高中化學(xué)訓(xùn)練 【化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化】

化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化

題組一：反應(yīng)熱焰變熱化學(xué)方程式

(建議用時(shí)：20分鐘)

1.鋰(Li)在能源、航天等工業(yè)上應(yīng)用廣泛。已知1gLi完全燃燒生成固態(tài)Li2O

時(shí)放出熱量為42.9kJo下列可表示Li燃燒的熱化學(xué)方程式的是()

1

A.2Li+|O2=Li2O\H=-85.8kJmol'

B.2Li+|O2=Li2O

△H二+85.8kJ-mol'1

C.2Li+|O2=Li2O

-600.6kJ-mol-1

D.Li(s)+1O2(g)=1Li2O(s)

AH=-300.3kJ-mol'1

【解析】選Do鋰燃燒生成氧化鋰的化學(xué)方程式為4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s),

已知1gLi的物質(zhì)的量=-1mol,完全燃燒生成固態(tài)Li2O時(shí)放出熱

7g-mol_1'

量為42.9kJ,AH<0,計(jì)算1molLi燃燒放出的熱量=42.9kJx7=300.3kJ,標(biāo)

注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)的婚變寫(xiě)出熱化學(xué)方程式為L(zhǎng)i(s)+；O2(g)==；

1

Li2O(s)△"=-300.3kJ-mol-或2Li(s)+；O2(g)=Li2O(s)A"=-600.6

kJ-mol-1,A中狀態(tài)未標(biāo)，婚變錯(cuò)誤，B中狀態(tài)未標(biāo)、焰變?yōu)檎靛e(cuò)誤，C中物

質(zhì)聚集狀態(tài)未標(biāo)注。

2.已知C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

AH=akJ-mol'1

2c(s)+O2(g)=2CO(g)

AH=-220kJ-mol'1

H—H、O===O和O—H鍵的鍵能分另!J為436kJ-mol'\496kJ-mol-1和462kJ-mol

則。為()

A.-332B.-118C.+350D.+130

1

【解析】選Do已知①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)^H=akJ-mol-,②2c(s)

1

+o2(g)=2CO(g)\H=-220kJmol-

①x2-②得：2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)AH=(2G+220)kJ-mol-1,4x462-496

-2x436=2a+220,解彳導(dǎo)a=+130o

3研究表明N2O與CO在Fe+作用下發(fā)生反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所示,

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

:\\:

N2+C0$

畛?--?-X^--o1:、'、-----,,,

;畛oQc/

Fe++N?0fFeO++N?：FeCT+CO-P54位：

o反應(yīng)歷隹

A.反應(yīng)總過(guò)程△”>()

B.Fe+使反應(yīng)的活化能減小

C.FeO+也是該反應(yīng)的催化劑

++

D.Fe+N2O->FeO+N2SFeO++CO-Fe++CO2兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)

【解析】選A、C。反應(yīng)總過(guò)程為N2O+CO=N2+CO2,根據(jù)圖示可知，反應(yīng)

物總能量高于生成物總能量，為放熱反應(yīng),NH<0,A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)歷程，

Fe+為催化劑，能夠降低反應(yīng)的活化能，B項(xiàng)正確；FeO+為中間產(chǎn)物，而不是

++

催化齊！J,C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)圖示，F(xiàn)e++N2O->FeO+N2、FeO+CO—Fe++CO2

兩反應(yīng)中反應(yīng)物總能量均高于生成物總能量，均為放熱反應(yīng)，D項(xiàng)正確。

教師

專(zhuān)用【加固訓(xùn)練】

由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()

A.由X—Y反應(yīng)的\H=E5-EI

B.由X一Z反應(yīng)的△”<()

C.降低壓強(qiáng)有利于提高Y的產(chǎn)率

D.升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率

【解析】選B、CoA項(xiàng)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可知2X(g)=^3Y(g)A//=E3

-反,故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由圖像可知，X-Z的反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成

物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)的AH<0，故B正確；C項(xiàng)，根據(jù)化學(xué)

