PAGE7-第2節(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算A級(jí)·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題1．已知H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1，則反應(yīng)HCl(g)=eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)的ΔH為(D)A．＋184.6kJ·mol－1 B．－92.3kJ·mol－1C．－369.2kJ·mol－1 D．＋92.3kJ·mol－1解析：依據(jù)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)原則和方法，已知熱化學(xué)方程式為H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1，變更方向，焓變變?yōu)檎?，方程式系?shù)除以2，焓變也除以2，得熱化學(xué)方程式為：HCl(g)=eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH＝＋92.3kJ·mol－1，故選D。2．已知298K時(shí)，合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.0kJ·mol－1，將此溫度下的1molN2和3molH2放在一密閉容器中，在催化劑存在時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出的熱量為(假定測(cè)量過(guò)程中沒(méi)有能量損失)(D)A．肯定大于92.0kJ B．無(wú)法確定C．肯定等于92.0kJ D．肯定小于92.0kJ解析：合成氨是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，熱化學(xué)方程式中的焓變是生成物與反應(yīng)物的能量差，1molN2和3molH2不能完全轉(zhuǎn)化為氨氣，所以放熱少于92kJ，故選D。3．已知：①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1＝akJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2＝bkJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3＝ckJ·mol－1④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH4＝dkJ·mol－1則a、b、c、d的關(guān)系正確的是(C)A．a(chǎn)<c<0 B．b>d>0C．2a＝b<0 D．2c＝解析：反應(yīng)①和③相比，③放出熱量多，a大于c，A項(xiàng)錯(cuò)；氫氣的燃燒是放熱反應(yīng)，b和d均為負(fù)值，B項(xiàng)錯(cuò)；反應(yīng)②是①的二倍，故b＝2a，而且燃燒放熱，即b＝2a<0，C項(xiàng)正確；氫氣的燃燒是放熱反應(yīng)，c和4．在25℃、101kPa條件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃燒熱分別為393.5kJ·mol－1、285.8kJ·mol－1、870.3kJ·mol－1，則2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為(A)A．－488.3kJ·mol－1 B．＋488.3kJ·mol－1C．－191kJ·mol－1 D．＋191kJ·mol－1解析：據(jù)燃燒熱，則有：①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1，②C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1，③CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－870.3kJ·mol－1，由蓋斯定律可知，①×2＋②×2－③可得反應(yīng)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)ΔH＝2×(－285.8kJ·mol－1)＋2×(393.5kJ·mol－1)＋870.3kJ·mol－1＝－488.3kJ·mol－1，故選A。5．鈦被稱為“第三金屬”。用鈦合金制成的“鈦潛艇”，可潛入4500米的深度?！扳侊w機(jī)”堅(jiān)實(shí)又輕巧，時(shí)速每小時(shí)可超過(guò)300千米。在航天事業(yè)中，鈦可制成飛船的“外衣”，防高溫的侵襲。將TiO2轉(zhuǎn)化為T(mén)iCl4是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應(yīng)之一。