1、第一章 化学反应与能量-化学反应热的计算一、选择题1氯原子对O3的分解有催化作用：O3(g)Cl(g)=ClO(g)O2(g)H1，ClO(g)O(g)=Cl(g)O2(g)H2，大气臭氧层的分解反应是O3(g)O(g)=2O2(g)H，该反应的能量变化示意图如图所示，下列叙述中正确的是()A反应O3(g)O(g)=2O2(g)的HE1E3B反应O3(g)O(g)=2O2(g)的HE2E3CO3(g)O(g)=2O2(g)是吸热反应DHH1H2解析：O3(g)与O(g)的总能量高于生成物O2(g)的能量，该反应为放热反应，H0，HE3E2，故A、B、C错误；根据盖斯定律可得HH1H2，D正确。
2、答案：D2液态水分解生成H2和O2可通过下列途径来完成：已知：氢气的燃烧热H为286 kJmol1，则H2为()A330 kJmol1B330 kJmol1C242 kJmol1 D242 kJmol1解析：由盖斯定律可知H1H2H286 kJmol1，H2286 kJmol1H1286 kJmol1(44 kJmol1)242 kJmol1。答案：C3炽热的炉膛内有反应：C(s)O2(g)=CO2(g)H392 kJ/mol，往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131 kJ/mol2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H564 kJ/mol2H2(g
3、)O2(g)=2H2O(g)H482 kJ/mol由以上反应推断往炽热的炉膛内通入水蒸气时()A不能节约燃料，但能使炉膛火更旺B虽不能使炉膛火更旺，但可节约燃料C既可使炉膛火更旺，又能节约燃料D既不能使炉膛火更旺，又不能节约燃料解析：向炉膛内通入水蒸气时，将对应反应2，可得2C(s)2O2(g)=2CO2(g)，其反应热H131 kJ/mol2(564 kJ/mol)(482 kJ/mol)784 kJ/mol，即当1 mol C完全燃烧时放出392 kJ的能量，与未加水蒸气时反应热相同，故未节约燃料。但生成CO(g)和H2(g)增大了与O2的接触面积，故炉膛火更旺。答案：A4钛被称为“第三金
4、属”，其制取原料为金红石(TiO2)，制取步骤为TiO2TiCl4Ti已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)H3则反应TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H为()AH32H12H2 BH32H1H2CH32H1H2 DH32H12H2解析：由2可得TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)HH32H1H2。答案：C5科学家发现，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，该反应的热效应是相同的。已知在25 ，105 Pa时，1 mol石墨和
5、1 mol一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳时的放热分别是393.5 kJ和283 kJ，下列说法或热化学方程式正确的是()A在相同条件下，C(石墨，s)CO2(g)=2CO(g)H172.5 kJmol1B1 mol石墨不完全燃烧，生成CO2和CO混合气体时，放热504.0 kJC2C(石墨，s)O2(g)=2CO(g)H110.5 kJmol1D已知金刚石不如石墨稳定，则石墨转变为金刚石需要放热解析：A项，由题意得C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，CO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1，根据盖斯定律，反应反应2可得C(石墨，s)CO2(g)=2C
6、O(g)H393.5 kJmol1(283 kJmol12)172.5 kJmol1，正确；B项，没有说明CO2和CO的物质的量，不能计算反应热，错误；C项，C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，CO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1，根据盖斯定律，(反应反应)2得：2C(石墨，s)O2(g)=2CO(g)，H393.5 kJmol1(283 kJmol1)2221 kJmol1，错误；D项，金刚石不如石墨稳定，则石墨的能量低，石墨变成金刚石需要吸热，错误。答案：A6已知(1)Zn(s)O2(g)=ZnO(s)H348.3 kJmol1(2)2Ag
7、(s)O2(g)=Ag2O(s)H31.0 kJmol1则Zn(s)Ag2O(s)=ZnO(s)2Ag(s)的H等于()A317.3 kJmol1B379.3 kJmol1C332.8 kJmol1 D317.3 kJmol1解析：由(2)可知，Ag2O(s)=2Ag(s)O2(g)H31.0 kJ/mol(3)，(1)(3)可得：Zn(s)Ag2O(s)=ZnO(s)2Ag(s)H348.3 kJ/mol31.0 kJ/mol317.3 kJ/mol。答案：A7发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三级使用的燃料是液氢和液氧，已知下列热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(
8、l)H1285.8 kJmol1；H2(g)=H2(l)H20.92 kJmol1；O2(g)=O2(l)H36.84 kJmol1；H2O(l)=H2O(g)H444.0 kJmol1。则反应H2(l)O2(l)=H2O(g)的反应热H为()A237.46 kJmol1 B474.92 kJmol1C118.73 kJmol1 D237.46 kJmol1解析：根据盖斯定律，将反应可得目标反应方程式，其反应热HH1H2H3H4237.46 kJmol1。答案：D8已知热化学方程式：SO2(g)O2(g) SO3(g)H98.32 kJmol1，在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2
