1、第2课时热化学方程式与盖斯定律基础过关练 题组一热化学方程式的意义1.(2020吉林公主岭高二期中)下列说法中正确的是()A.H0表示放热反应,HH2的是()C(s)+O2(g) CO2(g)H1C(s)+1/2O2(g) CO(g)H2S(s)+O2(g) SO2(g)H1S(g)+O2(g) SO2(g)H2H2(g)+1/2O2(g) H2O(l)H12H2(g)+O2(g) 2H2O(l)H2CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)H1CaO(s)+H2O(l) Ca(OH)2(aq)H2A.B.C.D.6.(2019山东菏泽第一中学期末)已知热化学方程式:H+(aq)+OH-(a
2、q) H2O(l)H1=-57.3 kJmol-1;浓硫酸与稀NaOH溶液反应:12H2SO4(aq)+NaOH(aq) 12Na2SO4(aq)+H2O(l)H2=m,下列说法正确的是()A.m0B.H1H2C.H2=-57.3 kJmol-1D.|H1|H2|题组四反应热的简单计算7.(2020江西上饶中学高二月考)已知:1 mol晶体硅中含有2 mol SiSi键;Si(s)+O2(g) SiO2(s)H,其反应过程与能量变化如图所示;(a、b、c均大于0)化学键SiOOOSiSi断开1 mol共价键所需能量/kJ460500176下列说法正确的是()A.晶体硅光伏发电是将化学能转化成了
3、电能B.二氧化硅的稳定性小于硅的稳定性C.H=-988 kJmol-1D.H=(a-c)kJmol-18.(2020海南东方八所中学月考)已知在1105 Pa、298 K条件下,1 g氢气完全燃烧生成水蒸气放出121 kJ的热量,下列热化学方程式正确的是()A.H2O(g) H2(g)+12O2(g)H=+242 kJ/molB.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)H=-484 kJ/molC.H2(g)+12O2(g) H2O(g)H=+242 kJ/molD.2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=+484 kJ/mol题组五活化能与焓变的有关计算9.H2与ICl的反应分、两步进行
4、,其能量变化如图所示,下列有关说法错误的是()A.反应、反应均为放热反应B.反应、反应均为氧化还原反应C.反应比反应的速率慢,与相应正反应的活化能无关D.反应、反应的焓变之和H=-218 kJmol-110.某反应过程中体系的能量变化如图所示,下列说法错误的是()A.反应过程可表示为A+BC(反应物) ABC(过渡态) AB+C(生成物)B.E1为反应物的总能量与过渡态的能量差,称为正反应的活化能C.正反应的热效应H=E1-E20,所以正反应为放热反应D.此图中逆反应的热效应H=E1-E2H2,H2异丁烷C.乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g) 4CO2(g)+6H2O(g)
5、H=-1 560.8 kJmol-1D.相同质量的不同烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越多题组二反应热的简单计算3.(2020安徽六安舒城中学期末,)某反应由两步反应ABC构成,反应过程中的能量变化曲线如图所示(E1、E3表示两反应的活化能)。下列有关叙述正确的是()A.两步反应均为吸热反应B.三种化合物的稳定性:BACC.加入催化剂不改变反应的焓变,但能提高转化率D.整个反应的H=E1-E24.(2020山东安丘一中月考,)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、1 mol ClOx-(x=1,2,3,4)的能量(kJ/mol)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是()A.e是ClO
6、3-B.b a+c反应的活化能为60 kJ/molC.a、b、c、d、e中c最稳定D.b a+d反应的热化学方程式为3ClO-(aq) ClO3-(aq)+2Cl-(aq)H=-116 kJ/mol5.()已知:P4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g)H=a kJmol-1,P4(g)+10Cl2(g) 4PCl5(g)H=b kJmol-1,P4具有正四面体结构(如图),PCl5中PCl键的键能为c kJmol-1,PCl3中PCl键的键能为1.2c kJmol-1。下列叙述正确的是()A.PP键的键能大于PCl键的键能B.可求Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(s)的反应热C.Cl