反應(yīng)2X(g)-3Y(g),可知正反應(yīng)是氣體分子數(shù)增加的反應(yīng)，降低壓強(qiáng)，平衡

正向移動(dòng)，有利于提高Y的產(chǎn)率，故C正確；D項(xiàng)，X—Z的反應(yīng)為放熱反應(yīng),

升高溫度，平衡逆向移動(dòng),Z的產(chǎn)率降低，故D錯(cuò)誤。

1

4.已知Cl2(g)+NH3(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)△”=+12kJ-mol-,相關(guān)的化學(xué)

鍵鍵能數(shù)據(jù)如下表：

化學(xué)鍵N—HN—ClH—ClH—H

鍵能/(kJ.mol-1)391191431436

則H2(g)+Cb(g尸=2HCl(g)的\H為()

A.-183kJ-mol-1B.248kJ-mol-1

C.-431kJ-mol-1D.-207kJ-mol'1

【解析】選Ao根據(jù)AH二反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和；由反應(yīng)Cl2(g)

1

+NH3(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)A/7=+12kJ-mol-知，[E(C1—C1)+3x￡(N—H)]

-[2xE(N—H)+E(N—Cl)+￡(H—Cl)]=AH^(Cl—Cl)+3x391kJ-mol-1-2x391

kJ-mol-1-191kJ-mol-1-431kJ-mol-'=+12kJ-mol-1；E(C1—Cl)=243kJ-mol

1

-,則反應(yīng)H2(g)+CL(g)=2HCl(g)的AH=E(H—H)+E(C1—Cl)-2x￡(H—Cl)

1111

=436kJ-mol'+243kJ-mol--2x431kJ-mol'=-183kJ-mol'；故選Ao

教師

專(zhuān)用

S2CI2和SCb均為重要的化_L產(chǎn)品。

已知有化學(xué)鍵的鍵能及S4的結(jié)構(gòu)式：

化學(xué)鍵S—SS—ClCl—Cl

鍵能/(kJ?mol-1)266255243

7s

sz

S4的結(jié)構(gòu)式

1

則反應(yīng)S4(g)+4Cl2(g)=4SC12(g)bH=kJ-mol-

【解析】反應(yīng)S4(g)+4Cl2(g)=4SCl2(g)A//=266kJ-mol-'x4+243kJ-mol/x4

-255kJ-mol-'x8=-4kJ-mol-'o

答案：-4

5.消除天然氣中H2S是能源領(lǐng)域的熱點(diǎn)，利用CuFe2O4表面吸附H2s時(shí)，我國(guó)

科學(xué)家研究表明有兩種機(jī)理途徑，如圖所示。

85.6

O---途徑I

--I)."，—

、^=^'25.0：：---途徑2

0-2L1\

E*表示催化劑吸附物種

.

H-342.3-362.6

y二k4192

S；二，347.4\-513.必萬(wàn)不廠-----430.4

-443.51、、、「580.5

----586.3

比過(guò)渡態(tài)過(guò)渡態(tài)于修&過(guò)渡態(tài)

ll2SS*H*+HS*?H*+OH*+S*

吸附歷程

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.該吸附過(guò)程釋放能量

B.途徑1歷程中最大活化能為204.5kJ-mol-1

C.H2S*=HS*+H*的速率：途徑1＞途徑2

D.CuFe2O4在吸附過(guò)程中提供了O原子

【解析】選Co該吸附過(guò)程相對(duì)能量下降，所以為釋放能量，A項(xiàng)正確；途徑1

最大活化能為-362.6-(-567.1)=204.5kJ-mo「i,B項(xiàng)正確；HzS*==HS*+H*

中，活化能途徑1＞途徑2,活化能越大，反應(yīng)速率越慢，則反應(yīng)速率途徑1＜

途徑2,C項(xiàng)錯(cuò)誤；在吸附過(guò)程中CuFezCU提供了O原子，D項(xiàng)正確。

教師

專(zhuān)用【加固訓(xùn)練】

1mol白磷(P4,s)和4mol紅磷(P,s)與氧氣反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖(E表示

