2022-23学年人教版高二上学期化学考点解读与综合训练--反应热的计算.pdf

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1、1.2 反应热的计算分层解读题型一盖斯定律及有关计算1.N 2和H 2合成NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是能E增加ImolN+3molHE=akJE=bkJa。1A.N2(g)+3H2(g)=2N H3(l)1,1 =!1 a o lN H ii(l)/=2(a-b-c)kJ/m o lB.N 2(g)+3H2(g)=2N H3(g)/=2(b-a)kJ/m o l1 3c.y N 2(g)+y H2(g)=N H3(l)1 3D.yN2(g)+-H 2(g)=N H3(g)/=(b+c-a)kJ/m o l/7=(a+b)kJ/m o l【答案】A【解析】由题图可以看出，；m

2、 o l N 2(g)和；m o l H 2(g)的化学键断裂需吸收的总能量为a k J,形 成1 m o lN H 3(g)放出的能量为 bkJ,所以有；N：(g)+H i(g)=N H 3(g)H=(a-b)kJ/m o L 而 1 m o l N H.4g)转化为 1 m o l2 21 3N H 3(1)放出 c kJ 的热量，所以有 3 N 2(g)+-H2(g)=N H3(l)=(a-b-c)kJ/m o l,即 N 2(g)+3H2(g)=2N H3(l)2 2/=2(a-b-c)kJ/m o l,故选 A。2.在2 9 8 K、l O O kP a时，有下列反应:O2(g)+2

3、H2(g)=2H 2O(g)A H i；C l2(g)+H2(g)=2H C l(g)A H 2；2C l2(g)+2H2O(g)=4H C l(g)+O 2(g)A H 3,则A H 3 与A H i和此间的关系正确的是A.AH3=AHI+AH2B.AH3=AHI+2 A H2C.AH3=2 A H2-A H 1 D.AH3=A H 1-A H2【答案】c【解析】O 2(g)+2H 2(g)=2H 2O(g)ZkH ；C 12(g)+H2(g)=2H C l(g)A H 2；解析g)+2H 2()(g)=4H C l(g)4-O 2(g)A H3；则反应二-+2x ，由盖斯定律可知，3=-H

4、I+2 4 H2,故选：C。3.向足量H 2s。4溶液中加入1 0 0 m L 0.4m o i/L B a(O H)2溶液，放出的热量是5.12kJ。如果向足量B a(O H)2溶液中加入10 0 m L 0.4m o l/L H C l溶液时，放出的热量为2.2kJ。则N azS C U溶液与Ba Ch溶液反应的热化学方程式为A.B a2+（aq）+S O 1 （aq）=B aS O4（s）A H=-2.92 kJ/m o lB.B a2+（aq）+SO：（aq）=B aS O4（s）A H=-0.72 kJ/m o lC.B a2+（aq）+SO4 （aq）=B aS O 4（s）A H

5、=-73 kJ/m o lD.B a2+（叫）+SOj （叫）=B aS O 4s）A H=-18 kJ/m o l【答案】D【解析】足量硫酸与l O O m L O.4m o i/L氢氧化钢即0.0 4m o l,反应生成硫酸钢和水，释放5.12kJ的热量，热化学方程式为B a2+(aq)+2O H-(aq)+2H+(叫)+SO丁(aq)=B aS O (s)+2H 2O，=-128 kJ/m o l,足量 B a(O H)2与10 0 m L 0.4m o l/L H C I溶液即0.0 4 m o L反应生成氯化银和水释放2.2kJ的热量，热化学方程式为OH(aq)+H+(aq)=H2O

