2019-2020学年化学人教版选修4同步检测：1.3化学反应热的计算 Word版含解析.doc

1、第三节第三节 化学反应热的计算化学反应热的计算 记一记 1.盖斯定律是指化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无 关。如，则 HH1H2。 2化学反应的反应热的数值与备物质的化学计量数成正比。 3正逆反应的反应热数值相同，符号相反。 4H 的计算归纳： 计算依据 计算方法 根据热化学 方程式 热化学方程式与数学上的方程式相似，可以左右颠倒同 时改变正负号，各项的化学计量数包括 H 的数值可以 同时扩大或缩小相同的倍数 根据盖斯 定律 可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其 H 相加 或相减，得到一个新的热化学方程式 根据燃烧热 可燃物完全燃烧产生的热量一可燃物的物质的量

2、其燃 烧热 根据化学键 的键能 H反应物化学键键能总和一生成物化学键键能总和 根据反应物和生 成物的总能量 HE(生成物)E(反应物) 探一探 1.你能否从能量守恒的角度，解释化学反应的热效应只与反应体系的始态和终态有关？ 提示 由于在指定状态下，各种物质的焓值都是唯一确定的，因此无论经过哪些步骤从 反应物转化为生成物，它们的差值是不会改变的，即反应的焓变是一样的。 2运用盖斯定律解题的常用思维方法有哪两种？举例说。 提示 其一，虚拟路径法：如 C(s)O2(g)=CO2(g)，可设置如下：H1H2H3 其二，加合法：即运用所给化学方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。 如：求 P4(白磷

3、) P(红磷)的热化学方程式。 已知： P4(白磷，s)5O2(g)=P4O10(s) H1 P(红磷，s)5 4O2(g)= 1 4P4O10(s) H2 即可用4 得出白磷转化为红磷的热化学方程式。 3已知： C(石墨，s)O2(g)=CO2(g) H1393.1 kJ mol 1 C(金刚石，s)O2(g)=CO2(g) H2395.O kJ mol 1 由石墨变成金刚石是放热反应还是吸热反应？判断金刚石和石墨哪种物质稳定性更强。 提示 由得：C(石墨，s)=C(金刚石，s) H1.9 kJ mol 1，石墨变成金刚 石是吸热反应；石墨、的稳定性更强。 4已知： H2(g)1 2O2(g

4、)=H2O(g) H3241.8 kJ mol 1 H2O(g)=H2O(l) H444 kJ mol 1 根据和，如何求出氢气的燃烧热？ 提示 要计算 H2的燃烧热，即求热化学方程式：H2(g)1 2O2(g)=H2O(l)的反应热，此 时需要将气态水转化为液态水。根据盖斯定律知： HH3H4(241.8 kJ mol 1)(44 kJ mol1)285.8 kJ mol1。 判一判 判断正误(正确的打“”，错误的打“”) (1)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。() (2)盖斯定律遵守能量守恒定律。() (3)利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反

5、应热。() (4)利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热。() (5)同温同压下， 氢气和氯气分别在光照条件下和点燃的条件下发生反应时的H不同。 () (6)对于放热反应，放出的热量越多，H 就越大。() (7)2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ mol 1，H571.6 kJ mol1的含义是指 每摩尔该反应所放出的热量。() (8)对于可逆反应而言，热化学方程式中的反应热表示反应达到平衡时所放出或吸收的热 量。() (9)如果用 E 表示破坏(或生成)1 mol 化学键所消耗(或释放)的能量，则求 2H2(g) O2(g)=2H2O(g)的反应热时，可用下式

6、表示：H12E(HH)E(OO)2E(HO)。 (10)相同质量的 H2分别与 O2完全反应时生成气态水比生成液态水放出的热量少。() 练一练 1.2019 信阳高二月考油酸甘油酯(相对分子质量 884)在体内代谢时可发生如下反应： C57H104O6(s)十 80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l) 已知燃烧 1 kg 该化合物释放出热量 3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热 H 为 ( ) A3.8104 kJ mol 1 B3.8104 kJ mol1 C3.4104 kJ mol 1 D3.4104 kJ mol1 答案：D 22019 开封高二检测已知：CO2(g)C(s)

