高中化學-1.3化學反應熱的計算練習-新人教版選修4

1.3化學反應熱的計算1．將TiO2轉化為TiCl4是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應之一。已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)ΔH＝＋140.5kJ/molC(s，石墨)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g) ΔH＝－110.5kJ/mol則反應TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)=TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是()A．＋80.5kJ/mol B．＋30.0kJ/molC．－30.0kJ/mol D．－80.5kJ/mol【解析】按題干順序給兩個熱化學方程式編號為①②，根據(jù)蓋斯定律，①＋②×2，得到TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(石墨，s)=TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－80.5kJ/mol。【答案】D2．已知25℃、101kPa條件下：(1)4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)ΔH＝－2834.9kJ·mol－1(2)4Al(s)＋2O3(g)=2Al2O3(s)ΔH＝－3119.1kJ·mol－1由此得出的正確結論是()A．等質量的O2比O3能量低，由O2變O3為吸熱反應B．等質量的O2比O3能量高，由O2變O3為放熱反應C．O3比O2穩(wěn)定，由O2變O3為吸熱反應D．O2比O3穩(wěn)定，由O2變O3為放熱反應【解析】根據(jù)蓋斯定律(2)－(1)得2O3(g)=3O2(g)ΔH＝－284.2kJ·mol－1，等質量的O2能量低?！敬鸢浮緼3．已知H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH1＝－184.6kJ/mol，則反應HCl(g)=eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)的ΔH為()A．＋184.6kJ/mol B．－92.3kJ/molC．＋92.3kJ D．＋92.3kJ/mol【解析】ΔH＝eq\f(＋184.6kJ/mol,2)＝＋92.3kJ/mol，C項單位不對?！敬鸢浮緿4．氧氣(O2)和臭氧(O3)是氧元素的兩種同素異形體，已知熱化學方程式：4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)ΔH14Al(s)＋2O3(g)=2Al2O3(s)ΔH23O2(g)=2O3(g)ΔH3則()A．ΔH1－ΔH2＝ΔH3B．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3C．ΔH2－ΔH1＝ΔH3D．ΔH2＋ΔH1＋ΔH3＝0【解析】第1個熱化學方程式減去第2個熱化學方程式，即得3O2(g)=2O3(g)，則ΔH3＝ΔH1－ΔH2，故A正確?！敬鸢浮緼5．已知熱化學方程式：①2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g) ΔH1＝＋571.6kJ/mol②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH2＝－483.6kJ/mol當1g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水時，其熱量變化為()①放出②吸收③2.44kJ④4.88kJ⑤88kJA．②⑤ B．①③C．②④ D．②③【解析】eq\f(①＋②,2)可得H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1，則1g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水時，吸收的熱量為eq\f(44kJ,18)≈2.44kJ。【答案】D6．S(單斜)和S(正交)是硫的兩種同素異形體。已知：①S(單斜，s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＝－297.16kJ·mol－1②S(正交，s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1③S(單斜，s)=S(正交，s)ΔH3下列說法正確的是()A．ΔH3＝＋0.33kJ·mol－1B．單斜硫轉化為正交硫的反應是吸熱反應C．S(單斜，s)=S(正交，s)ΔH3<0，正交硫比單斜硫穩(wěn)定D．S(單斜，s)=S(正交，s)ΔH3>0，單斜硫比正交硫穩(wěn)定【解析】由題意知，根據(jù)蓋斯定律③＝①－②，即ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－297.16kJ·mol－1－(－296.83kJ·mol－1)＝－0.33kJ·mol－1，所以S(單斜，s)=S(正交，s)為放熱反應，H—H、O=O和O—H鍵的鍵能分別為436、496和462kJ·mol－1，則a為()A．－332 B．－118C．＋350 D．＋130【解析】根據(jù)蓋斯定律和焓變與鍵能的關系解答。根據(jù)題中給出的鍵能可得出熱化學方程式：③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝(2×436＋496－4×462)kJ·mol－1，即③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－480kJ·mol－1，題中②2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH2＝－220kJ·mol－1，(②－③)×eq\f(1,2)得①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH1＝(ΔH2－ΔH3)×eq\f(1,2)，即a＝(－220＋480)×eq\f(1,2)＝130，選項D正確?！敬鸢浮緿11．白磷與氧氣可發(fā)生如下反應：P4＋5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為：P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P=OckJ·mol－1、O=OdkJ·mol－1，根據(jù)圖示的分子結構和有關數(shù)據(jù)估算該反應的ΔH，其中正確的是()A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1【解析】由鍵能求反應熱的公式為ΔH＝反應物斷鍵吸收能量總和－生成物斷鍵吸收能量總和，則ΔH＝6×akJ·mol－1＋5×dkJ·mol－1－(12×bkJ·mol－1＋4×ckJ·mol－1)＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1，A項正確?！敬鸢浮緼12．物質的生成熱可定義為：由穩(wěn)定單質生成1mol物質所放出的熱量，如CO2氣體的生成熱就是1molC完全燃燒生成CO2氣體時放出的熱量，已知下列幾種化合物的生成熱分別是化合物葡萄糖H2O(l)CO2生成熱(kJ/mol)1259.8285.8393.5則1kg葡萄糖在人體內完全氧化生成CO2氣體和液態(tài)水，最多可提供的能量為()A．3225kJ B．2816kJC．6999kJ D．