資源簡(jiǎn)介

專題強(qiáng)化練1　反應(yīng)熱的計(jì)算　蓋斯定律的應(yīng)用
1.工業(yè)上,在一定條件下用乙烯水化法制備乙醇,其熱化學(xué)方程式為+H2O(g) CH3CH2OH(g)　ΔH。已知幾種化學(xué)鍵的鍵能如表所示。
化學(xué)鍵 H—C CC H—O C—O C—C
鍵能/ (kJ·mol-1) 413 615 463 351 348
根據(jù)鍵能計(jì)算ΔH為(　　)
A.-34 kJ·mol-1　　　　　　B.+34 kJ·mol-1
C.-66 kJ·mol-1　　　　　　D.+66 kJ·mol-1
2.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)　ΔH1=-a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH2=-b kJ·mol-1
其他數(shù)據(jù)如下表。
化學(xué)鍵 CO OO C—H O—H
鍵能/(kJ·mol-1) 798 x 413 463
下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.bB.上表中x=
C.H2O(g) H2O(l)　ΔH=-(a-b)kJ·mol-1
D.當(dāng)有4NA個(gè)C—H鍵斷裂時(shí),該反應(yīng)放出熱量一定為b kJ
3.P4S3可用于制造安全火柴,相關(guān)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)如圖所示,相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如表所示。
共價(jià)鍵 S—S P—P P—S
鍵能/(kJ·mol-1) a b c
則反應(yīng)S8(s)+P4(s) P4S3(s)的ΔH為(　　)
A.(a+b-c)kJ·mol-1
B.(c-a-b)kJ·mol-1
C.(3a+3b-6c)kJ·mol-1
D.3(2c-b-a)kJ·mol-1
4.CO2與CH4的催化重整有利于減少空氣中的CO2,實(shí)現(xiàn)碳中和。
已知:①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH1=a kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH2=b kJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)　ΔH3=c kJ·mol-1
則CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)的ΔH4為(　　)
A.(-a-b+c) kJ·mol-1　　　　　　　B.(a+b-c) kJ·mol-1
C.(-a+b-c) kJ·mol-1　　　　　　　D.(a-b-c) kJ·mol-1
5.研究表明,利用Ir+可催化消除大氣污染物N2O和CO,簡(jiǎn)化中間反應(yīng)過(guò)程后,相對(duì)能量變化如圖所示。已知CO(g)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱ΔH1=-283 kJ·mol-1,則2N2O(g) 2N2(g)+O2(g)的反應(yīng)熱ΔH為(　　)
A.-152 kJ·mol-1　　　　　　B.-76 kJ·mol-1
C.+76 kJ·mol-1　　　　 　　D.+152 kJ·mol-1
6.(經(jīng)典題)已知下列幾種含碳化合物的轉(zhuǎn)化及能量變化關(guān)系如圖所示。
下列說(shuō)法正確的是(　　)
A.C(s)+2H2(g) CH4(g)　ΔH=+74.8 kJ·mol-1
B.1 mol C(s)完全燃燒可釋放779.7 kJ能量
C.CO的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為ΔH=-110.6 kJ·mol-1
D.1 mol CO(g)具有的能量大于1 mol CO2(g)具有的能量
7.已知:①H2O(g) H2(g)+O2(g)　ΔH=+241.8 kJ/mol
②C(s)+O2(g) CO(g)　ΔH=-110.5 kJ/mol
③C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ/mol
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)
A.上述反應(yīng)中屬于吸熱反應(yīng)的只有反應(yīng)①
B.H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱ΔH=-241.8 kJ/mol
C.CO的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱ΔH=-283 kJ/mol
D.C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g)　ΔH=+131.3 kJ/mol
8.已知:2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-1 452 kJ·mol-1
H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1
下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　)
A.H2(g)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為285.8 kJ
B.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq) BaSO4(s)+2H2O(l)　ΔH=-114.6 kJ·mol-1
C.等質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒,H2(g)放出的熱量多
D.3H2(g)+CO2(g) CH3OH(l)+H2O(l)　ΔH=+131.4 kJ·mol-1
9.已知25 ℃時(shí),某些物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱數(shù)據(jù)如表:
物質(zhì) H2(g) C(石墨,s) C(金剛石,s) C6H6(l)
ΔH/ (kJ·mol-1) -285.8 -393.5 -395.0 -3 267.5
下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是(　　)
A.6C(石墨,s)+3H2(g) C6H6(l)　ΔH=+49.1 kJ·mol-1
B.C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-395.0 kJ·mol-1
C.2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=+285.8 kJ·mol-1
D.C6H6(l)+O2(g) 6CO2(g)+3H2O(g)　ΔH=-3 267.5 kJ·mol-1
10.生產(chǎn)、生活中的化學(xué)反應(yīng)都伴隨能量的變化。回答下列問(wèn)題:
(1)S8分子可形成單斜硫和斜方硫,轉(zhuǎn)化過(guò)程如下:S(單斜,s) S(斜方,s)　ΔH=-0.398 kJ·mol-1,則常溫下,S(單斜)與S(斜方)中較穩(wěn)定的是　　　　[填“S(單斜)”或“S(斜方)”]。
(2)下表中的數(shù)據(jù)表示斷裂1 mol化學(xué)鍵需消耗的能量(即鍵能,單位為 kJ· mol-1):
化學(xué)鍵 H—H H—Cl
鍵能 436 431