7、Cl键的键能为b-a+5.6c4 kJmol-1D.PP键的键能为5a-3b+12c8 kJmol-1题组三热化学方程式与盖斯定律6.(2019吉林公主岭高二上期末,)在298 K、1.01105 Pa下,将22 g CO2通入750 mL 1 molL-1 NaOH溶液中充分反应,测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下,1 mol CO2通入1 L 2 molL-1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量,则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是(深度解析)A.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq)H=-(2y-x)kJmol-1B.CO2(g)+NaO
8、H(aq) NaHCO3(aq)H=-(2x-y)kJmol-1C.CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq)H=-(4x-y)kJmol-1D.2CO2(g)+2NaOH(l) 2NaHCO3(l)H=-(8x-2y)kJmol-17.(2020浙江诸暨中学阶段性考试,)氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是()A.已知HF气体溶于水放热,则HF的H1H3B.H4=2H3-2H2-H1C.1 mol O2(g)和2 mol H2(g)具有的总能量高于2 mol H2O(g)具有的总能量D.联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热10.()甲醇作为燃料,在化石能源和
9、可再生能源时期均有广泛的应用前景。.甲醇可以替代汽油和柴油作内燃机燃料。(1)汽油的主要成分之一是辛烷C8H18(l)。已知:25 、101 kPa时,1 mol C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出5 518 kJ热量。该反应的热化学方程式为。(2)已知:25 、101 kPa时,CH3OH(l)+32O2(g) CO2(g)+2H2O(l)H=-726.5 kJ/mol。相同质量的甲醇CH3OH(l)和辛烷C8H18(l)分别完全燃烧时,放出热量较多的是。(3)某研究者分别以甲醇和汽油作燃料,实验测得在发动机高负荷工作情况下,汽车尾气中CO的百分含量与汽车的加速性能的关系
10、如下图所示。根据图信息分析,与汽油相比,甲醇作为燃料的优点是。.甲醇的合成(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如下图所示。补全上图:图中A处应填入。该反应需要加入铜锌基催化剂。加入催化剂后,该反应的H(填“变大”“变小”或“不变”)。(5)已知:CO(g)+12O2(g) CO2(g)H1=-283 kJ/molH2(g)+12O2(g) H2O(g)H2=-242 kJ/molCH3OH(g)+32O2(g) CO2(g)+2H2O(g)H3=-676 kJ/mol以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),该反应的H=
11、kJ/mol。答案全解全析基础过关练1.B2.B3.D5.B6.B7.C8.A9.C10.D11.B12.A1.B放热反应的焓变小于0,吸热反应的焓变大于0,故H0表示吸热反应,H0表示放热反应,A错误;热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,不表示分子数,所以可用分数表示,B正确;中和热是指稀的强酸和强碱溶液反应生成1 mol水时所放出的热量,而1 mol硫酸和1 mol氢氧化钡反应时生成了2 mol水,还生成了BaSO4沉淀,故此时放出的热量不是中和热,C错误;燃烧热是指在101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,此时生成的水必须为液态,而1 mol氢气和0.