能量)。下列說(shuō)法正確的是(

A.P4(S,白磷)=4P(s，紅磷)AH>0

B.1mol白磷的總鍵能大于4mol紅磷的總鍵能

C.白磷比紅磷穩(wěn)定

D.紅磷燃燒的熱化學(xué)方程式是4P(s，紅磷)+502(g)=P4Oio(s)△"=-(&-

E3)kJ-mol'1

【解析】選D。由題圖可知1mol白磷0,s)的能量高于4mol紅磷(P,s),故

P4(s,白磷)=4P(s，紅磷)為放熱反應(yīng),A"<0,A不正確；物質(zhì)能量越高越不

穩(wěn)定，鍵能越小,B、C不正確通題圖可知4mol紅磷(P,s)完全燃燒生成P4Oio(s)

可放出(艮-￡)kJ的熱量，D正確。

6.按要求寫(xiě)出下列熱化學(xué)方程式。

(DTiCh與CL難以直接反應(yīng)，加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進(jìn)行。

已知：TiO2(s)+2Cl2(g)==TiCl4(g)+O2(g)

AHi=+175.4kJ-mol'1

2C(s)+O2(g)=2CO(g)

1

AH2=-220.9kJ-mol-

沸騰爐中加碳氯化生成Ti04(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式：o

(2)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成婚是指在25°。和101kPa時(shí)，最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol化合物

的婚變。已知25℃和1已kPa時(shí)下列反應(yīng):

①2c2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(1)

AH=-3116kJ-mol-'

②C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)

NH=-393.5kJ-mol-1

③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

AH=-571.6kJ-mol'1

寫(xiě)出表示乙烷標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰的熱化學(xué)方程式：

____________________________________________________________________________________O

【解析】根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成婚的定義，乙烷的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰是指由單質(zhì)C和

單質(zhì)H2生成1molC2H6的焰變。根據(jù)蓋斯定律,(②X4-①+③X3H2得：2c(石

墨，s)+3H2(g)=C2H6(g)AH=-86.4kJ-mol''o

1

答案：⑴TiChG)+2Ch(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)\H=-45.5kJ-mol'

⑵2c(石墨,s)+3H2(g)=C2H6(g)

NH=-86.4kJ-mol-1

題組二：燃燒熱能源中和反應(yīng)的反應(yīng)熱

(建議用時(shí)：20分鐘)

1.下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是()

A.1molHC1和1molNaOH反應(yīng)放出熱量57.3kJ,貝(J1molH2so4和1mol

Ca(OH)2反應(yīng)放出的熱量為2x(-57.3)kJ

B.CO(g)的燃燒熱AH=-283.0kJ-moL,則2CO2(g)=2CO(g)+C)2(g)的

=+(2x283.0)kJ-mol-1

C.1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱

D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水，放出57.3kJ熱量

【解析】選B。1molH2sO4和1molCa(OH)2反應(yīng)除了生成2mol水，還生成

CaSCU沉淀，也要放熱，因此A不正確；正逆反應(yīng)的△”數(shù)值相等,符號(hào)相反,

1molCO的燃燒熱△”=-283.0kJ-mol-，則2CO2(g)=2CO(g)+02(g)的

=+(2x283.0)kJ.mol-1,因此B正確；有水生成的燃燒反應(yīng)，必須按液態(tài)水計(jì)算

燃燒熱，因此C不正確；稀醋酸是弱酸，電離過(guò)程需要吸熱，放出的熱量要小

于57.3kJ,因此D不正確。

2.取50mL0.5mol-L-1的鹽酸溶液與50mL0.55mol.L-1的氫氧化鈉溶液進(jìn)行中

和反應(yīng)反應(yīng)熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)。下列操作和說(shuō)法不正確的是()

1)

—A

--溫度計(jì)

碎泡沫塑料

A.氫氧化鈉稍過(guò)量是為了確保鹽酸完全反應(yīng)

B.向盛裝鹽酸的燒杯中小心緩慢地加入氫氧化鈉溶液

C.儀器A的名稱(chēng)是環(huán)形玻璃攪拌棒

D.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈后再測(cè)量氫氧化鈉溶液的溫度

【解析】選B。實(shí)驗(yàn)時(shí)為了使氫離子或氫氧根離子完全反應(yīng)，需要使其中一種反

應(yīng)物稍過(guò)量，A正確；為減少熱量損失，迅速向盛裝鹽酸的燒杯中加入氫氧化

鈉溶液，B錯(cuò)誤；儀器A是環(huán)形玻璃攪拌棒，C正確；在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為使測(cè)

