分层作业4　反应热的计算

分层作业4反应热的计算A级必备知识基础练题组1.盖斯定律的理解及应用1.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,由图判断下列错误的是()A.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4=1B.A→D,ΔH=-ΔH4C.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4=0D.B→D,ΔH=ΔH2+ΔH32.氧化亚铜常用于制船底防污漆,用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O。已知反应:①2Cu(s)+O2(g)2CuO(s)ΔH=-314kJ·mol-1②2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)ΔH=-292kJ·mol-1则CuO(s)+Cu(s)Cu2O(s)的ΔH等于()A.-11kJ·mol-1 B.+11kJ·mol-1C.+22kJ·mol-1 D.-22kJ·mol-13.298K、101kPa时,根据6C(石墨,s)+3H2(g)C6H6(l)(苯)设计的反应路径如下:上述条件下,石墨、氢气、苯的燃烧热依次为ΔH(石墨)、ΔH(H2)、ΔH(C6H6),下列说法正确的是()A.6×ΔH(石墨)+3×ΔH(H2)=ΔH2B.1molC6H6(l)的能量一定高于6molCO2(g)和3molH2O(l)的能量C.1molC6H6(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)的ΔH>ΔH3D.ΔH1=ΔH2+ΔH3题组2.反应热的计算4.已知:①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=akJ·mol-1②2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-220kJ·mol-1H—H、OO和O—H的键能分别为436kJ·mol-1、496kJ·mol-1和462kJ·mol-1,则a为()A.-332 B.-118C.+350 D.+1305.已知软脂酸燃烧的热化学方程式为CH3(CH2)14COOH(s)+23O2(g)16CO2(g)+16H2O(l)ΔH=-9977kJ·mol-1,若该反应中生成89.6L(已换算成标准状况)CO2,则放出的热量为()A.9977kJ B.4988.5kJC.2494.25kJ D.1247.12kJ6.(2024·湖南衡阳三校联考)已知下列反应的热化学方程式:①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1②CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)ΔH2=-870.3kJ·mol-1③H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH3=-285.8kJ·mol则2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的反应热ΔH为()A.-488.3kJ·mol-1B.+488.3kJ·mol-1C.-244.15kJ·mol-1D.+244.15kJ·mol-17.(1)用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)ΔH1=-akJ·mol-1①N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH2=-bkJ·mol-1②若1molNH3还原NO生成N2,则该反应过程中的反应热ΔH3=kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。

(2)已知下列热化学方程式:①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)ΔH1=-25kJ·mol-1②3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH2=-47kJ·mol-1③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)ΔH3=+640kJ·mol-1请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式:。

B级关键能力提升练8.已知下列热化学方程式:①H2O(g)H2O(l)ΔH=Q1kJ·mol-1;②C2H5OH(g)C2H5OH(l)ΔH=Q2kJ·mol-1③C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=Q3kJ·mol-1则C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)的ΔH等于()A.(3Q1+Q2+Q3)kJ·mol-1B.-(3Q1+Q2+Q3)kJ·mol-1C.-(3Q1+Q2-Q3)kJ·mol-1D.(3Q1-Q2+Q3)kJ·mol-19.(2024·山东青岛模拟)下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是()A.ΔH3<0B.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0C.按照Cl、Br、I的顺序,ΔH2依次减少D.一定条件下,拆开1mol气态HX中的化学键需要吸收akJ能量,则该条件下ΔH3=-2akJ·mol-110.(2024·湖北武汉重点校联考)近日,我国科学家在合成气直接制烯烃研究领域获得重大突破。已知:反应①C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH反应②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH2反应③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3=-90.1kJ·mol-1反应④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=-134.0kJ·mol-1反应⑤3CH3OH(g)CH3CHCH2(g)+3H2O(g)ΔH5=-131.0kJ·mol-1下列说法正确的是()A.ΔH1-ΔH2>0B.反应②为放热反应C.3CH3OCH3(g)2CH3CHCH2(g)+3H2O(g)ΔH=+140.0kJ·mol-1D.3CO(g)+6H2(g)H3CHCH2(g)+3H2O(g)ΔH=-301.3kJ·mol-111.(2024·山东聊城模拟)将2molCl2和3molF2置于密闭容器中,在250℃下只发生如下两个放热反应:①F2+Cl22ClFΔH1=akJ·mol-1;②Cl2+3F22ClF3ΔH2=bkJ·mol-1。一段时间后,Cl2和F2恰好全部消耗,共放出303kJ热量。已知:部分化学键的键能如下表所示:化学键F—FCl—ClF—Cl(ClF中)F—Cl(ClF3中)键能157243248x则x的值为()A.172 B.208 C.256 D.37112.(1)水煤气变换反应是工业上的重要反应,可用于制氢。水煤气变换反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·mol-1该反应分两步完成:①3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH1=-47.2kJ·mol-1②2Fe3O4(s)+H2O(g)3Fe2O3(s)+H2(g)ΔH2则ΔH2=kJ·mol-1