9、，充分反应，最终放出的热量()A196.64 kJ B98.32 kJC196.64 kJ解析：热化学方程式中的反应热是指反应物按所给形式进行完全时的反应热。2 mol SO2和1 mol O2如果彻底反应则应放出196.64 kJ的热量，而该反应为可逆反应，所以放出的热量小于 196.64 kJ。答案：C9已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H64.39 kJmol1，2H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H196.46 kJmol1，H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.84 kJmol1。在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2(aq)和H2O(l)的
10、反应热H等于()A319.68 kJmol1 B417.91 kJmol1C546.69 kJmol1 D448.46 kJmol1解析：给已知三个热化学方程式分别编号为、，由盖斯定律得：Cu(s)2H(aq)H2O2(l)=Cu2(aq)2H2O(l)H64.39 kJmol1196.46 kJmol1285.84 kJmol1319.68 kJmol1，A项正确。答案：A10已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H25 kJmol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H47 kJmol1则下列关于Fe3O4(s)被CO还原成F
11、e(s)和CO2的热化学方程式的书写中正确的是()AFe3O44CO=3Fe4CO2H14 kJmol1BFe3O4(s)4CO(g)=3Fe(s)4CO2(g)H22 kJmol1CFe3O4(s)4CO(g)=3Fe(s)4CO2(g)H14 kJmol1DFe3O4(s)4CO(g)=3Fe(s)4CO2(g)H14 kJmol1解析：根据盖斯定律，(3)可得，Fe3O4(s)4CO(g)=3Fe(s)4CO2(g)H47 kJmol13(25 kJmol1)14 kJmol1。答案：D二、非选择题11研究碳、氮、硫的氧化物的性质对化工生产和环境保护有重要意义。(1)下列措施中，有利于降
12、低大气中的CO2、SO2、NO2浓度的有_(填字母)。a减少化石燃料的使用，开发新能源b使用无氟冰箱，减少氟里昂排放c多步行或乘公交车，少用专车或私家车d将工业废气用碱液吸收后再排放(2)为开发新能源，有关部门拟用甲醇(CH3OH)替代汽油作为公交车的燃料。写出由CO和H2生产甲醇的化学方程式：_，用该反应合成1 mol液态甲醇吸收热量131.9 kJ。又知2H2(g)CO(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H594.1 kJ/mol。请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式：_。解析：(1)开发新能源，如太阳能、风能等，减少化石燃料的使用，可减少CO2、SO2的排放，a正
13、确；b减少了CF2Cl2、CFCl3等，不是CO2、SO2和NO2，b不符合；c项可少烧汽油，减少CO2、NO2的排放，c正确；SO2、NO2有毒，用碱液吸收可减少SO2、NO2的排放，d正确。故选a、c、d。(2)CO与H2合成甲醇方程式为CO2H2CH3OH。由题意CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H131.9 kJ/mol，又知2H2(g)CO(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H594.1 kJ/mol。根据盖斯定律得：CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H726 kJ/mol或2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1 452 k
14、J/mol。答案：(1)acd(2)CO2H2CH3OH2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1 452 kJ/mol12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，当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应，生成水蒸气和氮气，放出256.652 kJ的热量。(1)反应的热化学方程式为 _。(2)已知H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1则16 g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)发射卫星可用肼为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和水蒸气。已知：N2(g
15、)2O2(g)=2NO2(g)H67.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJmol1H2(g)F2(g)=HF(g)H369 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1肼和二氧化氮反应的热化学方程式为_。有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大。肼和氟气反应的热化学方程式为_。解析：(1)反应的化学方程式为N2H42H2O2=N24H2O,0.4 mol N2H4反应放热256.652 kJ，则1 mol N2H4反应应放热641.63 kJmol1。反应的热化学方程式为N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g
16、)4H2O(g)H641.63 kJmol1。(2)16 g N2H4的n(N2H4)0.5 mol。由热化学方程式知生成n(H2O)0.5 mol42 mol，则16 g N2H4与H2O2生成H2O(l)放热为641.63 kJmol10.5 mol2 mol44 kJmol1408.815 kJ。(3)把已知反应依次编号为、，根据盖斯定律，得，N2H4(g)NO2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJmol167.7 kJmol1567.85 kJmol1。再根据盖斯定律42得：N2H4(g)2F2(g)=N2(g)4HF(g)H534 kJmol1369 kJmol14(242
