高考化学一轮复习 主题14 化学能与热能5含解析

主题14:化学能与热能李仕才考点四盖斯定律及反应热的计算一、反应热大小的比较1.看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:2.看H的符号。比较反应热大小时不要只比较H数值的大小,还要考虑其符号。3.看化学计量数。当反应物和生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的H越小,吸热反应的H越大。4.看反应的程度。对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。【特别提醒】吸、放热反应过程中,比较吸收或放出热量(Q)的多少时,只比较数值大小,但比较H大小时,必须带“+”“-”比较,对放热反应,放热越多,H越小;对吸热反应,吸热越多,H越大。二、利用盖斯定律书写热化学方程式1.盖斯定律:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的,即化学反应的反应热只与反应体系的始态、终态有关,而与反应的途径无关。2.书写方法三、反应热的计算1.利用物质能量计算:H=E(生成物)-E(反应物)。2.利用键能进行计算:H=E(反应物键能)-E(生成物键能)。3.利用活化能(Ea)进行计算:H=Ea(反应物)-Ea(生成物)。4.利用盖斯定律进行计算:对于存在下列关系的反应,H3=H1+H2。1.相同条件下,下列各组热化学方程式(溶液中的反应均是在稀溶液之间进行的)中,H1H2的是()。A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H1;CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)H2B.H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H1;H+(aq)+NH3H2O(aq)N(aq)+H2O(l)H2C.S(s)+O2(g)SO2(g)H1;S(g)+O2(g)SO2(g)H2D.CO2(g)CO(g)+12O2(g)H1;2CO2(g)2CO(g)+O2(g)H2【解析】氢气燃烧是放热反应,H10,故H1H2,A项错误;中和反应放出热量,强酸与强碱反应的中和热数值大于弱碱与强酸反应的中和热数值,故H1H2,C项正确;因CO燃烧生成CO2是放热反应,所以CO2分解是吸热反应,H1为正值,前一个反应吸收的热量小于后者,故H1H2,D项错误。【答案】C2.能源是人类生存和发展的重要支柱。已知下列热化学方程式:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H1=a kJmol-1H2(g)+12O2(g)2H2O(g)H2=b kJmol-1C(s)+12O2(g)CO(g)H3=c kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H4=d kJmol-1(1)根据以上信息判断,下列说法正确的是。A.氢气的燃烧热为-a kJmol-1B.碳的燃烧热为-c kJmol-1C.无法比较c和d的大小D.12ad,C项错误;热化学方程式化学计量数改变,焓变随之改变,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H1=a kJmol-1,液态水形成气态水吸热,H2(g)+12O2(g)2H2O(g)H2=b kJmol-1,焓变为负值,则b12a,D项正确。(2)C(s)+12O2(g)CO(g)H3=c kJmol-1;C(s)+O2(g)CO2(g)H4=d kJmol-1,依据盖斯定律,-得到CO燃烧的热化学方程式为CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=(d-c) kJmol-1。(3)若使1 g H2和28 g CO完全燃烧,n(H2)=1g2gmol-1=0.5 mol,n(CO)=28g28gmol-1=1 mol。2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H1=a kJmol-12a kJ0.5 mol0.25a kJCO(g)+12O2(g)CO2(g)H=(d-c) kJmol-11(d-c) kJ则1 g H2和28 g CO完全燃烧最后恢复到室温,放出的热量为-(d-c) kJ+(-0.25a) kJ=(c-d-) kJ。【答案】(1)D(2)CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=(d-c) kJmol-1(3)c-d-3.在298 K、1.01105 Pa,将22 g CO2通入0.75 L 1.0 molL-1NaOH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-1NaOH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()。A.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=-(2b-a) kJmol-1B.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=+(4a-b) kJmol-1C.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=-(4a-b) kJmol-1D.2CO2(g)+2NaOH(aq)2NaHCO3(aq)H=-(8a-2b) kJmol-1【解析】根据题意,22 g CO2通入750 mL 1 molL-1 NaOH溶液中充分反应,n(CO2)=22g44gmol-1=0.5 mol,n(NaOH)=1 molL-10.75 L=0.75 mol。