熱化學(xué)方程式:H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH=-183 kJ·mol-1,則Cl—Cl鍵的鍵能為　　　　kJ· mol-1。
(3)6.72 L(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)C2H2(g)在O2(g)中完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l),放出389.7 kJ熱量,請(qǐng)寫(xiě)出表示C2H2標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)已知:C(石墨,s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1;
H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1;
CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1。
計(jì)算C(石墨,s)與H2(g)反應(yīng)生成1 mol CH4(g)的ΔH為　　　　kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示)。
(5)由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示。則反應(yīng)過(guò)程中,每生成2 mol N2理論上放出的熱量為　　　　。
(6)由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)Ti的步驟為T(mén)iO2 TiCl4 Ti。
已知:Ⅰ.C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ.2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1
Ⅲ.TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(s)+O2(g)　ΔH=+141 kJ·mol-1
①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=　　　　。
②反應(yīng)TiCl4+2Mg 2MgCl2+Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　。
11.化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中釋放或吸收的熱量在生活、生產(chǎn)、科技及科研中應(yīng)用廣泛。
(1)生活中的冷敷袋是利用　　　　(填“放熱”或“吸熱”)的化學(xué)變化或物理變化。
(2)如圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)過(guò)程中能量變化示意圖,ΔH=　　　　。
(3)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)　ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2(g)　ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又已知③H2O(g) H2O(l)　ΔH=-44 kJ·mol-1,則表示甲醇標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)已知反應(yīng)A+B C+D中A、B、C、D所含能量依次可表示為EA、EB、EC、ED,該反應(yīng)的ΔH=　　　　　　　　。
(5)已知:H2和C3H8的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為ΔH=-285.8 kJ·mol-1和ΔH=-2 219.9 kJ·mol-1,在25 ℃和101 kPa下,H2和C3H8的混合氣體5 mol完全燃燒生成CO2和液態(tài)水,放出6 264.2 kJ的熱量。則混合氣體中H2和C3H8的體積比是　　　　。
答案與分層梯度式解析
專題強(qiáng)化練1　反應(yīng)熱的計(jì)算　蓋斯定律的應(yīng)用
1.A　+H2O(g) CH3CH2OH(g)　ΔH=反應(yīng)物總鍵能之和-生成物總鍵能之和,結(jié)合題表提供的化學(xué)鍵的鍵能計(jì)算ΔH= 615 kJ·mol-1+4×413 kJ·mol-1+2×463 kJ·mol-1-(5×413 kJ·mol-1+ 348 kJ·mol-1+351 kJ·mol-1+463 kJ·mol-1)=-34 kJ·mol-1。A正確。
2.B　25 ℃、101 kPa下,1 mol CH4(g)完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)的反應(yīng)熱為甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱,A項(xiàng)錯(cuò)誤;ΔH2=413 kJ·mol-1×4+ 2x kJ·mol-1-(798 kJ·mol-1×2+463 kJ·mol-1×4)=-b kJ·mol-1,則有x=,B項(xiàng)正確;根據(jù)蓋斯定律,得,H2O(g) H2O(l)　ΔH=(b-a)kJ·mol-1,C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)有4NA個(gè)C—H鍵斷裂時(shí),1 mol CH4反應(yīng),放出a kJ或b kJ熱量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.C　ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能,反應(yīng)S8(s)+P4(s) P4S3(s)　ΔH=×8×a kJ·mol-1+6×b kJ·mol-1-(6×c kJ·mol-1+3× b kJ·mol-1)=(3a+3b-6c)kJ·mol-1,C項(xiàng)正確。
4.A　根據(jù)蓋斯定律,由③-①-②得CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+
2H2(g),則ΔH4=(-a-b+c) kJ·mol-1,A項(xiàng)正確。
方法點(diǎn)撥　將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減,得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式。
5.A　據(jù)題中信息可依次書(shū)寫(xiě)出熱化學(xué)方程式:①CO(g)+O2(g) CO2(g)　ΔH1=-283 kJ·mol-1;②N2O(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g)　ΔH2=-(330+229-123-77)kJ·mol-1=-359 kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律,2×(②-①)得反應(yīng)2N2O(g) 2N2(g)+O2(g) 　ΔH=2(ΔH2-ΔH1)=-152 kJ·mol-1,A正確。
6.C　根據(jù)題圖無(wú)法得出1 mol C(s)完全燃燒釋放的能量,B錯(cuò)誤。根據(jù)圖示可以得出1 mol CO(g)和 mol O2(g)具有的能量大于1 mol CO2(g)具有的能量,但不能得出1 mol CO(g)具有的能量大于1 mol CO2(g)具有的能量,D錯(cuò)誤。
