1、第二节反应热的计算1.硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化。钒催化剂参与反应的能量变化如图L1-2-1所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为()图L1-2-1A.2V2O5(s)+SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=-351 kJmol-1B.2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=+351 kJmol-1C.V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=-351 kJmol-1D.2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2
2、O4(s)H=-351 kJmol-12.已知热化学方程式:C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g)H1;C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)H2;C(石墨,s)C(金刚石,s)H3=+1.9 kJmol-1。下列说法正确的是()A.金刚石比石墨稳定B.H1H2C.H3=H1-H2D.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应3.相同温度和压强下,关于反应的H,下列判断正确的是()(g)+H2(g)(g)H1(g)+2H2(g)(g)H2(g)+3H2(g)(g)H3(g)+H2(g)(g)H4A.H10,H20B.H3=H1+H2C.H1H2,H3H2D.H2=H3+H44.化学反应中常常伴随有能量
3、变化,某反应的能量变化图如图L1-2-4所示,下列叙述正确的是()图L1-2-4A.该反应一定需要加热B.H=E1-E2,加入催化剂,H减小C.该反应的任意一种反应物一定比任意一种生成物稳定D.该反应断开所有反应物化学键所吸收的能量大于形成所有生成物化学键所释放的能量5.根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是()图L1-2-5A.1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJB.由CCO的热化学方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.2 kJ mol-1C.反应2CO(g)+O2(g)2CO2(g)中,生成物的总能量大于反应物的总能量D.将1 mol
4、 C(s)磨成粉末后,反应更加剧烈,说明粉碎可以改变H6. H2(g)+ H=+124 kJ mol-1。已知:部分化学键的键能如下,则x值为()化学键CHCCCCHH键能/(kJmol-1)412348x436A.264B.536C.612D.6967.单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图L1-2-6所示,下列说法不正确的是()图L1-2-6A.单斜硫和正交硫互为同素异形体B.单斜硫比正交硫稳定C.1 mol SO2(g)分解成1 mol S(单斜,s)和1 mol O2时会吸收热量D.S(单斜,s)S(正交,s)H=-0.33 kJmol-18.(1)金刚石和石墨互为同素异形体,它们
5、在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图L1-2-2所示:图L1-2-2等物质的量的金刚石和石墨完全燃烧(填“金刚石”或“石墨”)放出热量更多。在通常状况下,金刚石和石墨相比,(填“金刚石”或“石墨”)更稳定。请写出表示石墨燃烧热的热化学方程式:。(2)已知:Fe2O3(s)+32C(石墨,s)32CO2(g)+2Fe(s)H=+234.1 kJmol-1,则Fe2O3(s)32O2(g)+2Fe(s)H=kJmol-1。(3)意大利科学家获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图L1-2-3所示,已知断裂1 mol NN吸收167 kJ热量,形成1
6、mol NN放出942 kJ热量。根据以上信息和数据,计算1 mol N4气体转变为N2的H=kJmol-1。 图L1-2-39. (1)室温下,2 g苯(C6H6)完全燃烧生成液态水和CO2,放出83.6 kJ的热量,写出1 mol C6H6完全燃烧的热化学方程式:。 (2)已知:Fe2O3(s)+32C(s)32CO2(g)+2Fe(s)H=+a kJmol-1;C(s)+O2(g)CO2(g)H=-b kJmol-1。则2Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)的H=。(3)已知下列两个热化学方程式:H2(g)+12O2(g)H2O(l) H=-285.8 kJmol-1C3H8(g)
7、+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)H=-2 220.0 kJmol-1实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧生成液态水时放热6 264.5 kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积之比为 。已知:H2O(l)H2O(g)H=+44.0 kJmol-1,求1 mol丙烷燃烧生成CO2和气态水的H=。10.(1)C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。CO2的重整:以CO2和H2为原料可得到CH4。已知:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H1=+247 kJmol-1;CH4(g)+H2O(g)C