12、5 mol氧气反应生成的水的状态未知,故放出的热量不一定是燃烧热,D错误。2.B中和热是指在稀溶液中强酸和强碱反应产生1 mol水时放出的热量,所以H2SO4和NaOH反应的中和热与HCl和NaOH反应的中和热相同,都是H=-57.3 kJ/mol,A项错误;CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol,表示101 kPa下,1 mol CO完全燃烧产生CO2(g)放出的热量是283.0 kJ,则反应2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)的H=+(2283.0)kJ/mol,B项正确;101 kPa下,1 mol甲烷完全燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热,C项错误;由于醋酸是
13、弱酸,电离吸收热量,故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水时放出的热量小于57.3 kJ,D项错误。3.D化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,断裂化学键需要吸收能量,形成化学键要释放能量,反应H2O(g) H2(g)+12O2(g)的H=2463 kJmol-1-436 kJmol-1-495 kJmol-12=+242.5 kJmol-1,化学反应逆向进行,反应热数值的绝对值不变,符号相反;化学计量数加倍,反应热加倍,则2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=-485 kJmol-1,选D。知识总结热化学方程式书写的“特殊性”热化学方程式中不用标明反应条件(如“加热”“
14、高温”“催化剂”等)。热化学方程式中不用“”“”来标记气体生成物和难溶生成物。热化学方程式中一般用“”。热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应,若化学计量数加倍,则H的数值也要加倍。4.答案(1)N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)H=-534.4 kJmol-1(2)C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)H=-1 367 kJmol-1解析(1)2.0 g肼气体在氧气中完全燃烧生成氮气和水蒸气时放出33.4 kJ热量,则表示肼燃烧的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)H=-534.4 kJmol-1。(2
15、)通过燃烧的产物可知该有机物中肯定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素。n(H2O)=2.7 g18 gmol-1=0.15 mol,n(H)=0.3 mol,m(H)=0.3 g,n(CO2)=2.24 L22.4 Lmol-1=0.1 mol,n(C)=0.1 mol,m(C)=1.2 g,则碳元素和氢元素的质量之和是0.3 g+1.2 g=1.5 g2.3 g,故该有机物中还含有氧元素,氧元素的质量是2.3 g-1.5 g=0.8 g,n(O)=0.05 mol,从而可确定该有机物的分子式为C2H6O,该液态有机物为C2H5OH,故该反应的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g) 2
16、CO2(g)+3H2O(l)H=-1 367 kJmol-1。5.B1 mol碳完全燃烧放出的热量比不完全燃烧多,由于焓变是负值,故H1H2,正确;消耗的氢气越多,放出的热量越多,由于焓变是负值,故H1H2,正确;碳酸钙分解吸热,氧化钙与水反应放热,所以H1H2,正确,故选B。6.B浓硫酸与稀NaOH溶液的反应为放热反应,A不正确;由于该反应的焓变为负值,浓硫酸稀释时放热,故H1H2,B正确;浓硫酸稀释时放热,故H2-57.3 kJmol-1,C不正确;|H1|0,D项错误。11.B根据题给图示可知,HCO3-(aq)和H+(aq)的总能量小于CO2(g)和H2O(l)的总能量,则反应HCO3
17、-(aq)+H+(aq) CO2(g)+H2O(l)为吸热反应,故A错误;根据题给图示,结合盖斯定律可知,CO32-(aq)+2H+(aq) CO2(g)+H2O(l)H=H1+H2+H3,故B正确;根据题给图示可知,H10,H20,H1H2,故C错误;使用催化剂,反应热不变,故D错误。12.A根据题图可知,CO(g)和O2(g)反应生成CO2(g)的热化学方程式为CO(g)+12O2(g) CO2(g)H=-282.9 kJmol-1或2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)H=-565.8 kJmol-1,故A错误;C(s)和O2(g)反应生成CO(g),此反应属于放热反应,因此相同条件下