7.B　ΔH>0為吸熱反應(yīng),故反應(yīng)①為吸熱反應(yīng),A項(xiàng)正確;H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ/mol,H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱應(yīng)該是生成液態(tài)水,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,由③-②得反應(yīng)CO(g)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ/mol-(-110.5 kJ/mol)=-283 kJ/mol,故CO的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱ΔH=-283 kJ/mol,C項(xiàng)正確;根據(jù)蓋斯定律,由①+②得反應(yīng)C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g)　ΔH=+131.3 kJ/mol,D項(xiàng)正確。
8.C　根據(jù)第一個(gè)熱化學(xué)方程式得到H2(g)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為ΔH= -285.8 kJ·mol-1,故A錯(cuò)誤;H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq) BaSO4(s)+ 2H2O(l),生成了BaSO4沉淀,會(huì)釋放熱量,因此ΔH≠-114.6 kJ·mol-1,故B錯(cuò)誤;根據(jù)第一個(gè)和第二個(gè)熱化學(xué)方程式,假設(shè)H2(g)和CH3OH(l)的質(zhì)量都是64 g,64 g H2(g)完全燃燒放出的熱量為571.6×16 kJ, 64 g CH3OH(l)完全燃燒放出的熱量為1 452 kJ,則前者放出的熱量多,故C正確;將題述3個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②③,根據(jù)蓋斯定律,①×-②×,得到3H2(g)+CO2(g) CH3OH(l)+H2O(l)　ΔH= -131.4 kJ·mol-1,故D錯(cuò)誤。
9.A　根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的概念可寫(xiě)出①C(石墨,s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1;②H2(g)+O2 H2O(l)　ΔH2=-285.8 kJ·mol-1; ③C6H6(l)+O2(g) 6CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-3 267.5 kJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律,①×6+②×3-③可得6C(石墨,s)+3H2(g) C6H6(l)　ΔH=+49.1 kJ·mol-1,A項(xiàng)正確;石墨和金剛石的化學(xué)式均為C,應(yīng)注明是金剛石,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由于H2(g)+O2 H2O(l)　ΔH2=-285.8 kJ·mol-1,則2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)的ΔH=-2×ΔH2=+571.6 kJ·mol-1,C項(xiàng)錯(cuò)誤;水應(yīng)為液態(tài),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
10.答案　(1)S(斜方)
(2)243
(3)C2H2(g)+O2(g) 2CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-1 299 kJ·mol-1
(4)+(c-2b-a)
(5)278 kJ
(6)①-80 kJ· mol-1　②防止高溫下Mg、Ti與空氣中的O2(或CO2、N2)作用
解析　(1)S(單斜,s) S(斜方,s)　ΔH=-0.398 kJ·mol-1,說(shuō)明S(單斜)比S(斜方)所具有的能量高,能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定,所以S(單斜)與S(斜方)中較穩(wěn)定的是S(斜方)。(2)設(shè)Cl—Cl鍵的鍵能為x,根據(jù)焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,得436 kJ·mol-1+x-431 kJ·mol-1×2=-183 kJ·mol-1,解得x=243 kJ·mol-1。(3)6.72 L C2H2(g)的物質(zhì)的量為0.3 mol,在O2(g)中完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l),放出389.7 kJ熱量,則其標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為C2H2(g)+O2(g) 2CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-1 299 kJ·mol-1。(4)①C(石墨,s)+O2(g) CO2(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1; ②H2(g)+ O2(g) H2O(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1; ③CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律,①+②×2-③得C(石墨,s)+2H2(g) CH4(g)　ΔH=+(c-2b-a) kJ·mol-1。(5)根據(jù)能量變化圖可知,熱化學(xué)方程式為N2O(g)+NO(g) N2(g)+NO2(g)　ΔH=-139 kJ·mol-1,則生成2 mol N2理論上放出的熱量為278 kJ。(6)①根據(jù)蓋斯定律,Ⅰ×2-Ⅱ+Ⅲ得TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(s)+2CO(g)　ΔH=-80 kJ·mol-1。
11.答案　(1)吸熱
(2)-234 kJ·mol-1
(3)CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-764.7 kJ·mol-1
(4)(EC+ED)-(EA+EB)
(5)1∶1
解析　(1)冷敷袋是通過(guò)吸熱使周圍溫度降低。(2)焓變=E1-E2= 134 kJ·mol-1-368 kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1。(3)根據(jù)蓋斯定律,由②×3-①×2+③×2可得所求熱化學(xué)方程式,則甲醇標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-764.7 kJ·mol-1。(4)ΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量=(EC+ED)-(EA+EB)。(5)設(shè)混合氣體中H2的物質(zhì)的量為a mol,C3H8的物質(zhì)的量為(5-a) mol,則285.8a+ 2 219.9(5-a)=6 264.2,解得a≈2.5,則H2和C3H8的體積比約為1∶1。
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