7、=2CO(g) H1 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H2 CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H3 CuO(s)CO(g)=Cu(s)CO2(g) H4 2CuO(s)C(s)=2Cu(s)CO2(g) H5 下列关于上述反应焓变的判断不正确的是 ( ) AH10 BH20 CH20 BH1H20 CH3H4H2 DH1H2H3H4H50 解析：水蒸气变成液态水会放出热量，H50，H4”“H4 解析：N2H4(l)变为 N2H4(g)要吸收热量，故相同质量的 N2H4(g)和 N2H4(l)，N2H4(g)的能量 高于 N2H4(l)， A 正确； H反应物的键能之和

8、生成物的键能之和， 由题图可知 NO2(g) 1 2 N2O4(g) H3H2 B 在稀溶液中， H (aq)OH(aq)=H 2O(l) H57.3 kJ mol 1， 若将含 0.5 mol H 2SO4 的浓硫酸与含 1 mol NaOH 的溶液混合，放出的热量大于 57.3 kJ C由 C(石墨，s)=C(金刚石，s) H1.90 kJ mol 1 可知，金刚石比石墨稳定 D在 101 kPa 时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出 285.8 kJ 热量，则表示氢气燃烧的 热化学方程式为 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H285.8 kJ mol 1 解析：1 mol 碳完

9、全燃烧放出的热量应大于不完全燃烧放出的热量，因 H1、H2均小于 零，所以 H1a Bd3b2c CC(s)1 2O2(g)=CO(g) H ab 2 kJ mol 1 DCO(g)1 2O2(g)=CO2(g) Ha， A 正确； 根据盖斯定律， 32 得2Fe 2O3(s) 3C(s)=4Fe(s)3CO2(g) H4d kJ mol 1(3b2c)kJ mol1， B 正确； 根据盖斯定律， ( )1 2得C(s) 1 2O2(g)=CO(g) H ab 2 kJ mol 1， C正确； 因为C(s)不完全燃烧生成CO(g) 时放出热量， 所以 1 mol C(s)完全燃烧放出的热量大于

10、 1 mol CO(g)完全燃烧放出的热量，而放 热反应的反应热为负值，故 CO(g)1 2O2(g)CO2(g) Ha kJ mol 1，D 错误。 答案：D 11氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 已知：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H206.2 kJ mol 1 CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) H247.4 kJ mol 1 又知 CH4的燃烧热为 890.3 kJ mol 1。 (1)利用上述已知条件写出表示 CH4燃烧热的热化学方程式： _ _。 (2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH4(g)与 H2O(g)反应生成 C

11、O2(g)和 H2(g)的热化学方程式为 _ _。 (3)若在相同温度下，1 mol H2O(g)按下列两种途径转化为氢原子与氧原子。 则 H1、H2、H3之间的关系是 _ _。 解析：(2)由2即可得出 CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g) H165.O kJ mol 1。(3)由盖斯定律可知 H 3H1H2。 答案：(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ mol 1 (2)CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g) H165.0 kJ mol 1 (3)H3H1H2 12将煤转化为水煤气的主要化学反应为 C(s)H2O(g)

12、高温 CO(g)H2(g)，C(s)、CO(g) 和 H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为： C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJ mol 1 H2(g)1 2O2(g)=H2O(g) H242.0 kJ mol 1 CO(g)1 2O2(g)=CO2(g) H283.0 kJ mol 1 请回答下列问题。 (1)根据以上数据，写出 C(s)与水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式： _ _。 (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

13、更多的热 量”；乙同学根据盖斯定律得出如下循环图： 并据此认为“煤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、乙两同学观点正确的是_(填“甲”或“乙”)，理由是 _ _。 (3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点： _ _。 解析：根据盖斯定律，由即可得 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H131.5 kJ mol 1，由此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，才误认为“煤转 化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。 答案： (1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H131.5 kJ mol

14、1 (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(合理即可) 能力达标 13.热力学标准状况(298.15 K、101 kPa)下，由稳定单质发生反应生成 1 mol 化合物的反应 热叫该化合物的生成热(H)。图甲为A 族元素氢化物 a、b、c、d 的生成热数据示意图。试 完成下列问题。 (1)请你归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热 H 的关系： _ _ _。 硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为 _ _。 (2)在 25 、101 kPa 下，已知 SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移 1 mo