6、(1)A H=-55 kJ/m o L 根据盖斯定律，-x 2 可得，B a2+(aq)+SO；(aq)=B aS C U(s),A/7=-128 kJ/m o l+55 kJ/m o l x 2=-18 kJ/m o l,答案为 D。4.已知：N 2（g）+2O 2（g）=N 2O 4（g）A W=+8.7 kJ-m o l-1N 2H 4（g）+O 2（g）=N 2（g）+2H 2O（g）A H=-534 kJ m o r1下列能表示N 2H 4（g）和N 2O 4（g）反应的热化学方程式的是（）A.2N 2H 4（g）+N 2O 4（g）=3N 2（g）+4H 2O（g）A W=-10

7、76.7kJ-m o l1B.N 2H 4（g）+j N aO 4（g）=N 2（g）+2H 2O（g）A/7=-542.7kJ-m o F C.2 N汨4（g）+N 2O 4（g）=3N 2（g）+4H 2O（g）A J 7=-542.7 kJ-m o l 1D.2N 2H 4（g）+N 2O 4（g）=3N 2（g）+4H 2O（l）A W=-10 76.7 kJ-m o l 1【答案】A【解析】已 知:N2（g）+2 O2（g）=N2O 4（g）A H=+8.7kJ-m o l 1N 2H 4（g）+O 2（g）=N 2（g）+2 H 2 O（g）A”=-5 3 4 kJ m o r1根

8、据盖斯定律，将x 2一得 2N 2H 4（g）+N 2 O M g）=3 N 2（g）+4 H 2 O（g）A/-10 76.7 kJ-m o l答案选A 5.2 m o l金属钠和I m o l氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是 从2Na(s)+CI(g)-2NaCl(s)LH2 A4/2Na(g)2Cl(g)Z/xA7/3 L H j2Na+(g)+2Cl-(g)-2NaCl(g)A.AH2VoB.A H 4+A H5+A H8=A HIC.在相同条件下，2K(g)-2K+(g)的A l V v A以D.A H e+A H j=A H s【答案】A B【解析】A.金属钠由固态变

9、为气态的过程中需要吸收热量，因此出0,选项A不正确；B.由盖斯定律可知，过 程I为2、3、4、5、6、7的过程之和，则42+AH 3+A%+A 4 5+AH 6+选项B不正确；C.由钾原子原子核外有4个电子层，其失去最外层一个电子所需的能量较小，因此2K(g)-2K+(g)的AH、kJ-mor1A代 答案 她 沔 反应过程反应过程IICO,(g)+2HQ()反应过程III2H C l(g)+；0?(g)=H2O(g)+C l2(g)A H=A H,+A H2C O2(g)+3H,O(g)=2O2(g)+C O(g)+3H,(g)A H=+K)O 8kJ -m o r1(a+3b-c)kJ -m

10、 o l-1【解析】过程的热化学方程式为C uC 12(s)+；O 2(g)Y uO(s)+C k(g)A H2,由盖斯定律可知，由 H C l(g)生成 C k(g)的热化学方程式为：2H C l(g)+；C)2(g)一 应0他)+。2 4)A H=A H,+A H2；由一得 C C)2(g)+3H2O(g)2O2(g)+C O(g)+3H 2(g)A H =+20 6kJ -m o P1-(-80 2kJ -m o l1)=+10 0 8kJ-m o l-1；(3)由图可知:l.C O(g)+1 o2(g)=C O2(g)A H,=-akJ m o r;I I.1o2(g)+H2(g)H2

11、O(g)A H2=-bkJ-m o l lm.C H4(g)+2O2(g)=C O2(g)+2H2O(g)A H3=-ckJ m o r o 根据盖斯定律可知，111 3x 11 I得：C H4(g)+H2O(g)=C O(g)+3H,(g)A H=(-c+3b+a)kJ -moL。7.发射卫星时可用脱(N2H4)为燃料、二氧 化 氮(NO2)作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：N2(g)+2O2(g)=2 N O2(g)A H =+67.7kJ -m o l-1 N 2H 4(g)+O2(g)=N2(g)+2 H2O(g)A H =-534.0 kJ m o r1；H 2(g)+；月(

