2020年高三精準培優(yōu)專練十二 反應熱的計算 化學 教師版

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1、 培優(yōu)點十二 反應熱的計算 一．反應熱的計算 1．鍵能與反應熱 典例?1．通常人們把拆開?1mol?某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大 小可用于估算化學反應的反應熱(ΔH)，化學反應的?ΔH?等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之 和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差。 化學鍵 生成?1mol?化學鍵時放出的能量 H—H 436J/mol Cl—Cl 243J/mol H—Cl 431J/mol 則下列熱化學方程式不正確的是(??

2、? ) 【解析】?根據反應??H?(g)+Cl?(g)==2HCl(g) ΔH＝436?J/mol?+243J/mol-431J/mol×2=－ 典例?2．由金紅石(TiO?)制取單質?Ti，涉及的步驟為 ． A.?1/2H2(g)+1/2Cl2(g)==HCl(g) ΔH＝－91.5?J/mol B.?H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g) ΔH＝－183?J/mol C.?2HCl(g)==H2(g)+Cl2(g) ΔH＝+183?J/mol D.?1/2H2(g)+1/2Cl2(g)==HCl(g) ΔH＝+91.5J/mol 【答案】D

3、 2 2 183J/mol，熱化學方程式的焓變與計量數(shù)成正比，則?A、B、C?正確；此反應為放熱反應， 焓變小于零，D?錯誤。 2．蓋斯定律與反應熱 2 鎂/800℃/Ar TiO2―→TiCl4 ――→ Ti 已知：①C(s)+O?(g)===CO?(g) ΔH 2 2 1 則反應??TiO?(s)+2Cl?(g)+2C(s)===TiCl?(s)+2CO(g)的?ΔH?為（?? ） ②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH2 4 ③TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl?(s)+O2(g)

4、 ΔH3 2 2 4 A．ΔH3+2ΔH1－2ΔH2 B．ΔH3+ΔH1－ΔH2 【解析】2×①－②+③，得到：TiO?(s)+2Cl?(g)+2C(s)===TiCl?(s)+2CO(g) ΔH＝2ΔH?－ 典例?3．在一定條件下，CH??可與?NO?反應除去?NO，已知有下列熱化學方程式： 則?CH?(g)+2NO?(g)?===CO?(g)+2H?O(g)+N?(g) ΔH＝____________。 【解析】由蓋斯定律知①－②－2×③可得目標方程式。故?ΔH＝ΔH?－ΔH?－2ΔH?＝[－ 【解析】1000mL?0.1mol·L－1?B

5、aCl??的物質的量為?0.1mol，將?1000mL?0.1mol·L－1?BaCl (aq)=BaSO?(s)，生成??0.1mol溶液與足量稀硫酸反應，涉及的離子方程式為：?Ba2+(aq)+SO2? 質的量為?0.5mol，將?500mL?1mol·L－1?H?SO??溶液與足量(CH?COO)?Ba?溶液反應，涉及的離 + ?子方程式有?Ba2+(aq)+SO2?(aq)=BaSO?(s)，H?(aq)+CH?COO?(aq)=CH?COOH(l)，生成?0.5mol C．ΔH3+2ΔH1－ΔH2 D．ΔH3+ΔH1－2ΔH2 【答案】C 2 2 4 1

6、 ΔH2+ΔH3，C?正確。 3．蓋斯定律與熱化學方程式 4 2 ①CH4(g)+2O2(g)===CO?(g)+2H2O(l) ΔH1＝－890.3?J·mol?1 ②N2(g)+2O2(g)?===2NO?(g) ΔH2＝+67.0?J·mol?1 ③H2O(g)===H2O(l) ΔH3＝－41.0?J·mol?1 4 2 2 2 2 【答案】－875.3?J·mol?1 1 2 3 890.3－(+67.0)－2×(－41.0)]J·mol?1＝－875.3?J·mol?1。 二．對點增分集訓

7、 1．將?1000?mL?0.1mol·L－1?BaCl2?溶液與足量稀硫酸充分反應放出?aJ?熱量；將?1000?mL 0.5mol·L－1?HCl?溶液與足量?CH3COONa?溶液充分反應放出?b?J?熱量(不考慮醋酸鈉水解)；將 500mL?1mol·L－1H2SO4?溶液與足量?(CH3COO)2Ba(可溶性強電解質?)溶液反應放出的熱量為 （ ） A．(5a－2b)J B．(2b－5a)J C．(10a+4b)J D．(5a+2b)J 【答案】D 2 2 4 4 BaSO4，放出?aJ?熱量；1000mL?0.5?mol·L