量準(zhǔn)確，應(yīng)把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈后再測(cè)量NaOH溶液的溫度，D正確。

3.下列熱化學(xué)方程式正確的是()

1

A.H2的燃燒熱為akJ-mol-：

點(diǎn)燃

==1

H2+C122HC1\H=-akJ-mol-

B.1molSO2、0.5molO2完全反應(yīng),放出熱量98.3kJ

2so2(g)+02(g)^^2SO3(g)

AH=-98.3kJ-mol'1

C.若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)

AH=-57.3kJ-mol-1,

1

則：H2so4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1)-114.6kJ-mol-

D.31g白磷比31g紅磷能量多bkJ

P4(白磷，s)=4P(紅磷，s)

1

△H二-4bkJ-mol-

【解析】選Do選項(xiàng)A中符合已知條件的應(yīng)是用和02反應(yīng)，A錯(cuò)；△”應(yīng)為-

196.6kJ-mol」，B錯(cuò)；選項(xiàng)C中由于生成BaSCU沉淀，放出的熱量大于114.6kJ,

C錯(cuò)。

教師

專(zhuān)用【加固訓(xùn)練】

1.在25℃、101kPa時(shí)，C(s)、H2(g)、CH3coOH⑴的燃燒熱分別為393.5kJ-mol

1

-1、285.8kJ-mol-\870.3kJ-mol-,則2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)

的反應(yīng)熱為()

A.-488.3kJ-mol'1

B.+488.3kJ-mol'1

C.-191kJ-mol-1

D.+191kJ-mol-1

【解析】選Ao由題知表示各物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式分別為①C(s)+

1

O2(g)=co2(g)-393.5kJ-mol-；②H2(g)+gO2(g)=H2O(l)NH:-

1

285.8kJ-mol-；③CH3coOH⑴+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1)2H=-870.3

kJ-mol，則2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)可由反應(yīng)①x2+②x2-③得

出，則反應(yīng)熱為-393.5kJ.mol-'x2+(-285.8kJ-mol-^2)-(-870.3kJ-mol-1)

=-488.3kJ-mol-^

2.化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的能量稱(chēng)為反應(yīng)熱。反應(yīng)熱(△//)又因化學(xué)反應(yīng)的分類(lèi)給

予不同的名稱(chēng)。如我們學(xué)過(guò)的燃燒熱(A”c),又如由穩(wěn)定單質(zhì)化合生成1rnol純

物質(zhì)的熱效應(yīng)稱(chēng)為生成熱。科)，斷裂化學(xué)鍵時(shí)，所吸收的能量稱(chēng)為鍵能。兒)。

下面兩個(gè)圖中的數(shù)據(jù)分別表示水與二氧化碳各1mol分解時(shí)能量變化的示意圖,

圖中的各數(shù)據(jù)均以kJ為單位，下列說(shuō)法正確的是()

___________2H(g)+O(g)__________C(s)+2O(g)

24712H(g)+—(g)

C(s)+O2(g)

436109C0(g)+k)2(g)

H2(g)+-102(g)

243H2O(g)‘°’CO2(g)

圖11mol水分解圖21molCO?水分解

時(shí)的能量變化時(shí)的能量變化

A.H2O(g)的生成熱：△為=243kJ-mol-1

1

B.CO(g)的燃燒熱：AHC=-570kJ-mol-

1

C.O—H鍵的鍵能：A//b=463kJ-mol-

D.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

AH=-42kJ-mol'1

【解析】選C、Do表示HzO(g)的生成熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)+1

1

O2(g)=H2O(g)=-243kJ-mol-,A錯(cuò)誤。表示CO(g)的燃燒熱的熱化學(xué)

1

方程式為CO(g)+1O2(g)=CO2(g)AHC=-285kJ-mol-,B錯(cuò)誤。由圖1知

11

O—H鍵的鍵能AHb=1x(243+436+247)kJ-mol-=463kJ-mol-,C正確。由

1

圖1得H2(g)+；O2(g)=H2O(g)\H=-243kJ-mol-①，由圖2得CO(g)

1

+1O2(g)=CO2(g)NH=-285kJ-mol-②，根據(jù)蓋斯定律，②-①得CO(g)

