化学反应热的计算高二化学暑假作业（选修）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精知识梳理一。盖斯定律1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热相同。换句话说,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。归纳总结：反应物A变为生成物D，可以有两个途径：=1\＊GB3①由A直接变成D，反应热为△H;=2\＊GB3②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为△H1、△H2、△H3.如下图所示：则有△H=△H1+△H2+△H3盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义.有些反应的反应热虽然无法直接测得,但利用盖斯定律不难间接计算求得。应用盖斯定律进行简单计算的注意事项:⑴当反应方程式乘以或除以某数时，△H也应乘以或除以该数.⑵反应方程式进行加减时，△H也同样进行加减运算，且计算过程中要带“+”“-"。⑶运用盖斯定律进行计算并比较反应热的大小时，同样要把△H看做一个整体.⑷在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的变化，状态由固到液到气变化时，会吸热;反之会放热。⑸当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。运用盖斯定律关键在于分析总反应可由哪些中间过程构成,化简要细心，计算时△H（带“+”“—")也要参与运算。⑹不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立。⑺某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。二、根据反应物和生成物的键能计算反应热：ΔH=反应物的总键能—生成物的总键能⑴计算时一定要注意是什么化学键，单键还双键，一个分子中有多少个共价键。如1molSi晶体中含有2molSi—Si共价键。⑵有时还要利用题目中的条件构造一个新的热化学方程式或关系式，如可根据燃烧热的定义，写出热化学方程式，再结合题目中的热化学方程式,利用盖斯定律进行计算。三、应用盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同。换句话说，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。因为有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，这给测定反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。跟踪练习1．下列有关反应热的叙述中正确的是（）①下表数据可以计算出（g）+3H2（g）→（g）的反应热；共价键C﹣CC═CC﹣HH﹣H键能/（kJ•mol﹣1）348610413436②已知2H2(g）+O2（g)═2H2O(g）△H=﹣483。6kJ•mol﹣1，则氢气的燃烧热为△H=﹣241。8kJ•mol﹣1③由单质A转化为单质B是一个吸热过程，由此可知单质B比单质A稳定④X(g）+Y（g)═Z（g）+W（s）△H＞0，恒温恒容条件下达到平衡后加入X，上述反应的△H增大⑤由盖斯定律,推知在相同条件下，金刚石或石墨燃烧生成1molCO2固体时，放出的热量相等；⑥25℃，101kPa时,1mol碳完全燃烧生成CO2所放出的热量为碳的燃烧热．A。①②③④B。③④⑤C。④⑤D.⑥【答案】D2．SF6是一种优良的气体绝缘材料，分子结构中只存在S-F键.发生反应的热化学方程式为：S(s)＋3F2(g)=SF6（g）ΔH=-1220kJ/mol。已知：1molS(s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F键需吸收的能量为160kJ,则断裂1molS—F键需吸收的能量为（)A。76。67kJB.276。67kJC。130kJD.330kJ【答案】D【解析】S(s）+3F2（g）=SF6（g)△H=—1220kJ/mol，断裂1mol

S-F

