反应热及其表示方法

反应热及其表示方法Z真题感悟：(课前)Zhen ti gan wu(课前丿1. (2017天津7)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ,该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+ 2C(s)=TiC(l)+2CO(g) AH=85.6 kJmol-1。懈析该还原性气体为CO,易水解生成TiO2xH2O的液态化合物为TiCl4，反应的化 学方程式为 2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)=TiC(l)+2CO(g),结合题意知 AHr=-42m0lX2 = 85.6 kJmol-1。2. (2016全国卷II26节选)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料， 可用作火箭燃料。回答下列问题： 2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) AH1 N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ah2 02他)+2日2他)=2巧0他)ah3 2N2H4(l)+N2O4(l)=3N,(g)+4H2O(g) AH4= 1048.9 kJmol-1上述反应热效应之间的关系式为AH4=_2AHAH，联氨和N2O4可作为火 箭推进剂的主要原因为反应放热量大、产牛大量气体_。懈析根据盖斯定律，由X2-X2可得，则AH4=2AH3-2AH2-AH1； 氨和n2o4反应释放出大量热、产物无污染、产生大量气体等，故联氨和n2o4可作为火箭 推进剂。3. (2017全国卷1127节选)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回 答下列问题：正丁烷(c4h10)脱氢制1丁烯(c4h 8)的热化学方程式如下： C4H10(g)=qH8(g)+H2(g) ah1已知： C4H10(g)+1O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) AH2= 119 kJmol-1 H2(g)+|o2(g)=H,O(g) AH3 =242 kJmol-1反应的AH为 +123kJmol-1。懈析由已知方程式，得=一，根据盖斯定律则AH1=AH2-AH3=-119 kJmol -1-(-242 kJmol-1)= + 123 kJmol-1。4. (2015全国卷 I 28 节选)已知反应 2HI(g)=H(g)+l2(g)的 AH= + 11 kJmol-1, 1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g) 分子中化学键断裂时需吸收的能量为_299_kJ。懈析AH=E(反应物键能总和)一E(生成物键能总和)；设1 mol HI(g)分子中化学键断 裂时需吸收的能量为x kJ,代入计算：+11=2x(436+151), x=299。R弱点突破：:：.(课堂)Ruo dian tu po (课堂)知能补漏反应热的理解和计算(1) 下图表示燃料燃烧反应的能量变化(X)(2) 在 CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。该反应中化学能全部转化为热能(X)(3) 催化剂能改变反应的焓变(X)(4) 催化剂能降低反应的活化能(V)(5) 同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g在光照和点燃条件下的AH不同(X)(6) 500 C、0 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g), 放热19.3 kJ,其热化学方程式为N?(g)+3H?(g)催化剂 2NH3(g) AH=-38.6 kJmol-22500 C、30 MPa 31(X)易错警示(1) 反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。(2) 反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。 许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。(3) 燃烧热：必须是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物，如C燃烧应生成CO2而 不是CO, H2燃烧应生成液态水而不是气态水。(4) 中和热：强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O, AH=-57.3 kJmol-1。 弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱)，因电离吸热，放出的热量减小，中和热减小。若用浓硫酸 (或NaOH固体)，因溶解放热放出的热量增多，中和热增大。(5) 利用键能计算反应热，要熟记公式：AH=反应物总键能一生成物总键能，其关键是 弄清物质中化学键的数目。在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。