1、反应热的计算 专题训练1在298 K、1.01105 Pa，将22 g CO2通入0.75 L 1.0 molL-1 NaOH溶液中充分反应，测得反应放出的热量为a kJ。已知该条件下1 mol CO2通入1 L 2.0 molL-1 NaOH溶液中充分反应放出的热量为b kJ。则CO2与NaOH反应生成NaHCO3的热化学方程式为( )ACO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=-(2b-a) kJmol-1BCO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=+(4a-b) kJmol-1CCO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=-(4a-b) kJmol-1D
2、CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=+(2b-a) kJmol-1【答案】C【解析】根据题意可知，22g CO2通入1molL-1 NaOH溶液750mL中充分反应，测得反应放出akJ的热量，写出热化学反应方程式，再利用1molCO2通入2molL-1NaOH溶液1L中充分反应放出bkJ的热量写出热化学反应方程式，最后利用盖斯定律来书写CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式。【详解】根据题意，22g CO2通入1molL-1NaOH溶液750 mL中充分反应，n(CO2)=2244=0.5mol，n(NaOH)=1molL-10.75 L=0.75 mol，该
3、反应既生成碳酸钠又生成碳酸氢钠，方程式为2CO2+3NaOH NaHCO3+Na2CO3 +H2O，由0.5molCO2反应放出热量为aKJ，则2molCO2反应放出热量为4a kJ，即热化学反应方程式为2CO2(g)+3NaOH(aq)NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l) H=-4a kJ/mol 。1molCO2通入2molL-1 NaOH溶液1L中充分反应放出b kJ的热量，则热化学方程式为2NaOH(aq)+CO2(g)Na2CO3(aq)+H2O(l)H=-bKJ/mol，由盖斯定律可知，-可得，CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=-(4a-b)
4、 kJmol-1。答案选C。2已知：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H=130kJmol1，2C(s)O2(g)=2CO(g) H=akJmol1，HH、O=O和OH键的键能分别为436kJmol1、496kJmol1和462kJmol1，则a为( )A+220B+704C-704D-220【答案】D【解析】已知热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H=130kJ/mol，2C(s)O2(g)=2CO(g)H=a kJmol-1，则根据盖斯定律可知2即得到热化学方程式O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H=(a-2130) kJ/mol；由于反应热等于断键吸收的
5、能量与形成新化学键所放出的能量的差值，则496 kJ/mol2436 kJ/mol22462 kJ/mol(a-2130) kJ/mol，解得a-220。答案选D。3已知断裂化学键吸收的能量如下表所示：化学键C=CC-CC-HH-H键能()615348413436则反应CH2CH2(g)H2(g)C2H6(g)的H为( )A+267 kJmol-1B-267 kJmol-1C+123 kJmol-1D-123 kJmol-1【答案】D【解析】根据图表分析可知，反应CH2CH2(g)H2(g)C2H6(g)的H为(615+4413+436)(348+6413)123，故反应的焓变为123kJmo
6、l-1，答案选D。4氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol氧气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol水中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是( )A2Q1+Q2 Q3CQ1+Q2 2Q3【答案】A【解析】破坏1mol H2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，则H-H键能为Q1 kJ/mol，破坏1mol O2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，则O=O键能为Q2 kJ/mol，形成1mol水中的化学键释放的能量为Q3kJ，则水分子中2个H-O键能和为Q3kJ/mol，对于2H2(g)+O2(g) 2
7、H2O(g)，反应热H=反应物的总键能-生成物的总键能，故：反应热H = 2Q1 kJ/mol+Q2 kJ/mol-412Q3 kJ/mol=2Q1 kJ/mol+Q2 kJ/mol-2Q3 kJ/mol =(2Q1+Q2-2Q3) kJ/mol，由于氢气在氧气中燃烧是放热反应，则2Q1+Q2-2Q30，所以2Q1+Q22Q3。答案选A。5已知：C(s)O2(g)CO2(g) H1CO2(g)C(s)2CO(g) H22CO(g)O2(g)2CO2(g) H34Fe(s)3O3(g)2Fe2O3(s) H43 CO(g)Fe2O3(s)3CO2(g)2Fe(s) H5下列关于上述反应焓变的判断