(2)已知下列反应的热化学方程式:①C6H5C2H5(g)+212O2(g)8CO2(g)+5H2O(g)ΔH1=-4386.9kJ·mol②C6H5CHCH2(g)+10O2(g)8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=-4263.1kJ·mol-1③H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH3=-241.8kJ·mol计算反应④C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g)的ΔH4=kJ·mol-1。

13.有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源。(1)在101kPa下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,请回答下列问题:①该反应反应物总能量(填“大于”“小于”或“等于”)生成物总能量。

②1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为。

③该反应的热化学方程式为。

④若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量,已知H—O的键能为463kJ·mol-1,OO的键能为498kJ·mol-1,计算H—H的键能为kJ·mol-1。

(2)氢能的储存是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:Mg(s)+H2(g)MgH2(s)ΔH1=-74.5kJ·mol-1;Mg2Ni(s)+2H2(g)Mg2NiH4(s)ΔH2=-64.4kJ·mol-1;Mg2Ni(s)+2MgH2(s)2Mg(s)+Mg2NiH4(s)ΔH3。则ΔH3=。

C级学科素养拔高练14.(1)氨热分解可制氢气。一定条件下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2。相关化学键的键能数据如下:化学键N≡NH—HN—H键能E/(kJ·mol-1)946436.0390.8反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的ΔH=kJ·mol-1。

(2)天然气的主要成分为CH4,一般还含有C2H6等烃类,是重要的燃料和化工原料。乙烷在一定条件可发生反应:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH,相关物质的燃烧热数据如下表所示:物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃烧热-1560-1411-286则ΔH=kJ·mol-1。

(3)基于CuO/Cu2O载氧体的甲烷化学链燃烧技术示意图如下:空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为①2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)ΔH1=-227kJ·mol-1②8CuO(s)+CH4(g)4Cu2O(s)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-348kJ·mol-1则反应CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=kJ·mol-1。

