第三节 化学反映热的计算A组1.已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3 kJ·mol-1;H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1CO2与H2反映生成甲烷气体与液态水的热化学方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) ΔH3,则ΔH3为( ) A.-252.9 kJ·mol-1 B.+252.9 kJ·mol-1C.-604.5 kJ·mol-1 D.+604.5 kJ·mol-1解析:由盖斯定律可知ΔH3=4ΔH2-ΔH1=(-285.8 kJ·mol-1)×4+890.3 kJ·mol-1=-252.9 kJ·mol-1答案:A2.已知热化学方程式:①C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1 301.0 kJ·mol-1②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1③H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1则反映④2C(s)+H2(g)C2H2(g)的ΔH为( )A.+228.2 kJ·mol-1 B.-228.2 kJ·mol-1C.+1 301.0 kJ·mol-1 D.+621.7 kJ·mol-1解析:热化学方程式①②③和④之间存在如下关系:2×②+③-①=④。
因此2ΔH2+ΔH3-ΔH1=ΔH=-2×393.5 kJ·mol-1-285.8 kJ·mol-1+1 301.0 kJ·mol-1=+228.2 kJ·mol-1答案:A3.已知:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1,Na2O2(s)+CO2(g)Na2CO3(s)+12O2(g)ΔH=-226 kJ·mol-1根据以上热化学方程式判断,下列说法对的的是( )A.CO的燃烧热为283 kJB.如图所示可表达由CO生成CO2的反映过程和能量关系C.2Na2O2(s)+2CO2(s)2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ·mol-1D.CO(g)与Na2O2(s)反映放出509 kJ热量时,电子转移数为6.02×1023解析:A选项中燃烧热单位错误,应为kJ·mol-1;B项图中没有表达出ΔH=-566 kJ·mol-1时,相应的反映物与生成物物质的量的关系及汇集状态,B项错;由于2Na2O2(s)+2CO2(g)2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-452 kJ·mol-1,固态CO2转化为气态CO2需吸取热量,因此2Na2O2(s)+2CO2(s)2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ·mol-1,C项对的;根据盖斯定律,将已知的两个热化学方程式分别编号①②并作12×①+②运算得:CO(g)+Na2O2(s)Na2CO3(s) ΔH=-509 kJ·mol-1,可知当放出509 kJ热量时,消耗1 mol CO(g),电子转移数为2×6.02×1023,D项错误。
答案:C4.已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,实验室测得4 mol SO2发生上述化学反映时放出314.3 kJ热量,参与反映的SO2的物质的量为( )A.1.6 mol B.2.0 mol C.3.2 mol D.3.6 mol解析:参与反映的SO2为314.3 kJ×2mol196.6 kJ≈3.2 mol答案:C5.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1;CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1既有H2与CH4的混合气体112 L(原则状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反映放热3 695 kJ原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )A.1∶1 B.1∶3 C.1∶4 D.2∶3解析:设H2、CH4的物质的量分别为x、y则x+y=5 mol,571.6 kJ·mol-1x÷2+890 kJ·mol-1y=3 695 kJ,解得x=1.25 mol;y=3.75 mol,两者比为1∶3,故选B项答案:B6.运用盖斯定律,结合下述反映方程式,回答问题。
已知:(1)NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) ΔH1=-176 kJ·mol-1(2)NH3(g)+H2O(l)NH3·H2O(aq) ΔH2=-35.1 kJ·mol-1(3)HCl(g)+H2O(l)HCl(aq) ΔH3=-72.3 kJ·mol-1(4)NH3(aq)+HCl(aq)NH4Cl(aq) ΔH4=-52.3 kJ·mol-1(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)NH4Cl(aq) ΔH5则第(5)个方程式中的反映热ΔH5是 解析:根据盖斯定律和上述反映方程式得:(4)+(3)+(2)-(1)=(5),即ΔH5=+16.3 kJ·mol-1答案:+16.3 kJ·mol-1B组1.已知H2O(g)H2O(l) ΔH = Q1 kJ·mol-1;C2H5OH(g)C2H5OH(l) ΔH =Q2 kJ·mol-1;C2H5OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH = Q3 kJ·mol-1若使23 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为( )A.(Q1+Q2+Q3) kJ B.0.5(Q1+Q2+Q3) kJC.(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3) kJ D.(1.5Q1-0.5Q2 +0.5Q3) kJ解析:23 g酒精的物质的量为0.5 mol,生成1.5 mol气态H2O,冷至室温放热为-1.5Q1 kJ,酒精汽化时吸取的热量为-0.5Q2 kJ, 故反映放出的热量应为(-1.5Q1+0.5Q2-0.5Q3) kJ。