键需吸收的能量设为x，得到-1220kJ=280KJ+160kJ×3—6x，x=330kJ，故选D。3．已知乙醇、石墨和氢气的燃烧热分别为a、b、c(均为正值，单位均为kJ·mol－1）。则反应2C(s，石墨）＋2H2（g）＋H2O（l）==C2H5OH（l）的焓变为(）A.（2b＋2c－a)kJ·mol－1B.(b＋c－a)kJ·mol－1C。（a－2b－2c)kJ·mol－1D.(a－2b－c）kJ·mol－1【答案】C【解析】已知乙醇、石墨和氢气的燃烧热分别为a、b、c,则有反应①C2H5OH(l)＋3O2(g）＝2CO2（g）＋3H2O（l）△H＝—a，②C（石墨，s）＋O2（g）＝CO2（g）△H＝—b，③H2（g）＋12O2（g）＝H2O（l）△H＝—c,则根据盖斯定律可知②×2+③×2—①即可得到2C（石墨，s)＋2H2（g）＋H2O（l）＝C2H5OH（l）的△H＝（a－2b－2c)kJ·mol－14．已知：①Zn（s）＋O2（g）＝ZnO（s）ΔH＝－348.3kJ·mol－1②2Ag（s)＋O2（g）＝Ag2O（s)ΔH＝－31。0kJ·mol－1则Zn与Ag2O反应生成ZnO和Ag的热化学方程式为A。Zn（s）＋Ag2O（s)===ZnO（s)＋2Ag(s)ΔH＝＋317。3kJ·mol－1B.Zn＋Ag2O===ZnO＋2AgΔH＝＋317.3kJ·mol－1C.Zn（s）＋Ag2O（s)===ZnO(s）＋2Ag（s）ΔH＝－317.3kJD。2Zn(s)＋2Ag2O(s)===2ZnO(s)＋4Ag（s)ΔH＝－634。6kJ·mol－1【答案】D【解析】根据盖斯定律，用①－②得:Zn（s)＋Ag2O（s)=ZnO（s)＋2Ag（s)ΔH＝－348。3kJ/mol－(－31.0kJ/mol）＝－317.3kJ/mol,C选项单位错误，若增大2倍,则为：2Zn（s)＋2Ag2O(s)===2ZnO（s)＋4Ag(s)ΔH＝－634。6kJ·mol－1，正确.答案选D.5．断裂1mol丙烷分子中所有共价键需要4006kJ的能量，而断裂1mol新戊烷分子中所有共价键需要6356kJ的能量。则C—C键的平均键能为（）A.386kJ/molB。347kJ/molC.368kJ/molD。414kJ/mol【答案】B6．下列描述正确的是（）A。HCl和NaOH反应的中和热△H=﹣57。3kJ/mol，则H2SO4和Ba（OH）2反应生成1molH2O时会放出57.3kJ的热量。B。已知氢氢键键能为akJ/mol,氯氯键键能为bkJ/mol,氢氯键键能为ckJ/mol，则生成1molHCl放出的能量为（a+b-2c）/2kJC.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D.CO（g）的燃烧热是283。0kJ/mol，则2CO2（g）=2CO（g）+O2（g）反应的反应热为：△H=+2×283.0kJ/mol【答案】D7．处理燃烧产生的烟道气CO和SO2,方法之一是在一定条件下将其催化转化为CO2和S。已知：①2CO（g)+O2(g)2CO2(g）∆H＝－566.0kJ/mol②S（g）+O2（g）SO2(g）∆H＝－296.0kJ/mol下列说法中正确的是A.转化①有利于碳参与自然界的元素循环B。转化②中S和O2属于不同的核素C。可用澄清的石灰水鉴别CO2与SO2D.转化的热化学方程式是：2CO（g）+SO2（g）S(s)+2CO2(g）∆H＝+270kJ/mol【答案】A【解析】A。转化①中CO转化为CO2，有利于碳参与自然界的元素循环,A正确；B。转化②中S和O2属于不同的单质,B错误;C.CO2与SO2均能使澄清石灰水变浑浊，因此不能用澄清的石灰水鉴别CO2与SO2，C错误;D。根据盖斯定律可知①－②即得到热化学方程式：2CO（g)+SO2(g）＝S（s)+2CO2(g)∆H＝－270kJ/mol，D错误,答案选A.8．已知C（s)+H2O(g)=CO(g)+H2（g)ΔH=akJ·mol﹣1，2C(s）+O2（g)=2CO（g)ΔH=—220kJ·mol﹣1，H—H、O=O和O—H键能分别为436、496和462kJ·mol﹣1，则a为（）A。-332B。+350C。-130D.+130【答案】D【解析】已知①C（s）+H2O（g)═CO（g)+H2（g)△H=akJ•mol-1＞0，②2C（s）+O2(g）═2CO(g）△H=—220kJ•mol-1；①×2—②得：2H2O（g)═O2(g）+2H2(g)△H=(2a+220）kJ•mol-1＞0，4×462—496-2×436=2a+220，解得a=+130,故选D。9．金属铝分别和O2、O3发生反应生成Al2O3，反应过程和能量关系如下图所示（图中的ΔH表示生成1mol产物的数据）。下列有关说法中不正确的是A.Al（s）与O3(g）反应的热化学方程式为2Al（s)+O3（g)Al2O3（s）ΔH=－1559。5kJ·mol-1B。等质量的O2比O3的能量低C.1molO2完全转化为O3，需吸收142kJ的热量D.给3O2(g)2O3（g）的平衡体系加热，有利于O3的生成【答案】C10．下列说法中正确的是A。电解精炼铜时,将粗铜与电源的负极相连B。当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为吸热反应C.FeCl3(aq）＋3KSCN(aq）3KCl(aq）＋Fe(SCN)3（aq）体系中加入KCl固体，平衡向逆反应方向移动D。1807年,化学家戴维电解熔融氯化钾得到钾，直到现在，工业上依然用电解法制备金属钠、镁、铝等【答案】D【解析】A.