資源簡介

第二節(jié)　反應(yīng)熱的計算
[課程標準]　1.了解蓋斯定律及其簡單應(yīng)用。2.能進行反應(yīng)焓變的簡單計算。
任務(wù)一　蓋斯定律
1.蓋斯定律的內(nèi)容
通過大量實驗證明，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。換句話說，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)，這就是蓋斯定律。
【交流研討】
1.如何寫出甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式？
提示：根據(jù)蓋斯定律，由×(①＋②)可得目標熱化學(xué)方程式：CH4(g)＋2NO2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1。
2.由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示，若生成1 mol N2，其ΔH是多少？
提示：ΔH＝209 kJ·mol－1－348 kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1。
2.蓋斯定律的意義
應(yīng)用蓋斯定律可以間接計算出反應(yīng)很慢或不容易直接發(fā)生的或伴有副反應(yīng)的反應(yīng)的反應(yīng)熱。
3.蓋斯定律的應(yīng)用
利用已知反應(yīng)的反應(yīng)熱計算未知反應(yīng)的反應(yīng)熱。
若反應(yīng)物A經(jīng)反應(yīng)生成生成物D，可以有兩個途徑：
①由A直接變成D，反應(yīng)熱為ΔH；
②由A經(jīng)過B生成C，再由C生成D，每步的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如下圖所示：
則ΔH＝________________。
提示：ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
1.已知：P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH1 P(s，紅磷)＋O2(g)===P4O10(s)　ΔH2
設(shè)計成如下轉(zhuǎn)化路徑，請?zhí)羁眨?br/>則ΔH＝________________。
答案：ΔH1－4ΔH2
2.已知25 ℃、101 kPa下，1 mol水蒸發(fā)為水蒸氣需要吸熱44.01 kJ，
2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.66 kJ·mol－1
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.29 kJ·mol－1
mol水蒸發(fā)為水蒸氣的熱化學(xué)方程式為_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)計算出反應(yīng)C(s)＋O2(g)===CO(g)的反應(yīng)熱(寫出計算過程)。
答案：(1)H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.01 kJ·mol－1
(2)由①H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.01 kJ·mol－1，②2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.66 kJ·mol－1，③C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.29 kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律③－×②＋①得C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝＋131.29 kJ·mol－1－×571.66 kJ·mol－1＋44.01 kJ·mol－1＝－110.53 kJ·mol－1。
思維建模
解題流程——四步分析法
第一步：分析目標反應(yīng)和已知反應(yīng)的差異，明確目標反應(yīng)物和生成物，以及需要約掉的中間產(chǎn)物。
第二步：將每個已知的熱化學(xué)方程式兩邊同乘以某個合適的數(shù)，使已知熱化學(xué)方程式中某種反應(yīng)物或生成物的化學(xué)計量數(shù)與目標熱化學(xué)方程式中的該物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)一致，熱化學(xué)方程式的焓變也進行相應(yīng)的計算。
第三步：將已知熱化學(xué)方程式相加減消掉目標反應(yīng)熱化學(xué)方程式中沒有的物質(zhì)(同側(cè)相減，異側(cè)相加消去中間產(chǎn)物)。
第四步：得出目標熱化學(xué)方程式(目標熱化學(xué)方程式化學(xué)計量數(shù)不能存在公約數(shù)， 應(yīng)為最簡形式)。
以上步驟可以概括為找目標、看來源、調(diào)化學(xué)計量數(shù)、相加減、得答案。　　
任務(wù)二　反應(yīng)熱的計算
1.利用熱化學(xué)方程式計算
已知：FeS2(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)＋2SO2(g)　ΔH＝－853 kJ·mol－1
計算1 kg黃鐵礦(FeS2的含量為90%)完全燃燒放出的熱量為6397.5 kJ。
2.利用燃燒熱計算
已知乙烷的燃燒熱為1 560 kJ·mol－1，則25 ℃、101 kPa時15 g乙烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量為780 kJ。
3.利用蓋斯定律計算
4.根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計算
ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量
5.利用燃燒熱(ΔH)計算
ΔH＝反應(yīng)物燃燒熱(ΔH)之和－生成物燃燒熱(ΔH)之和
【交流研討】
甲醇是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：
Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)　 ΔH1
Ⅱ.CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)　 ΔH2＝－58 kJ·mol－1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)　 ΔH3
