1.3化学反应热的计算
一、选择题(本题包括13小题，每小题4分，共52分)1．下列关于盖斯定律描述不正确的是()A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态与终态有关，也与反应的途径有关B．盖斯定律遵守能量守恒定律C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热【答案】A332．已知：Fe2O3(s)＋C(s)===CO2(g)＋2Fe(s)ΔH＝＋234.1kJ·mol－122C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－13则2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是()2A．－824.4kJ·mol－1B．－627.6kJ·mol－1C．－744.7kJ·mol－1D．－169.4kJ·mol－1【答案】A【解析】根据盖斯定律由已知的热化学方程式乘以相应的数值进行加减，来构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的数值进行加减。33－1已知：(1)Fe2O3(s)＋C(s)===CO2(g)＋2Fe(s)ΔH＝＋234.1kJ·mol22(2)C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－133由盖斯定律(2)×－(1)，得：2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)ΔH＝(－393.5kJ·mol－2231－1－1)×－234.1kJ·mol＝－824.35kJ·mol，故选A。23．已知①C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH1＝－Q1kJ·mol－1；②C2H5OH(g)===C2H5OH(l)ΔH2＝－Q2kJ·mol－1；③H2O(g)===H2O(l)ΔH3＝－Q3kJ·mol－1；若使23g液体酒精完全燃烧，恢复到室温，则放出的热量(kJ)为()A．Q1＋Q2＋Q3B．0.5Q1－0.5Q2＋1.5Q3C．0.5(Q1＋Q2＋Q3)D．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3【答案】B【解析】根据盖斯定律，由①－②＋③×3，得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)－1ΔH＝－(Q1－Q2＋3Q3)kJ·mol，所以23g液体酒精完全燃烧，恢复到室温，放出的热量为(0.5Q1－0.5Q2＋1.5Q3)kJ。4.盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关。物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是()A．A→F：ΔH＝－ΔH6B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1C．C→F：|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|D．|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|1【答案】B【解析】要注意箭头的方向。A项是由A→F，从图中可以看出F→A的ΔH＝ΔH6，所以A→F的ΔH＝－ΔH6；B项，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，所以B项错误；C项是由C→F，其ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，与式子ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0联立可知其与ΔH1＋ΔH2＋ΔH6的值互为相反数，其绝对值是相等的，C项正确；D项中其表达的意义和C项相同。5．火箭发射时可用肼(N2H4)作燃料，以二氧化氮作氧化剂，它们相互反应生成氮气和水蒸气。已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋67.7kJ/ml②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ/mol则1mol气体肼和NO2完全反应时放出的热量为()A．100.3kJB．567.85kJC．500.15kJD．601.7kJ【答案】B【解析】根据盖斯定律：令②×2－①得：2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH－1＝－1135.7kJ·mol，则1mol气体肼和NO2完全反应时放出的热量为567.85kJ。6．已知1mol白磷转化为红磷时放出18.39kJ的热量。在下列两个反应中：①4P(白磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)ΔH＝－akJ/mol(a>0)②4P(红磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)ΔH＝－bkJ/mol(b>0)a和b的关系为()A．abD．无法确定【答案】C【解析】此题可利用盖斯定律法进行比较，令①－②，整理，得4P(白磷，s)===4P(红磷，s)ΔH＝b－akJ/mol。根据题中信息可知，白磷转化为红磷时会放出热量，故b－a<0，即a>b。【点拨】盖斯定律法比较ΔH大小，是指比较两个热化学方程式相减所得物质变化或新的热化学方程式的ΔH是大于0还是小于0，可以用来判断原来两个反应的ΔH的大小。7．已知热化学方程式：①C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1②C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2－1③C(石墨，s)===C(金刚石，s)ΔH＝＋1.9kJ·mol下列说法正确的是()A．石墨转化为金刚石的反应是吸热反应B．金刚石比石墨稳定C．ΔH3＝ΔH1－ΔH2D．ΔH1>ΔH2【答案】A【解析】由ΔH3＝＋1.9kJ·mol－1>0得出结论：反应③为吸热反应，石墨具有的能量低于金刚石，石墨比金刚石稳定，故A项正确，B项错误。