电解精炼铜时，将粗铜是阳极，与电源的正极相连,故A错误；B。当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应，故B错误；C．氯离子不参与反应，平衡不移动，故C错误；D。工业上常用电解熔融氯化钾得到钾，故D正确；答案为D。11．用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用如下反应，可实现氯的循环利用：4HCl(g)+O2（g)2Cl2（g)+2H2O（g）△H=-115。6kJ·mol—1下列说法正确的是A.升高温度能提高HCl的转化率B.加入催化剂，能使该反应的焓变减小C。1molCl2转化为2molCl2原子放出243kJ热量D。断裂H2O(g)中1molH-O键比断裂HCl（g）中1molH—Cl键所需能量高【答案】D12.（1)有关键能数据如下表：化学键Si-OO===OSi—Si键能/kJ·mol－1460498.8176晶体硅中Si原子的杂化方式为______，1mol晶体硅中含有______molSi—Si键.晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式为____________(2)假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的是_________。A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B．硅的来源丰富,易于开采，且可再生C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低,容易有效控制D．寻找高效新催化剂，使硅的生产耗能很低，是硅能源开发利用的关键技术（3)工业制备纯硅的反应为2H2（g）＋SiCl4（g）===Si（s)＋4HCl(g）ΔH＝240。4kJ·mol－1，生成的HCl通入100mL2mol·L－1的NaOH溶液恰好反应，则反应过程中吸收的热量为__________kJ.【答案】⑴sp32Si（s)＋O2（g）===SiO2（s)ΔH＝－989。2kJ·mol－1⑵D⑶12.0213．SO2和氮氧化物的转化和综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境.（1)H2还原法是处理燃煤烟气中SO2的方法之一。已知：2H2S（g)+SO2（g)＝3S（s)+2H2O(l)ΔH=akJ·mol-1H2S(g)＝H2（g)+S(s）ΔH=bkJ·mol-1H2O(l)＝H2O(g）ΔH=ckJ·mol-1写出SO2（g)和H2（g）反应生成S(s)和H2O（g）的热化学方程式:____________。(2)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为：2SO2(g）＋O2(g）2SO3（g）.若在T1℃、0。1MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2其中n（SO2）∶n(O2）＝2∶1］，测得容器内总压强与反应时间如图所示。①图中A点时，SO2的转化率为____________.②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率vc（正)与A点的逆反应速率vA（逆）的大小关系为vc(正）______vA③图中B点的压强平衡常数Kp＝_______________（用平衡分压代替平衡浓度计算,分压＝总压×物质的量分数)。（3）利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为90s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图Ⅰ、Ⅱ所示。图Ⅰ图Ⅱ图Ⅲ①由图I知，当废气中的NO含量增加时，宜选用_________法提高脱氮效率。②图Ⅱ中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脱氮的效率，其可能原因为____________.⑷研究表明：NaClO2/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。图Ⅲ所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硫脱硝的影响。①写出废气中的SO2与NaClO2反应的离子方程式：____________________________。②温度高于60℃后，NO去除率随温度升高而下降的原因为_____________________。