已知反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：
化學(xué)鍵 H—H C—O C≡O(shè) H—O C—H
E/(kJ·mol－1) 436 351 1 076 462.8 413.4
1.根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能計算ΔH1。
提示：ΔH1＝(1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1)－(3×413.4 kJ·mol－1＋351 kJ·mol－1＋462.8 kJ·mol－1)＝－106 kJ·mol－1。
2．根據(jù)上述數(shù)據(jù)能否計算CO2中C==O鍵的鍵能？鍵能為多少？
提示：能計算；ΔH2＝[2E(C==O)＋3×436 kJ·mol－1]－(3×413.4 kJ·mol－1＋351 kJ·mol－1＋462.8 kJ·mol－1＋2×462.8 kJ·mol－1)＝－58 kJ·mol－1，故E(C==O)＝806.8 kJ·mol－1。
3．計算ΔH3。
提示：反應(yīng)Ⅲ＝反應(yīng)Ⅱ－反應(yīng)Ⅰ，因此ΔH3＝－58 kJ·mol－1－(－106 kJ·mol－1)＝＋48 kJ·mol－1。
4.根據(jù)反應(yīng)Ⅱ，放出29 kJ熱量時，反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為多少(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)
提示：根據(jù)熱化學(xué)方程式可知放出29 kJ熱量時，反應(yīng)的H2為1.5 mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.5×2NA＝3NA。
1．已知共價鍵的鍵能與熱化學(xué)方程式信息如下表：
共價鍵 H—H H—O
E/ (kJ·mol－1) 436 463
熱化學(xué)方程式 2H2(g)＋O2 (g)===2H2O(g)　ΔH＝－482 kJ·mol－1
則2O(g)===O2(g)的ΔH為(　　)
A．428 kJ·mol－1 B．－428 kJ·mol－1
C．498 kJ·mol－1 D．－498 kJ·mol－1
答案：D
解析：反應(yīng)的ΔH＝2E(H—H)＋E(O==O)－4E(H—O)，－482 kJ/mol＝2×436 kJ/mol＋E(O==O)－4×463 kJ/mol，解得O==O鍵的鍵能為498 kJ/mol，2個氧原子結(jié)合生成氧氣的過程需要釋放能量，因此2O(g)===O2(g)的ΔH＝－498 kJ/mol。
2．合成氨工業(yè)上常用下列方法制備H2：
方法Ⅰ：C(s)＋2H2O(g)??CO2(g)＋2H2(g)
方法Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)
已知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－394 kJ·mol－1；
②2C(s，石墨)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－222 kJ·mol－1；
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－484 kJ·mol－1。
試計算25 ℃時由方法Ⅱ制備1 000 g H2所放出的能量為________。
答案：20 500 kJ
解析：CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝－394 kJ·mol－1－×(－222 kJ·mol－1)－×(－484 kJ·mol－1)＝－41 kJ·mol－1，所以制備1 000 g H2所放出的能量為20 500 kJ。
1.在298 K、100 kPa時，已知：,2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1,Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2,2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3,則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關(guān)系正確的是(　　)
A.ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2　 B.ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C.ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D.ΔH3＝ΔH1－ΔH2
答案：A
解析：①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 ,②Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2,③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3,由蓋斯定律可知，③＝①＋2×②，因此ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2；故選A。
2.某科學(xué)家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變成H2、CO。其過程如下：mCeO2 (m－x)CeO2·xCe＋xO2，(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2mCeO2＋xH2＋xCO下列說法不正確的是(　　)
A.該過程中CeO2沒有消耗
B.該過程實現(xiàn)了太陽能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化
C.上圖中ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3)
D.上圖中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
答案：D
解析：將兩個過程的反應(yīng)加起來可得總反應(yīng)為H2O＋CO2===H2＋CO＋O2，反應(yīng)中CeO2沒有消耗，CeO2作催化劑，A正確；該過程中在太陽能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO，所以把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能，B正確；由圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系及蓋斯定律可知：－ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，即ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3)，C正確，D錯誤；故選D。