已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)ΔH＝＋140.5kJ·mol－1C(石墨，s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1則反應(yīng)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(石墨，s)=TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是(D)A．＋80.5kJ·mol－1 B．＋30.0kJ·mol－1C．－30.0kJ·mol－1 D．－80.5kJ·mol－1解析：按題干依次給兩個(gè)熱化學(xué)方程式編號(hào)為①②，依據(jù)蓋斯定律，①＋②×2，得到TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(石墨，s)=TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－80.5kJ·mol－1。6．半導(dǎo)體工業(yè)用石英砂作原料通過(guò)三個(gè)重要反應(yīng)生產(chǎn)單質(zhì)硅：①SiO2(s)＋2C(s)=Si(s)＋2CO(g)(石英砂)(粗硅)ΔH＝＋682.44kJ·mol－1②Si(s)＋2Cl2(g)=SiCl4(g)ΔH＝－657.01kJ·mol－1③SiCl4(g)＋2Mg(s)=2MgCl2(s)＋Si(s)(純硅)ΔH＝－625.63kJ·mol－1生產(chǎn)1.00kg純硅的總反應(yīng)熱約為(D)A．2.43×104kJ B．－2.35×104kJC．－2.23×104kJ D．－2.14×104kJ解析：利用蓋斯定律將①＋②＋③可得：SiO2(s)＋2C(s)＋2Cl2(g)＋2Mg(s)=Si(s)＋2CO(g)＋2MgCl2(s)ΔH＝－600.2kJ·mol－1生產(chǎn)1.00kg純硅時(shí)總反應(yīng)熱為－600.2kJ·mol－1×eq\f(1.00×103g,28g·mol－1)≈－2.14×104kJ。二、非選擇題7．?dāng)嚅_(kāi)1molAB(g)分子中的化學(xué)鍵使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所汲取的能量稱為A—B鍵的鍵能。下表列出了一些化學(xué)鍵的鍵能E：化學(xué)鍵H—HCl—ClO=OC—ClC—HO—HH—ClE/(kJ·mol－1)436247x330413463431請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)如圖表示某反應(yīng)的能量變更關(guān)系，則該反應(yīng)為_(kāi)_放熱__(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，其中ΔH＝__(a－b)kJ·mol－1__(用含有a、b的關(guān)系式表示)。(2)若圖示中表示反應(yīng)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1，則b＝__926__kJ·mol－1，x＝__496.4__kJ·mol－1。(3)歷史上曾用“地康法”制氯氣，這一方法是用CuCl2作催化劑，在450℃利用空氣中的氧氣跟氯化氫反應(yīng)制氯氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_O2＋4HCleq\o(=,\s\up7(450℃),\s\do5(催化劑))2Cl2＋2H2O__。若忽視溫度和壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)熱的影響，依據(jù)上題中的有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)反應(yīng)中有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，反應(yīng)的能量變更為_(kāi)_放出能量31.4kJ__。解析：(1)反應(yīng)物的能量高于生成物，因此是放熱反應(yīng)。反應(yīng)熱為反應(yīng)物與生成物的能量之差，即ΔH＝(a－b)kJ·mol－1。(2)b表示H、O原子結(jié)合為氣態(tài)水時(shí)的能量變更，其數(shù)值為463×2＝926；436＋eq\f(1,2)x－926＝－241.8，則x＝496.4。(3)依據(jù)題意寫(xiě)出方程式。反應(yīng)的ΔH＝(496.4＋431×4－247×2－463×4)kJ·mol－1＝－125.6kJ·mol－1，則轉(zhuǎn)移1mol電子時(shí)反應(yīng)放出的能量為31.4kJ。8．黃鐵礦(主要成分為FeS2)的燃燒是工業(yè)上制硫酸時(shí)得到SO2的途徑之一，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2。在25℃和101kPa時(shí)，1molFeS2(s)完全燃燒生成Fe2O3(s)和SO2(g)時(shí)放出853kJ的熱量。這些熱量(工業(yè)中叫做“廢熱”)在生產(chǎn)過(guò)程中得到了充分利用，大大降低了生產(chǎn)成本，對(duì)于節(jié)約資源、能源循環(huán)利用具有重要意義。(1)請(qǐng)寫(xiě)出黃鐵礦燃燒的熱化學(xué)方程式。(2)計(jì)算理論上1kg黃鐵礦(FeS2的含量為90%)完全燃燒放出的熱量。