8、O(g)+3H2(g)H2=+205 kJmol-1。则CO2重整的热化学方程式为 。(2)已知部分物质燃烧的热化学方程式如下:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-484 kJmol-1;2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=-566 kJmol-1;CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-802 kJmol-1。CH4和O2反应生成CO和H2的热化学方程式为 。(3)NH3是造成水体富营养化的重要因素之一,用次氯酸将水中的NH3转化为氮气除去,其相关反应的热化学方程式如下:反应:NH3(aq)+HClO(aq)NH2Cl(aq)+H2O(l)H1=a kJmo
9、l-1;反应:NH2Cl(aq)+HClO(aq)NHCl2(aq)+H2O(l)H2=b kJmol-1;反应:2NHCl2(aq)+H2O(l)N2(g)+HClO(aq)+3HCl(aq)H3=c kJmol-1。则2NH3(aq)+3HClO(aq)N2(g)+3HCl(aq)+3H2O(l)H=kJmol-1。 (4)已知:2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)H1=-37.0 kJmol-1;2H2(g)+SO2(g)S(l)+2H2O(g)H2=+45.0 kJmol-1;2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H3=-566.0 kJmol-1;2H2(g)+O2(g
10、)2H2O(g)H4=-484.0 kJmol-1。写出液态硫(S)燃烧的热化学方程式: 。第二节反应热的计算1.D解析 由题中信息可知:V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)H1=-399 kJmol-1V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)H2=-24 kJmol-1根据盖斯定律可知,-2得:2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s),则H=H1-2H2=(-399 kJmol-1)-(-24 kJmol-1)2=-351 kJmol-1,所以该反应的热化学方程式为2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=-3
11、51 kJmol-1。2.D解析 石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,石墨比金刚石稳定,A错误;石墨的能量低于金刚石的能量,故石墨燃烧放出的能量比等质量的金刚石少,放热反应的H0,则H1H2,B错误;将3个反应依次编号为,根据盖斯定律,=-,故H3=H2-H1,C错误;石墨转化为金刚石的反应的H3=+1.9 kJmol-1,为吸热反应,D正确。3.C解析 环己烷比环己烯、环己二烯稳定,则环己烷能量低,H10,H20,A项错误;根据反应方程式,结合盖斯定律,H3=H2+H4,B项错误;将反应2减去反应1,得(g)+H2(g)(g)H=H2-H1,由于环己烯比环己二烯稳定,则H2-H10
12、,即H2 0,即H3H2,C项正确;根据盖斯定律,H2=H3-H4,D项错误。4.D解析 根据图中的数据,可以看出是反应物的能量小于生成物的能量,则反应是吸热反应,但是不一定需要加热才能发生,A错误;催化剂不会改变化学反应的反应热,H不变,B 错误;根据图示数据可以看出反应物的能量小于生成物的能量,不知道反应物和生成物具体的物质和种类个数,无法确定稳定性,C错误;根据图中的数据,E1E2,断开所有反应物化学键所吸收的能量大于形成所有生成物化学键所释放的能量,D正确。5.B解析 据图可知1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和比1 mol CO2(g)的能量多393.5 kJ,并不
13、是1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ,A错误;据图可知:C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1;:CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-282.9 kJmol-1;由盖斯定律(-)2可得2C(s)+O2(g)2CO(g)的H=-393.5 kJmol-1-(-282.9 kJmol-1)2=-221.2 kJmol-1,B正确;据图可知1 mol CO(g)和0.5 mol O2(g)的能量高于1 mol CO2(g),即反应物的总能量大于生成物的总能量,C错误;1 mol C(s)磨成粉末后,反应更加剧烈,但不能改变反应的
14、焓变,D错误。6.C解析 由题给条件可知,该反应为吸热反应,即化学键断裂吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量,不考虑苯环中化学键的变化可得:(4125+348) kJmol-1-(4123+x+436) kJmol-1=124 kJmol-1,解得x=612,C正确。7.B解析 单斜硫和正交硫都是由硫元素组成的单质,互为同素异形体,A正确;根据图示,利用盖斯定律得:S(单斜,s)S(正交,s)H=-0.33 kJmol-1,可知单斜硫转化为正交硫时要放出热量,正交硫的能量低,较稳定,B错误,D正确;根据图示可知,两种硫的燃烧反应均为放热反应,1 mol SO2(g)分解成1 mol S(单斜