3.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。已知反應(yīng)：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝a kJ/mol；
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝b kJ/mol。
其他數(shù)據(jù)如表：
化學(xué)鍵 C==O O==O C—H O—H
鍵能/ (kJ·mol－1) 798 x 413 463
下列說法正確的是(　　)
A.上表中x＝
B.H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝(a－b) kJ/mol
C.當有4NA個C—H鍵斷裂時，反應(yīng)放出的熱量一定為a kJ
D.a＞b且甲烷燃燒熱為b kJ/mol
答案：A
解析：根據(jù)鍵能計算反應(yīng)熱，反應(yīng)②的ΔH＝413 kJ·mol－1×4＋2x kJ·mol－1－(798 kJ·mol－1×2＋463 kJ·mol－1×4)＝b kJ·mol－1，解得x＝，A正確；根據(jù)蓋斯定律，由反應(yīng)可得：H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝ kJ/mol, B錯誤；當有4NA個C—H鍵斷裂時，1 mol CH4反應(yīng)，若生成H2O(l)放出a kJ熱量，若生成H2O(g)，則放出b kJ熱量，C錯誤；CH4燃燒為放熱反應(yīng)，a、b均小于零，且反應(yīng)物相同時，生成同種液態(tài)物質(zhì)放出的熱量比生成等量的氣態(tài)物質(zhì)放出的熱量多，故a＜b，根據(jù)燃燒熱的定義，燃燒熱所生成的產(chǎn)物一定是指定的，則水應(yīng)為液態(tài)，故甲烷燃燒熱為a kJ/mol，D錯誤。
4.(1)隨著化石能源的減少，新能源的開發(fā)利用日益迫切。Bunsen熱化學(xué)循環(huán)制氫工藝由下列三個反應(yīng)組成：
SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(g)===2HI(g)＋H2SO4(l)　 ΔH＝a kJ·mol－1
2H2SO4(l)===2H2O(g)＋2SO2(g)＋O2(g)　 ΔH＝b kJ·mol－1
2HI(g)===H2(g)＋I2(g)　ΔH＝c kJ·mol－1
則：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)發(fā)射衛(wèi)星時可用肼(N2H4)為燃料，用二氧化氮作氧化劑，這兩種物質(zhì)反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　 ΔH1＝＋67.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　 ΔH2＝－534 kJ·mol－1。
試計算1 mol肼與二氧化氮完全反應(yīng)時放出的熱量為________kJ，寫出肼與二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_________________________________________________________。
答案：(1)2a＋b＋2c　(2)567.85　N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－567.85 kJ·mol－1
解析：(1)將題給熱化學(xué)方程式依次編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根據(jù)蓋斯定律，由Ⅰ×2＋Ⅱ＋Ⅲ×2得2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝(2a＋b＋2c)kJ·mol－1。(2)根據(jù)蓋斯定律，由②×2－①得：2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝(－534 kJ·mol－1)×2－67.7 kJ·mol－1＝－1 135.7 kJ·mol－1，則1 mol肼與二氧化氮完全反應(yīng)時放出的熱量為567.85 kJ。
課時測評3　反應(yīng)熱的計算
(本欄目內(nèi)容，在學(xué)生用書中以獨立形式分冊裝訂！)
題點一　蓋斯定律及其應(yīng)用
1.在一定溫度壓強下，依據(jù)圖示關(guān)系，下列說法不正確的是(　　)
A.C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2
B.1 mol C(石墨)和1 mol C(金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g)，前者放熱多
C.ΔH5＝ΔH1－ΔH3
D.化學(xué)反應(yīng)的ΔH，只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)
答案：B
解析：由題干信息可知，反應(yīng)Ⅰ：C(石墨)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1, 反應(yīng)Ⅱ：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，則反應(yīng)Ⅰ－反應(yīng)Ⅱ得C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g)，根據(jù)蓋斯定律可知ΔH＝ΔH1－ΔH2，A正確；由題干信息可知，C(石墨)===C(金剛石) ΔH5＞0，即1 mol C(石墨)具有的總能量低于1 mol C(金剛石)，則1 mol C(石墨)和1 mol C(金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g)，后者放熱多，B錯誤；由題干信息可知，反應(yīng)Ⅰ：C(石墨)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1，反應(yīng)Ⅲ：C(金剛石)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3，則反應(yīng)Ⅰ－反應(yīng)Ⅲ得C(石墨)===C(金剛石)，根據(jù)蓋斯定律可知，ΔH5＝ΔH1－ΔH3，C正確；根據(jù)蓋斯定律可知，化學(xué)反應(yīng)的ΔH只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)，D正確；故選B。