15644kJ【解析】根據(jù)生成熱的定義得下面三個熱化學方程式：6C(s)＋3O2(g)＋6H2(g)=C6H12O6(s)ΔH＝－1259.8kJ/mol①C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5kJ/mol②O2(g)＋2H2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ/mol③由：②×6＋③×3－①得：C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2(l)ΔH＝－2816kJ·mol－1故1kgC6H12O6(s)完全氧化時放出的熱量為：2816×eq\f(1000,180)kJ≈15644kJ?！敬鸢浮緿13．在一定條件下，當80gSO2氣體被氧化成SO3氣體時，放出熱量98.3kJ，已知SO2在此條件下轉化率為80%，據(jù)此，下列熱化學方程式正確的是()A．SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g) ΔH＝－98.3kJ/molB．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(l) ΔH＝－196.6kJ/molC．SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g) ΔH＝－78.64kJ/molD．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝＋196.6kJ/mol【解析】SO2的轉化率為80%，所以參加反應的SO2為1mol，即1molSO2氣體完全轉化成SO3時的熱效應為98.3kJ，所以相應的熱化學方程式為SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH＝－98.3kJ/mol?！敬鸢浮緼14．液態(tài)肼(N2H4)和液態(tài)雙氧水可作為火箭推進劑的原料，它們混合時發(fā)生反應，生成N2和水蒸氣，并放出大量的熱。已知1g液態(tài)肼完全反應生成氣態(tài)水放出的熱量為20kJ。(1)H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1，寫出液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應生成N2和液態(tài)水的熱化學方程式：____。(2)以N2和H2為原料通過一定途徑可制得N2H4，已知斷裂1molN—N鍵、N≡N鍵、N—H鍵、H—H鍵所需的能量分別為193kJ·mol－1、946kJ·mol－1、390.8kJ·mol－1、436kJ·mol－1，試寫出由N2、H2合成氣態(tài)肼(N2H4)的熱化學方程式為____。(3)溫度在150℃以上時，H2O2便迅速分解為H2O和O2，發(fā)射火箭時用過氧化氫作強氧化劑就是利用這個原理，已知：①H2(g)＋O2(g)=H2O2(l)ΔH1＝－134.3kJ·mol－1；②H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH2＝＋286kJ·mol－1。則反應③H2O2(l)=H2O(l)＋eq\f(1,2)O2(g)的ΔH＝________。【解析】(1)①N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－32×20kJ·mol－1＝－640kJ·mol－1；②H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，①－4×②可得，N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－816kJ·mol－1。(2)N2(g)＋2H2(g)=N2H4(g)，斷鍵吸收的能量為946kJ＋2×436kJ＝1818kJ；成鍵時釋放的能量為4×390.8kJ＋193kJ＝1756.2kJ，故ΔH＝(1818－1756.2)kJ·mol－1＝＋61.8kJ·mol－1。(3)根據(jù)蓋斯定律：－(①＋②)可得③，ΔH＝－(＋286－134.3)kJ·mol－1＝－151.7kJ·mol－1?！敬鸢浮?1)N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－816kJ·mol－1(2)N2(g)＋2H2(g)=N2H4(g)ΔH＝＋61.8kJ·mol－1(3)－151.7kJ·mol－115．參考下列圖表和有關要求回答問題。(1)圖Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：__；圖Ⅰ(2)下表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)：化學鍵P—PP—OO=OP=O鍵能/(kJ/mol)abcx已知白磷的燃燒熱ΔH＝－dkJ/mol，白磷及其完全燃燒的產物結構如圖Ⅱ所示，則上表中x＝________(用含有a、b、c、d的代數(shù)式表示)。圖Ⅱ【解析】(1)觀察圖形，1molNO2(g)和1molCO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)的反應熱數(shù)值即反應物和生成物的能量差，因此該反應的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ/mol。(2)由反應熱＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和與燃燒熱概念可得等式6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，可得x＝eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)。【答案】(1)NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ/mol(2)eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)[或－eq\f(1,4)(12b－d－6a－5c)]16．(1)(2014·廣東高考節(jié)選)用CaSO4代替O2與燃料CO反應，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO2，是一種高效、清潔、經濟的新型燃燒技術，反應①為主反應，反應②和③為副反應。①1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.3kJ·mol－1②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH2＝＋210.5kJ·mol－1③CO(g)1/2C(s)＋1/2CO2(g)ΔH3＝－86.2kJ·mol－1反應2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。(2)(2014·新課標全國卷Ⅰ節(jié)選)已知甲醇脫水反應2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH1＝－23.9kJ·mol－1甲醇制烯烴反應2CH3OH(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－29.1kJ·mol－1乙醇異構化反應C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)ΔH3＝＋50.7kJ·mol－1則乙烯氣相直接水合反應C2H4(g)＋H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。與間接水合法相比，氣相直接水合法的優(yōu)點是__?！窘馕觥?1)利用蓋斯定律可以計算出所給反應的焓變，要學會利用所給方程式中化學計量數(shù)和反應物、中間產物的關系進行解答。根據(jù)蓋斯定律，由①×4＋②＋③×2可得目標熱化學方程式，故有ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH