高考化学600分策略二轮集训专题7 反应热与盖斯定律的应用Word文档下载推荐.docx
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(c+d-a-b)kJ·
A [由图中转化可知,断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,发生2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=(a+b-c-d)kJ·
mol-1,又因为化学计量数与反应中的能量变化成正比,则NO(g)+H2(g)===
N2(g)+H2O(g) ΔH=
mol-1。
3.N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应为N2O(g)+CO(g)
CO2(g)+N2(g) ΔH,有关化学反应的物质变化过程(图1)及能量变化过程(图2)如下:
图1 图2
下列说法正确的是( )
A.由图1可知ΔH1=ΔH+ΔH2
B.由图2可知ΔH=-226kJ·
C.为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2O
D.由图2可知该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
B [A项,由图1知,N2O(g)―→N2(g) ΔH1,CO(g)―→CO2(g) ΔH2,由盖斯定律可得,ΔH=ΔH1+ΔH2,错误;
B项,由图2知,反应物为N2O(g)+CO(g),生成物为CO2(g)+N2(g),ΔH=134kJ·
mol-1-360kJ·
mol-1=-226kJ·
mol-1,正确;
C项,由图1知,Pt2O+、Pt2O
是催化剂,转化过程中无需向反应器中补充,错误;
D项,由图2知,该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能,错误。
4.利用CO2可以制取甲醇,有关化学反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH1=-178kJ·
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH2=-566kJ·
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH3=-483.6kJ·
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键
C—H
H—H
C—O
H—O
键能/(kJ·
mol-1)
413
436
358
463
则断开1molC===O需要的能量和CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)的ΔH分别为( )
A.吸收750kJ·
mol-1 +219.2kJ·
B.放出750kJ·
mol-1 -143.2kJ·
C.吸收1500kJ·
mol-1 -438.4kJ·
D.吸收750kJ·
mol-1 -219.2kJ·
D [依据反应焓变ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)的反应焓变ΔH1=(2×
EC===O+3×
mol-1)-(3×
413kJ·
mol-1+358kJ·
mol-1+463kJ·
mol-1×
2)=-178kJ·
mol-1;
求得:
EC===O=750kJ·
将①+②÷
2-③÷
2即得所求方程式,ΔH=-178kJ·
mol-1+
×
(-566kJ·
mol-1)-
(-483.6kJ·
mol-1)=-219.2kJ·
5.已知:
①H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH1=-57.3kJ·
mol-1,②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ·
mol-1,下列有关说法正确的是( )
A.向含0.1molNaOH的溶液中加入一定体积的0.1mol·
L-1乙二酸,反应中的能量变化如图所示
B.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-114.6kJ·
C.氢气的燃烧热为571.6kJ·
D.若反应②中H2O为气态,相同条件下的反应热为ΔH,则ΔH<ΔH2
A [A项,考生易因忽视乙二酸为弱酸,其电离需要吸收热量而出错,故反应生成0.1molH2O(l)时放出的热量小于5.73kJ,正确。
B项,考生易因忽视Ba2+与SO
反应生成BaSO4沉淀时也会放出热量而出错,故该反应的ΔH<-114.6kJ·
mol-1,错误。
C项,燃烧热是指101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,故氢气的燃烧热应为285.8kJ·
D项,H2O由液态变为气态是一个吸热过程,故ΔH>ΔH2,错误。
6.磷及其化合物在化工生产中有着广泛应用。
(1)已知:
①P4(s)+6H2(g)+8O2(g)===4H3PO4(s)
ΔH1=akJ·
②H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH2=bkJ·
③P4(s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH3=ckJ·
则反应④P2O5(s)+3H2O(l)===2H3PO4(s)的ΔH4=________________。
(2)已知31g白磷(P4)完全燃烧生成稳定氧化物P4O10(s)时放出的热量为760.75kJ。
写出能表示P4(s)燃烧热的热化学方程式:
________________________。
(3)PCl3(g)+Cl2(g)
PCl5(g) ΔH=-dkJ·
mol-1,在密闭容器中充入1molPCl3(g)和1molCl2(g),充分反应,放出热量Q________(填“>”“<”或“=”)dkJ。
【解析】
(1)根据盖斯定律知,①×
-③×
-②×
3=④,ΔH4=
kJ·
(2)n(P4)=0.25mol,1molP4(s)完全燃烧放出热量为760.75kJ×
4=3043kJ,则表示P4燃烧热的热化学方程式为P4(s)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH=-3043kJ·
(3)PCl3(g)与Cl2(g)的反应是可逆反应,1molPCl3(g)与1molCl2(g)反应生成的PCl5(g)的物质的量小于1mol,放出热量小于dkJ。
【答案】
(1)
mol-1
(2)P4(s)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH=-3043kJ·
mol-1 (3)<
7.