2.汽車尾氣中的NOx、CO、碳氫化合物通過排氣系統(tǒng)的凈化裝置(催化劑主要由Rh、Pd、Pt等物質(zhì)和稀土材料組成)轉(zhuǎn)化為無害氣體，凈化原理如下。下列分析正確的是(　　)
A.催化劑能改變ΔH
B.NOx發(fā)生了氧化反應(yīng)
C.CO轉(zhuǎn)化為CO2時，CeO2轉(zhuǎn)化為CeO2－m
D.NO2的水溶液能導(dǎo)電，NO2為電解質(zhì)
答案：C
解析：催化劑只能改變反應(yīng)的活化能，不能改變反應(yīng)的ΔH，A錯誤；由圖可知，NOx變?yōu)榈獨猓氐幕蟽r降低，得電子被還原，發(fā)生還原反應(yīng)，B錯誤；CO轉(zhuǎn)化為CO2時，碳元素化合價升高，CeO2反應(yīng)時得電子化合價降低生成CeO2－m，C正確；NO2的水溶液能導(dǎo)電是因為NO2與水反應(yīng)生成了硝酸，硝酸可以導(dǎo)電，NO2本身在水溶液中無法電離，不能導(dǎo)電，所以NO2為非電解質(zhì)，D錯誤；故答案選C。
3.天然氣水蒸氣轉(zhuǎn)化法是目前獲取H2的主流方法，CH4經(jīng)過兩步反應(yīng)完全轉(zhuǎn)化為H2和CO2，其能量變化如圖：
則總反應(yīng)CH4(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH等于(　　)
A.＋82.7 kJ·mol－1 B.＋165.4 kJ·mol－1
C.－82.7 kJ·mol－1 D.－165.4 kJ·mol－1
答案：A
解析：由圖知第一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206.4 kJ/mol，第二步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.0 kJ/mol，由蓋斯定律，×(第一步反應(yīng)＋第二步反應(yīng))可得總反應(yīng)CH4(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)，ΔH＝×(＋206.4－41.0) kJ·mol－1＝＋82.7 kJ·mol－1，故選A。
題點二　反應(yīng)熱的計算
4.已知H—H鍵的鍵能為436 kJ·mol－1，H—N鍵的鍵能為391 kJ·mol－1，根據(jù)熱化學(xué)方程式N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1，推求N≡N鍵的鍵能是(　　)
A.431 kJ·mol－1 B.946 kJ·mol－1
C.649 kJ·mol－1 D.1 130 kJ·mol－1
答案：B
解析：反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能，設(shè)N≡N鍵的鍵能是x，則－92 kJ·mol－1＝x＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1，求得x＝946 kJ·mol－1，故選B。
5.(2023·河南省鄭州市高二期末)一定條件下，H2和Cl2反應(yīng)生成HCl的能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.斷裂1 mol HCl中的化學(xué)鍵吸收能量862 kJ
B.形成1 mol Cl—Cl鍵吸收能量243 kJ
C.一定條件下，H2、Cl2和HCl中，最穩(wěn)定的為HCl
D.H2(g)＋Cl2(g)===2HCl (g)　ΔH＝－183 kJ/mol
答案：D
解析：斷裂1 mol HCl中的化學(xué)鍵吸收能量是431 kJ，故A錯誤；形成1 mol Cl—Cl鍵放出能量是243 kJ，故B錯誤；鍵能越大越穩(wěn)定，H—H鍵鍵能最大，H2最穩(wěn)定，故C錯誤；ΔH可以用反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能，ΔH＝(436＋243) kJ/mol－2×431 kJ/mol＝－183 kJ/mol，故D正確；故選D。
6.鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的相對能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.熱穩(wěn)定性：MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2
B.22.4 L F2(g)與足量的Mg充分反應(yīng)，放熱1 124 kJ
C.工業(yè)上可用電解MgCl2溶液的方法冶煉金屬Mg，該過程需要吸收熱量
D.由圖可知，MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l)　ΔH＝－117 kJ·mol－1
答案：A
解析：A項，物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)分析，化合物的熱穩(wěn)定性由強到弱的順序為MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2，正確；B項，沒有說明是否在標準狀況下，22.4 L F2(g)不一定為1 mol，錯誤；C項，工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法冶煉金屬Mg，而不是電解MgCl2溶液，錯誤；D項，①Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)　ΔH＝－641 kJ·mol－1，②Mg(s)＋Br2(g)===MgBr2(s)　ΔH＝－524 kJ·mol－1，由①－②得MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g)　ΔH＝－117 kJ·mol－1，而Br2(g)變成Br2(l)會放出熱量，則MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l)的ΔH<－117 kJ·mol－1，錯誤。
7.在一定條件下，CH4和CO燃燒的熱化學(xué)方程式分別為
CH4(g)＋2O2(g)===2H2O(l)＋CO2(g)　ΔH＝－890 kJ·mol－1，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1。若某CH4和CO的混合氣體充分燃燒，放出的熱量為262.9 kJ，生成的CO2用過量的飽和石灰水完全吸收，得到50 g白色沉淀。則混合氣體中CH4和CO的體積比為(　　)
A.1∶2 B.1∶3
C.2∶1 D.2∶3
答案：D
解析：設(shè)混合氣體中CH4和CO物質(zhì)的量分別為x、y；n(CaCO3)＝＝0.5 mol，根據(jù)C元素守恒可知x＋y＝0.5 mol；根據(jù)能量守恒可知890 kJ·mol－1×x＋566 kJ·mol－1×＝262.9 kJ；兩式聯(lián)立解得x＝0.2 mol，y＝0.3 mol，根據(jù)n＝可知，一定條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于氣體的體積之比，則混合氣體中CH4和CO的體積比：2∶3，答案選D。
8.已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1，②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ·mol－1。H—H鍵、O===O鍵和O—H鍵的鍵能分別為436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，則a為(　　)
A.－332 B.－118 C.＋350 D.＋130
答案：D
解析：根據(jù)蓋斯定律和焓變與鍵能的關(guān)系解答。結(jié)合題中給出的鍵能可得出熱化學(xué)方程式：③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝(2×436＋496－4×462) kJ·mol－1＝－480 kJ·mol－1，由蓋斯定律將(②－③)×得①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝(ΔH2－ΔH3)×＝[－220 kJ·mol－1－(－480 kJ·mol－1)]×＝＋130 kJ·mol－1，即a＝＋130，選項D正確。
9.磷元素是生物體必需的常量元素，存在于人體所有細胞中，是構(gòu)成骨髓和牙齒的必要物質(zhì)，幾乎參與所有生理上的化學(xué)反應(yīng)。白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體，在空氣中燃燒得到磷的氧化物，空氣不足時生成P4O6，空氣充足時生成P4O10。
(1)已知298 K時白磷、紅磷完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為
①P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)　 ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol－1；
②P(s，紅磷)＋O2(g)===P4O10(s)　 ΔH2＝－738.5 kJ·mol－1。
則該溫度下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知298 K時白磷不完全燃燒的熱化學(xué)方程式為P4(s，白磷)＋3O2(g)===P4O6(s)　ΔH＝－1 638 kJ·mol－1。在某密閉容器中加入62 g白磷和50.4 L氧氣(標準狀況)，控制條件使之恰好完全反應(yīng)。則所得到的P4O10與P4O6的物質(zhì)的量之比為______，反應(yīng)過程中放出的熱量為________________________________________________________________________。
答案：(1)P4(s，白磷)===4P(s，紅磷)　ΔH＝－29.2 kJ·mol－1　(2)3∶1　1 323.45 kJ
解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，①－4×②可得：P4(s，白磷)===4P(s，紅磷)　ΔH＝－2 983.2 kJ·mol－1－(－738.5 kJ·mol－1)×4＝－29.2 kJ·mol－1。(2)n(白磷)＝＝0.5 mol，n(O2)＝＝2.25 mol，設(shè)得到的P4O10與P4O6的物質(zhì)的量分別為x mol、y mol，則x＋y＝0.5，5x＋3y＝2.25，解得x＝0.375，y＝0.125。反應(yīng)過程中放出的熱量為2 983.2 kJ·mol－1×0.375 mol＋1 638 kJ·mol－1×0.125 mol＝1 323.45 kJ。
10.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱通常可以通過實驗進行測定，也可通過理論進行推算。
(1)實驗測得5 g甲醇(CH3OH)液體在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出113.5 kJ的熱量，則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－x kJ·mol－1。蒸發(fā)1 mol H2O(l)需要吸收的能量為44 kJ，其他相關(guān)數(shù)據(jù)如表：
NH3(g) O2(g) NO(g) H2O(g)
1 mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ a b z d
則表中z(用x、a、b、d表示)的大小為________________________________________________
____________________________________________________。
答案：(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol－1
(2)
解析：(1)5 g CH3OH(l)在氧氣中充分燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時放出113.5 kJ的熱量，故32 g即1 mol CH3OH(l)在氧氣中充分燃燒生成CO2(g)和H2O(l)放出×113.5 kJ＝726.4 kJ熱量，則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol－1。(2)根據(jù)題意可知，蒸發(fā)1 mol H2O(l)需要吸收的能量為44 kJ，因此6 mol H2O(g)變成液態(tài)水需要放出的能量為6×44 kJ。根據(jù)ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能可知，在反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－x kJ·mol－1＝4a kJ·mol－1＋5b kJ·mol－1－4z kJ·mol－1－6d kJ·mol－1－6×44 kJ·mol－1，解得z＝。
21世紀教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