该反应既生成碳酸钠又生成碳酸氢钠,化学方程式为2CO2+3NaOHNaHCO3+Na2CO3+H2O,由0.5 mol CO2反应放出热量为a kJ,则2 mol CO2反应放出热量为4a kJ,即热化学方程式为2CO2(g)+3NaOH(aq)NaHCO3 (aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)H=-4a kJmol-1,又1 mol CO2通入1 L 2 molL-1 NaOH溶液中充分反应放出b kJ的热量,则热化学方程式为2NaOH(aq)+CO2(g)Na2CO3(aq)+H2O(l)H=-b kJmol-1,由盖斯定律可知,-可得,NaOH(aq)+CO2(g)NaHCO3(aq)H=-(4a-b) kJmol-1。【答案】C4.已知:C(s)+O2(g)CO2(g)H1=-396.5 kJmol-1H2(g)+12O2H2O(g)H2=-241.8 kJmol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g)H3=-283.0 kJmol-1根据盖斯定律写出碳单质和水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式:。【解析】C(s)+O2(g)CO2(g)H1=-396.5 kJmol-1;H2(g)+12O2H2O(g)H2=-241.8 kJmol-1;CO(g)+12O2(g)CO2(g)H3=-283.0 kJmol-1。根据盖斯定律,-可得,单质碳和水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+128.3 kJmol-1 。【答案】C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+128.3 kJmol-15.已知下列两个热化学方程式:H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285 kJmol-1;C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)H=-2220.0 kJmol-1。(1)实验测得3 molH2和C3H8的混合气体完全燃烧生成液态水时放热2790 kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积之比为。(2)已知:H2O(l)H2O(g)H=+44.0 kJmol-1。写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式:。【答案】(1)21(2)C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g)H=-2044 kJmol-16.已知下列热化学方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H=-24.8 kJmol-1Fe2O3(s)+13CO(g)23Fe3O4(s)+CO2(g)H=-15.73 kJmol-1Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)H=+640.4 kJmol-1则14 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe和CO2气体时,对应的H为()。A.-218 kJmol-1B.-109 kJmol-1C.+218 kJmol-1D.+109 kJmol-1【解析】由盖斯定律可知,得到反应CO(g)+FeO(s)Fe(s)+CO2(g),所以其反应热H=(-24.8kJmol-1)3-(-15.73kJmol-1)3-(+640kJmol-1)26=-109 kJmol-1。【答案】B7.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,胆矾分解的热化学方程式为CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)H=Q1 kJmol-1;室温下,溶解1 mol无水硫酸铜时放热Q2 kJ,则下列说法正确的是()。A.Q1Q2B.Q1=Q2C.Q10,CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)H=Q1 kJmol-1,CuSO4(s)CuSO4(aq)H=-Q2 kJmol-10,-可得,CuSO4(s)CuSO4(aq)H=(H1-Q1) kJmol-1=-Q2 kJmol-1Q2,故A项正确。【答案】A8.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):NN键为942,OO键为500,NN键为154。则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是()。A.194B.391C.516D.658【解析】由图示可知断开1 mol N2H4(g)和1 mol O2中所有化学键需要吸收的总能量为2752 kJ-534 kJ=2218 kJ,则断裂1 mol NH键所需的能量为2218-500-1544 kJ=391 kJ。【答案】B1.H单位中的“mol-1”并不是指每摩尔具体物质,而是指每摩尔具体反应。2.无论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热H都表示反应进行到底时的能量变化。3.比较H大小时,要带“+”“-”进行比较。4.书写热化学方程式时务必要看清题目要求。例如,书写表示燃烧热的热化学方程式时,可燃物的化学计量数必须为1。5.常见物质中的化学键数目如下:物质CO2(CO)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨金刚石S8(SS)Si键数24641.5282我国经济发展进入新常态，需要转变经济发展方式，改变粗放式增长模式，不断优化经济结构，实现经济健康可持续发展进区域协调发展，推进新型城镇化，推动城乡发展一体化因：我国经济发展还面临区域发展不平衡、城镇化水平不高、城乡发展不平衡不协调等现实挑战。