原子 晶体：1 mol金刚石中含2 mol C一C键，1 mol硅中含2 mol Si一Si键，1 mol SiO2晶体中含 4 mol SiO键；分子晶体：1 mol P4中含有6 mol PP键，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中， 含有 12 mol PO 键、4 mol P=O键，1 mol C2H6 中含有 6 mol CH 键和 1 mol CC 键。呛k备考验爲(课后)1, (2018哈尔滨三模)可逆反应NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)，反应过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是(C )A. 1 mol NO2与1 mol CO混合经充分反应放热234 kJB若反应开始时加入催化剂，则使EE2都变大C. 正反应的活化能是134 kJmoliD. 该反应的反应热AH=E2E懈析NO2(g)+CO(g) CO2(g)+NO(g)属于可逆反应，1 mol NO2 与 1 mol CO 混合, 无法完全反应，反应放热小于234 kJ, A错误；催化剂能降低反应活化能，使EE2都变 小，B错误；由图可知E1为正反应的活化能，C正确；该反应为放热反应，AH 3H 2O(g) 俎 233Fe(s)+202(g)=Fe03(s)俎 332Al(s)+202(g)=Al03(s)俎 42Al(s)+ Fe2O 3 (s)=A0 3 (s)+ 2Fe(s)俎 5下列关于上述反应焓变的判断正确的是(B )A .俎0，俎 3B.俎 5AH3B. AH1ah3解析由题干信息知，CuSO45H2O(s)=Cie+(aq)+SO2-(aq)+5H2O(l) AH10； CuSO4(s)=Cie+(aq)+SO2-(aq) AH20o 依据盖斯定律一得：AH3=AH1-AH2； AH2 0,则 AH30，上述分析可知 AH2AH3, A 错误；分析可知 AH2=AH1-AH3， 由于 出AH1，B 正确；AH3=AH1-AH2, C 错误； 出0、AH3AH1 AH2， D 错误。5. (2018陕西三模)如图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298 K时 的稳定状态)。下列选项中不正确的是( D )A. Mg与F2反应的ASVOBMgF2(s)Br2(l):MgB(s)+F2(g) AH=+ 600 kJmol-iC. MgBr2 与 Cl2 反应的 AHV0D. 化合物的热稳定顺序：MgI2MgBr2MgCl2MgF2解析Mg与F2反应生成了固体MgF2，气体参加反应，生成物只有固体，故ASV0,故 A 正确；Mg(s)+F2(g)：Mg(s) AH=-1 124 kJ/mol, Mg(s)+Br2=MgB$s) AH= -524 kJ/mol,第二个方程式与第一个方程式相减得 MgF2(s)+Br2(l)=MgBr，(s)+F2(g)AH=+600 kJmol-i,故B正确；由盖斯定律可知MgBr2与Cl2反应是放热反应，即AHV0,故C正确；能量越小的物质越稳定，所以化合物的热稳定性顺序为MgI2MgBr2MgCl2 VMgF2，故D错误。6. 已知：H2(g)+F2(g)=2HF(g) AH=-546.6 kJ/mol,下列说法正确的是(A )A. 在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF气体的能量B. 1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量小于546.6 kJC. 该反应的逆反应是放热反应D. 该反应过程的能量变化可用下图来表示反应过程I DHil I mo K解析该反应为放热反应，在相同条件下，1 mol电与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF气体的能量,A项正确；1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量大于546.6 kJ, B项错误；该反应的逆反应是吸热反应，C项错误；D项表示的是吸热反应，故D项错 误。7. (2018阳泉二模)已知 H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) AH=-72 kJ/mol。1 mol Br2(g)液化 放出的能量为30 kJ,其他相关数据如下表：H2(g)匹HBr(g)1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436a369则上述表格中的 a 值为( C )A. 404B. 344C. 260D. 200解析由题干信息可知,Br2(g)=Bi2(l) AH=_30 kJ/mol,则 H2(g)+Br2(l)2HBr(g)AH=-72-(-30) kJ/mol=42 kJ/mol,即一42=436+2X369, a=260。38. (2018甘肃一诊)已知：CH3OH(g)+2O2(g)=CC2(g)+2H2O(l) AH=a kJmol-1 CH4(g)+2O2(g)=Cq(g)+2H2O(g) AH=-b kJmol-1 CH4(g)+2O2(g)=Cq(g)+2H2O(l) AH=-c kJmol-i 则下列叙述正确的是( C )A. 