1

+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH=-42kJmol-,D正確。

4.(原創(chuàng)題)A1H3是一種儲(chǔ)氫材料,可作為固體火箭推進(jìn)劑中的金屬燃燒劑。通

過(guò)激光加熱引發(fā)A1H3的燃燒反應(yīng)，燃燒過(guò)程中其表面溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系如

圖所示。燃燒不同階段發(fā)生的主要變化如下：

2A1H3(S)=2A1(S)+3H2(g)2Hl

H2(g)+1O2(g)=H2O(g)A”2

Al(s)=Al(g)A//3

Al(g)+1O2(g)=^A12O3(S)A%

下列說(shuō)法正確的是()

A.AIH3燃燒需要激光加熱引發(fā)，所以A1H3燃燒是吸熱反應(yīng)

B.H2(g)的燃燒熱△“<△"2

C.加入某種催化劑，反應(yīng)的△口會(huì)發(fā)生變化

D.在反應(yīng)過(guò)程中，a點(diǎn)物質(zhì)具有的總能量最大

【解析】選B。A項(xiàng)，所有的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，H2(g)的

燃燒熱的熱化學(xué)方程式中生成物水是液態(tài)，H2(g)+；O2(g)=H2O(g)中水的狀

態(tài)為氣態(tài)，H2O(g)變?yōu)棰乓艧?，所以AH<AH2IB正確；C項(xiàng)，催化劑

不改變反應(yīng)的NH,C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)過(guò)程中，a點(diǎn)對(duì)應(yīng)表面溫度最高,即放

出熱量最多，體系的能量最低，a點(diǎn)物質(zhì)具有的總能量最小，D錯(cuò)誤。

5.甲烷和二氧化碳都是溫室氣體。隨著石油資源日益枯竭，儲(chǔ)量豐富的甲烷(天

然氣、頁(yè)巖氣、可燃冰的主要成分)及二氧化碳的高效利用已成為科學(xué)研究的熱

點(diǎn)?；卮鹣铝袉?wèn)題：

⑴在催化劑作用下招甲烷部分氧化制備合成氣(CO和論)的反應(yīng)為CH4(g)+1

O2(g)=CO(g)+2H2(g)。

已知：25℃,101kPa,由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物的焰變稱(chēng)為該化合物的標(biāo)

準(zhǔn)摩爾生成焰?；瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱AH=生成物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰總和-反應(yīng)物

的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰總和。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

CHO2CO

物質(zhì)4H2

標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰/kJ,mol」-74.80-110.50

由止匕計(jì)算CH4(g)+1O2(g)=CO(g)+2H2(g)的A/7=kJ-mol

⑵利用H2S代替H2O通過(guò)熱化學(xué)循環(huán)可高效制取H2,原理如圖所示:

①“Bunsen反應(yīng)”的離子方程式為。

②已知鍵能￡(1—1)=152.7kJ-mol-1,E(H—H)=436.0kJ-mol-1,E(H—I)=298.7

kJmol-1,HI氣體分解為碘蒸氣和氫氣的熱化學(xué)方程式為o

③上述循環(huán)過(guò)程總反應(yīng)方程式為O

【解析】(1)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱△”二生成物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成婚總和-反應(yīng)物的標(biāo)

準(zhǔn)摩爾生成焰總和，所以CH4(g)+1O2(g)=CO(g)+2H2(g)的bH=-110.5

kJ-mol-1-(-74.8kJ-mol一])=-35.7kJ-mol-1；

⑵①“Bunsen反應(yīng)”是SO2xL、H2O反應(yīng)生成H2so4和HI,故離子方程式為SO2

+I2+2H2O=4H++21-+SO，；②反應(yīng)熱\H=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵

能總和，故2HI(g)==H2(g)+L(g)的反應(yīng)熱為298.7x2-436.0-152.7=

8.7(kJ-mol-')；③上述流程圖中，進(jìn)入的是H2s和CO2,出來(lái)的是壓和S8以及

CO2,故為H2s分解成了H2和S8，總反應(yīng)方程式為8H2$獸=8H2+S8o

答案：(1)-35.7

+

(2)①SO2+L+2H2O=4H+21-+SOi-

②2HI(g)LiH2(g)+l2(g)