12、g)=H F(g)H=269.0 kJ m oH2(g)+1o2(g)=H2O(g)H=-2 4 2.0 kJ-m o P1(D气 态 腓 和 二 氧 化 氮 反 应 生 成 氮 气 和 气 态 水 的 热 化 学 方 程 式 为。(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更多，试写出气态肿和氟气反应生成氮气和氟化氢气体的热化学方程式：。【答案】2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)AH=-1135.7kJ mor1N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)AH=-1126.0 kJ mol-1【解析】根据盖斯定律，由 x2-得:2N2H4(

13、g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g),A/7=-534.0kJ-mol-1 x2-67.7kJ-mol-1=-1 135.7kJ-mo,故答案:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)AH=-1135.7 kJ-mol1根据盖斯定律，由+x4-x2得：N2H4(g)+2E(g)=N2(g)+4HF(g)A/7=-534.0kJ-mol-1+(-269.0kJ-moL)x4-(-242.0kJ-mol-1)x2=-l 126.0kJ-moE1,故答案：N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)A/7=-1126.0kJ mol.题型二化学反应热的计

14、算8.根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是能 T l m o l N+3 m o l H量 一 0 3-0.5 mol N 2(g)+L 5 mol H 2(g)kJA.N2(g)+3 H2(g 2 N H3(g)A ff=-(b-a)kJ mol-l m o l NH3(g)I mol N&k J反应过程B.N2(g)+3 H2(g)=2 N H3(g)A H=-(a-b)kJ mol-C.2NH3(l)=N 2(g)+3 H2(g)A H=2(a+b-c)kJ mol-1D.2NH3(l)=N2(g)+3 H2(g)A/7=2(b+c-a)kJ mol-1【答案】D【解析】A.由

15、O.5 N 2(g)+1.5 H 2(g)=N H 3(g)A H=-(b-a)kJ m。可得出，N2(g)+3 H 2(g)=2 N H3(g)AH=-2(b-a)kJ-moH,A 不正确；B.由 A 选项中的分析可知，N2(g)+3 H2(g)=2 N H3(g)A H=-2(b-a)kJ-mol”,B 不正确；C.由 0.5 N 2(g)+1.5 H 2(g)=N H 3(l)A H=-(b+c-a)kJ-mol可 知,2 N H 3(l)=N 2(g)+3 H 2(g)A/7=2(b+c-a)kJ-mor,C不正确；D.由 C 选项的分析可知，2 N M l)=N 2(g)+3 H 2

16、(g)A/=2(b+c-a)kJ m o l1,D 正确；故选D。9.用H 2 O 2和H 2 sO 4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：C u(s)+2 H+(a q)=C u2+(a q)+H 2(g)A/72=+6 4.3 9 kJ m o r1 2 H 2 O 2=2比0(1)+0 2 4 2=-1 9 6.4 6 kJ-mot1 H 2(g)+；O 2(g)=H 2 O(l)A H=-2 8 5.8 4 kJ-mol-1在H 2 s0 4溶液中，1 mol C u(s)与H 2 O 2反应生成C u2+(a q)和 比0(1)的反应热，等于A.-3 1 9.6 8 kJ m

17、 o r1 B.-4 1 7.9 1 kJ mol-1C.-4 4 8.4 6 kJ-mol-1 D.+5 4 6.6 9 kJ m o r1【答案】A【解析】已 知:C u(s)+2 H+(a q)=C u2+(a q)+H 2(g)A W 2=+6 4.3 9 kJ-mol-1 2 H 2 O 2=2氏0 +C h(g)A H2=-1 9 6.4 6 kJ-mol-11,H 2(g)+-O2(g)=H2O(l)A H=-2 8 5.8 4 kJ-mol-1根据盖斯定律+x +，整理可得：CU(S)+H2O2(1 )+2 H+(a q)=C u2+(a q)+2 H2O(1 )A/=-3 1