答案：(1)FeS2(s)＋eq\f(11,4)O2(g)＝eq\f(1,2)Fe2O3(s)＋2SO2(g)(2)6397.5KJΔH＝－853KJ·mol－1解析：(1)依據(jù)題意，黃鐵礦燃燒的熱化學(xué)方程式為FeS2(s)＋eq\f(11,4)O2(g)=eq\f(1,2)Fe2O3(s)＋2SO2(g)ΔH＝－853kJ·mol－1(2)FeS2的摩爾質(zhì)量為120g·mol－1。1kg黃鐵礦含F(xiàn)eS2的質(zhì)量為1000g×90%＝900g。900gFeS2的物質(zhì)的量為eq\f(900g,120g·mol－1)＝7.5mol。理論上1kg黃鐵礦完全燃燒放出的熱量為7.5mol×853kJ·mol－1＝6397.5kJ。B級(jí)·實(shí)力提升練一、不定項(xiàng)選擇題(每小題有1個(gè)或2個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．硫酸是基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)的重要產(chǎn)品，下列為接觸法制硫酸的反應(yīng)：①4FeS2(s)＋11O2(g)=2Fe2O3(s)＋8SO2(g)ΔH＝－3412kJ·mol－1②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1③SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(l)ΔH＝－130.3kJ·mol－1下列說(shuō)法正確的是(CD)A．反應(yīng)②中運(yùn)用催化劑越多釋放出的熱量越大B．反應(yīng)①中1molFeS2(s)參加反應(yīng)放出的熱量為3412kJC．64gSO2與1molO2在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)釋放出的熱量小于98.3kJD．FeS2生成H2SO4的熱化學(xué)方程式可表示為2FeS2(s)＋eq\f(15,2)O2(g)＋4H2O(l)=Fe2O3(s)＋4H2SO4(l)ΔH＝－2620.4kJ·mol－1解析：催化劑不影響反應(yīng)熱大小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)①中1molFeS2(s)參加反應(yīng)放出的熱量為eq\f(3412,4)kJ＝853kJ，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；64gSO2的物質(zhì)的量為1mol，由于反應(yīng)②是可逆反應(yīng)，1molSO2不能完全反應(yīng)，放出熱量小于98.3kJ，C項(xiàng)正確；由蓋斯定律eq\f(1,2)×①＋2×②＋4×③可得：2FeS2(g)＋eq\f(15,2)O2(g)＋4H2O(l)=Fe2O3(s)＋4H2SO4(l)ΔH＝－2620.4kJ·mol－1，D項(xiàng)正確。2．已知Ca(OH)2固體溶于水放熱，與Ca(OH)2體系相關(guān)的能量關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(AC)A．ΔH4>0B．ΔH1＋ΔH2>0C．ΔH3>ΔH2D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0解析：過(guò)程Ca(OH)2(s)→Ca2＋(g)＋2OH－(g)，要破壞離子鍵，且存在固體向氣體的變更，該過(guò)程汲取熱量，ΔH4>0，A項(xiàng)正確；依據(jù)蓋斯定律知，ΔH1＋ΔH2＝ΔH3，Ca(OH)2(s)溶于水放熱，ΔH3<0，從而得ΔH1＋ΔH2<0，B項(xiàng)錯(cuò)；由于ΔH1＋ΔH2＝ΔH3，則有ΔH2＝ΔH3－ΔH1，過(guò)程Ca(OH)2(s)→CaO(s)＋H2O(l)汲取熱量，ΔH1>0，可知ΔH3>ΔH2，C項(xiàng)正確；依據(jù)蓋斯定律可得：ΔH1＋ΔH2＝ΔH4＋ΔH5＋ΔH6，ΔH1＋ΔH2－ΔH4－ΔH5－ΔH6＝0，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．動(dòng)畫(huà)片《黑貓警長(zhǎng)》有一集《失蹤的紐扣》，最終黑貓警長(zhǎng)破案，丟失的紐扣是由于錫紐扣在零下33度以下會(huì)變成粉末狀，而失蹤。灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體。已知：①Sn(白，s)＋2HCl(aq)=SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH1②Sn(灰，s)＋2HCl(aq)=SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH2③Sn(灰，s)eq\o(,\s\up7(>13.2℃),\s\do5(<13.2℃))Sn(白，s)ΔH3＝＋2.1kJ·mol－1下列說(shuō)法正確的是(AD)A．ΔH1<ΔH2B．錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在C．灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)D．錫制器皿長(zhǎng)期處于低于13.2℃的環(huán)境中，會(huì)自行毀壞解析：常溫下，灰錫將自發(fā)地轉(zhuǎn)化為白錫，說(shuō)明錫在常溫下以白錫狀態(tài)存在。錫制器皿(白錫)長(zhǎng)期處于低于13.2℃的環(huán)境中，會(huì)發(fā)生白錫向灰錫轉(zhuǎn)化的反應(yīng)，由于灰錫以粉末狀存在，所以錫制器皿會(huì)自行毀壞，B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；ΔH3＝ΔH2－ΔH1>0，也可知C項(xiàng)錯(cuò)誤，A正確。4．1,3－丁二烯CH2=CH—CH=CH2和2－丁炔CH3—C≡C—CH3是有機(jī)合成工業(yè)中常用的不飽和烴原材料，分別與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：CH2=CH—CH=CH2(g)＋2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)ΔH＝－236.6kJ·mol－1CH3—C≡C—CH3(g)＋2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)ΔH＝－272.7kJ·mol－1下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(CD)A．可計(jì)算出1,3－丁二烯和2－丁炔相互轉(zhuǎn)化的焓變?chǔ)B．可比較1,3－丁二烯和2－丁炔分子的穩(wěn)定性C．不能比較1,3－丁二烯和2－丁炔的燃燒熱數(shù)值的相對(duì)大小D．可計(jì)算出2－丁炔中一個(gè)碳碳三鍵鍵能與1,3－丁二烯中兩個(gè)碳碳雙鍵鍵能之和的差值解析：由題給熱化學(xué)方程式可得CH2=CH—CH=CH2(g)→CH3—C≡C—CH3(g)ΔH＝＋36.1kJ·mol－1，由此可以得出其相互轉(zhuǎn)化的焓變，故A正確；相同條件下2－丁炔轉(zhuǎn)化為正丁烷放出熱量比1,3－丁二烯多，說(shuō)明1,3－丁二烯能量低，穩(wěn)定，故B正確；1,3－丁二烯能量低，燃燒熱數(shù)值也低，故C錯(cuò)誤；1,3－丁二烯和2－丁炔所含的碳碳單鍵數(shù)目不同，所以不能推斷一個(gè)碳碳三鍵的鍵能與兩個(gè)碳碳雙鍵的鍵能大小，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題5．(1)奧運(yùn)會(huì)火炬采納常溫下為氣態(tài)的丙烷(C3H8)為燃料。丙烷熱值較高，污染較小，是一種優(yōu)良的燃料。試回答下列問(wèn)題：①如圖是肯定量丙烷完全燃燒生成CO2和1molH2O(l)過(guò)程中的能量變更圖，在圖中的括號(hào)內(nèi)填入的是__－__(“＋”或“－”)。②寫(xiě)出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式：__C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH1＝－2215.0kJ·mol－1__。③二甲醚(CH3OCH3)是一種新型燃料，應(yīng)用前景廣袤。1mol二甲醚完全燃燒生成CO2和液態(tài)水放出1455kJ熱量。若1mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水共放出1645kJ熱量，則混合氣體中，丙烷和二甲醚的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_1︰3__。(2)蓋斯定律認(rèn)為：不管化學(xué)過(guò)程是一步完成還是分幾步完成，整個(gè)過(guò)程的總熱效應(yīng)相同。試運(yùn)用蓋斯定律回答下列問(wèn)題：①已知：H2O(g)=H2O(l)ΔH1＝－Q1kJ·mol－1C2H5OH(g)=C2H5OH(l)ΔH＝－Q2kJ·mol－1C2H5OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH3＝－Q3kJ·mol－1。若使46g液態(tài)無(wú)水酒精完全燃燒，并復(fù)原到室溫，則整個(gè)過(guò)程中放出的熱量為_(kāi)_(Q3＋3Q1－Q2)__kJ。②碳(s)在氧氣供應(yīng)不足夠時(shí)，生成CO同時(shí)還生成CO2，因此無(wú)法通過(guò)試驗(yàn)干脆測(cè)得反應(yīng)：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)的ΔH。但可設(shè)計(jì)試驗(yàn)、利用蓋斯定律計(jì)算出該反應(yīng)的ΔH，計(jì)算時(shí)須要測(cè)得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)有__碳和一氧化碳的燃燒熱__。解析：(1)①圖像是肯定量丙烷完全燃燒生成CO2和1molH2O(l)過(guò)程中的能量變更圖，丙烷燃燒反應(yīng)放熱，ΔH＝－553.75kJ·mol－1。②依據(jù)丙烷完全燃燒生成CO2和1molH2O(l)過(guò)程中的能量