+H5+H6=0D.H1+H6=H2+H3+H4+H5答案:D解析:根据盖斯定律,一个化学反应的反应热只与体系的始态和终态有关,与过程无关。图示中,由FA,H=H6可知由
3、AF,H=-H6,A项正确;AD过程的反应热应为AB、BC、CD三个过程的反应热之和,B项正确;始态和终态相同,H=0,C项正确;FB的反应热为H1+H6,与BF的反应热数值相等,符号相反,即H1+H6=-(H2+H3+H4+H5),D项错误。4.已知:H2SO4(aq)与Ba(OH)2(aq)反应生成1 mol BaSO4时的H1=-1 584.2 kJmol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应生成1 mol H2O时的H2=-57.3 kJmol-1。则反应Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s)的焓变H等于()。A.-1 526.9 kJmol-1B.-1 469.6 kJmo
4、l-1C.+1 469.6 kJmol-1D.+1 526.9 kJmol-1答案:B解析:根据题意可写出下列热化学方程式:2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)H1=-1 584.2 kJmol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H2=-57.3 kJmol-1-2,得Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s),其H=H1-2H2=-1 584.2 kJmol-1-2(-57.3 kJmol-1)=-1 469.6 kJmol-1。5.已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) H=a kJmol-12C(s)+O2(
5、g)2CO(g) H=-221 kJmol-11 mol H2O(g)中的化学键断裂时需要吸收924 kJ的能量;1 mol O2(g)中的化学键形成时要释放496 kJ的能量;1 mol H2(g)中的化学键形成时要释放436 kJ的能量。则a为()。A.-349.5B.-118C.+350D.+129.5答案:D解析:根据盖斯定律,2-得:2H2O(g)O2(g)+2H2(g)H=(2a+221) kJmol-12 mol H2O(g)中的化学键断裂时要吸收能量2924 kJ=1 848 kJ,1 mol O2(g)和2 mol H2(g)中的化学键形成时要释放能量496 kJ+2436
6、kJ=1 368 kJ,则1 848 kJ-1 368 kJ=(2a+221) kJ,解得a=129.5。6.已知热化学方程式:C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l) H1=-1 299.6 kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H2=-393.5 kJmol-1H2(g)+O2(g)H2O(l) H3=-285.8 kJmol-1则反应2C(s)+H2(g)C2H2(g)的H为()。A.+226.8 kJmol-1B.-226.8 kJmol-1C.+1 299.6 kJmol-1D.+620.3 kJmol-1答案:A解析:根据盖斯定律,2+-=,H=H22+H3-
7、H1=(-393.5 kJmol-1)2+(-285.8 kJmol-1)-(-1 299.6 kJmol-1)=+226.8 kJmol-1。7.在一定条件下,将一定量 SO2气体与氧气反应,当64 g SO2气体被氧化成SO3气体时,共放出热量98.3 kJ,且在此条件下SO2的转化率为80%。据此,写出SO2气体被氧化成SO3气体的热化学方程式。答案:SO2(g)+O2(g)SO3(g)H=-98.3 kJmol-1解析:热化学方程式中的H是指反应物完全反应时的热效应。根据题意,64 g SO2气体即1 mol SO2气体被氧化成SO3气体时的热效应为H=-98.3 kJmol-1,与S
8、O2的转化率无关。8.(1)已知:Fe2O3(s)+3C(石墨,s)2Fe(s)+3CO(g) H=+489.0 kJmol-1CO(g)+O2(g)CO2(g) H=-283.0 kJmol-1C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) H=-393.5 kJmol-1写出Fe(s)与O2(g)反应生成Fe2O3(s)的热化学方程式。(2)25 ,101 kPa下:2Na(s)+O2(g)Na2O(s) H1=-414 kJmol-12Na(s)+O2(g)Na2O2(s) H2=-511 kJmol-1写出Na2O2(s)与Na(s)反应生成Na2O(s)的热化学方程式。答案:(1)4Fe(s
9、)+3O2(g)2Fe2O3(s) H=-1 641.0 kJmol-1(2)Na2O2(s)+2Na(s)2Na2O(s) H=-317 kJmol-1解析:(1)由盖斯定律知:6-2-6即得到反应4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)H=-1 641.0 kJmol-1。(2)由盖斯定律知2-即得到反应Na2O2(s)+2Na(s)2Na2O(s)H=-317 kJmol-1。9.已知下列热化学方程式:H2(g)+O2(g)H2O(l) H=-285.8 kJmol-1H2(g)+O2(g)H2O(g) H=-241.8 kJmol-1C(s)+O2(g)CO(g)H=-110.5
10、kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1回答下列问题:(1)上述反应中属于放热反应的是。(2)H2的燃烧热H=;C的燃烧热H=。(3)燃烧10 g H2生成液态水,放出的热量为。(4)写出CO燃烧的热化学方程式: 。答案:(1)(2)-285.8 kJmol-1-393.5 kJmol-1(3)1 429 kJ(4)CO(g)+O2(g)CO2(g) H=-283 kJmol-1解析:(1)放热反应的H0,故都是放热反应。(2)1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量为燃烧热,由所给热化学方程式知H2、C的燃烧热(H)分别为-285.8 kJmol