【答案】⑴SO2（g+2H2（g）=S（s)+2H2O（g)ΔH=（a—2b+2c)kJ·mol—1⑵45％＞24300(MPa）－1⑶好氧硝化Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用⑷2H2O+ClO－2+2SO2=Cl-+2SO42—+4H+温度升高,H2O2分解速率加快图中A点时，气体物质的量0.085，则SKIPIF1〈0=SKIPIF1〈0,x=0.45a，SO2的转化率=SKIPIF1〈0×100％=45％;②图象分析可知，C点是平衡状态,A点反应未达到平衡状态,其中C点的正反应速率vC(正）与A点的逆反应速率vA（逆）的大小关系为vC(正）＞vA（逆)；③③图中B点，依据化学三行列式计算,设氧气消耗物质的量为y，2SO2（g)+O2（g）⇌2SO3起始量（mol)2aa0变化量（mol）2yy2y平衡量(mol）2a﹣2ya﹣y2yB点气体物质的量为0。007，则SKIPIF1〈0=SKIPIF1〈0，y=0。9a，平衡常数K=SKIPIF1〈0=24300(MPa）﹣1；（3)

①由图I知，当废气中的NO含量增加时，脱氮率较高的是好氧硝化法，故宜选用好氧硝化法提高脱氮效率；②图Ⅱ中，Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脱氮的效率；⑷①废气中的SO2与NaClO2反应生成硫酸钠和盐酸，其离子方程式为：2H2O+ClO－+2SO2=Cl—+2SO42-+4H+;②温度高于60℃后,温度升高，H2O2分解速率加快,NO去除率随温度升高而下降.14．C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。（1）CO2的重整：用CO2和H2为原料可得到CH4燃料.已知:CH4（g)+CO2(g）2CO(g)+2H2（g）△H1=+247kJ·mol-1CH4(g)+H2O（g)CO(g）+3H2(g)△H2=+205kJ•mol—1写出CO2重整的热化学方程式_________________。（2）。“亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2。①将烟气通入1。0mol·L—1的Na2SO3溶液,若此过程中溶液体积不变，则溶液的pH不断___________。（填“减小"、“不变”或“增大”)。当溶液pH约为6时，吸收SO2的能力显著下降，应更换吸收剂，此时溶液中c(SO32—)=0.2mol·L—1，则溶液中c（HSO3-）=____________。②室温条件下，将烟气通入（NH4)2SO3溶液中，测得溶液pH与各组分物质的量分数的变化关系如图甲所示。a点时n（HSO3-）：n（H2SO3)=__________，b点时溶液pH=7，则n(NH4+）：n(HSO3—）=___________。(3)催化氧化法去除NO，—定条知下，用NH3消除NO污染，其反应原理为4NH3+6NO5N2+6H2O。不同温度条件下，n(NH3)：n（NO)的物质的量之比分別为4：1、3：3、1：3时，得到NO脱除率曲线如图乙所示：①曲线a中NO的起始浓度为6×10—4mg/m3，从A点到B点经过0。8s，该时间段内NO的脱除速率为__________mg/(m3·s）②曲线b对应NH3与NO的物质的量之比是__________。(4)间接电化学法除NO。其原理如图丙所示，写出电解池阴极的电极反应式(阴极室溶液呈酸性)：________________；吸收池中除去NO的原理：________________(用离子方程式表示）。【答案】⑴CO2(g)+4H2（g）CH4(g）+2H2O(g）ΔH=-163kJ/mol⑵减小1。6mol/L1：13:1⑶1.5×10-43:1⑷2HSO3-+2e—+2H+═S2O42-+2H2O2NO+2S2O42—+2H2O═N2+4HSO3-15．二氧化碳的回收利用是环保和能源领域研究的热点课题。（1）新的研究表明,利用太阳能可以将CO2分解制取炭黑，其原理如右图所示。该过程的能量转化形式为______，在整个过程中，FeO的作用是_________。已知：①2Fe2O4(s）=6FeO(s）+O2（g）ΔH=akJ/mol②C(s）+O2（g）=CO2(g)ΔH=bKJ/mol则过程2的热化学方程式为________。（2)一定温度下，在密闭容器中进行反应CO2（g）+CH4（g）2CO（g)+2H2(g）ΔH〉0，下列说法正确的是________.A.当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应达到平衡状态B。升高温度，加快反应速率,CO2的转化率降低C。增大CO2的浓度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大D.平衡时CO、H2的体积分数不一定相等（3)在2L恒容密闭容器中充入2molCO2和nmolH2，在一定条件下发生反应CO2（g）+3H2（g）CH3COOH（g）+H2O(g），CO2的转化率与温度、投料比的关系如右图所示。①若从反应开始到A点需要10s,则V（H2）