答案:C2.酸性氧化物和碱反映生成酸式盐的反映很难直接测其反映热已知常温常压下,将22 g CO2通入750 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中充足反映,测得反映放出x kJ的热量已知在该条件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1的NaOH溶液中充足反映放出y kJ热量,则CO2与NaOH溶液反映生成NaHCO3的热化学方程式为( )A.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(2y-x) kJ·mol-1B.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(2x-y) kJ·mol-1C.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1D.2CO2(g)+2NaOH(l)2NaHCO3(l) ΔH=-(8x-2y) kJ·mol-1解析:0.5 mol CO2与0.75 mol NaOH反映,CO2过量,故反映生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3,放出x kJ的热量,若生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3应放出4x kJ的热量1 mol CO2通入2 mol NaOH溶液中正好生成1 mol Na2CO3,放出y kJ的热量,由盖斯定律可得:CO2和NaOH生成1 mol NaHCO3时放出热量为(4x-y) kJ,D项中标错了物质的状态。
答案:C3.已知H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸取的能量为30 kJ,其她有关数据如下表:H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中的化学键断裂时需要吸取的能量/kJ436a369则下列说法对的的是( )A.2HBr(g)H2(g)+Br2(g) ΔH<0B.Br2(l)Br2(g) ΔH=-30 kJ·mol-1C.H—H键的键能为436 kJD.a=200解析:A项,2HBr(g)H2(g)+Br2(g)应为吸热反映,ΔH>0;B项,液体变成气体,应吸取热量,ΔH>0,故B项错误;C项,单位错,H—H键的键能应为436 kJ·mol-1,故C项错误;D项,已知H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸取的能量为30 kJ,则有H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH=-102 kJ·mol-1,反映热等于反映物的总键能减去生成物的总键能,则有436 kJ+a-2×369 kJ=-102 kJ,a=200 kJ,故D项对的答案:D4.废旧印刷电路板的回收运用可实现资源再生,并减少污染。
废旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜已知:Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64.39 kJ·mol-12H2O2(l)2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.46 kJ·mol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH=-285.84 kJ·mol-1在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反映生成Cu2+和H2O的热化学方程式为 解析:已知热化学方程式中①+12×②+③得:Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l)Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68 kJ·mol-1ΔH=ΔH1+12×ΔH2+ΔH3=+64.39 kJ·mol-1+12×(-196.46 kJ·mol-1)+(-285.84 kJ·mol-1)=-319.68 kJ·mol-1答案:Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68 kJ·mol-15.红磷P(s)和Cl2(g)发生反映生成PCl3(g)和PCl5(g)。
反映过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表达生成1 mol产物的数据)根据图回答问题:(1)P和Cl2反映生成PCl3的热化学方程式为 (2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为 (3)P和Cl2分两步反映生成1 mol PCl5的ΔH3= ,P和Cl2一步反映生成1 mol PCl5的ΔH4 (填“>”“<”或“=”)ΔH3 解析:(1)由题图看出,1 mol P在Cl2中燃烧生成PCl3(g)放出的热量为306 kJ,因此P与Cl2反映生成PCl3的热化学方程式为P(s)+32Cl2(g)PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol-12)中间产物PCl3和未完全反映的Cl2的总能量高于最后产物PCl5的能量,其ΔH=-93 kJ·mol-1,因此PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ·mol-13)由盖斯定律可知,一步生成PCl5和两步生成PCl5的热效应相等,即ΔH3=ΔH4=ΔH1+ΔH2=-399 kJ·mol-1答案:(1)P(s)+32Cl2(g)PCl3(g) ΔH=-306 kJ·mol-1(2)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93 kJ·mol-1(3)-399 kJ·mol-1 =6.将煤转化为水煤气的重要化学反映为C(s)+H2O(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) ΔH=-3。