8、－1?HCl?溶液的物質的量為?0.5mol，將?1000mL?0.5 mol·L－1?HCl?溶液與足量?CH3COONa?溶液反應，涉及的離子方程式為?H+(aq)+CH3COO?(aq) =CH3COOH?(l)，生成?0.5mol?CH3COOH，放出?b?J?熱量；所以?500mL?1?mol·L－1?H2SO4?的物 2 4 3 2 4 4 3 3 BaSO4，1mol?CH3COOH，溶液反應放出的熱量為(5a+2b)J。 H 2．在?25℃、101Pa?時，C(s)、?2(g)、CH3COOH(l)的燃燒熱分別為

9、?393.5J/mol、285.8J/mol、 870.3J/mol，則?2C(s)+2H2(g)+O2(g)=?CH3COOH(l)的焓變?yōu)? ) A．-488.3J/mol B．488.3J/mol???????C．191J/mol???????D．-191J/mol 【解析】25℃、101Pa?下，C(s)、H?(g)和?CH?COOH(l)的燃燒熱分別是?393.5J/mol、285.8 【答案】A 2 3 J·mol?1?和?870.3J·mol?1，則①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5J·mol?

10、1，②H2(g)+ 1 2  O2(g)=H2O(l) 律可知，②×2+①×2-③可得反應?2C(s)+2H?(g)+O?(g)=CH?COOH(1)。 ΔH=-285.8?J·mol?1，③CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-870.3?J·mol?1，由蓋斯定 2 2 3 3．已知反應：H2(g)+Br2(l)===2HBr(g)?ΔH＝－72?J·mol?1，蒸發(fā)?1mol?Br2(l)需要吸收的 能量為?30J， 其他相關數(shù)據如下表所示： 1mol?分子中的化學鍵斷裂時

11、需要吸收的能量/J H2(g) 436 Br2(g) a HBr(g) 369 【解析】由?H?(g)+Br?(l)==2HBr(g)??ΔH＝－72J·mol?1；Br?(l)==Br(g)???ΔH＝+30?J·mol?1?可 得出?H?(g)+Br?(g)==2HBr(g)??ΔH＝(－72J·mol?1)－(+30?J·mol?1)＝－102J·mol?1，又該反應的ΔH 則?14?g?CO?氣體還原足量?FeO?固體得到?Fe?單質和?CO??氣體時對應的?ΔH?約為(??? ) 則表中?a?為（ ） A．404 B．260 C

12、．230 D．200 【答案】D 2 2 2 2 2 2 ＝(436+a－2×369)J·mol?1＝－102J·mol?1，所以?a＝200。 4．已知下列熱化學方程式： Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH＝－24.8?J/mol Fe2O3(s)+1/3CO(g)=2/3Fe3O4(s)+1/3CO2(g) ΔH＝－15.73?J/mol Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH＝+640.4?J/mol 2 A.－218?J/mol B.－109?J

13、/mol???????C.+109?J/mol????????D.+218?J/mol 【解析】①Fe?O?(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO?(g) ΔH＝－24.8?J/mol；②Fe?O?(s)+1/3CO 【答案】B 2 3 2 2 3 (g)=2/3Fe3O4(s)+1/3CO2(g) ΔH＝－15.73?J/mol；③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH＝ 6 【解析】A.??由于兩個反應中?CH??都只變?yōu)?CO?，C?的化合價由-4?變?yōu)?4，則等物質的 量的?CH??參加

14、反應，①、②轉移的電子數(shù)相同，故?A?正確；B.??已知反應①CH?(g)+4NO?(g) =4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；ΔH=?-574J/mol，故?B?錯誤；C.??反應??×(①+②)得到?CH4(g)+1 ???+640.4J/mol?，根據蓋斯定律， ①×3?(②×3+③×2)得??CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO?(g) ΔH?＝－ 2 218.0J/mol，14g?CO?即?0.5mol，對應的焓變?yōu)?109J/mol。 5．用?CH4?催化還原?NO?可以消除氮氧化物的污染。已知： ①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)

15、+CO2(g)+2H2O(g)；ΔH=-574J·mol-1 ②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；ΔH=-1160J·mol-1 ③H2O(g)=H2O(l)；ΔH=-44J·mol-1 下列說法不正確的是（ ） A.?等物質的量的?CH4?參加反應，反應①、②轉移的電子數(shù)相同 B.?CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；ΔH=-530J·mol-1 C.?0.2mol?CH4?還原?NO2?至?N2，并生成?H2O(g)，放出的熱量為?173.4?J D.?若用?4.48L（標

16、準狀況）CH4?還原?NO2?至?N2?并生成?H2O(g)，整個過程中轉移電子 1.60mol 【答案】B 4 2 4 4 2 2 2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)?，?則?CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)?；?ΔH=-867 J·mol?1，所以?0.2mol?CH4?還原?NO2?至?N2，并生成?H2O(g)，放出的熱量?0.2mol×867?J/mol D. =173.4J，故?C?正確； 反應①-2×③+②可得到?2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2C