分层作业4反应热的计算1.A解析根据盖斯定律及图示可知,物质A经过一系列转化最终又得到物质A,所以始态和终态相同,反应热为0,则ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4=0,A错误,C正确;A→D与D→A互为逆反应,则根据盖斯定律可得,A→D的ΔH=-ΔH4,B正确;如图所示B→D的ΔH=ΔH2+ΔH3,D正确。2.A解析根据盖斯定律,由12×(①-②)可得目标反应CuO(s)+Cu(s)Cu2O(s)。该反应的ΔH=12×(-314kJ·mol-1)-12×(-292kJ·mol-1)=-11kJ·3.A解析已知:①C(石墨)+O2(g)CO2(g)ΔH(石墨);②H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH(H2)6×①+3×②得:6C(石墨,s)+3H2(g)+152O2(g)6CO2(g)+3H2O(l)ΔH2,则ΔH2=6×ΔH(石墨,s)+3×ΔH(H2),A正确;C6H6(l)与氧气反应生成CO2(g)和H2O(l)是放热反应,说明反应物的总能量高于生成物的总能量,反应物还有O2(g),故不能判断1molC6H6(l)的能量与6molCO2(g)和3molH2O(l)的能量高低,B错误;等物质的量时,C6H6(g)的能量要高于C6H6(l),1molC6H6(g)完全燃烧时放出的能量要多一些,但是ΔH要更小,故1molC6H6(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)的ΔH<ΔH3,C错误;根据题中图像,结合盖斯定律可得,ΔH2=ΔH1+ΔH34.D解析根据盖斯定律由①×2-②可得2H2O(g)2H2(g)+O2(g)ΔH=+(2a+220)kJ·mol-1,则有4×462kJ·mol-1-2×436kJ·mol-1-496kJ·mol-1=(2a+220)kJ·mol-1,解得a=+130。5.C解析标准状况下,89.6LCO2的物质的量为4mol,生成16molCO2时放出的热量为9977kJ,则生成4molCO2时放出的热量为9977kJ×416=2494.25kJ6.A解析分析热化学方程式,根据盖斯定律,由①×2+③×2-②可得2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l),则该反应的反应热ΔH=2ΔH1+2ΔH3-ΔH2=(-393.5kJ·mol-1)×2+(-285.8kJ·mol-1)×2-(-870.3kJ·mol-1)=-488.3kJ·mol-1。7.答案(1)3(2)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)ΔH=-218kJ·mol-1解析(1)根据盖斯定律,由①-②×3可得4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g),该反应的焓变ΔH=ΔH1-3ΔH2=(3b-a)kJ·mol-1,若1molNH3还原NO生成N2,则该反应过程中的反应热ΔH3=3b-a4kJ(2)根据盖斯定律,由①×12-②×16-③×13可得FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)ΔH=-218kJ·8.D解析分析已知热化学方程式,根据盖斯定律,由3×①-②+③可得C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l),则有ΔH=3×ΔH1-ΔH2+ΔH3=(3Q1-Q2+Q3)kJ·mol-1。9.B解析形成化学键放出能量,则2H(g)+2X(g)2HX(g)的ΔH3<0,A正确;由盖斯定律可知,ΔH1=ΔH2+ΔH3,则ΔH1-ΔH2-ΔH3=0,B错误;由于键能:Cl—Cl>Br—Br>I—I,断裂化学键时吸收能量,则吸收的能量逐渐减小,所以途径Ⅱ吸收的热量依次减小,即ΔH2依次减小,C正确;一定条件下,拆开1mol气态HX需要吸收akJ能量,即形成1molHX放出热量是akJ,因此形成2molHX放出热量为2akJ,该条件下ΔH3=-2akJ·mol-1,D正确。10.C解析根据盖斯定律,由①-②可得H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=ΔH1-ΔH2,而该反应为放热反应,则有ΔH<0,从而推知ΔH1-ΔH2<0,A错误;反应②中C(s)与H2O(g)在高温下反应生成CO(g)和H2(g),该反应为吸热反应,B错误;根据盖斯定律,由⑤×2-④×3可得3CH3OCH3(g)2CH3CHCH2(g)+3H2O(g),该反应的ΔH=(-131.0kJ·mol-1)×2-(-134.0kJ·mol-1)×3=+140.0kJ·mol-1,C正确;根据盖斯定律,由③×3+⑤可得3CO(g)+6H2(g)CH3CHCH2(g)+3H2O(g),则有ΔH=(-90.1kJ·mol-1)×3+(-131.0kJ·mol-1)=-401.3kJ·mol-1,D11.A解析根据反应热与键能的关系,结合表中数据可得:ΔH1=(157+243)kJ·mol-1-2×248kJ·mol-1=-96kJ·mol-1=akJ·mol-1,ΔH2=(243+157×3)kJ·mol-1-2×3x=(714-6x)kJ·mol-1=bkJ·mol-1,则有a=-96、b=714-6x。假设参与反应①的Cl2为mmol,同时消耗mmolF2,则剩余Cl2为(2-m)mol,剩余F2为(3-m)mol,由于Cl2和F2恰好全部消耗,结合反应②可得:(2-m)mol(3-m)mol=13,解得m=1.5。由于共放出303kJ热量,则有1.5mol×96kJ·mol-1+0.5mol×(612.答案(1)+6(2)+118解析(1)根据盖斯定律,反应②=水煤气变换反应-反应①,则有ΔH2=ΔH-ΔH1=(-41.2kJ·mol-1)-(-47.2kJ·mol-1)=+6kJ·mol-1