1、课时训练4化学反应热的计算一、盖斯定律及其应用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.有的化学反应过程没有能量变化解析: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;盖斯定律的实际作用很大,C项错误;任何化学反应均有能量变化,D项错误。答案:B2.在298 K、100 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
2、间的关系正确的是()A.H3=H1+2H2B.H3=H1+H2C.H3=H1-2H2D.H3=H1-H2解析:据题意可知,第三个反应可以是第一个反应和第二个反应的两倍之和,故H3=H1+2H2。答案:A3.已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.0 kJmol-1;2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJmol-1。则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的H为()A.+262.6 kJmol-1B.-131.3 kJmol-1C.-352.3 kJmol-1D.+131.3 kJmol-1解析:根据盖斯定律,把已知的两个反应的热化学方程
3、式相减,可求得制备水煤气反应的H。-,得2C(s)+O2(g)-2H2(g)-O2(g)2CO(g)-2H2O(g)H=-221.0kJmol-1-(-483.6kJmol-1),即2C(s)+2H2O(g)2H2(g)+2CO(g)H=+262.6kJmol-1C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的H=+262.6kJmol-12=+131.3kJmol-1。答案:D二、反应热的计算4.已知葡萄糖的燃烧热是2 804 kJmol-1,当它氧化生成1 g水时,放出的热量是()A.26.0 kJB.51.9 kJC.155.8 kJD.467.3 kJ解析:由题给条件可写出葡萄糖的燃烧热
4、的热化学方程式:C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)H=-2804kJmol-1。由此可知,生成6mol18gmol-1=108g水放出2804kJ热量,则生成1g水时放出的热量为26.0kJ。答案:A5.已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol OO键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol HO键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol HH键断裂时吸收热量为()A.920 kJB.557 kJC.436 kJD.188 kJ解析:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H2molH0.5mol-121kJH=-4
5、84kJmol-1设1molHH键断裂吸收的热量为Q,则2Q+496kJ-4463kJ=-484kJ,故Q=436kJ。答案:C6.已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H22H2(g)+O2(g)2H2O(l)H3取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况),经完全燃烧后恢复至室温,放出的热量为()A.-(0.4 molH1+0.05 molH3)B.-(0.4 molH1+0.05 molH2)C.-(0.4 molH1+0.1 molH3)D.-(0.4 molH1+0.1 molH2)解析:n总=0.5mo
6、l,n(CH4)n(H2)=41,则n(CH4)=0.4mol,n(H2)=0.1mol。燃烧后放热-(0.4molH1+)。答案:A7.实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的H,但可测出CH4、石墨、H2的燃烧热,根据盖斯定律求H4。已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H1=-890.3 kJmol-1C(石墨)+O2(g)CO2(g)H2=-393.5 kJmol-1H2(g)+O2(g)H2O(l)H3=-285.8 kJmol-1则C(石墨)+2H2(g)CH4(g)H4=解析:利用盖斯定律时,可通过已知反应经过“变形”得到所求反应,以此求算得所求反应的反
7、应热。因为反应式与、之间有以下关系:=+2-,所以H4=H2+2H3-H1=-393.5kJmol-1+2(-285.8)kJmol-1-(-890.3)kJmol-1=-74.8kJmol-1。答案:-74.8 kJmol-18.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)H2=-44.0 kJmol-1,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。解析:0.3mol乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ热量,则1mol乙硼烷完全燃烧放
8、出的热量为1mol=2165kJ。因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(l)H=-2165kJmol-1。由于1mol水汽化需吸热44.0kJ,则3mol液态水全部汽化应吸热3mol44.0kJmol-1=132kJ,所以1mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热:2165kJ-132kJ=2033kJ,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧产生气态水放出的热量是0.5mol2033kJmol-1=1016.5kJ。答案:B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(l)H=-2 165 kJmol-11 016.5(建议用时:30分钟)1
9、.下列关于盖斯定律描述不正确的是()A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关,也与反应的途径有关B.盖斯定律遵守能量守恒定律C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热解析:化学反应的反应热只与反应体系的始态与终态有关,与反应途径无关。答案:A2.已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关,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解析:FA,H=+H6,AF,H=-H6,A项正确;其余三项