(1)已知25℃,101kPa时:
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH=-1648kJ·
C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393kJ·
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)===2FeCO3(s)
ΔH=-1480kJ·
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是
_________________________________________________________。
(2)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)
ΔH=+49.0kJ·
②CH3OH(g)+
O2(g)===CO2(g)+2H2(g)
ΔH=-192.9kJ·
又知③H2O(g)===H2O(l)
ΔH=-44kJ·
则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为_____________________
__________________________________________________________。
【解析】
(1)将所给热化学方程式标号:
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH=-1648kJ·
mol-1 ①
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393kJ·
mol-1②
mol-1 ③
根据盖斯定律:
③×
(-2)+①+②×
4可得:
4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)
ΔH=-260kJ·
(2)根据盖斯定律,由3×
②-①×
2+③×
2得:
CH3OH(g)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=3×
(-192.9kJ·
mol-1)-2×
49.0kJ·
mol-1+(-44kJ·
mol-1)×
2=-764.7kJ·
【答案】
(1)4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)
(2)CH3OH(g)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-764.7kJ·
8.
(1)(2017·
安庆三模,节选)甲醇是重要的化工原料。
在催化剂的作用下,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)合成甲醇的主要化学反应如下:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
Ⅱ.CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH2=-58kJ·
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3
请回答下列问题:
化学反应热ΔH=生成物标准生成热总和-反应物标准生成热总和。
已知四种物质的标准生成热如下表:
物质
CO(g)
CO2(g)
H2(g)
CH3OH(g)
标准生成热(kJ·
-110.52
-393.51
-201.25
①计算ΔH1=________kJ·
mol-1。
②ΔH3________0(填“=”“>”或“<”)。
(2)(2018·
石家庄模拟)某课题组实现了在常温常压下,以氮气和液态水为原料制备氨气,同时有氧气生成。
已知:
在一定温度和压强下,由最稳定的单质生成1mol纯物质的热效应,称为该物质的生成热(ΔH
)。
常温常压下,相关物质的生成热如表所示:
NH3(g)
H2O(l)
ΔH
/(kJ·
-46
-286
上述合成氨反应的热化学方程式为__________________________________。
【解析】
(1)①ΔH1=生成物标准生成热总和-反应物标准生成热总和=[-201.25-(-110.52)]kJ·
mol-1=-90.73kJ·
mol-1;
②ΔH3=ΔH2-ΔH1=[-58kJ·
mol-1-(-90.73kJ·
mol-1)]=+32.73kJ·
mol-1>
0。
(2)根据表中提供的生成热数据,可得:
①
N2(g)+
H2(g)NH3(g) ΔH=-46kJ·
mol-1,②H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH=-286kJ·
mol-1,根据盖斯定律,由①×
4-②×
6,可得2N2(g)+6H2O(l)===3O2(g)+4NH3(g) ΔH=(-46kJ·
4-(-286kJ·
6=+1532kJ·
【答案】
(1)-90.73 >
(2)2N2(g)+6H2O(l)===3O2(g)+4NH3(g) ΔH=+1532kJ·
9.
