高中化学反应热能计算.docx

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高中化学反应热能计算

一、计算题

1、已知在25ºC、1.013×105Pa下，1molCH4充分燃烧（C转化为CO2气体，H转化为液态水）放出的热量为890kJ；使1kg水的温度升高1ºC需热量4.18kJ。

（1） 1m3（标准状况）甲烷在25ºC、1.013×105Pa条件下充分燃烧（生成CO2气体和液态水），释放出的热能是多少kJ？

（2）若用1m3（标准状况）甲烷在25ºC、1.013×105Pa条件下充分燃烧所释放的热能加热温度为25ºC的水，若热量损失为20%，可使多少千克水沸腾？

2、已知下列热化学方程式：

（1）Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）

ΔH1（298K）=-25kJ・mol-1

（2）3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）

ΔH2（298K）=-47kJ・mol-1

（3）Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2（g）

ΔH3（298K）=+19kJ・mol-1

不用查表，计算反应：

FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO2（g）的焓变。

二、填空题

3、 “西气东输”是西部开发的重点工程，这里的气是指天然气，其主要成分是甲烷。

工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，二者的体积比为1∶1。

已知1molCO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量：

1mol氢气完全燃烧生成液态水放出286kJ热量；1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。

（1）写出氢气完全燃烧生成液态水的热化学方程式                                 

（2）若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量     890kJ（填＞、＝、＜）

（3）忽略水煤气中其他成分，相同状况下若得到相等的热量，所需水煤气与甲烷的体积比约为          ；燃烧生成的CO2的质量比约为         。

（最简整数比）

 （4）关于用水制取氢气，以下研究方向正确的是         。

A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可以研究在不分解水的前提下，使水中的氢成为能源

B．设法聚集太阳光产生高温，使水分解产生氢气

C．寻找高效催化剂，使水较容易分解

D．寻找和制造特殊的化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气

4、

（1）某温度下，浓度都是lmol／L的两种单质气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z。

达到平衡时，X2、Y2、Z的浓度分别为0．4mol／L、0．7mol／L、0．4mol／L则该反应的化学方程式是____________________________。

（2）298K时，合成氨反应的热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）；ΔH=－92.4kJ/mol,在该温度下，取lmolN2和3molH2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。

测得反应放出的热量总是小于92.4kJ，其原因是_______________________。

5、已知25℃、101kpa时，一些物质的燃烧热为：

化学式

CO（g）

H2（g）

CH3OH（l）

CH4（g）

△H/（kJ/mol）

-283.0

-285.8

-726.5

-890.3

请回答下列问题。

（1）写出该条件下CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式：

                      。

（2）根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式：

CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）；△H=           。

（3）现有H2和CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2（g）和H2O（l），共放出热量3242.5kJ，则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是：

A．1∶1       B．1∶3       C．1∶4       D．2∶3

6、2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示。

已知1molSO2（g）氧化为1molSO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题：

（1）图中A、C分别表示   、    ，

（2）图中△H=      KJ·mol-1；

（3）已知单质硫的燃烧热为296KJ·mol-1，

计算由S（s）生成3molSO3（g）的△H  （要求计算过程）。

7、能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。

（1）已知碳的燃烧热△H=－393.5KJ/mol，完全燃烧10mol碳释放的热量为      KJ。

（2）实验测得6.4g乙醇在氧气中充分燃烧生成CO2（g）和H2O（l）时释放出113.5KJ的热量，试写出乙醇燃烧热的热化学方程式：

（3）从化学键的角度分析，化学反应的实质就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。

已知H—H键能为436KJ/mol，H—N键能为391KJ/mol，根据化学方程式：

N2 （g）+ 3H2（g） 

2NH3  （g）   

 ΔH=-92.4KJ/mol，则 N≡N键的键能是               KJ/mol

（4）下图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：

                               。

在反应体系中加入催化剂，E1的变化是_______（填“增大”、“减小”或“不变”），对反应热是否有影响?

