高考化学一轮复习 主题14 化学能与热能5含解析

1、主题14:化学能与热能李仕才考点四盖斯定律及反应热的计算一、反应热大小的比较1.看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:2.看h的符号。比较反应热大小时不要只比较h数值的大小,还要考虑其符号。3.看化学计量数。当反应物和生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的h越小,吸热反应的h越大。4.看反应的程度。对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。【特别提醒】吸、放热反应过程中,比较吸收或放出热量(q)的多少时,只比较数值大小,但比较h大小时,必须带“+”“-”比较,对放热反应,放热越多,h越小;对吸热反应,吸热越多,h越大。二、利用盖斯定律书

2、写热化学方程式1.盖斯定律:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的,即化学反应的反应热只与反应体系的始态、终态有关,而与反应的途径无关。2.书写方法三、反应热的计算1.利用物质能量计算:h=􀰐e(生成物)-􀰐e(反应物)。2.利用键能进行计算:h=􀰐e(反应物键能)-􀰐e(生成物键能)。3.利用活化能(ea)进行计算:h=ea(反应物)-ea(生成物)。4.利用盖斯定律进行计算:对于存在下列关系的反应,h3=h1+h2。1.相同条件下,下列各组热化学方程式(溶液中的反应均是在稀溶液之间进行的)中,

3、h1>h2的是()。a.2h2(g)+o2(g)2h2o(l)h1;caco3(s)cao(s)+co2(g)h2b.h+(aq)+oh-(aq)h2o(l)h1;h+(aq)+nh3·h2o(aq)n(aq)+h2o(l)h2c.s(s)+o2(g)so2(g)h1;s(g)+o2(g)so2(g)h2d.co2(g)co(g)+12o2(g)h1;2co2(g)2co(g)+o2(g)h2【解析】氢气燃烧是放热反应,h1<0,石灰石的分解是吸热反应,h2>0,故h1<h2,a项错误;中和反应放出热量,强酸与强碱反应的中和热数值大于弱碱与强酸反应的中和热数值

4、,故h1<h2,b项错误;气态硫本身所具有的能量高于固态硫,其燃烧时所放出的热量比等量的固态硫放出的热量多,故h1>h2,c项正确;因co燃烧生成co2是放热反应,所以co2分解是吸热反应,h1为正值,前一个反应吸收的热量小于后者,故h1<h2,d项错误。【答案】c2.能源是人类生存和发展的重要支柱。已知下列热化学方程式:2h2(g)+o2(g)2h2o(l)h1=a kj·mol-1h2(g)+12o2(g)2h2o(g)h2=b kj·mol-1c(s)+12o2(g)co(g)h3=c kj·mol-1c(s)+o2(g)co2(g)h4=

5、d kj·mol-1(1)根据以上信息判断,下列说法正确的是。 a.氢气的燃烧热为-a kj·mol-1b.碳的燃烧热为-c kj·mol-1c.无法比较c和d的大小d.12a<b(2)co燃烧的热化学方程式为。 (3)若使1 g h2和28 g co完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为kj。 【解析】(1)氢气的燃烧热是1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,由2h2(g)+o2(g)2h2o(l)h1=a kj·mol-1 可知燃烧热为- kj·mol-1,a项错误;碳的燃烧热是1 mol碳完全燃

6、烧生成二氧化碳放出的热量,由c(s)+o2(g)co2(g)h4=d kj·mol-1可知,碳的燃烧热为-d kj·mol-1,b项错误;依据结合一氧化碳燃烧放热可以比较c和d的大小,焓变为负值,则c>d,c项错误;热化学方程式化学计量数改变,焓变随之改变,2h2(g)+o2(g)2h2o(l)h1=a kj·mol-1,液态水形成气态水吸热,h2(g)+12o2(g)2h2o(g)h2=b kj·mol-1,焓变为负值,则b>12a,d项正确。(2)c(s)+12o2(g)co(g)h3=c kj·mol-1;c(s)+o2(g)

7、co2(g)h4=d kj·mol-1,依据盖斯定律,-得到co燃烧的热化学方程式为co(g)+12o2(g)co2(g)h=(d-c) kj·mol-1。(3)若使1 g h2和28 g co完全燃烧,n(h2)=1g2g·mol-1=0.5 mol,n(co)=28g28g·mol-1=1 mol。2h2(g)+o2(g)2h2o(l)h1=a kj·mol-12a kj0.5 mol0.25a kjco(g)+12o2(g)co2(g)h=(d-c) kj·mol-11(d-c) kj则1 g h2和28 g co完全燃烧最后恢

8、复到室温,放出的热量为-(d-c) kj+(-0.25a) kj=(c-d-) kj。【答案】(1)d(2)co(g)+12o2(g)co2(g)h=(d-c) kj·mol-1(3)c-d-3.在298 k、1.01×105 pa,将22 g co2通入0.75 l 1.0 mol·l-1naoh溶液中充分反应,测得反应放出的热量为a kj。已知该条件下1 mol co2通入1 l 2.0 mol·l-1naoh溶液中充分反应放出的热量为b kj。则co2与naoh反应生成nahco3的热化学方程式为()。a.co2(g)+naoh(aq)nahco3