8、正确的是( )AH10，H30 BH20，H40 CH1H2H3 DH3H4H5【答案】C【解析】A碳和CO燃烧均是放热反应，H10，A错误；B二氧化碳与碳反应是吸热反应，铁在氧气中燃烧是放热反应，H40，B错误；CCO2(g)C(s)2CO(g) H2，2CO(g)O2(g)2CO2(g) H3，则根据盖斯定律可知即得到C(s)O2(g)CO2(g) ，H1H2H3，C正确；D已知4Fe(s)3O3(g)2Fe2O3(s) H4，3CO(g)Fe2O3(s)3CO2(g)2Fe(s) H5，则根据盖斯定律可知(2)3得到2CO(g)O2(g)2CO2(g)，则H3H4+2H53，D错误；答案
9、选C。6下列各组热化学方程式中，H1H2的是C(s)O2(g)=CO2(g) H1 C(s)12O2(g)=CO(g) H2S(s)O2(g)=SO2(g) H1 S(g)O2(g)=SO2(g) H2H2(g)+ 12O2(g)=H2O(l) H1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H2CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g) H1 CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s) H2ABCD【答案】C【解析】等质量的C完全燃烧产生CO2放出的热量比不完全燃烧产生CO放出的热量多，反应放出热量越多，则H越小，所以H1H2，不符合题意；物质S在气态时含有的能量比固态时多，所以气态S燃烧
10、放出的热量比固态S燃烧放出的热量要多，反应放出热量越多，则H越小，所以H1H2，符合题意；发生反应的H2越多，反应放出的热量就越多，则该反应的H越小，所以反应热：H1H2，符合题意；固态CaCO3分解反应是吸热反应，H10；CaO与H2O反应产生Ca(OH)2的反应是放热反应，H20，所以两个反应的反应热：H1H2，符合题意。答案选C。7肼(N2H4)是火箭发动机的燃料，它与N2O4反应生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H8.7 kJmol-1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.0 kJmol-1下列表示肼跟N2O4反应的热化学方程式正确的是
11、A2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H542.7 kJmol1B2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H1076.7 kJmol1CN2H4(g)12N2O4(g)= 32N2(g)2H2O(g) H1076.7 kJmol1D2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H1059.3 kJmol1【答案】B【解析】肼(N2H4)是火箭发动机的燃料，它与N2O4反应生成氮气和水蒸气，已知：N2(g)2O2(g)N2O4(g) H8.7 kJmol1，N2H4(g)O2(g)N2(g)2H2O(g) H=534.0 kJmol-1，
12、将方程式2-得N2H4跟N2O4反应的热化学方程式，2N2H4(g)N2O4(g)3N2(g)4H2O(g) H=1076.7kJmol-1或N2H4(g)12N2O4(g)= 32N2(g)2H2O(g) H=-538.35 kJmol-1。答案选B。8氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是( )AQ1+ Q2 Q3BQ1+ Q2 2Q3CQ1+ Q2 2Q3DQ1+ Q2 Q3【答案】C【解析】对于H2(g)
13、+Cl2(g)2HCl(g)反应，反应热H=反应物的总键能-生成物的总键能=Q1 kJ/mol+Q2 kJ/mol-2Q3 kJ/mol=(Q1+Q2-2Q3) kJ/mol。由于氢气在氯气中燃烧，反应热H0，即(Q1+Q2-2Q3)0，所以Q1+Q22Q3；答案选C。9已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H1；2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2；2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3。室温取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(已换算成标准状况)，经完全燃烧后恢复至室温，放出的热量为( )A-(0.4molH1+0.05molH3)B-(0.4m
14、olH1+0.05molH2)C-(0.4molH1+0.1molH3)D-(0.4molH1+0.1molH2)【答案】A【解析】甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，所以甲烷和氢气的混合气体的总的物质的量为11.2 L22.4 L/mol0.5mol，甲烷和氢气的体积比为4:1，所以甲烷的物质的量为0.4mol，氢气的物质的量为0.1mol，由CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H1可知，0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4molH1；由2H2(g)O2(g)2H2O(l) H3可知，0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为0.1mol1/2H3，所以放出的热量
15、为-(0.4 molH1+0.05 molH3)。答案选A。10根据以下三个热化学方程式：2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l) HQ1 kJmol12H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(l) HQ2 kJmol12H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(g) HQ3 kJmol1判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是AQ1Q2Q3 BQ1Q3Q2 CQ3Q2Q1 DQ2Q1Q3【答案】A【解析】假设已知三个方程式分别为、，则、相比可知为H2S完全燃烧的热化学方程式，故放出热量比多，即Q1Q2；、相比H2O的状态不同，因为等量的水，H2O(l)比H2O(g)能量低，