__________，原因是_________                     

（5）根据以下3个热化学方程式，判断Q1、Q2、Q3三者大小关系是             

2H2S（g）+3O2（g）＝2SO2（g）+2H2O（l）       △H＝Q1kJ/mol

2H2S（g）+O2（g）＝2S（s）+2H2O（l）        △H＝Q2kJ/mol

2H2S（g）+O2（g）＝2S（s）+2H2O（g）        △H＝Q3kJ/mol

8、红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g）。

反应过程和能量关系如图所示（图中的△H表示生成1mol产

物的数据）。

根据上图回答下列问题：

（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_________________________________。

（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式_________________________________。

（3）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3＝_________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4______△H3（填“大于”、“小于”或“等于”）。

9、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。

当把0.4mol液态肼和0.8molH2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量（相当于25℃、101kPa下测得的热量）。

（1）反应的热化学方程式为

                            。

（2）又已知H2O（l）=H2O（g）ΔH=+44kJ/mol。

则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。

（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点                               .

10、红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g）。

反应过程和能量关系如图所示（右图中的△H表示生成1mol产物的数据）。

（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_____________________________________。

（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式______________________________________，

（3）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3＝_________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4__________△H3 （填“大于”、“小于”或“等于”）。

（4）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是__________________________。

11、科学家盖斯曾提出：

“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。

”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。

（1）

（s，白磷）+

（2）

则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。

相同的状况下，能量较低的是_________；白磷的稳定性比红磷___________（填“高”或“低”）。

12、化学反应中既有物质变化，又有能量变化，释放或吸收热量是化学反应中能量变化的主要形式之一。

已知C（石墨）、H2（g）燃烧的热化学方程式分别为：

  ①C（石墨）+

O2（g）＝CO（g）   

=-111.0KJ·mol-1

  ②H2（g）+

02（g）＝H20（g）   

=-242.0kJ·mol-1

  ③C（石墨）+02（g）＝CO2（g）     

=-394.0kJ·mol-1 

 请解答下列问题：

（1）化学反应中有能量变化的本质原因是反应过程中有         的断裂和形成。

上述三个反应都是          （填“吸热”或“放热”）反应。

（2）在热化学方程式中，需要标明反应物及生成物的状态的原因是                 

                         ；在①中，02的化学计量数“1/2”是表示     （填字母）。

     a．分子个数   b．物质的量   c．气体的体积

 （3）反应2H20（g）＝2H2（g）+02（g）的

=       KJ·mol-1。

 （4）若C（金刚石）+02（g）＝C02（g）的

=-395.0kJ·mol-1，则稳定性：

金刚石  石墨（填“＞”、“＜”或“＝”）。

   （5）已知形成H20（g）中的2molH-O键能放出926.0kJ的能量，形成1mol02（g）中的共价键能放出498.0kJ的能量，则断裂1molH2（g）中的H-H键需要的能量         KJ。

   （6）工业制氢气的一个重要途径是用CO（g）与H2O（g）反应生成C02（g）和H2（g），则该反应的热化学方程式是                                                    。