NH=+8.7kJ-mol-1

③8H2s8H2+S8

教師

專(zhuān)用【加固訓(xùn)練】

填寫(xiě)下列空白：

1

(l)2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反應(yīng)的△”=+2x283.0kJ-mol-則CO(g)的燃燒熱

是__________________________________O

⑵葡萄糖的燃燒熱是2800kJ-mol-1,則表示葡萄糖燃燒熱的熱化學(xué)方程式為

_____________________________________________________________________________________________________________O

⑶氫氣的燃燒熱為285.5kJ-mol-1,則電解水的熱化學(xué)方程式為。

25

1

(4)C8Hi8(l)+yO2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)AH=-5518kJ-mol-,C8H8的燃

燒熱為o

答案：(1)283.0kJ-mol-1

(2)C6H2O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(1)

AH=-2800kJ-mol-1

(3)2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)

+571kJ-mol-1

(4)5518kJ-mol-'

題組三：蓋斯定律反應(yīng)熱的計(jì)算與比較

(建議用時(shí)：20分鐘)

1.已知：①CH30H(g)+1O2(g)=CO2(g)+2H2(g)

NH=-192.9kJ-mol-1

②H2(g)+；O2(g)=H2O(l)

AH=-285.8kJ-mol-1

3

則CH30H(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O⑴的△”為()

A.+478.7kJ-mol'1B.-764.5kJ-mol-1

C.-478.7kJ-mol-1D.+764.5kJ-mol-1

【解析】選Bo分析題給熱化學(xué)方程式可知，要得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式，應(yīng)將①

和②中的H2(g)消去，而①和②中的H2(g)分別在方程式的兩邊，因此通過(guò)②x2

3

+①即可得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式,則CH30H(g)+^O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)

AH=(-285.8kJ-mol-'x2)+(-192.9kJ-mol-')=-764.5kJ-mol''e

2.月井(N2H4)在不同條件下分解產(chǎn)物不同，200℃時(shí)在Cu表面分解的機(jī)理如圖lo

已知200℃時(shí)：

反應(yīng)I:3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g)

AHi=-32.9kJ-mol-1

反應(yīng)n：N2H4(g)+H2(g)==2NH3(g)

AH2=-41.8kJ-mol-'

下列說(shuō)法不正確的是（）

A.圖1所示過(guò)程①是放熱反應(yīng)、②是吸熱反應(yīng)

B.反應(yīng)II的能量過(guò)程示意圖如圖2所示

C斷開(kāi)3molN2H4（g）中的化學(xué)鍵吸收的能量大于形成1molN2（g）^4molNH3（g）

中的化學(xué)鍵釋放的能量

D200℃時(shí)月并分解生成氮?dú)夂蜌錃獾臒峄瘜W(xué)方程式為N2H4（g）=N2（g）+2H2（g）

AH=+50.7kJ-mol'1

【解析】選C。圖1所示過(guò)程①發(fā)生的反應(yīng)是I,為放熱反應(yīng)，過(guò)程②是NH3（g）

的分解反應(yīng)，是吸熱反應(yīng),A正確；反應(yīng)II是放熱反應(yīng)，圖2所示的能量過(guò)程

示意圖正確，B正確；由于反應(yīng)I為放熱反應(yīng)，因此，斷開(kāi)3molN2H4（g）中的

化學(xué)鍵吸收的能量小于形成1molN2（g）和4molNH3（g）中的化學(xué)鍵釋放的能量，

C錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，1-2借I得，N2H4（g）=N2（g）+2H2（g）AH=+50.7

kJ-mol_1,D正確。

教師

專(zhuān)用【加固訓(xùn)練】

1.氫氟酸是一種弱酸，可用來(lái)刻蝕玻璃。

①HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(1)

NH=akJ-mol'1

②H3O+(aq)+OH-(aq)=2H2O(l)

NH=bkJ-mol'1

+

③HF(叫)+H2O(I)^=^H3O(aq)+F一(叫)

NH=ckJ-mol'1

@F-(aq)+H2O(l)^^HF(aq)+OH-(aq)

A//=6/kJ-mol'1

已知：a<h<0,下列說(shuō)法正確的是()