18、,1 mol C(s)和0.5 mol O2(g)的总能量高于1 mol CO(g)的能量,故B正确;根据题图可知,C(s)CO(g)的热化学方程式为2C(s)+O2(g) 2CO(g)H=-(393.5-282.9)2 kJmol-1=-221.2 kJmol-1,故C正确;由题图可知CO2(g)分解为C(s)和O2(g)的反应是吸热反应,故D正确。13.答案(1)283.0 kJmol-1(2)631.75 kJ(3)-41.3 kJmol-1(4)CH3OCH3(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)H=-1 455 kJmol-17.275 kJ解析(1)由2CO(g)+O
19、2(g) 2CO2(g)H1=-566.0 kJmol-1可知,2 mol CO完全燃烧生成CO2(g)时放出566.0 kJ的热量,所以1 mol CO完全燃烧生成CO2(g)时放出283.0 kJ的热量,CO的燃烧热为283.0 kJmol-1。(2)若1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的热量,设1 mol NO(g)分子中化学键断裂时需吸收的热量为x kJ,由N2(g)+O2(g) 2NO(g)H2=946 kJmol-1+498 kJmol-1-2x kJmol-1=+180.5 kJmol-1,解得x=631.75,
20、所以1 mol NO(g)分子中化学键断裂时需吸收的热量为631.75 kJ。(3)已知:i.3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)H=-246.4 kJmol-1ii.2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)H1=-205.1 kJmol-1根据盖斯定律,i-ii可得:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)H2=H-H1=-246.4 kJmol-1-(-205.1 kJmol-1)=-41.3 kJmol-1。(4)已知CH3OCH3(g)的燃烧热为1 455 kJmol-1,则表示其燃烧热的热化学方程式为CH3OCH3(g)+3O
21、2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)H=-1 455 kJmol-1;100 mL 0.2 molL-1NaOH溶液中含氢氧化钠0.02 mol,若二甲醚燃烧生成的CO2恰好能被100 mL 0.2 molL-1NaOH溶液吸收生成Na2CO3,需消耗0.01 mol二氧化碳,则燃烧过程中放出的热量为1 455 kJmol-10.005 mol=7.275 kJ。能力提升练1.B2.A3.B4.D5.C6.C7.D8.C9.A1.B醋酸是弱电解质,化学式不能拆开,且醋酸是弱酸,电离吸热,故稀醋酸与0.1 molL-1 NaOH溶液反应生成1 mol水时放出的热量小于57.3 kJ,A项错误
22、;17.6 g硫化亚铁的物质的量为0.2 mol,生成0.2 mol FeS时放出的热量为19.12 kJ,故生成1 mol FeS时放出的热量为95.6 kJ,B项正确;燃烧热是指101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,故1 mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量为285.5 kJ,则电解1 mol H2O(l)时要吸收285.5 kJ热量,热化学方程式为2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)H=+285.52 kJmol-1=+571 kJmol-1,C项错误;碳的燃烧热是1 mol C(s)完全燃烧生成CO2(g)时放出的热量,D项错误。2.A正戊烷与2
23、-甲基丁烷互为同分异构体,正丁烷与异丁烷互为同分异构体且正丁烷的燃烧热大于异丁烷的燃烧热,由此可得正戊烷的燃烧热大于2-甲基丁烷的燃烧热,A项正确;根据燃烧热的数据可知热稳定性:正丁烷异丁烷,B项错误;燃烧热是指在101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,选项中的方程式中乙烷的化学计量数为2,且水不是液态,C项错误;相同质量的烃,含氢量越高,燃烧放出的热量越多,D项错误。3.BAB的反应为吸热反应,BC的反应为放热反应,A错误;物质的能量越低越稳定,所以三种化合物的稳定性:BACl,因此PP键键长大于PCl键键长,则PP键键能小于PCl键键能,故A错误;利用盖斯定律
24、,结合题中给出的两个热化学方程式可得:Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(g)H=b-a4 kJmol-1,但不知道PCl5(g) PCl5(s)的H,因此无法求出Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(s)的H,B错误;根据Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(g)H=b-a4 kJmol-1,可得E(ClCl)+31.2c kJmol-1-5c kJmol-1=b-a4 kJmol-1,E(ClCl)=b-a+5.6c4 kJ mol-1,故C正确;由P4是正四面体可知1个P4中含有6个PP键,由题意得6E(PP)+10b-a+5.6c4 kJmol-1-45c kJmol-1=b
