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微专题2反应热的计算与热化学方程式的书写专题集训1.(2017全国卷,28节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算,可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为、 ,制得等量H2所需能量较少的是 。解析:H2SO4(aq)SO2(g)+H2O(l)+12O2(g)H1=327 kJmol-1SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)2HI(aq)+H2SO4(aq)H2=-151 kJmol-12HI(aq)H2(g)+I2(s)H3=110 kJmol-1H2S(g)+H2SO4(aq)S(s)+SO2(g)+2H2O(l)H4=61 kJmol-1由+可得系统()制氢的热化学方程式:H2O(l)H2(g)+12O2(g)H=286 kJmol-1,由+可得系统()制氢的热化学方程式:H2S(g)H2(g)+S(s)H=20 kJmol-1;比较两个热化学方程式可知,制得等量H2所需能量较少的是系统()。答案:H2O(l)H2(g)+12O2(g)H=286 kJmol-1H2S(g)H2(g)+S(s)H=20 kJmol-1系统()2.(1)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。2O2(g)+N2(g)N2O4(l)H1N2(g)+2H2(g)N2H4(l)H2O2(g)+2H2(g)2H2O(g)H32N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)H4=-1 048.9 kJmol-1上述反应热效应之间的关系式为H4= ,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 。(2)已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H1=a kJmol-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H2=b kJmol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)H3=c kJmol-1反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=kJmol-1(用含a、b、c的代数式表示)。解析:(1)对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数,利用盖斯定律,将热化学方程式2,减去热化学方程式2,再减去热化学方程式,即可得出热化学方程式,故H4=2H3-2H2-H1;联氨具有强还原性,N2O4具有强氧化性,两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应,反应放热量大,并产生大量的气体,可为火箭提供很大的推进力。(2)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=a kJmol-1,2CO(g)+2H2O(g)2CO2(g)+2H2(g)H=2b kJmol-1,4CO2(g)4CO(g)+2O2(g)H=-2c kJmol-1。上述三式相加得:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=(a+2b-2c)kJmol-1。答案:(1)2H3-2H2-H1反应放热量大,产生大量的气体(2)a+2b-2c3.(2018安徽安庆重点中学第二次联考)甲醇是重要的化工原料,又是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。(1)已知反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=-99 kJmol-1中的相关化学键键能如下:化学键HHCOCOHOCHE/(kJmol-1)436343x465413则x=。(2)利用合成气(主要成分为CO和H2)合成甲醇,发生主要反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H3上述反应对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,它们随温度变化曲线如图所示。则H1 (填“”“0,根据盖斯定律又得H3=H1+H2,所以H1H3。答案:(1)1 076(2)0,根据盖斯定律又得H3=H1+H2,所以H1H34.(1)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:已知:化学键CHCCCCHH键能/(kJmol-1)412348612436计算上述反应的H=kJmol-1。(2)下表列出了一些化学键的键能E:化学键HHClClOOCClCHOHHClE/(kJmol-1)436247x330413463431请回答下列问题:若图示中表示反应H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-241.8 kJmol-1,则b=kJmol-1,x=。解析:(1)H=旧键断裂吸收的总能量-新键形成放出的总能量,H=(348+4122)kJmol-1-(612+436)kJmol-1=+124 kJmol-1。(2)b表示氢、氧原子结合为气态水时的能量变化,其数值为4632=926;436+12x-926=-241.8,则x=496.4。答案:(1)+124(2)926496.45.红磷在氯气中燃烧的能量变化关系如图所示:(1)反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)是(填“吸热”或“放热”)反应。(2)写出固态红磷在足量的氯气中完全燃烧生成气态产物的热化学方程式: 。(3)现有6.2 g红磷,在8.96 L(标准状况)氯气中完全燃烧生成气态产物时放出热量为 (用含a、b、c的代数式表示)。(4)白磷在氧气中燃烧有如下转化关系:其中H2=。解析:(1)从题给图像分析,PCl3和Cl2的总能量高于PCl5的总能量,所以反应PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)是放热反应。(2)红磷生成五氯化磷是放热反应,生成2 mol PCl5(g)放出热量为(c-a) kJ。(3)n(P)=6.2 g31 gmol-1=0.2 mol,n(Cl2)=8.96 L22.4 Lmol-1=0.4 mol,根据原子守恒知,n(PCl3)=n(PCl5)=0.1 mol,生成1 mol PCl5(g)放出热量为12(c-a)kJ;生成1 mol PCl3(g)放出的热量为12(c-b) kJ,则6.2 g红磷在8.96 L氯气中充分燃烧生成气态化合物时放出的热量Q=2c-a-b20 kJ。(4)根据盖斯定律知,H2+H1=H3。答案:(1)放热(2)2P(s)+5Cl2(g)2PCl5(g)H=-(c-a) kJmol-1(3)2c-a-b20 kJ(4)H3-H1
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