A.HF的電離過(guò)程吸熱B.c=a-h,c<0

C.c>0,d<0D.d=h+c,d<0

【解析】選B。A項(xiàng)，根據(jù)③式是電離方程式，③=①-②，△kc=由

于a<b,故c<0,說(shuō)明HF的電離是放熱過(guò)程,故A不正確，B正確。C項(xiàng)，根

據(jù)以上推知c<0,反應(yīng)④是反應(yīng)①的逆過(guò)程，4=-〃>0,故C不正確，D不正

確。

2.已知在25°C、1.01x105pa下，1mol氫氣在氧氣中燃燒生成氣態(tài)水的能量

1

變化如下圖所示,已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)NH--490kJ-mol-,下列

有關(guān)說(shuō)法正確的是()

吸收436kJ

甲乙

A.H2O分解為凡與02時(shí)放出熱量

B.乙一丙的過(guò)程中若生成液態(tài)水，釋放的能量將小于930kJ

C.甲、乙、丙中物質(zhì)所具有的總能量大小關(guān)系為乙〉甲〉丙

1

D.O2(g)=2O(g)AH=+498kJ-mol'

【解析】選C、DoA項(xiàng)，氫氣和氧氣反應(yīng)生成氣態(tài)水的-490kJ.mol-\

反應(yīng)放熱，所以水分解吸熱，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，水蒸氣變成液態(tài)水會(huì)放熱，

乙一丙的過(guò)程中若生成液態(tài)水，釋放的能量將大于930kJ,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C項(xiàng),

斷鍵吸收能量，成鍵釋放能量，甲、乙、丙中物質(zhì)所具有的總能量大小關(guān)系為

乙〉甲〉丙,C正確；D項(xiàng)，已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)\H=-490kJ-mol

1

,②2H(g)+O(g)=H2O(g)\H=-930kJ-mol-,③Hz(g)=2H(g)\H=

11

+436kJ-mol-,根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)O2(g)=2O(g)AH=+2akJ-mol-,436

1

+a-930=-490x1,解得a=249,故O2(g)=2O(g)\H=+498kJ-mol-,

D正確。

1

3.反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)-571.6kJ-mol-過(guò)程中的能量變化關(guān)

系如圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

反應(yīng)過(guò)程

A.A//1>A//2

1

B.AHi+NH?+AH3=AH4=-571.6kJ-mol-

C.2mol水蒸氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水能夠釋放出的能量為|1kJ

D.若將上述反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，則當(dāng)氫失4mol電子時(shí)能夠產(chǎn)生571.6kJ的電

能

【解析】選D。A項(xiàng)，由題中圖示可知，|1>|AM|,由于該反應(yīng)為放熱

反應(yīng)，為負(fù)值，則>AH2，故A正確；B項(xiàng)，由題中圖示可知，圖中為

1

各個(gè)中間反應(yīng)的能量變化,由2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJ-mol-

可知，根據(jù)蓋斯定律，△%=+AH2+AM=-571.6kJ-mol」，故B正確；C

項(xiàng)，由題中圖示可知，H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O⑴的過(guò)程中，能量降低，即2mol水蒸

氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)水能夠釋放出的能量為||kJ,故C正確；D項(xiàng)，該反應(yīng)放出

的熱量不會(huì)被全部利用，會(huì)有一部分損失,故D錯(cuò)誤。

4.電解飽和食鹽水的能量關(guān)系如圖所示(所有數(shù)據(jù)均在室溫下測(cè)得)：

2Cl(aq)-------------------------------------20(g)

-2e\^H2I%

++

2Na(aq)+Xr(aq)—————?2Na(aq)+Cl2(g)+

+2H2O(I)2OH'(aq)+H2(g)

AW7

2OH'(aq)+2H+(aq)------”——.2OH-(aq)+2H(aq)

+2e"

下列說(shuō)法不正確的是()

A.A//2<A”6

B.A//3>0AH4<0

+

C.2H(aq)+2C1-(aq)=H2(g)+CL(g)的NH=A/f2+++AH6+AH7

D.中和熱可表示為-0.5A%

【解析】選A。A項(xiàng)，由題給示意圖可知，過(guò)程2為溶液中氯離子失去電子轉(zhuǎn)

