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热化学
例1.在同温同压下,下列各组热化学方程式中,△H1>△H2的是 ( )
A.2H2(g)+O2(g)==2H2O(g);△H1 2H2(g)+O2(g)==2H2O(l);△H2
B.S(g)+O2(g)==SO2(g);△H1 S(s)+O2(g)==SO2(g);△H2
C.C(s)+ O2(g)==CO(g);△H1 C(s)+ O2(g)==CO2 (g);△H2
D.H2(g)+ Cl2(g)==2HCl(g);△H1 H2(g)+ Cl2(g)==HCl(g);△H2
例2.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是 ( )
①C(s)+O2(g)====CO2(g);ΔH1 C(s)+O2(g)====CO(g);ΔH2
②S(s)+O2(g)====SO2(g);ΔH3 S(g)+O2(g)====SO2(g);ΔH4
③H2(g)+2O2(g)====H2O(l);ΔH5 2H2(g)+O2(g)====2H2O(l);ΔH6
④CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g);ΔH7 CaO(s)+H2O(l)====Ca(OH)2(s);ΔH8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
例3. 已知反应:①101 kPa时,2C(s)+O2(g)====2CO(g);ΔH=-221 kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-====(aq)H2O(l);ΔH=-57.3 kJ·mol-1
下列结论正确的是 ( )
A.碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol-1
B.①的反应热为221 kJ·mol-1
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3 kJ·mol-1
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量
例4.25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1、890.3 kJ·mol-1、2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是 ( )
A.C(s)+O2(g)====CO(g);ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)====2H2O(g);ΔH=+571.6 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g);ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.C6H12O6(s)+3O2(g)====3CO2(g)+3H2O(l);ΔH=-1 400 kJ·mol-1
例5.已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 ( )
A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-4b kJ·mol—1l
B.C2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+ H2O(l);ΔH=2b kJ·mol—1
C.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-2b kJ·mol—1
D.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=b kJ·mol—1
例6.在氢气与氯气反应生成氯化氢气体的反应中,若断裂1mol H - H键要吸收436KJ的能量,断裂1mol Cl- Cl键要吸收243KJ的能量,断裂1molH—Cl键要吸收432KJ的能量,则在氯气中充分燃烧1mol H2 的能量变化是 。
例7.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种
反应原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g); △H= + 49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g);△H=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是 ( )
A.CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol-1
B.反应①中的能量变化如右图所示
C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D.根据②推知反应: CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的△H>-192.9kJ·mol-1
例8已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ ΔH=-226 kJ/mol
根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是
A.CO的燃烧热为283 kJ
B.右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ/mol
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为6.02×1023
例9. 碘与氢气反应的热化学方程式是
① I2(g) + H2(g) 2HI(g) DH = -9.48 kJ·mol-1
② I2(s) + H2(g) 2HI(g) DH = +26.48 kJ·mol-1
下列说法正确的是
A.①的产物比②的产物稳定
B.I2(s) = I2(g) DH = +17.00 kJ·mol-1
C.②的反应物总能量比①的反应物总能量低
D.1mol I2(g)中通入1 mol H2(g),发生反应时放热9.48 kJ
例10.下列说法正确的是
A.右图可表示水分解过程中的能量变化
B.若2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H= -221.0 kJ/mol,则碳的燃烧热为110.5 kJ/mol
C.需要加热的反应一定是吸热反应,常温下能发生的反应一定是放热反应
D.已知:Ⅰ:对于反应:H2(g)+Cl2(s)=2HCl (g) △H= - a kJ/mol,
Ⅱ:
且a、b、c均大于零,则断开1 mol H-Cl键所需的能量为- a-b-c
例11.下列说法正确的是
A.任何酸与碱发生中和反应生成1molH2O的过程中,能量变化均相同
B.已知:C(s,石墨) = C(s,金刚石) △H = +1.5 kJ·mol-1,则金刚石比石墨更稳定
C.若①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H =-akJ·mol-1,②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-bkJ·mol-1,则 b>a
D.能自发进行的反应一定是放热反应,不能自发进行的反应一定是吸热反应
例12. 已知一定条件下断裂或生成某些化学键的能量关系如下表:
断裂或生成的化学键
能量数据
断裂1mol H2分子中的化学键
吸收能量 436kJ
断裂1mol Cl2分子中的化学键
吸收能量 243kJ