25、kJmol-1,解得E(PP)=5a-3b+12c12 kJmol-1,故D错误。6.C根据题意可知,n(CO2)=0.5 mol,n(NaOH)=1 molL-10.75 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+3NaOH NaHCO3+Na2CO3+H2O,0.5 mol CO2反应放出的热量为x kJ,则2 mol CO2反应放出的热量为4x kJ,即热化学方程式为2CO2(g)+3NaOH(aq) NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)H=-4x kJmol-1,又1 mol CO2通入1 L 2 molL-1 NaOH溶液中充分
26、反应放出y kJ的热量,热化学方程式为2NaOH(aq)+CO2(g) Na2CO3(aq)+H2O(l)H=-y kJmol-1,根据盖斯定律,由-可得CO2(g)+NaOH(aq) NaHCO3(aq)H=-(4x-y)kJmol-1,故C正确。方法点拨本题涉及盖斯定律的运算,运用盖斯定律快速解决焓变的方法:(1)定物质。看总反应中的物质在已知的哪个方程式中出现。(2)定方向。看总反应中的这个物质和已知方程式中的这个物质是否在等号的同一边,在同一边时计算用“+”,不在同一边的用“-”。(3)定化学计量数。看总反应中的这个物质的化学计量数和已知方程式中的化学计量数是否一致,若不一致,需要换算
27、成一致,焓变带着符号,也作相应的变化。(4)最后整合在一起计算即可。7.D因为HF气体溶于水放热,所以HF气体溶于水的逆过程吸热,即HF的H10,故A错误;因为HCl比HBr稳定,所以相同条件下HCl的H2比HBr的大,故B错误;H3+H4表示H(g)H+(aq)的焓变,与是HCl的还是HI的无关,故C错误;一定条件下,气态原子形成1 mol HX键放出a kJ能量,则断开1 mol HX键形成气态原子需要吸收a kJ的能量,即H2=+a kJ/mol,故D正确。8.C过程中每消耗232 g(1 mol) Fe3O4生成0.5 mol O2,反应转移电子0.5 mol4=2 mol,故A正确;
28、利用盖斯定律,结合题给两个热化学方程式可得过程反应的热化学方程式:3FeO(s)+H2O(l) H2(g)+Fe3O4(s)H=(+571.0 kJ/mol)12-(+313.2 kJ/mol)12=+128.9 kJ/mol,故B正确;过程和过程发生的反应都是吸热反应,过程中能量转化的形式是太阳能转化为热能、热能转化为化学能,过程中能量转化的形式是热能转化为化学能,故C错误;铁氧化合物循环制H2以太阳能为热源分解Fe3O4,以H2O和Fe3O4为原料,具有成本低、产物易分离的优点,故D正确。9.AH2燃烧生成液态水比生成气态水放出的热量多,H3、H5均为负值,放出热量越多H越小,即H5H3,
29、A项错误;根据盖斯定律,由2-2-得2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)H4=2H3-2H2-H1,B项正确;为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,C项正确;由H4=-1 048.9 kJmol-1可知,反应放出大量的热,故可用联氨和N2O4作火箭推进剂,D项正确。10.答案(1)C8H18(l)+252O2(g) 8CO2(g)+9H2O(l)H=-5 518 kJ/mol(2)辛烷(3)在汽车的加速性能相同的情况下,CO排放量低,污染小(4)1 mol CO2(g)+3 mol H2(g)不变(5)-91解析(1)在25 、101 kPa时,1 mol C8
30、H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出5 518 kJ热量,所以其热化学方程式为C8H18(l)+252O2(g) 8CO2(g)+9H2O(l)H=-5 518 kJ/mol。(2)假设甲醇与辛烷的质量均为1 g,1 g CH3OH(l)完全燃烧放出的热量为726.5 kJ3222.7 kJ,1 g C8H18(l)完全燃烧放出的热量为5 518 kJ11448.4 kJ,则相同质量的甲醇和辛烷分别完全燃烧时,放出热量较多的是辛烷。(3)根据题给图像可知,在汽车的加速性能相同的情况下,甲醇作为燃料时CO排放量低,污染小。(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应生成1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g),根据质量守恒,可知需要1 mol CO2(g)和3 mol H2(g);催化剂不能改变反应的焓变,因此H不变。(5)CO(g)+12O2(g) CO2(g)H1=-283 kJ/mol,H2(g)+12O2(g) H2O(g)H2=-242 kJ/mol,CH3OH(g)+32O2(g) CO2(g)+2H2O(g)H3=-676 kJ/mol,根据盖斯定律,由+2-,得CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H=(-283 kJ/mol)+(-242 kJ/mol)2-(-676 kJ/mol)=-91 kJ/mol。