由上述热化学方程式可知bcB. 甲烷的燃烧热为b kJmol-iC. 2CH3OH(g)=2C耳(g)+O2(g) AH=2(ca)kJmol-iD. 当甲醇和甲烷物质的量之比为1 : 2时，其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出的 热量为Q kJ,则该混合物中甲烷的物质的量为ab mol解析气态水到液态水继续放热，所以bVc,故A错误；燃烧热应生成稳定氧化物， 不能是水蒸气，应该是液态水，故B错误；根据盖斯定律，将、两个反应都乘以2,再 相减，得到：2CH3OH(g)=2C耳(g)+O2(g) AH=2(ca) kJmol-1,故 C 正确；设甲醇和 甲烷物质的量分别为n、2n，则甲醇放出的热量是na,甲烷放出的热量是2nc，即na+2nc=Q,解得Qn a+2c，则该混合物中甲烷的物质的量为a+cmol，故 D 错误。9. 已知：P4(g)+6Cl2(g)=4PC(g) AH=a kJmol-1, P4(g)+10Cl2(g)=4PCl5(g) AH =b kJmol-1, P4具有正四面体结构，PCl5中PCl键的键能为c kJmol-1, PCl3中PCl 键的键能为1.2c kJmol-1。下列叙述正确的是( C )A. PP键的键能大于PCl键的键能B. 可求 Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的反应热 AHC.ClCl键的键能为ba+5.6c4kJmol1D. PP键的键能为5a3b+ 12c12kJmol1解析选项A,由于PP键的键长大于PCl键的键长，键长越短键能越大，故PP 键的键能小于PCl键的键能,A错误;选项B,由于不知道PCl5(g)=PCl5(s)的反应热AH, 所以不能求得Cl2(g)+PCl3(g)=PCl5(s)的反应热AH, B错误；选项C,设ClCl键的键能 为 x, 将题中已知的两个式子按顺序依次编号为、 , 将可得 4Cl2(g)+ 4PCl3(g)=4PCl5(g) AH=(ba) kJmol-1,由于化学反应中断键吸热、成键放热，可得4x+4X3X 1.2c kJmol-i4X5Xc kJmol-i = (ba) kJmol-i,解得 x= 4kJmol-i,C 正确；D 项，设 PP 键的键能为 y,将X5-X3 可得：2P4(g)+ 12PCl5(g)=20PCl3(g)AH=(5a-3b) kJmol-i,根据盖斯定律，可得2X6y+12X5Xc kJmol-i20X3 X 1.2c kJmol14-i = (5a3b) kJmol-i,解得y74kJmol-i,故 D 错误。10 (2018 云南二检)已知： CO(g) + H2O(g)=Cq(g) + H2(g) AH、， CH4(g) + H2O(g)=CO(g)3H2(g) AH2下列推断正确的是( B )A.若CO的燃烧热为AH3，则H2的燃烧热为AH3-AH1B反应 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)的 AH=AHAHXC. 若反应的反应物总能量低于生成物总能量，则AH20懈析燃烧热是生成H2O(l),而AH1中的水为气态水，故A错误；根据盖斯定律一 得，CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+ 2H2(g)的 AHAH2-AH1，故 B 正确；若反应的反应 物总能量低于生成物总能量，则该反应为吸热反应，所以AH20,故C错误；根据CO(g) +2o2(g)=cq(g) AH3, H2(g)+|o2(g)=H2O(g)AH4，若等物质的量的 CO 和 H2完全燃 烧生成气态产物时前者放热更多，所以AH3 V AH4 ,又根据盖斯定律CO(g) + H2O(g)=Cq(g)+H2(g) AHAH3-AH4V0,故 D 错误。11. (1)(2018河南郑州二模节选)甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张。 利用CO可以合成甲醇。已知：CO(g)+|O2(g)=CO,(g) AH1 = -283.0 kJmol-1H2(g)+2O2(g)=H2O(l) AH2=-285.8 kJmol-13CH3OH(g)+2O2(g)=Cq(g)+2H2O(l) AH =-764.5 kJmol-1CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) AH= _90.1 kJmol-1(2) (2018泰安一模)甲烷自热重整是一种先进的制氢方法，其反应方程式为：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)阅读下图，计算该反应的反应热AH= _+162.1kJ/mol。 A W=-24-L_B- kJ解析 由盖斯定律+2X一得：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) AH(283.0285.8X2+764.5) kJmol-1 = 90.1 kJmol-1。