1、第2节 反应热的计算A组基础达标1在298 K、101 kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3则H3与H1和H2间的关系正确的是()AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H2【答案】A【解析】因为反应式之间存在关系：2，故H12H2H3。2已知HH、HO和OO键的键能分别为436 kJmol1、463 kJmol1和495 kJmol1。下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g) H485 kJmol1BH2O(g)=H2(g)O2
2、(g) H485 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H485 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H485 kJmol1【答案】D【解析】1 mol气态水分解产生1 mol H2(g)和 mol O2(g)的能量变化为2463 kJ436 kJ495 kJ242.5 kJ，因此气态水分解的热化学方程式可表示为H2O(g)=H2(g)O2(g)H242.5 kJmol1，A、B均错误；若2 mol的气态水分解可产生2 mol H2(g)和1 mol O2(g)，则此时反应的焓变是2H242.5 kJmol12485 kJmol1，则H2(g)与O2(g)反应
3、生成气态水的热化学方程式为2H2(g) O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1, C错误，D正确。 3根据下列热化学方程式：C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H870.3 kJmol1可以计算出2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为()AH244.1 kJmol1BH488.3 kJmol1CH996.6 kJmol1DH996.6 kJmol1【答案】B【解析】所求反应可以由22得到，故所求反应的H393.5 k
4、Jmol12285.8 kJmol12870.3 kJmol1488.3 kJmol1。4已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热H依次为a kJmol1、b kJmol1、c kJmol1(a、b、c均大于0)。可利用甲烷与二氧化碳或水反应制备CO和H2：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H1、CH4(g)H2O(l)=CO(g)3H2(g)H2。试推算()AH1(a2b2c)kJmol1BH1(bc2a)kJmol1CH2(b3ca)kJmol1DH2(3bca)kJmol1【答案】D【解析】依题意知CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)Ha kJmol1H2(g)O
5、2(g)=H2O(l)Hb kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)Hc kJmol1根据盖斯定律知，22得：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H1(2b2ca) kJmol13得：CH4(g)H2O(l)=CO(g)3H2(g)H2(3bca) kJmol1。5在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890 kJmol1又知由H2(g)与O2(g)反应生成1 mol液态H2O比生成1 mol气态H2O多放出44 kJ的热量。则CH4气体在空气中
6、不完全燃烧的热化学方程式正确的是()A2CH4(g)O2(g)=CO2(g)CO(g)4H2O(l)H1 214 kJmol1B2CH4(g)O2(g)=CO2(g)CO(g)4H2O(g)H1 038 kJmol1C3CH4(g)5O2(g)=CO2(g)2CO(g)6H2O(l)H1 538 kJmol1D3CH4(g)5O2(g)=CO2(g)2CO(g)6H2O(g)H1 840 kJmol1【答案】D【解析】将题给反应依次编号为、，根据题目条件可得H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1。根据盖斯定律，A项中热化学方程式可由2得到，H1 497 kJmol1；B项中热化学方程式
7、可由24得到，H1 321 kJmol1；C项中热化学方程式可由3得到，H2 104 kJmol1；D项中热化学方程式可由36得到，H1 840 kJmol1。6依据题意，写出下列反应的热化学方程式。(1)在25 、101 kPa条件下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为_。(2)若适量的N2和O2完全反应生成NO2，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。则该反应的热化学方程式为_。(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量。则该反应
8、的热化学方程式为_。(4)已知拆开1 mol HH、1 mol NH、1 mol NN分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_。【答案】(1)CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H725.76 kJmol1(2)N2(g)2O2(g)=2NO2(g) H67.8 kJmol1(3)C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l) H1 300 kJmol1(4)N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92 kJmol17已知：(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJmol
9、1(2)H2(g)O2(g)=H2O(g) H241.8 kJmol1(3)H2(g)O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1常温常压下取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体，其体积折合成标准状况下为11.2 L，完全燃烧后，恢复到常温，放出的热量是_。【答案】384.7 kJ【解析】根据题意可知，混合气体的物质的量为0.5 mol，则0.5 mol混合气体中CH4和H2的物质的量分别为0.5 mol0.4 mol,0.5 mol0.1 mol。常温时水为液态，所以放出的热量为(0.4890.30.1285.8) kJ384.7 kJ。8将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)H2O
10、(g)CO(g)H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g) H242.0 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g) H283.0 kJmol1请回答：(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：_。(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出下列循环图：并据此认为“煤
11、转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。请分析：甲、乙两同学观点中正确的是_(填“甲”或“乙”)；判断的理由是_。 (3)将煤转化为水煤气作为燃料与煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点：_。【答案】(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.5 kJmol1(2)乙甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或H1H2H3，且H20)(3)减少污染，燃烧充分，方便运输(答两点即可)【解析】(1)根据盖斯定律，即可得C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.5 kJmol1。(2)由(1)中分析可知煤转化为水煤气是吸热反应，而甲正是忽略了这个问题，才
12、误认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。B组能力提升9一定条件下，用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H1574 kJ mol1，CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H21 160 kJ mol1。下列选项不正确的是()ACH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJ mol1BCH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(l)H3H1C若用0.2 mol CH4(g)还原NO2(g)至N2(g)，则反应中放出的热量一定为173.