(1)(2018·
洛阳一模)CO2可用来合成低碳烯烃。
2CO2(g)+6H2(g)
CH2===CH2(g)+4H2O(g) ΔH=akJ·
H2和CH2===CH2的燃烧热分别是285.8kJ·
mol-1和1411.0kJ·
mol-1,且H2O(g)
H2O(l) ΔH=-44.0kJ·
mol-1,则a=________。
日照联考)已知CaSO4·
2H2O脱水过程的热化学方程式如下:
CaSO4·
2H2O(s)===CaSO4·
H2O(s)+
H2O(g)
ΔH1=+83.2kJ·
H2O(s)===CaSO4(s)+
H2O(g) ΔH2
又知:
2H2O(s)===CaSO4(s)+2H2O(l) ΔH3=+26kJ·
H2O(g)===H2O(l) ΔH4=-44kJ·
则ΔH2为________________。
(3)(2018·
西安八校联考)已知几种化学键的键能数据如表(亚硝酸氯的结构式为Cl—N===O):
NO
Cl—Cl
Cl—N
键能/(kJ·
630
243
a
607
2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g) ΔH=-111kJ·
【解析】
(1)根据题给信息,可知①H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ·
mol-1,②CH2===CH2(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-1411.0kJ·
mol-1,③H2O(g)
6-②-③×
4,可得:
mol-1=-285.8kJ·
6-(-1411.0kJ·
mol-1)-(-44.0kJ·
4=-127.8kJ·
(2)将题中四个已知热化学方程式依次编号为①、②、③、④,根据盖斯定律得①+②=③-2×
④,则ΔH2=ΔH3-2ΔH4-ΔH1=[26-2×
(-44)-83.2]kJ·
mol-1=+30.8kJ·
(3)由2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g) ΔH=反应物总键能-生成物总键能=(2×
630+243)kJ·
mol-1-(2a+2×
607)kJ·
mol-1=(289-2a)kJ·
mol-1=-111kJ·
mol-1,解得a=200。
【答案】
(1)-127.8
(2)+30.8kJ·
mol-1 (3)200
10.(2017·
湖南衡阳八校联考)
(1)甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸气重整。
向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有
项目
化学方程式
焓变ΔH/(kJ·
甲烷氧化
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH1
CH4(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)
-322.0
蒸气重整
CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)
+206.2
CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g)
+165.0
①反应CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的ΔH=________kJ·
②甲烷的燃烧热为ΔH2,则ΔH2________(填“>”“=”或“<”)ΔH1。
(2)物质(tBuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:
(tBuNO)2
2(tBuNO) ΔH。
实验测得该反应的ΔH=+50.5kJ·
mol-1,活化能Ea=90.4kJ·
下列能量关系图合理的是________。
A B
C D
(3)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO和H2,已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3kJ·
mol-1、-285.8kJ·
mol-1和-283.0kJ·
mol-1,则生成1m3(标准状况)CO所需的热量为________。
【解析】
(1)①由蒸气重整的两个反应可知,利用第二个反应减去第一个反应则得出该反应的反应热为ΔH=(165.0-206.2)kJ·
mol-1=-41.2kJ·
②表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-Q(Q>0)。
生成液态水比生成气态水释放出的热量多,故ΔH1>ΔH2。
(2)由实验测得该反应的反应热ΔH=+50.5kJ·
mol-1,可知该反应是吸热反应,则反应物的总能量低于生成物的总能量,可排除能量关系图B和C。
又依据活化能Ea=90.4kJ·
mol-1,Ea-ΔH<50.5kJ·
mol-1,能量关系图A中,Ea-ΔH>50.5kJ·
mol-1,Ea与ΔH的比例不对。
而能量关系图D是合理的。
(3)首先写出热化学方程式:
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·
mol-1 ①
CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0kJ·
mol-1 ②
H2(g)+
mol-1 ③
①-(②+③)×
2得CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.3kJ·
故标准状况下生成1m3CO所需热量为Q=
247.3kJ·
mol-1≈5.52×
103kJ。
【答案】
(1)①-41.2 ②<
(2)D (3)5.52×
103kJ
11.(2017·
哈尔滨三模,节选)合成氨工业上常用下列方法制备H2:
方法Ⅰ:
C(s)+2H2O(g)
CO2(g)+2H2(g)
方法Ⅱ:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
①C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g)
ΔH1=-394kJ·
②2C(s,石墨)+O2(g)===2CO(g)
ΔH2=-222kJ·
ΔH3=-484kJ·
试计算25℃时由方法Ⅱ制备1000gH2所放出的能量为________。
【解析】 CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)的ΔH=ΔH1-
ΔH2-
ΔH3=-394kJ·
mol-1-
(-222kJ·
(-484kJ·
mol-1)=-41kJ·
mol-1,所以制备1000gH2所放出的能量为20500kJ。
【答案】 20500kJ
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