17、O2(g)+4H2O(g)， ΔH=(-574J/mol)-2×(-44J/mol)+(-1160J/mol)=-1646J/mol?，?反?應?1?×?(?①?+?②?)?得?到 2 CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，則?CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；ΔH= -867J/mol，無論得到氣態(tài)水、液態(tài)水，都是4.48L(0.2mol)?CH4?還原?NO2?至?N2，整個過程中 轉移的電子總數(shù)=0.2×(4+4)=1.6mol，故?D?正確；故選?B。 （ Δ 6．?1）已知?C(

18、s、金剛石）+O2(g)==CO2(g)；?H=-395.4J/mol，C(s、石墨）+O2(g)==CO2(g)； ΔH=-393.5J/mol。 ①石墨和金剛石相比，石墨的穩(wěn)定性______金剛石的穩(wěn)定性。 ②石墨中?C-C?鍵鍵能______金剛石中?C-C?鍵鍵能。（均填“大于”、“小于”或“等于”）。 （2）已知?H—H?鍵的鍵能為?436J·mol－1，Cl—Cl?鍵的鍵能為?243J·mol－1，H—Cl?鍵 的鍵能為?431J·mol－1，則?H?(g)+Cl?(g)=2HCl(g)的反應熱為______。 則?CH?(g

19、)與?H?O(g)反應生成?CO?(g)和?H?(g)的熱化學方程式為______________。 （3）CH?(g)+2H?O(g)＝CO?(g)+4H?(g) ΔH＝+659.8J·mol－1 183J/mol，則熱化學方程式為?H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-183J/mol；3）根據蓋斯定律可知， 2 2 （3）已知下列反應的反應熱： CH4(g)+H2O(g)＝CO(g)+3H2(g) ΔH1＝+206.2J·mol－1 CH4(g)+CO2(g)＝2CO(g)+2H2(g) ΔH2＝-247.4?J·mol－1 4 2 2 2

20、 （ 【答案】?1）大于 大于 （2）ΔH=-183J·mol-1 4 2 2 2 （ 【解析】?1）①已知金剛石與石墨燃燒生成相同的二氧化碳時釋放的熱量多，則相同量 的金剛石具有的能量高于石墨所具有的能量，能量越低越穩(wěn)定，石墨較穩(wěn)定；②物質越穩(wěn)定， 其鍵能越大，越難發(fā)生反應，石墨比金剛石穩(wěn)定，所以石墨中的碳碳鍵比金剛石中的鍵能大； （2）化學反應中舊鍵的斷裂吸熱，新鍵的形成放熱，則?436?J/mol+243?J/mol-431?J/mol2=- （ ①2-②可得?CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g) ΔH＝+6

21、59.8J/mol。 7．多晶硅是制作光伏電池的關鍵材料。以下是由粗硅制備多晶硅的簡易過程。 應的熱化學方程式為___________________。SiHCl??的電子式為______________。 回答下列問題： Ⅰ．硅粉與?HCl?在?300℃時反應生成?1mol?SiHCl3?氣體和?H?2，放出?225J?熱量，該反 3 【答案】I.?Si?(s?)+?3HCl?(g?)?300℃?SiHCl?(g?)+?H?(g?) 3 2  DH?=?-225kJ?×

22、?mol-1 氣態(tài)的?HCl，生成的是氣態(tài)的?SiHCl??和氫氣，反應條件是?300℃，配平后發(fā)現(xiàn)?SiHCl??的化 I. 【解析】?書寫熱化學方程式時一定要標注出各物質的狀態(tài)，要將熱化學方程式中焓 變的數(shù)值與化學計量數(shù)對應。本題的反應溫度需要標注為條件；參加反應的物質是固態(tài)的?Si、 3 3 300℃ 學計量數(shù)恰好是 1?，由此可順利寫出該條件下的熱化學方程式： Si(s)+3HCl(g)===== SiHCl3(g)+H2(g) ?H?=-225J·mol-1；SiHCl3?中硅與?1?個?H、3?個?Cl?分別形成共價單

23、鍵，由此 可寫出其電子式為： ，注意別漏標?3?個氯原子的孤電子對。 8．應對霧霾污染、改善空氣質量需要從多方面入手，如開發(fā)利用清潔能。甲醇是一種 可再生的清潔能，具有廣闊的開發(fā)和應用前景。 已?知?：?①?CH3OH(g)+H2O(l)===CO2(g)+3H2(g) ΔH?＝?+93.0?J·mol?1?；?②?CH3OH(g)+ 1 2 【答案】CH?OH(l)+??O?(g)===CO?(g)+2H?O(l) ΔH＝－726.51?J·mol?1 2 2 【解析】根據蓋斯定律，由②×3－①×2－③，可得?CH?OH(l

