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1、1 微专题微专题 2 2 反应热的计算与热化学方程式的书写反应热的计算与热化学方程式的书写 专题集训 1.(2017全国卷,28 节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原 理。 通过计算,可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为 、 , 制得等量 H2所需能量较少的是 。 解析:H2SO4(aq)SO2(g)+H2O(l)+ O2(g) H1=327 kJmol-1 SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)2HI(aq)+H2SO4(aq) H2=-151 kJmol-1 2HI(aq)H2(g)+I2(s) H3=110 kJmol-1 H2S(g)+
2、H2SO4(aq)S(s)+SO2(g)+2H2O(l) H4=61 kJmol-1 由+可得系统()制氢的热化学方程式: H2O(l)H2(g)+ O2(g) H=286 kJmol-1, 1 2 由+可得系统()制氢的热化学方程式: H2S(g)H2(g)+S(s) H=20 kJmol-1; 比较两个热化学方程式可知,制得等量 H2所需能量较少的是系统()。 答案:H2O(l)H2(g)+ O2(g) H=286 kJmol-1 1 2 H2S(g)H2(g)+S(s) H=20 kJmol-1 系统() 2.(1)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃
3、料。 2O2(g)+N2(g)N2O4(l) H1 N2(g)+2H2(g)N2H4(l) H2 O2(g)+2H2(g)2H2O(g) H3 2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g) H4=-1 048.9 kJmol-1 上述反应热效应之间的关系式为 H4= , 联氨和 N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 。 (2)已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) H1=a kJmol-1 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=b kJmol-1 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) H3=c kJmol-1 反应 CH4(g)+CO2
4、(g)2CO(g)+2H2(g) H= kJmol-1(用含 a、b、c 的代数式表示)。 解析:(1)对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数,利用盖斯定 律,将热化学方程式2,减去热化学方程式2,再减去热化学方程式,即可得出热化学方程式,故 2 H4=2H3-2H2-H1;联氨具有强还原性,N2O4具有强氧化性,两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应, 反应放热量大,并产生大量的气体,可为火箭提供很大的推进力。 (2)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) H=a kJmol-1, 2CO(g)+2H2O(g)2CO2(g)+2H2(g)
5、 H=2b kJmol-1, 4CO2(g)4CO(g)+2O2(g) H=-2c kJmol-1。 上述三式相加得:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H= (a+2b-2c)kJmol-1。 答案:(1)2H3-2H2-H1 反应放热量大,产生大量的气体 (2)a+2b-2c 3.(2018安徽安庆重点中学第二次联考)甲醇是重要的化工原料,又是一种可再生能源,具有广泛的开发和应 用前景。 (1)已知反应 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H=-99 kJmol-1中的相关化学键键能如下: 化学键 HHCOCOHOCH E/(kJmol-1)436343x46541
6、3 则 x= 。 (2)利用合成气(主要成分为 CO 和 H2)合成甲醇,发生主要反应如下: :CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1 :CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H2 :CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H3 上述反应对应的平衡常数分别为 K1、K2、K3,它们随温度变化曲线如图所示。 则 H1 (填“” “0,根据盖斯定律又得 H3=H1+H2,所以 H10,根据盖斯定律又 得 H3=H1+H2,所以 H1H3 4.(1)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应: 已知: 化学键 CHCCCCHH 3 键能/(kJmol-1) 41234861243
7、6 计算上述反应的 H= kJmol-1。 (2)下表列出了一些化学键的键能 E: 化学键 HHClClO OCClCHOHHCl E/ (kJmol-1) 436247x330413463431 请回答下列问题: 若图示中表示反应 H2(g)+ O2(g)H2O(g) H=-241.8 kJmol-1,则 b= kJmol-1,x= 。 1 2 解析:(1)H=旧键断裂吸收的总能量-新键形成放出的总能量, H=(348+4122)kJmol-1-(612+436)kJmol-1=+124 kJmol-1。 (2)b 表示氢、氧原子结合为气态水时的能量变化,其数值为 4632=926;436+
8、 x-926=-241.8,则 x=496.4。 1 2 答案:(1)+124 (2)926 496.4 5.红磷在氯气中燃烧的能量变化关系如图所示: (1)反应 PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)写出固态红磷在足量的氯气中完全燃烧生成气态产物的热化学方程式: 。 (3)现有 6.2 g 红磷,在 8.96 L(标准状况)氯气中完全燃烧生成气态产物时放出热量为 (用含 a、b、c 的代数式表示)。 (4)白磷在氧气中燃烧有如下转化关系: 其中 H2= 。 解析:(1)从题给图像分析,PCl3和 Cl2的总能量高于 PCl5的总能量,所以反应 P
9、Cl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)是放 热反应。 (2)红磷生成五氯化磷是放热反应,生成 2 mol PCl5(g)放出热量为(c-a) kJ。 (3)n(P)=0.2 mol, n(Cl2)=0.4 mol,根据原子守恒知,n(PCl3)=n(PCl5)=0.1 mol,生成 1 mol PCl5(g)放出热量为 8.96 22.4 1 4 (c-a)kJ;生成 1 mol PCl3(g)放出的热量为 (c-b) kJ,则 6.2 g 红磷在 8.96 L 氯气中充分燃烧生成气态化 1 2 1 2 合物时放出的热量 Q= kJ。 (4)根据盖斯定律知,H2+H1=H3。 答案:(1)放热 (2)2P(s)+5Cl2(g)2PCl5(g) H=-(c-a) kJmol-1 (3) kJ (4)H3-H1