由盖斯定律可得ΔH3＝ΔH2－ΔH1，因ΔH3>0，所以ΔH2>ΔH1，故C、D两项错误。【点拨】物质具有的能量越低越稳定。8．已知3.6g碳在6.4g氧气中燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量akJ。又知道12.01g碳完全燃烧，放出热量为bkJ，则热化学方程式C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH，其中ΔH2等于()A．－(a－b)kJ/mol2B．－(a＋b)kJ/molC．－(5a－0.5b)kJ/molD．－(10a－b)kJ/mol【答案】C【解析】n(C)＝3.6g÷12g/mol＝0.3mol，n(O2)＝6.4÷32g/mol＝0.2mol。由以上数据可知C燃烧产物为CO和CO2的混合物，由题意得：n(CO2)＋n(CO)＝0.3mol①，2n(CO2)＋n(CO)＝0.2mol×2②。解①②组成的方程组得，n(CO)＝0.2mol，n(CO2)＝0.1mol。根据题意得两个热化学方程式：①3C(s)＋2O2(g)===2CO(g)＋CO2(g)ΔH＝－10a1kJ·mol－1②C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－bkJ·mol－1，则(①－②)得：C(s)＋21O2(g)===CO(g)ΔH＝－(5a－0.5b)kJ·mol－1。29．(双选)S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。已知：①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－297.16kJ·mol－1②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1③S(单斜，s)===S(正交，s)ΔH3下列说法正确的是()A．ΔH3＝＋0.33kJ·mol－1B．同素异形体间的转化属于化学变化C．S(单斜，s)===S(正交，s)ΔH3<0，正交硫比单斜硫稳定D．S(单斜，s)===S(正交，s)ΔH3>0，单斜硫比正交硫稳定【答案】BC10．键能是指断开1mol共价键吸收的能量或形成1mol共价键放出的能量，已知H—H11－1－1键能为436kJ·mol，H—Cl键能为431kJ·mol，H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)ΔH＝－22akJ·mol－1则Cl—Cl键能为()－1A．(2a－426)kJ·molB．(426－a)kJ·mol－1C．(426－2a)kJ·mol－1D．(426＋a)kJ·mol－1【答案】C11－1【解析】由H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)ΔH＝－akJ·mol，知H2(g)＋22－1－1Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH＝－2akJ·mol－1，则436kJ·mol＋E(Cl—Cl)－431kJ·mol×2－1－1＝－2akJ·mol，故Cl—Cl键能为(426－2a)kJ·mol.－111．已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1kJ·mol；HCl(aq)与NaOH(aq)反－1应的ΔH＝－55.6kJ·mol。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于()A．－67.7kJ·mol－1B．－43.5kJ·mol－1C．＋43.5kJ·mol－1D．＋67.7kJ·mol－1【答案】C－－【解析】根据题意可得如下热化学方程式：HCN(aq)＋OH(aq)===CN(aq)＋H2O(l)ΔH＝－12.1kJ·mol－1，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－55.6kJ·mol－1，依据盖斯＋－－1－1定律得到HCN(aq)===H(aq)＋CN(aq)ΔH＝(－12.1kJ·mol)－(－55.6kJ·mol)＝－1＋43.5kJ·mol。－112．已知：H2O(g)===H2O(l)ΔH＝Q1kJ·molC2H5OH(g)===C2H5OH(l)ΔH＝Q2kJ·mol－1C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝Q3kJ·mol－13若使46g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)kJB．0.5(Q1＋Q2＋Q3)kJC．(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3)kJD．－(3Q1－Q2＋Q3)kJ【答案】D【解析】46g酒精为1mol，由盖斯定律和题意可得，乙醇燃烧的热化学方程式：C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol－1，故其放出的热量为－(3Q1－Q2＋Q3)kJ。13．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－11CO(g)＋O2(g)===CO2(g)2ΔH＝－282.8kJ·mol－1现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2L(标准状况)，经完全燃烧后放出的总热量为710.0kJ，并生成18g液态水，则燃烧前混合气体中CO的体积分数为()A．80%B．50%C．60%D．20%【答案】B67.2L【解析】标准状况下混合气体的物质的量为＝3mol，其中H2有－122.4L·mol18g571.6kJ＝1mol,1molH燃烧生成液态水时放热＝285.8kJ。CO燃烧时放出218g·mol－12424.2kJ的热量为710.0kJ－285.8kJ＝424.2kJ(CO2不燃烧)，故n(CO)＝＝1.5－1282.8kJ·mol1.5molmol。CO的体积分数为×100%＝50%。3mol二、非选择题(本题包括4小题，共48分)14．(12分)1840年，瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。按此规律，结合下述反应方程式，回答问题。