形成1mol HCl分子中的化学键
释放能量 431kJ
对于反应:H2(g)+ Cl2 (g) = 2HCl (g),下列说法正确的是
A. 该反应的反应热 △H > 0
B. 生成1mol HCl时反应放热431kJ
C. 氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更稳定
D.相同条件下,氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
例13.将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知:
TiO2(s) + 2Cl2(g) == TiCl4(l) + O2(g) △H = +140.5 kJ/mol
C(s,石墨) + 1/2O2(g) == CO(g) △H = -110.5 kJ/mol
则反应TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s,石墨) == TiCl4(l) + 2CO(g) 的△H 是
A.+80.5 kJ/mol B.+30.0 kJ/mol C.-30.0 kJ/mol D.-80.5 kJ/mol
例14.下列说法不正确的是
A.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
B.化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
C.反应物能量高于生成物能量的反应是吸热反应
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件的相同
例15.工业合成氨:N2+3H22NH3。已知断开1 mol化学键所需的能量见下表。
N≡N
H—H
N—H
键能/kJ·mol-1
945
436
391
则运用键能数据计算,该反应的ΔH约为 kJ·mol-1。
例16.白磷与氧可发生如下反应:P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P—P a kJ·mol—1、P—O b kJ·mol—1、P=O c kJ·mol—1、O=O d kJ·mol—1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H,其中正确的是
A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol—1 B(4c+12b-6a-5d)kJ·mol—1
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol—1
D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol—1
例17.已知化学反应A2(g) + B2(g) === 2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是
A.每生成2分子AB吸收bkJ热量
B.该反应热△H=+(a-b)kJ/mol
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1molA—A和1molB—B键,放出akJ能量
例18.已知:断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:
H-H 436 kJ/mol;F—F 153 kJ/mol;H—F 565 kJ/mol。
下列说法正确的是 ( )
A.H2与F2反应的热化学方程式为:H2(g) + F2(g) = 2HF(g) △H = -541 kJ
B.2 L HF气体分解成1 L H2和1 L F2吸收541 kJ的热量
C.1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出热量小于541 kJ
D.在相同条件下,1 mol H2与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF气体的能量
例19. 灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:
①Sn(s、白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g);△H1
②Sn(s、灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g);△H2
③Sn(s、灰)Sn(s、白);△H3=+2.1kJ/mol
下列说法正确的是 ( )
A.△H1>△H2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
例20.在氢气与氯气反应生成氯化氢气体的反应中,若断裂1mol H - H键要吸收436KJ的能量,断裂1mol Cl- Cl键要吸收243KJ的能量,断裂1molH—Cl键要吸收432KJ的能量,则在氯气中充分燃烧1mol H2 的能量变化是 。
例21.将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,该反应的热化学方程式为_____________。
又已知:H2O(g)=H2O(l);△H2=-44.0 kJ·mol—1,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ。
例22.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJ mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为
A.-44.2 kJ·mol-1B.+44.2 kJ·mol-1C.-330 kJ·mol-1 D.+330 kJ·mol-1
例23.已知:Fe2O3(s)+C(s)= CO2(g)+2Fe(s) △H=234.1kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1
则2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的△H是
A.-824.4kJ·mol-1B.-627.6kJ·mol-1C.-744.7kJ·mol-1D.-169.4kJ·mol-1
例24.燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水,放出热量50 kJ,则这一反应的热化学反应方程式为 ( )
A.2C2H2(g)+5O2(g)====4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=+50 kJ·mol-1
B.C2H2(g)+5/2O2(g)====2CO2(g)+H2O;ΔH=-1 300 kJ
C.2C2H2+5O2====4CO2+2H2O;ΔH=-2 600 kJ
D.2C2H2(g)+5O2(g)====4CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-2 600 kJ·mol-1
例25.知(1)H2(g)+O2(g)=H2O(g);△H1=akJ/mol,(2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);△H2=bkJ/mol
(3)H2(g)+O2(g)=H2O(l);△H3=ckJ/mol,(4)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H4=dkJ/mol
下列关系式中正确的是 ( )
A.a<c<0 B.b>d>0 C.2a=b<0 D.2c=d>0
例26.化学反应N2+3H2= 2NH3的能量变化如题13图所示,该反应的热化学方程式是( ).