化為氯原子的吸熱過(guò)程，△%>0,過(guò)程6為溶液中氫離子得到電子生成氫原子

的放熱過(guò)程，△//6<0,則A“2>A//6,故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由題給示意圖可知，

過(guò)程3為溶液中氯原子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氯原子的吸熱過(guò)程，△//3>0,過(guò)程4為氯原

子形成氯氣分子的放熱過(guò)程，△//4<0,故B正確；C項(xiàng)，由蓋斯定律可知，過(guò)

程2+過(guò)程3+過(guò)程4+過(guò)程6+過(guò)程7得到反應(yīng)2H+(aq)+2C1-(aq)=H2(g)+

Cl2(g),則反應(yīng)的婚變、H=八“2+八”3++NHs+△%,故C正確；D項(xiàng)，中

和熱為稀酸和稀堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水釋放的能量，由題給示意圖可知，

過(guò)程5為2mol液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氫離子和氫氧根離子吸收熱量的過(guò)程，則酸與堿發(fā)

生中和反應(yīng)的中和熱可表示為-0.5卜氏,故D正確。

翦【加固訓(xùn)練】

根據(jù)Ca(OH)2/CaO體系的能量循環(huán)圖：

Ca(OH)2(s)----------曲-------------CaO(s)+H2O(g)

510t：510t510t

[AH,JAWS

Ca(OH)2(s)-----------------------CaO(s)+H2O(l)

25t25t25t

判斷下列說(shuō)法正確的是()

A.A“5>0

B.AHi+AR=0

C.AH=NH4+

3AH5

D.AH,++AH3+AH4+AH5=0

【解析】選Do水蒸氣變成液態(tài)水會(huì)放出熱量，則△壓<0,故A錯(cuò)誤；氫氧化

鈣分解生成氧化鈣固體和水蒸氣與液態(tài)水和氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鈣不是可逆

過(guò)程，因止匕AHi+△正加故B錯(cuò)誤；由圖可知△出〉。AH4<0AH5<0，故△為必乩

+△”5,故C錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，+△&+\H5=0，故D正

確。

5.聯(lián)氨可用作火箭燃料，回答下列問(wèn)題：

(1)在發(fā)射“神舟”十一號(hào)的火箭推進(jìn)器中裝有明(N2H4)和過(guò)氧化氫，當(dāng)兩者混合時(shí)

即產(chǎn)生氣體，并放出大量的熱。

已知：N2H4⑴+2H2。2⑴==N2(g)+4H20(g)

NH=-641.6kJ-mol-1；

H2O(l)=H2O(g)AH=+44.0kJ-mol-'0

若用6.4g液態(tài)船與足量過(guò)氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水，則整個(gè)過(guò)程中放出的

熱量為O

(2)“嫦娥二號(hào)衛(wèi)星使用液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)偏二甲陰(C2H8N2)作推進(jìn)劑。N2O4

與偏二甲肺然燒產(chǎn)物只有CO2(g)、H2O(g)xN2(g)，并放出大量熱，已知10.0g液

態(tài)偏二甲肝與液態(tài)四氧化二氮完全燃燒可放出425kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方

程式為O

(3)火箭的常規(guī)燃料是液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)陰(N2H4),N2O4作氧化劑，有人認(rèn)

為若用氟氣代替四氧化二氮作氧化劑，反應(yīng)釋放的能量更大(兩者反應(yīng)生成氮?dú)?/p>

和氟化氫氣體)。已知：

①N2H4⑴+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)

NH=-534.0kJ-mol'1

磅H2(g)+1F2(g)=HF(g)

NH=-269.0kJ-mol-1

③H2(g)+；O2(g)=H2O(g)

AH=-242.0kJ-mol-1

寫(xiě)出月井和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：。

(4)已知:

①H2(g)=H2⑴=-0.92kJ-mol-1

②O2(g)=O2⑴\H=-6.84kJ-mol-1

③H2(XD=H2O(g)AH=+44.0kJ-mol'1

④H2(g)+1O2(g)=H2O(l)

AH=-285.8kJ-mol'1

寫(xiě)出液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：O

【解析】(1)6.4g液態(tài)陰的物質(zhì)的量為0.2molo由蓋斯定律可知：液態(tài)陰與H2O2

反應(yīng)生成N2和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為N2H4⑴+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(1)

△H=-(64