15、l 电子放热 190.O kJ，该反应的热化学方程式是 _ _。 (3)根据图乙写出反应 CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)的热化学方程式： _ _。 (4)由金红石(TiO2)制取单质 Ti 的步骤为： TiO2 TiCl4 800 、Ar Mg Ti 已知： .C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJ mol 1 .2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H566 kJ mol 1 .TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g) H141 kJ mol 1 TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)TiCl4(s)2CO(g)的 H_。 反应 TiCl42Mg=

16、800 2MgCl2Ti 在 Ar 气氛中进行的理由是 _ _。 解析： (2)SiH4气体在氧气中完全燃烧的化学方程式为 SiH42O2= 点燃 SiO22H2O，由方程式可 知， 1 mol SiH4完全燃烧转移8 mol电子， 故热化学方程式为SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l) H1 520.0 kJ mol 1。 (3)H419 kJ mol 1510 kJ mol191 kJ mol1，故该反应的热化学方程式为 CO(g) 2H2(g)=CH3OH(g) H91 kJ mol 1。 (4)根据盖斯定律，由 2可得：TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl

17、4(S)2CO(g) H80 kJ mol 1。 答案： (1)非金属元素氢化物越稳定，H 越小 H2se(g)=Se(s)H2(g) H81 kJ mol 1 (2)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1520.0 kJ mol 1 (3)CO(g)2H2(g)=CH3OH(g) H91 kJ mol 1 (4)80 kJ mol 1 防止高温下 Mg、Ti 与空气中的 O 2(或 CO2、N2)作用 14(1)已知单质硫在通常条件下以 S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有 S2、 S4、S6及 S8等多种同素异形体，其中 S4、S6和 S8具有相似的结构特点

18、，其结构如图所示： 在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为 80 g mol 1，则该蒸气中 S 2分子的体积 分数不小于_。 若已知硫氧键的键能为 d kJ mol 1，氧氧键的键能为 e kJ mol1，S(s)O 2(g)=SO2(g) Ha kJ mol 1，则 S 8分子硫硫键的键能为_。 (2)下表是部分化学键的键能数据： 化学键 PP PO OO PO 键能/(kJ mol 1) 198 360 498 x 已知白磷的燃烧热为 2 982 kJ mol 1，白磷(P 4)、P4O6、P4O10 结构如图所示，则表中 x _。 0.5 mol 白磷(P4)与 O2完全反应生成固态

19、 P4O6，放出的热量为_kJ。 解析：(1)本题用极值法讨论，因为硫蒸气的平均摩尔质量 M80 g mol 1，所以当混合 气体中只含有 S2和 S1时，S2的体积分数最小，设 S2的体积分数为 x，则 64 g mol 1x128 g mol 1(1x)80 g mol1，解得 x3 4，即 x75%。设硫硫键的键能为 x kJ mol 1，则： a kJ mol 11 88x kJ mol 1e kJ mol12d kJ mol1，x2dae。(2)由题意可知 P4(白磷， s)5O2(g)=P4O10(s) H2 982 kJ mol 1。 根据图示知， 1 mol P 4含有 6 m

20、ol PP 键，1 mol P4O10含 12 mol PO 键、4 mol P=O 键，根据反应热等于反应物总键能减去生成 物总键能，断裂 1 mol 共价键吸收的能量与生成 1 mol 该共价键放出的能量数值相等，则 198 kJ mol 16498 kJ mol15360 kJ mol1124x kJ mol12 982 kJ mol1，解得 x 585。P4(白磷，s)3O2(g)=P4O6(s)，1 mol P4O6含有 12 mol PO 键，反应热为 H198 kJ mol 16498 kJ mol13360 kJ mol1121 638 kJ mol1,0.5 mol 白磷(P 4)与 O2完 全反应生成固态 P4O6放出的热量为 1 638 kJ mol 10.5 mol819 kJ。 答案：(1)75% (2dae)kJ mol 1 (2)585 819