A.N2(g)+3H2(g)= 2NH3(l);⊿H= 2(a—b—c)kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)= 2NH3(g);⊿H= 2(b—a)kJ·mol-1
C.N2(g)+H2(g)= NH3(l);⊿H= (b+c—a)kJ·mol-1
D.N2(g)+H2(g)=NH3(g);⊿H= (a+b)kJ·mol-1
盖斯定律
1、已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: ;
2、已知:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol
2H2 (g) + O2 (g) == 2H2O (g) ΔH=-484 kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2
的热化学方程式: 。
3、已知CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g); △H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g); △H=-1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:________________________________。
10.氯胺消毒法处理后的水中,氮元素多以NH4+的形式存在。
已知:NH4+(aq) + 1.5O2(g)=== NO2-(aq) + 2H+(aq) + H2O (l) ΔH=-273 kJ·mol-1
NH4+(aq) + 2O2(g)=== NO3-(aq) + 2H+(aq) + H2O (l) ΔH =-346 kJ·mol-1
NO2-(aq)被O2氧化成NO3-(aq)的热化学方程式为 。
4.已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s) △H = -akJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H = -bkJ·mol-1
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s) △H = -ckJ·mol-1
则方法Ⅰ发生的反应:2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g);△H = kJ·mol-1。
5.已知在常温常压下,测得反应的反应热如下:
① 2CH3OH(l)+ 3O2(g) 2CO2(g) +4H2O(g) ∆H1= -1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) +O2(g) 2CO2(g) ∆H2=-566.0 kJ/mol
CH3OH不完全燃烧生成CO和气态水的热化学方程式是 。
6.已知II的灼烧过程中同时发生反应:
MnO2(s) + C(s) === MnO(s) + CO (g) △H = +24.4 kJ • mol - 1
MnO2(s) + CO(g) === MnO(s) + CO2(g) △H = -148.1 kJ • mol - 1
写出MnO2和C反应生成MnO和CO2的热化学方程式: 。
7氢气既能与氮气又能与氧气发生反应,但是反应的条件却不相同。
已知:2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) ΔH = -483.6 kJ/mol
3H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) ΔH = -92.4 kJ/mol
计算断裂1 mol N≡N键需要能量 kJ , 氮气分子中化学键比氧气分子中的化
学键键 (填“强”或“弱”),因此氢气与二者反应的条件不同。
8.2NH3(g)+3Cl2(g)= N2(g)+6HCl(g) DH= —456 kJ·mol-1
已知:
② NH3的电子式是 。
②断开1mol H-N键与断开1molH-Cl键所需能量相差约为 ,NH3中的H-N键比HCl中的H-Cl键(填“强”或“弱”) 。
9.用Cl₂生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。反应
A:
(1) 已知:Ⅰ反应A中, 4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
Ⅱ
H₂O的电子式是_______________.
②反应A的热化学方程式是_______________。
③断开1 mol H—O 键与断开1 mol H—Cl 键所需能量相差约为__________KJ,H₂O中H—O 键比HCl中H—Cl键(填“强”或“若”)_______________。
10.含氮废水中的NH4+在一定条件下可与O2发生以下反应:
① NH4+(aq) + 3/2O2(g) = NO2-(aq) + 2H+(aq) + H2O(l) ΔH = -273kL/mol
② NO2-(aq) + 1/2O2(g) = NO3-(aq) ΔH = -73kL/mol
下列叙述不正确的是
A.升高温度,可使①②反应速率均加快
B.室温下时0.1 mol/L HNO2(aq) pH>1,则NaNO2溶液显碱性
C.NH4+(aq) + 2O2(g) = NO3 -(aq) + 2H+(aq) + H2O(l) ΔH = -346kJ/mol
D.1 mol NH4+在①反应中与1 mol NO2-在②反应中失电子数之比为1:3
11. 关于下图所示转化关系(X代表卤素),说法不正确的是
A. 2H(g) +2X(g) == 2HX(g) ΔH3<0
B. 途径Ⅰ生成HX的反应热与途径无关,所以ΔH1 = ΔH2 + ΔH3
C. Cl、Br、I的非金属性依次减弱,所以途径Ⅱ吸收的热量依次增多
D. 途径Ⅰ生成HCl放出的热量比生成HBr的多,说明HCl比HBr稳定
12.下列说法中正确的是
A.生成物总能量一定低于反应物总能量
B.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) 在光照和点燃条件下的H不同
C.一定条件下,0.5 mol N2和1.5 mol H2置于某密闭容器中充分反应生成NH3气,放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H =-38.6 kJ/mol
D.一定条件下4 HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ,当1 mol
O2 反应放出115.6 kJ热量,键能如右表所示,则断裂1 mol
H-O键与断裂1 mol H-Cl键所需能量差为31.9 kJ
13.已知甲醇的燃烧热数值为726.51 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是
A.CH4O + O2 === CO2 + 2H2O H=-726.51 kJ·mol-1
B.CH4O(l) + O2 (g)=== CO2(g) + 2H2O(g) H=-726.51 kJ·mol-1
C.2CH4O(l) + 3O2(g) === 2CO2(g) + 4H2O(l) H=+1453.12 kJ·mol-1
D.CH4O(l) + O2 (g)=== CO2(g) + 2H2O(l) H=-726.51 kJ·mol-1
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