9、(aq)h=-(2b-a) kj·mol-1b.co2(g)+naoh(aq)nahco3(aq)h=+(4a-b) kj·mol-1c.co2(g)+naoh(aq)nahco3(aq)h=-(4a-b) kj·mol-1d.2co2(g)+2naoh(aq)2nahco3(aq)h=-(8a-2b) kj·mol-1【解析】根据题意,22 g co2通入750 ml 1 mol·l-1 naoh溶液中充分反应,n(co2)=22g44g·mol-1=0.5 mol,n(naoh)=1 mol·l-1×0.75

10、l=0.75 mol。该反应既生成碳酸钠又生成碳酸氢钠,化学方程式为2co2+3naohnahco3+na2co3+h2o,由0.5 mol co2反应放出热量为a kj,则2 mol co2反应放出热量为4a kj,即热化学方程式为2co2(g)+3naoh(aq)nahco3 (aq)+na2co3(aq)+h2o(l)h=-4a kj·mol-1,又1 mol co2通入1 l 2 mol·l-1 naoh溶液中充分反应放出b kj的热量,则热化学方程式为2naoh(aq)+co2(g)na2co3(aq)+h2o(l)h=-b kj·mol-1,由盖斯定律

11、可知,-可得,naoh(aq)+co2(g)nahco3(aq)h=-(4a-b) kj·mol-1。【答案】c4.已知:c(s)+o2(g)co2(g)h1=-396.5 kj·mol-1h2(g)+12o2h2o(g)h2=-241.8 kj·mol-1co(g)+12o2(g)co2(g)h3=-283.0 kj·mol-1根据盖斯定律写出碳单质和水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式:。 【解析】c(s)+o2(g)co2(g)h1=-396.5 kj·mol-1;h2(g)+12o2h2o(g)h2=-241.8 kj·

12、;mol-1;co(g)+12o2(g)co2(g)h3=-283.0 kj·mol-1。根据盖斯定律,-可得,单质碳和水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式为c(s)+h2o(g)co(g)+h2(g)h=+128.3 kj·mol-1 。【答案】c(s)+h2o(g)co(g)+h2(g)h=+128.3 kj·mol-15.已知下列两个热化学方程式:h2(g)+12o2(g)h2o(l)h=-285 kj·mol-1;c3h8(g)+5o2(g)3co2(g)+4h2o(l)h=-2220.0 kj·mol-1。(1)实验测得3 molh2和

13、c3h8的混合气体完全燃烧生成液态水时放热2790 kj,则混合气体中h2和c3h8的体积之比为。 (2)已知:h2o(l)h2o(g)h=+44.0 kj·mol-1。写出丙烷燃烧生成co2和气态水的热化学方程式:。 【答案】(1)21(2)c3h8(g)+5o2(g)3co2(g)+4h2o(g)h=-2044 kj·mol-16.已知下列热化学方程式:fe2o3(s)+3co(g)2fe(s)+3co2(g)h=-24.8 kj·mol-1fe2o3(s)+13co(g)23fe3o4(s)+co2(g)h=-15.73 kj·

14、mol-1fe3o4(s)+co(g)3feo(s)+co2(g)h=+640.4 kj·mol-1则14 g co气体还原足量feo固体得到fe和co2气体时,对应的h为()。a.-218 kj·mol-1b.-109 kj·mol-1c.+218 kj·mol-1d.+109 kj·mol-1【解析】由盖斯定律可知,得到反应co(g)+feo(s)fe(s)+co2(g),所以其反应热h=(-24.8kj·mol-1)×3-(-15.73kj·mol-1)×3-(+640kj·mol-1)&

15、#215;26=-109 kj·mol-1。【答案】b7.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,胆矾分解的热化学方程式为cuso4·5h2o(s)cuso4(s)+5h2o(l)h=q1 kj·mol-1;室温下,溶解1 mol无水硫酸铜时放热q2 kj,则下列说法正确的是()。a.q1>q2b.q1=q2c.q1<q2d.无法比较【解析】胆矾溶于水时溶液温度降低,说明此过程是吸热过程,即cuso4·5h2o(s)cuso4(aq)+5h2o(l)h1>0,cuso4·5h2o(s)cuso4(s)+5h2o(l)h=q1 kj

16、83;mol-1,cuso4(s)cuso4(aq)h=-q2 kj·mol-1<0,-可得,cuso4(s)cuso4(aq)h=(h1-q1) kj·mol-1=-q2 kj·mol-1<0,因此推出q1>q2,故a项正确。【答案】a8.肼(h2nnh2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kj):nn键为942,oo键为500,nn键为154。则断裂1 mol nh键所需的能量(kj)是()。a.194b.391c.516d.658【解析】由图示可知断开1 mol n2h4(g)和1 mol o2中所有化学键需要吸收的总能量为2752 kj-534 kj=2218 kj,则断裂1 mol nh键所需的能量为2218-500-1544 kj=391 kj。【答案】b1.h单位中的“mol-1”并不是指每摩尔具体物质,而是指每摩尔具体反应。2.无论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热h都表示反应进行到底时的能量变化。3.比较h大小时