16、故放出热量Q2Q3，则有Q1Q2Q3。11(1)在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如下：第一步反应是_(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是_。1molNH4+(aq)全部氧化成NO3- (aq)的热化学方程式是_。 (2)如图所示是101kPa时氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的能量变化，此反应的热化学方程式为_。【答案】(1)放热 H0或反应物的总能量大于生成物的总能量 NH4+(aq)+2O2(g)=NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l) H= -346 KJ/mol (2)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H= -183
17、 KJ/mol 【解析】(1)根据图像，第一步反应H小于0，也可以根据应物的总能量大于生成物的总能量判断该反应为放热反应，故答案为：放热；H0或反应物的总能量大于生成物的总能量；第一步反应的热化学方程式为：NH4+(aq)+ 32O2(g)=NO2-(aq)+2H+(aq)+H2O(l) H= -273 KJ/mol，第二步反应的热化学方程式为：NO2-(aq)+ 12 O2(g)=NO3-(aq) H= -73 KJ/mol，两步反应相加，即可得到目标方程式：NH4+(aq)+ 2O2(g)=NO3-(aq)+2H+(aq)+H2O(l) H= -346 KJ/mol 。(2)反应H2(g)
18、+Cl2(g)=2HCl(g)，焓变H=反应物键能总和-生成物键能总和436+2432431-183 KJ/mol，故该反应的热化学方程式为：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) H= -183 KJ/mol。12试从化学键的角度理解化学反应中的能量变化。(以2H2+O2=2H2O为例说明)，已知：E反表示反应物(2H2+O2)所具有的总能量，E生表示生成物(2H2O)所具有的总能量。又知：拆开1moL H2中的化学键需要吸收436kJ能量，拆开1moL O2中的化学键需要吸收496kJ能量，形成水分子中的1moLHO键能够释放463KJ能量。(1)从宏观角度看：反应物所具有的总能量高于生
19、成物所具有的总能量，所以该反应要_(填“吸收”或“放出”)能量，能量变化值的大小E=_(用E反和E生表示)(2)从微观角度看：断裂反应物中的化学键吸收的总能量为E吸=_KJ；形成生成物中的化学键放出的总能量为=_KJ。E吸_E放(填“”或“”)，所以该反应要_(填“吸收”或“放出”)能量，能量变化值的大小E=_ KJ(填数值)(3)由图可知，化学反应的本质是_化学反应中能量变化的主要原因是_(从总能量说明)【答案】(1)放出 E生-E反(2)1368 1852 放出 484 (3)旧化学键的断裂，新化学键的形成 反应物总能量与生成物总能量的不同。 【解析】(1)从宏观角度看：反应物所具有的总能
20、量高于生成物所具有的总能量，所以该反应要放出能量，能量变化值的大小E=E生- E反。(2)从微观角度看：2mol H2和1mol O2反应生成 2mol H2O的反应过程中，断裂反应物中的化学键吸收的总能量为E吸=436kJ 2 +496kJ=1368kJ；形成生成物中的化学键放出的总能量为= 463kJ 4= 1852kJ。E吸E放，所以该反应要放出能量，能量变化值的大小E=484kJ。(3)由图可知，化学反应的本质是旧化学键的断裂，新化学键的形成，化学反应中能量变化的主要原因是反应物总能量与生成物总能量的不同。【点睛】本题的难点是计算形成生成物水中的化学键放出的能量，关键是要搞清1mol
21、H2O中有2mol HO键。13下表给出的是一些物质的燃烧热数据：物质H/kJmol1物质H/kJmol1C(s)393.5C2H6(g)1 559.8H2(g)285.8C3H8(g)2 219.9C2H4(g)1 411.0C12H26(l)8 162.0(1)分析上表数据可知：分别完全燃烧C(s)和C3H8(g)提供相同的热量，其中_产生的温室气体更多。不同烃燃烧的热值(单位质量完全燃烧所放出的热量多少)与元素含量之间的关系是_。(2)根据上表的数据_(填“能”或“不能”)计算出反应C2H4(g)H2(g)=C2H6(g)的焓变，若能，请你求出该反应的焓变为_。【答案】(1)C(s)烃中
22、氢元素的质量分数越大，烃的热值越大(2)能137.0 kJmol-1【解析】(1)假设均产生2 219.9 kJ的热量，则需要C3H8(g)1 mol，能产生3 mol CO2；而需要C(s)为2219.9 kJ393.5 kJmol-15.64 mol，能产生5.64 mol CO2，故C(s)产生的温室气体多。由表格中各烃的燃烧热可知，烃分子中氢元素的含量越高，则放出的热量越多。(2)C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l) H11411.0 kJmol-1 H2(g)12O2(g)=H2O(l) H2285.8 kJmol-1 C2H6(g)72O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H31559.8 kJmol-1 由可得：C2H4(g)H2(g)=C2H6(g)，则HH1H2H3(1 411.0 kJmol-1)(285.8 kJmol-1)(1 559.8 kJmol-1)137.0 kJmol-1。