11、-1、-393.5 kJmol-1。(3)10 g H2的物质的量为5 mol,燃烧生成液态水,放出的热量为5 mol285.8 kJmol-1=1 429 kJ。(4)根据盖斯定律,-得CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-283 kJmol-1。能力提升1.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应过程中的焓变如图所示。已知断裂1 mol N2(g)、1 mol O2(g)中化学键吸收的能量分别为942 kJ、496 kJ;断裂1 mol NN吸收的能量为154 kJ,则断裂1 mol NH所需的能量是()。A.194 kJB.392 kJC.516 kJD.658 kJ答案:B解析
12、:根据图示可知,断裂1 mol H2NNH2和1 mol O2中的化学键需要吸收的能量为2 752 kJ-534 kJ=2 218 kJ。1个H2NNH2分子中含有1个NN和4个NH,设断裂1 mol NH需要吸收的能量为x,则154 kJ+4x+496 kJ=2 218 kJ,解得x=392 kJ。2.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) H=-483.6 kJmol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l) H=-571.6 kJmol-1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H=-890 kJmol-1现有H2与CH4的混合气体22.4 L(已折算为标准状况),
13、使其完全燃烧生成CO2和液态水,测得反应放热739 kJ。原混合气体中H2与CH4的质量之比是()。A.126B.13C.124D.83答案:C解析:设H2、CH4的物质的量分别为x、y。则x+y=1 mol,x kJmol-1+y890 kJmol-1=739 kJ,解得x=0.25 mol,y=0.75 mol,H2与CH4的质量之比是(0.25 mol2 gmol-1)(0.75 mol16 gmol-1)=124。3.甲醇是重要的化工原料,也可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1CO
14、2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H2CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H3已知断裂1 mol化学键需要吸收的能量如下:化学键HHCOCOHOCH吸收的能量/kJ4363431 076465413由此可计算: H1= kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,则H3= kJmol-1。答案:-99+41解析:1个CO分子中含有1个CO,1个CH3OH分子中含有3个CH、1个CO和1个HO,反应的反应热H1=(1 076+2436-3413-343-465)kJmol-1=-99 kJmol-1。根据盖斯定律,H3=H2-H1=(-58 kJmol-1)-
15、(-99 kJmol-1)=+41 kJmol-1。4.已知下列热化学方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H1=-25 kJmol-13Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)H2=-47 kJmol-1Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)H3=+19 kJmol-1计算反应Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的反应热。答案:+11 kJmol-1解析:根据盖斯定律,(+2)-3得:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),其H=(H2+2H3)-3H1=(-47 kJmol-1+219 kJmol-1)
16、-3(-25 kJmol-1)=+11 kJmol-1。5.已知1 mol H2(g)中的化学键断裂时需要吸收436 kJ能量,1 mol O2(g)中的化学键断裂时需要吸收498 kJ能量。根据能量图,回答下列问题:(1)分别写出的数值:; 。(2)生成H2O(g)中的1 mol HO放出 kJ的能量。(3)已知:H2O(l)H2O(g)H=+44 kJmol-1,试写出表示氢气燃烧热的热化学方程式: 。答案:(1)1 3701 852(2)463(3)H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-285 kJmol-1解析:(1)断裂2 mol H2和1 mol O2中的化学键需吸收能量:436 kJ2+498 kJ=1 370 kJ;由H和O生成2 mol H2O(g)放出能量:1 370 kJ+482 kJ=1 852 kJ。(2)设生成1 mol HO时放出能量为x,根据反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-482 kJmol-1,则436 kJ2+498 kJ-4x=-482 kJ,解得x=463 kJ。(3)根据盖斯定律,由2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-482 kJmol-1,H2O(l)H2O(g)H=+44 kJmol-1,2-得:H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-241 kJmol-1-44 kJmol-1=-285 kJmol-1。