24、)+??O?(g)===CO?(g)+2H?O(l) 2 2 請寫出?NO??和?CO?反應的熱化學方程式：______________________________________。 3 O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH?＝??192.9?J·mol?1?；?③?CH3OH(g)===CH?OH(l) ΔH?＝－?38.19 J·mol?1?則表示?CH3OH?燃燒熱的熱化學方程式為_______________________________。 3 3 2 2 3 3 2 2 ΔH＝?192.9?J·mol?1×3－93.0J·mol?1×

25、2－(－38.19?J·mol?1)＝－726.51J·mol?1。 9．（1）如下圖所示表示的是?NO2?和?CO?反應生成?CO2?和?NO?過程中能量變化示意圖， 2 【答案】（1）NO?(g)+CO(g)===NO(g)+CO?(g) ΔH＝－234J·mol?1 （2）已知： 3 2 ①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO?(g) ΔH＝－25?J·?mol?1 ②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe?O4(s)+CO2(g) ΔH＝－47?J·?mol?1 ③

26、Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO?(g) ΔH＝+19?J·?mol?1 請寫出?CO?還原?FeO?的熱化學方程式：_________________________________。 2 2 （2）FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO?(g) ΔH＝?11J·mol?1 【解析】（1）根據能量變化示意圖，此反應是放熱反應，熱化學反應方程式：NO?(g)+ 得到：FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO?(g) ΔH＝?11J·mol?1。 由上述方程式可知：CH?OH?的燃燒熱________(填

27、“大于”“等于”或“小于”)192.9?J/mol。 （2）以?CO??與?NH??為原料可合成化肥尿素[化學式為?CO(NH?)?]。 已知：①2NH?(g)+CO?(g)==NH?CO?NH?(s) ΔH＝－159.5?J/mol 寫出?CO??與?NH??合成尿素和液態(tài)水的熱化學方程式是______。 （3）已知：①Fe(s)+1/2O?(g)==FeO(s) ΔH?＝－272.0J/mol 【答案】（1）大于?? H?(g)+1/2O?(g)==H?O(l) ΔH＝-124.6?J/mol （2）2NH?(g)+CO?(g)==CO(NH?)?(s)+H?O(l) ΔH＝－

28、87.0?J/mol （3）3FeO(s)+2Al(s)==Al?O?(s)+3Fe(s) ΔH＝－859.7?J/mol?? 不能 【解析】（1）CH?OH?的燃燒熱為?1mol?液態(tài)甲醇完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物釋放的熱 量，對比反應②，則燃燒熱大于?192.9J/mol；已知水的氣化熱為?44?J/mol，則③H?O(g)=?H?O(l) 2 2 2 CO(g)===CO?(g)+NO(g) ΔH＝(134－368)J·mol?1＝－234J·mol?1。（2）(3×①－②－2×③)/6 2 10．（1）已知：①CH3OH(g)+H2O(g)==C

29、O2(g)+3H2(g) ΔH＝+49.0?J/mol ②CH3OH(g)+3/2O2(g)==CO2(g)+2H2O(g) ΔH＝－192.9?J/mol 3 已知水的氣化熱為?44?J/mol。則表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為__________。 2 3 2?2 3 2 2 2 4 ②NH2CO2NH4(s)==CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH＝+116.5?J/mol ③H2O(l)==H2O(g) ΔH＝+44.0?J/mol 2 3 2 1 ②2Al(s)+3/2O2(g)==Al2O3(s)

30、 ΔH2＝－1675.7J/mol Al?和?FeO?發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式是______。某同學認為，鋁熱反應可用于工 業(yè)煉鐵，你的判斷是______(填“能”或“不能”)，你的理由是_____。 2 2 2 3 2 2?2 2 2 3 該反應的引發(fā)，需消耗大量能量，成本較高 3 2 2 ΔH＝－44?J/mol，根據蓋斯定律，②?① 3  +③可得?H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)?ΔH＝-124.6J/mol； （2）根據蓋斯定律，①+②-③即可得到?2NH?(g)+CO?(g)=CO(NH?)?(s)+H?O(l) ΔH＝+116.5 －159.5-44.0=-87.0J/mol；（3）根據蓋斯定律，②-①×3?可得?2Al(s)+3FeO(s)=Al?O?(s)+3Fe(s) 3 2 2?2 2 2 3 ΔH＝－859.7?J/mol；鋁熱反應不能用于工業(yè)煉鐵，因該反 應的引發(fā)需要較多的能，成本較高。