(2)由能量图，得 CH4(g)+2O2(g)=CC2(g)+2H2O(g) AH=846.3 kJmol-1 CC2(g)=CC(g)+C2(g) AH=+283 kJmol-1 02他)+日2他)=巧0他)AH = 241.8 kJmol-1，所以一X3+得CH4(g) + H2C(g)=CC(g)+ 3H2(g) AH=(846.3+241.8X3+283) kJmol-1 = +162.1 kJmol-112. (2018河南洛阳模拟)下列热化学方程式： 2H2(g)+C2(g)=2H,C(l) AH=571.6 kJmol-1 2H2(g)+C2(g)=2H，C(g) AH=484 kJmol-1 C3H8(g)+5C2(g)=3CC,(g)+4H2C(l) AH=2 220.0 kJmol-1(1) H2 的燃烧热 AH= _285.8_kJmol1_ ；(2) 1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体，在足量氧气中充分燃烧，恢复到室温后，释 放出的热量为_4_725.8_kJ_；(3) C3H8(g)+5C2(g)=3CC,(g)+4H2C(g) AH=_2 044.8 kJmol-1_；(4) 氢气和丙烷组成的混合气体，标准状况下体积为5.6 L,在足量氧气中充分燃烧恢复 到室温后测得放热192.34 kJ,则混合气体中丙烷与氢气的体积比是_匚3_。懈析(1)H2的燃烧热是指1molH2燃烧生成液态水放出的热量，故H2的燃烧热AH =285.8 kJmol-1；(2)1 mol H2 和 2 mol C3H8 燃烧释放出的热量为：(285.8+2X2 220.0) kJ=4 725.8 kJ；根据盖斯定律方程式 一2X+ 2X得方程式：C3H8(g) + 5C2(g)=3Cq(g) + 4H2C(g) AH=2 220.0 kJmol12X(571.6 kJmol1)+2 X(484 kJmol-1)=2 044.8 kJmol-1；(4)设氢气为x mol,丙烷为尹mol,则依题可列方程式：x+y=0.25和571.6x+2 220.0y = 192.34，解得 x :尹=3 : 1。13. (1)新的环境空气质量标准中环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了 SC2、 NC2、CO、C3、PM10、PM2.5等指标，为公众提供健康指引，引导当地居民合理安排出行 和生活。 汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体，用化学方程式解释产生NO的原因：斗 +C2=放电=NC。 汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循 环物质。已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) AH= +180.5 kJ/mol2C(s)+O2(g)=2CO(g) AH=221.0 kJ/molC( s)+O2(g)=Cq(g) AH=393.5 kJ/mol则反应 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的 AH=_746.5_kJ/mol。(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾，催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法，利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物。已知：CH4(g)+2O2(g)=CC2(g)+2H2O(l) AH1=a kJ/mol；欲计算反应 CH4(g)+4NC(g)=CC,(g)+2H2C(l)+2N2(g)的焓变ah2,则还需要查询某反应的焓变ah3,当反应中各物质的化学计量数之比为最简 整数比时，AH3 = b kJ/mol,该反应的热化学方程式是2N2(g) + C2(g)=2NC(g) AH3 = b kJ/mol ，据此计算出AH2=_(a2b)_kJ/mol (用含a、b的式子表示)。(3)下表列出了工业上吸收SC2的三种方法。方法I用氨水将SC2转化为(NH4)2SC3，再氧化成(NH4)2SC4方法II用生物质热解气(主要成分CO、ch4、h2)将SC2在高温下还原成单质硫方法III用Na2SO3溶液吸收SC2，再经电解转化为H2SO4方法II主要发生了下列反应:2CC(g)+SC2(g)=S(g)+2CC2(g) AH=+8.0 kJ/mol2H2(g)+SC2(g)=S(g)+2H2C(g) AH=+90.4 kJ/mol2CC(g)+C2(g)=2Cq(g) AH=566.0 kJ/mol2H2(g)+C2(g)=2H,C(g) AH=483.6 kJ/mol则 S(g)与C2(g)反应生成SC2(g)的热化学方程式可表示为S(g)+C2(g)：SQ(g) AH= 574.0 kJ/mol解析(1)按题干顺序给3个热化学方程式编号为，由盖斯定律，X2-得 2NC(g)+2CC(g)N2(g)+2CC2(g)的 AH=393.5X2180.5(221.0) kJ/mol=746.5 kJ/mol o(2) 根据盖斯定律将已知的两个热化学方程式相减可得热化学方程式为2N2(g) +2C2(g)=4NC(g) AH= a kJ/molAH2=2b kJ/mol,则AH2 = (a2b) kJ/mol,同时将上面的方程式及AH都除以2可得热化学方程式。(3) 将后面的两个方程式相加减去前两个方程式再除以2可得相应的热化学方程式：S(g)+C2(g)=sq(g) AH=574.0 kJ/molo