10、根据盖斯定律易判断出B、C两项正确,D项错误。答案:D3.已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出X kJ热量。已知单质碳燃烧热的H为-Y kJ mol-1,则1 mol C与O2反应生成CO的反应热H为()A.-(5X-0.5Y) kJ mol-1B.-Y kJ mol-1C.-(10X-Y) kJ mol-1D.+(10X-Y) kJ mol-1解析:由3.6gC与6.4gO2完全反应,可知生成CO2与CO的物质的量之比为12。设36gC按此方式反应,则生成1molCO2和2molCO,单质碳燃烧热的H为-YkJmol-1,则1molC与O2生成CO的反应热为-(10X-
11、Y)kJmol-1,即-(5X-0.5Y)kJmol-1,A项正确。答案:A4.已知热化学方程式:SO2(g)+O2(g)SO3(g)H=-98.32 kJmol-1,在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应,最终放出的热量()A.=196.64 kJB.=98.32 kJC.196.64 kJ解析:热化学方程式中的反应热是指反应物按所给形式完全进行时的反应热。2molSO2和1molO2如果彻底反应则应放出196.64kJ的热量,而该反应为可逆反应,所以放出的热量小于196.64kJ。答案:C5.1 mol乙醇完全燃烧的反应热为H1,1 mol甲醇完全燃烧的反应热为H2,且
12、H1Q2B.Q1=Q2C.2Q1Q2D.Q2=Q1解析:将式改写成式:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)H3=+2Q1kJmol-1,式中的化学计量数与式相同,但式中H2O为气态,式中H2O为液态,生成液态水比生成等物质的量的气态水所放出的热量多,故2Q1Q2。答案:C7.已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H=-12.1 kJmol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H=-55.6 kJmol-1,则HCN在水溶液中电离的H等于()A.-67.7 kJmol-1B.-43.5 kJmol-1C.+43.5 kJmol-1D.+67.7 kJmol-1解析:由题意可知,HC
13、N(aq)+OH-(aq)H2O(l)+CN-(aq)H=-12.1kJmol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-55.6kJmol-1。对比、两个热化学方程式可知,反应比反应放热少的原因是HCN是弱酸,电离过程吸热。1molHCN比1molHCl与NaOH反应时少放出43.5kJ的热量,故HCN在水溶液中电离的H等于+43.5kJmol-1,所以选C。答案:C8.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):NN为942、OO为500、NN为154,则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是()A.194B.39
14、1C.516D.658解析:利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2752kJ-534kJ=2218kJ。1mol肼和1mol氧气断键变为原子时要断裂1molNN,4molNH,1molOO键,所以1mol154kJmol-1+4mol(NH键的键能)+1mol500kJmol-1=2218kJ,解得NH键的键能为391kJmol-1,所以断裂1molNH键所需的能量是391kJ,选B。答案:B9.(1)已知1.2 g C不完全燃烧生成CO时放出110.5 kJ的热量,要计算该反应的反应热,首先要写出反应的,然后按其中的化学计量数用所给的数据计算出相应的热量,写出反应热的数值、和。(2
15、)已知C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.15 kJmol-1求100 g C完全燃烧放出多少热量,可先计算出100 g C的是多少,然后乘碳的燃烧热来求算;也可以直接按热化学方程式来列计算。(3)已知2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1求氢气的燃烧热时,要算出 H2完全燃烧放出的热量,这就是氢气的燃烧热。(4)已知物质的键能数据,求反应热,要先写出,然后按公式求算。(5)由已知相关几个反应的热化学方程式,求某个反应的反应热,要应用定律来求。首先确定,明确反应热的加减方向,然后对各个热化学方程式进行适当的调整和组合,就能求算出所求反应的反应热。答案:
16、(1)化学方程式单位符号(2)物质的量比例式(3)1 mol(4)反应的化学方程式反应热=各反应物的键能总和-各生成物的键能总和(5)盖斯始态物质和终态物质10.(1)在101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水,放出890 kJ的热量。CH4的燃烧热为,表示燃烧热的热化学方程式为;1 000 L CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为。(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-574 kJmol-1,CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-1 16
17、0 kJmol-1。写出CH4将NO2还原为N2的热化学方程式:。解析:(1)根据题意,CH4的燃烧热为890kJmol-1。1000LCH4(标准状况)的物质的量为n(CH4)=44.6mol。1molCH4完全燃烧放出890kJ的热量,44.6molCH4完全燃烧放出的热量为44.6mol890kJmol-1=3.97104kJ。(2)将两个已知的热化学方程式相加再除以2即得热化学方程式:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-867kJmol-1。答案:(1)890 kJmol-1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890 kJmol-13.97104 kJ(2)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-86