18、 9.6 8 kJ/mol;选A o1 0 .己知1 g氨气完全燃烧生成水蒸气时放出热量1 2 1 kJ。且氧气中lmolO=O键完全断裂时吸收热量4 9 6 kJ,水蒸气中I molH O键形成时放出热量4 6 3 kJ,则氢气中I molH-H键断裂时吸收热量为A.9 2 0 kJ B.5 5 7 kJ C.4 3 6 kJ D.1 8 8 kJ【答案】C【解析】根据2 H 2+。2=2比0反应，1 g域气完全燃烧生成水蒸气时放出热量1 2 1 kJ,则2 moi H2即4 g完全燃烧生成水蒸气时放出热量4 8 4 k J,设I mol H-H键断裂时吸收热量为x k J,根据化学反应放出

19、的热量=新键生成释放的能量-旧键断裂吸收的能量可得4 6 3 kJ x4-4 9 6 kJ-2 x=4 8 4 kJ,x=4 3 6 kJ,故答案选C。1 1 .己知充分燃烧ag乙快气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b k J,则乙焕燃烧的热化学方程式正确的是A.2 c 2 H 2(g)+5 O 2(g)=4 C O 2(g)+2 H 2 O Q)；A H=-2 b kJ/molB.C2H2(g)+5/2 O2(g)=2 C O2(g)+H2O(l)；H=2 b kJ/molC.2 C2H2(g)+5 O 2(g 4 C O2(g)+2 H2O(l)；A H=-4 b kJ/

20、molD.2 c 2 H 2(g)+5 O 2(g)=4 C O 2(g)+2 H2O(1)；A H=b kJ/mol【答案】c【解析】充分燃烧a g乙烘气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b k J,所以生成4 m o i二氧化碳气体和液态水,放出热量为4 b kJ,则乙焕燃烧的热化学方程式为2 c 2 H 2（g）+5 O 2（g）=4 C O 2（g）+2 H 2 O A H=-4 b kJ/moL答案选C。1 2.下图为反应2 H 2（g）+C h（g）=2 H 2 O（g）的能量变化示意图。下列说法正确的是4 H+2 0里H|2星十A.拆开2 moiH 2（g）和1

21、molC 2（g）中的化学键成为H、0原子，共放出1 3 6 8业 血kJ U 2 H-反应过建kJ能量B.由H、0原子形成2 moiH 2 0（g）,共吸收1 8 5 2 kJ能量C.2 molH 2（g）和1 moK）2（g）反应生成2 mol氏0（1）,共吸收4 8 4 C能量D.2 molH 2（g）和 1 molC H g）反应生成 2 moI H2O（g）,共放出 4 8 4 kJ 能量【答案】D【解析】A.拆开化学键吸收能量，故A错误：B.形成化学键放出能量，故B错误；C.依据图象数据分析计算,2 molH 2（g）和lmolO 2（g）反应生成2 molH 2 O（g）,而不是

22、H?。），共放出4 8 4kJ能量，故C错误：D.依据图象数据分析计算,2 mol H z（g）和1 mol C h（g）反应生成2 mol H?O（g）,共放出4 8 4 kJ能量，故D正确；故答案为C 1 3.已知两个热化学方程式：C（s）+O2（g）=C O2（g）A/-3 9 3.5 kJ/mol2 H 2（g）+O 2（g）=2 H 2 O（g）A”=-4 8 3.6 kJ/mol现有炭粉和七 组成的悬浮气共0.2 mol,使 其 在 中 完 全 燃 烧，共放出6 3.5 3 kJ的热量，则炭粉与H 2的物质的量之比是（）A.1 ：1B.1 ：2C.2：3D.3：2【答案】A【解析】