13、4 kJD若用标况下2.24 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子的物质的量为0.8 mol【答案】C【解析】由得出：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H kJ mol1867 kJ mol1，A正确；H2O(g)=H2O(l)H0，因此H3H1，B正确；由反应生成的H2O的状态判断，如果是气态，则正确，若是液态，则大于173.4 kJ，C错误；消耗1 mol CH4转移8 mol e，标况下2.24 L CH4为0.1 mol，转移电子数为0.8 mol，D正确。10已知：H2O(g)=H2O(l)H1C6H12O6(g)=C6H12O6(s)H2C6
14、H12O6(s)6O2(g)=6H2O(g)6CO2(g)H3C6H12O6(g)6O2(g)=6H2O(l)6CO2(g)H4下列说法正确的是()AH10，H20，H3H4，A错误；由盖斯定律知，6可以得到，即6H1H2H3H4，B正确，C、D均错误。11已知H2(g)Br2(l)=2HBr(g)H72 kJmol1，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：物质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/kJ436a369则下列说法正确的是()A2HBr(g)=H2(g)Br2(l)H0，B错误；由题意有H2(g)Br2
15、(g)=2HBr(g)H102 kJmol1，C错误；由436 kJa kJ2369 kJ102 kJ，解得a200，D正确。12MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(MCa、Mg)：M2(g)CO(g)M2(g)O2(g)CO2(g)H1H3MCO3(s) MO(s)CO2(g)已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是()A. H1(MgCO3)H1(CaCO3)0BH2(MgCO3)H2(CaCO3)0CH1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(CaO)H3(MgO)D对于MgCO3和CaCO3，H1H2H3【答案】C【解析】H1表示断裂CO和M2的离子键所吸收的
16、能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而H1(MgCO3)H1(CaCO3)0，A正确；H2表示断裂CO中共价键形成O2和CO2吸收的能量，与M2无关，因而H2(MgCO3)H2(CaCO3)0，B正确；由上可知H1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(MgO)，H3(CaO)H3(MgO)0，C错误；由上分析可知H1H20，H30，故H1H2H3，D正确。13红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)，反应过程中的能量关系如图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)。根据图像回答下列问题：(1)P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式是_。(
17、2)PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式是_。(3)P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1 mol PCl5(g)的H3_，P(s)和Cl2(g)一步反应生成1 mol PCl5(g)的H4_(填“大于”“小于”或“等于”)H3。【答案】(1)Cl2(g)P(s)=PCl3(g)H306 kJ/mol(2)PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJ/mol(3)399 kJ/mol等于【解析】(3)根据盖斯定律可知由P(s)和Cl2(g)生成1 mol PCl5(g)的H3H1H2399 kJ/mol，不管该反应是一步完成还是分几步完成，反应的热效应不变。
18、14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的键能。下表列出了一些化学键的键能(E)：化学键HHClClO=OCClCHOHHClE/(kJmol1)436247x330413463431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)若图示中表示反应H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1，则根据所给键能数据可得，b_ kJmol1，x_。(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 时利用空气中的氧
19、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，根据题给有关数据及前面的计算结果，计算当反应中有1 mol电子转移时，反应的能量变化为_。【答案】(1)放热(ab) kJmol1(2)926496.4(3)O24HCl2Cl22H2O放出31.4 kJ能量【解析】(2)b表示H、O原子结合为1 mol气态水时的能量变化，其数值为4632926；根据键能与焓变的关系可得，436x926241.8，则x496.4。(3)根据题意可写出“地康法”制氯气的化学方程式：O24HCl2Cl22H2O。该反应的H(496.4431424724634) kJmol1125.6 kJmol1，则转移1 mol电子时反应放出的能量为31.4 kJ。