15、,s)和1 mol O2时会吸收热量,C正确。8.(1)金刚石石墨C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1(2)+824.35(3)-882解析 (1)由题图可知,质量相同时,金刚石的能量高于石墨,所以等物质的量的金刚石和石墨完全燃烧,金刚石放出的热量多;能量越低越稳定,所以石墨更稳定;石墨的燃烧热为393.5 kJmol-1,所以表示石墨燃烧热的热化学方程式为C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1。(2)Fe2O3(s)+32C(石墨,s)32CO2(g)+2Fe(s)H=+234.1 kJmol-1,C(石墨,s)+O2(g)C
16、O2(g)H=-393.5 kJmol-1,根据盖斯定律,由-32得:Fe2O3(s)2Fe(s)+32O2(g)H=234.1 kJmol-1-(-393.5 kJmol-1)32=+824.35 kJmol-1。(3)根据H=反应物总键能-生成物总键能可得1 mol N4气体转变为N2的H=6E(NN)-2E(NN)=6167 kJmol-1-2942 kJmol-1=-882 kJmol-1。9.(1)C6H6(l)+152O2(g)6CO2(g)+3H2O(l)H=-3 260.4 kJmol-1(2)(-32b-a) kJmol-1或-(32b+a) kJmol-1(3)11-2 0
17、44.0 kJmol-1解析 (1)2 g苯(C6H6)的物质的量=2 g78 gmol-1=139 mol,完全燃烧生成液态水和CO2,放出83.6 kJ的热量,则1 mol苯完全燃烧放出的热量为83.6 kJ39=3 260.4 kJ,反应的热化学方程式为C6H6(l)+152O2(g)6CO2(g)+3H2O(l)H=-3 260.4 kJmol-1。(2)Fe2O3(s)+32C(s)32CO2(g)+2Fe(s)H=+a kJmol-1,C(s)+O2(g)CO2(g)H=-b kJmol-1,根据盖斯定律,32-得到:2Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)H=(-32b-a)
18、 kJmol-1或-(32b+a) kJmol-1。(3)H2和C3H8的混合气体共5 mol,设氢气物质的量为x mol,则丙烷物质的量为(5-x) mol,完全燃烧生成液态水时放热6 264.5 kJ,根据H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1,C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)H=-2 220.0 kJmol-1,则285.8x kJ+2 220.0(5-x) kJ=6 264.5 kJ,解得x=2.5,则混合气体中H2和C3H8的体积之比=物质的量之比=2.52.5=11。.C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l
19、)H=-2 220.0 kJmol-1,.H2O(l)H2O(g)H=+44.0 kJmol-1,由盖斯定律可知,+4得:C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g)H=-2 044.0 kJmol-1。10.(1)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)H=-163 kJmol-1(2)2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)H=-70 kJmol-1(3)(2a+2b+c)(4)S(l)+O2(g)SO2(g)H=-529.0 kJmol-1解析 (1)已知:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H1=+247 kJmol-1,CH4(
20、g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H2=+205 kJmol-1,根据盖斯定律,-2得CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)H=-163 kJmol-1。(2)2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-484 kJmol-1;2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=-566 kJmol-1;CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-802 kJmol-1;将2-2-得2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)H=-70 kJmol-1。(3)反应2+反应2+反应,得出目标热化学方程式的H= (2a+2b+c) kJmol-1。(4)2H2(g)+SO2(g)S(l)+2H2O(g)H2=+45.0 kJmol-1;2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H4=-484.0 kJmol-1;根据盖斯定律,-得液态硫(S)燃烧的热化学方程式:S(l)+O2(g)SO2(g)H=-529.0 kJmol-1,同理也可由-得到液态硫(S)燃烧的热化学方程式。