23、设混合物中(C)=x mol,则 (H 2)=(0.2-x)m o l,由题可知:3 9 3.5 x+x(O.2-x)=6 3.5 3,解得2x=0.1,则 (C)：出2)=1：1,故答案为 A。14.F?与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如C 1 F,、B r鸟等。已知反应C l2(g)+3 F (g)=2 C 1 (g)A H=-3 1 3 k J mor.FF键的键能为 1 5 9 kJ-moL，C l-C l 键的键能为2 4 2 kJ-mo，则C 1 F,中C l F键的平均键能为 kJ.m oF1【答案】172【解析】设C 1F键的平均键能为akLm ol，根据反应热与键能之

24、间的关系可列出方程式159kJ -m ol-1 x 3+242kJ -mo L 6akJ m or =313kJ m o r1，解得 a=17215.下表中的数据是破坏h n ol物质中的化学键所消耗的能量：物质C l2Br 2I 2H C 1H BrH IH2能量/kJ243193151432366298436根据上述数据回答下列问题：(1)下 列 物 质 中 本 身 具 有 的 能 量 最 低 的 是(填 字 母)。A.H?B.C l2c.Br 2D.I 2(2)下 列 氢 化 物 中 最 稳 定 的 是(填 字 母)。A.H C 1 B.H Br C.H I一定条件 X 2+H 2 2

25、HX(X代表C l、Br、I)的 反 应 是(填“吸热”或“放热”)反应。(4)相同条件下，X 2(X 代表C l、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是【答案】A A 放热 C l2【解析】(1)、(2)破 坏 I m ol物质中的化学键所消耗的能量越高，则该物质越稳定，其本身具有的能1：越低。故 答 案(1)选 A,(2)选 A。(3)、(4)断 开 I m olC lC I 键 和 I m olH H键需吸收能量：243kJ +436kJ =6 7 9 k J,而形成 2m oi H C l 键放出的能量为2 x 432kJ =8 64kJ ,所以在占燃a

26、,+H2 2 H C 1反应中每生成2m ol H C 1放出8 64kJ-679kJ =18 5kJ 的热量，同理可计算出Br2+H2=2 H B r ,I2+H2 2H I 反应中每生成 2m oi H Br、2m oi H I 分别放出 103kJ、9kJ 的热量。故(3)答案：放热，(4)答案：Cho1 6.红磷P(s)和CU(g)发生反应生成PCh(g)和PCk(g)。反应过程中能量的变化如图所示。(1)P(s)和C X g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式为 o(2)PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)的 AH为。(3)P(s)和CL(g)经两步反应生成ImolPCh(

27、g)的AH=，P(s)和Cl?(g)经一步反应生成ImolPCk(g)的AH(填“大于 小于 或 等于)P(s)和CL(g)经两步反应生成ImolPCk(g)的 H。3【答案】-C l2(g)+P(s)PCl3(g)AH=-306kJ/mol+93kJ/mol-399kJ/mol 等于3【解析】(1)由图可知，P(s)+/C12(g)-PCL(g)中反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应是放热反应，A H=-306kJ/m ol,则热化学方程式为P(s)+gci2(g)PCh(g)AH=-306kJ/m ol,(2)由图可知，Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g)中反应物的总能量大于生

28、成物的总能量，该反应是放热反应，AH=-93kJ/m ol,所以 P J(g)-PCl,(g)+Cl2(g)AH=+93kJ/mol(3)设P(s)和CU(g)经两步反应生成ImolPCls(g)的热化学方程式分别为 P(s)+3/2C1,(g)PCl3(g)AH,=-3 0 6 k J/m o l,Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(g)AH2=-93kJ/m ol;根据盖斯定律，由+得P(s)+1 Cl2(g)=PCl5(g)AH3=AH,+AH2=-306kJ/mol+(-93kJ/mol)=-399kJ/mol:反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应条件无关，所以P(S)和c