已知：①NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)ΔH＝－176kJ·mol－1②NH3(g)＋H2O(l)===NH3·H2O(aq)ΔH＝－35.1kJ·mol－1③HCl(g)＋H2O(l)===HCl(aq)ΔH＝－72.3kJ·mol－1④NH3·H2O(aq)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq)ΔH＝－52.3kJ·mol－1⑤NH4Cl(s)＋2H2O(l)===NH4Cl(aq)ΔH＝Q则第⑤个方程式中的反应热是________。【答案】＋16.3kJ·mol－1【解析】虚拟路径法：设计反应的虚拟过程4则有：－35.1kJ·mol＋(－72.3kJ·mol)＋(－52.3kJ·mol)＋176kJ·mol＝ΔHΔH＝＋16.3kJ·mol－1。15．(12分)氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。－1－1－1－1(1)上图是N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量的变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若已知下列数据：化学键H—HN≡N－键能/kJ·mol4359431试根据表中及图中数据计算N—H的键能：________kJ·mol。(3)用NH3催化还原NOx，还可以消除氮氧化物的污染。已知：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)ΔH1＝－akJ·mol－1①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH2＝－bkJ·mol－1②－1求：若1molNH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝________kJ·mol(用含a、b的式子表示)。3b－a－1【答案】(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol(2)390(3)416．(12分)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时，立即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量液态双氧水反应，生成水蒸气和氮气，放出256.652kJ的热量。(1)反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。－1(2)已知H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol，则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________kJ。(3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)发射卫星可用肼为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)5－1ΔH＝＋67.7kJ·mol－1①N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ·mol－1②肼和二氧化氮反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。－1【答案】(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.63kJ·mol3(2)408.815(3)产物不会造成环境污染(4)N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝2－1－567.85kJ·mol【解析】(1)0.4molN2H4反应放热256.652kJ，则1molN2H4反应应放热641.63kJ。(2)16gN2H4的物质的量为0.5mol。由方程式知生成水的物质的量n(H2O)＝0.5mol×4＝2mol，则16gN2H4与H2O2反应生成H2O(l)放热为641.63kJ×0.5mol＋2mol×44kJ·mol－1＝408.815kJ。(3)产物为N2(g)和H2O，无污染。(4)由所提供方程式，利用盖斯定律，将②－①÷2可得肼和二氧化氮反应的热化学方程式。17．(12分)氢气是一种清洁能源，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)ΔH＝＋206.2kJ·mol－1CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.4kJ·mol－12H2S(g)===2H2(g)＋S2(g)ΔH＝＋169.8kJ·mol－1(1)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CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为________________________________________________________________________。(2)H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例的空气，使部分H2S燃烧，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是________________________________________________________________________。【答案】(1)CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝＋165.0kJ·mol(2)为H2S热分解反应提供能量(3)H、O【解析】本题是以新能源为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式的书写、读图、读表的综合题。是把化学知识具体运用的典型试题。(1)利用盖斯定律即可得出；(2)H2S热分解制氢属于吸热反应，需要提供能量；(3)高温下，水的分解化学键断裂先生成H和O，H结合生成H2，O结合生成O2，由水的分子式可知n(H)是n(O)的2倍，故A为H，B为O。－16