17、 kJmol1)21 526 kJmol1。答案：(1)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.63 kJmol1(2)408.815(3)N2H4(g)NO2(g)=N2(g)2H2O(g)H567.85 kJmol1N2H4(g)2F2(g)=N2(g)4HF(g)H1 526 kJmol113由盖斯定律结合下述反应方程式，回答问题：(1)已知：C(s)O2(g)=CO2(g)HH1；2CO(g)O2(g)=2CO2(g)HH2；TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)HH3；则TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的
18、H_。(列出关于H1、H2、H3的表达式)(2)已知Na2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)10H2O(g)H4532.36 kJ/molNa2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)9H2O(g)H5473.63 kJ/mol写出Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式：_。解析：(1)2即目标方程式，H也如此。(2)Na2CO3H2O脱水的化学方程式为Na2CO3H2ONa2CO3H2O，此时H2O应为气态，所以Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g)，把题目中的第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式即得目标热化学方程式。H532.36 kJ/mol(47
19、3.63 kJ/mol)58.73 kJ/mol。答案：(1)2H1H2H3(2)Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g)H58.73 kJ/mol14(1)实验测得，5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_。(2)将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，该反应的热化学方程式为_。又已知：H2O(g)=H2O(l)H244.0 kJmol1，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ。(3)甲醇是一种新
20、型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体(结构简式为CH3OH)。已知某些化学键的键能数据如下表：化学键CCCHHHCOCOHO键能/ (kJmol1)3484134363581 072463已知CO中的C与O之间为三键连接，则工业制备甲醇的热化学方程式为_。(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知：C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2571.6 kJmol12C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H32 599 kJmol1根据盖斯定律，计算298
21、 K时由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变：_。解析：(1)5 g CH3OH(l)充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出113.5 kJ的热量，则1 mol CH3OH充分燃烧时，放出的热量为：113.5 kJ726.4 kJ，故其燃烧的热化学方程式为CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.4 kJmol1。(2)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，则1 mol乙硼烷在氧气中燃烧，放出2 165 kJ的热量，反应的热化学方程式为B2H6(g)3O2(g)=B2O3(
22、s)3H2O(l)H2 165 kJmol1，H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1，由盖斯定律可知3得：B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(g)H2 033 kJmol1，11.2 L(标准状况)即0.5 mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2 033 kJmol10.5 mol1 016.5 kJ。(3)CO(g)2H2(g) CH3OH(g)，H反应物键能总和生成物键能总和，H1 072 kJmol12436 kJmol1(3413 kJmol1358 kJmol1463 kJmol1)116 kJmol1，热化学方程式为CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H116 kJmol1。(4)由题意知，需求算下述反应的焓变：2C(石墨，s)H2(g)=C2H2(g)H，由盖斯定律，将题给热化学方程式加和，(4)得：2C(石墨，s)H2(g)=C2H2(g)H2H1，则H2(393.5)kJmol1226.7 kJmol1。答案：(1)CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.4 kJmol1(2)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol11 016.5(3)CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H116 kJmol1