29、u(g)经一步反应生成lm olP C l5(g)的 AH 等于 P(s)和 C l2(g)经两步反应生成 lm olP C l5(g)的 AH，1 7.研究N O*、S O 2、CO等大气污染气体的处理方法具有重要意义。(1)处理含CO、S O 2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为C O 2和单质S。已知：CO(g)+O2(g)=CO2(g)H=-283.0kJ-moP1 S(s)+C)2(g)=S O 2(g)=-2()6.()kJ-m oL则C O,S O 2气体反应生成固态硫和C C h气体的热化学方程式是。(2)氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因。已知：CO(g

30、)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)”=akJ-moP1(a0)2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)H=-bkJ moP1(b 0)若用标准状况下 3.36LC O将 N C h还原至N M CO完全反应)，整个过程中转移电子的物质的量为 m o l,放出的热量为 kJ(用含有a和b的代数式表示)。用C H 4催化还原N Ox,也可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)AH,=-574.0kJ-moL CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)A/72 若I m o l C R将N

31、 O?还原至N2,整个过程中放出的热量为8 67.0kJ,则A H 2 =。【答案】2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)AH=-270.0kJ mor 0.3 乂 叶)80-1160.0kJ-m ol-【解析】根据盖斯定律，将方程式x 2-，整理可得2 c o 0+$0 2强)=$与+2 8 2(8)”=(-28 3.0kJ/m ol)x 2-(-296.0 kJ/m ol)=-270.0 kJ/m ol；(2)由两个方程式可知，CO的氧化产物均为CO2,碳元素的化合价从+2升至+4,标准状况下3.3 6 L CO为0.1 5 m o l,根据得失电子守恒可知转移电子的物质的量

32、为0.3 m o l；根据盖斯定律，将方程式x 2+整理可得 4c o(g)+2 N Ch(g)=N 2(g)+4CO 2(g)W=(-a kJ/m o l)x 2+(-b kJ/m o l)=-(2 a+b)kJ/m o l,则该过程中放出的热量0.15 3(2a+b)为-(2a+b)kJ=-kJ。4 80(3)CH 4将 N t h还原至 N 2 的热化学方程式为 C H4(g)+2 N O2(g)=N2(g)+CO 2(g)+2 H 2 O(g)=-86 7 kJ/m o l,根据盖斯定律(+)可得 A/=(A I+A”2)，解得”2=-86 7 kJ/m o l x 2-(-5 7 4

33、 kJ/m o l)=-1 1 6 0 kJ/m o U2 21 8.(1)汽车发动机工作时会引发N?和。2反应，生成N O x等污染大气，其中生成NO的能量变化如图1所示，则 图1中 三 种 分 子 最 稳 定 的 是,图1中 对 应 反 应 的 热 化 学 方 程 式 为。(2)图2是N O 2与C O反应转化为CO 2和NO过程中的能量变化示意图，根据图2分析，若0.5 m o l CO被氧化，该过程放出的热量Q=kJ。若该反应是可逆反应，在相同条件下将0.5 m o l CO与I m o l N。2混合，则 充 分 反 应 后 放 出 的 热 量(填，或“=)QkJ。(3)仿照图2的形

34、式，在图3中绘制出N 2(g)与。2您)反应生成N O(g)的能量变化曲线DBM图2【答案】N2反应过程图3N2(g)+O2(g)=2 N O(g)AH=+1 80 kJ m o r 1 1 7反应过程【解析】(1)键能越小,化学键断裂越容易；键能越大，物质越稳定。山图1可求出N 2(g)+C)2(g)=2 N O(g)的反应热 AH=946 kJ m o I_ 1+498kJ m o L -2 x 6 3 2 kJ-m o=+1 80 k J -m o r；(2)由图2知，消耗I m o l CO时放出的热量为3 6 8kJ 1 3 4kJ =2 3 4kJ，则0.5 m o l CO被氧化时放出1 1 7 kJ热量；可逆反应中反应物不可能消耗完，因此放出的热量小于QkJ；(3)反应为吸热反应，生成物的总能量比反应物的高，过渡态的能量最高。