13、1836年，俄国籍瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。

按此规律，结合下述反应的热化学方程式，回答问题。

已知：

①NH3（g）＋HCl（g）===NH4Cl（s）　ΔH＝－176kJ/mol  ②NH3（g）===NH3（aq）　ΔH＝－35.1kJ/mol

 ③HCl（g）===HCl（aq）　ΔH＝－72.3kJ/mol④NH3（aq）＋HCl（aq）===NH4Cl（aq）　ΔH＝－52.3kJ/mol

⑤NH4Cl（s）===NH4Cl（aq）　ΔH＝？

则第⑤个热化学方程式中的反应热是                   。

14、已知如图所示的可逆反应：

A（g）+B（g）

2C（g）+D（g）；ΔH=QkJ/mol

请回答下列问题：

（1）Q      0（填“>”、“<”或“=”）

（2）在某温度下，反应物的起始浓度分别为：

c（A）=1.0mol/L， c（B）=2.0mol/L；达到平衡后，A的转化率为50％，此时B的转化率为        ；

（3）若反应温度升高，A的转化率       （填“增大”“减小”或“不变”）；

（4）若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为：

c（A）=3.0mol/L,c（B）=amol/L；达到平衡后，c（D）=1.0mol/L，a=         ；

（5）反应体系中加入催化剂，反应速率增大，则E1的变化是：

E1_______，ΔH的变化是：

ΔH________（填“增大”“减小”“不变”）。

15、废物回收利用可实现资源再生，并减少污染。

如废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末，废旧玻璃也可回收再生。

（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是     （填字母）。

A.热裂解形成燃油  B.露天焚烧C.作为有机复合建筑材料的原料   D.直接填埋

（2）用H2O2和H2SO4（ag）的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。

已知：

　　　Cu（s）+2H+（aq）====Cu2+（aq）+H2（g） ΔH＝－64.39kJ·mol－1

     2H2O2（l）====2H2O（l）+O2（g） ΔH＝－196.46kJ·mol－1

H2（g）+1/2O2（g）====H2O（l） ΔH＝－285.84kJ·mol－1

在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O（l）的热化学方程式为           

（3）氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。

已知25℃时：

①    HF（aq）＋OH－（aq）===F－（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－67.7kJ·mol－1　　　

②    H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1

则表示氢氟酸电离的热化学方程式为：

      　　　　　　　　　可见氢氟酸的电离是    　的（填吸热或放热）。

16、煤炭可以转化为清洁能源和化工原料。

（图见下页）

（1）用煤可以制得水煤气。

工业上可用煤和水通过水煤气法制氢气，已知下列热化学方程式：

C（s）＋

O2（g）=CO（g）   

H1=－110.5kJ／mol

   2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g） 

H2=－483.6kJ／mol试求水煤气法制氢气的反应的反应热

H3。

C（s）＋H2O（g）=CO（g）＋H2（g）

H3=   kJ／mol

（2）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示：

则此反应为     （填“吸热”或“放热”）反应，反应的热化学方程式为       。

17、北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。

⑴丙烷脱氢可得丙烯。

已知：

C3H8（g）＝CH4（g）＋C2H2（g）（乙炔）＋H2（g）  △H1＝+156.6kJ·mol-1

C3H6（g）（丙烯）＝ CH4（g）＋C2H2（g）（乙炔）△H2＝+32.4kJ·mol-1 

则相同条件下，反应C3H8（g）＝C3H6（g）（丙烯）＋H2（g）的△H＝       kJ·mol-1。

⑵以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。

电池反应方程为                                       ；

放电时，CO32-移向电池的                        （填“正”或“负”）极。

⑶碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。

常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c（H2CO3）=1.5×10-5mol·L-1。

若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3

HCO3-＋H+的平衡常数K1=                            。

（已知：

10-5.60=2.5×10-6）

⑷常温下，0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3）        c（CO32-）（填“＞”、“＝”或“＜”），原因是                         （用离子方程式和必要的文字说明）。

18、将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________。

又已知：

H2O（g）=H2O（l）；△H2＝－44.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ。

19、由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气，放热241.8kJ。

写出该反应的热化学方程式：

_____________。

若1g水蒸气转化为液态水放热2.44kJ，则反应H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）的ΔH=___________；氢气的燃烧热为_________。

20、氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。

（1）根据下图提供的信息，写出该反应的热化学方程                      ，下图的曲线中    （填“a”或“b”）表示加入铁触媒的能量变化曲线。

（2）在恒容容器中，下列描述中能说明上述反应已达平衡的是               

A．3v（H2）正=2v（NH3）逆

B．单位时间内生成nmol N2的同时生成2nmolNH3

C．容器内气体的密度不随时间的变化而变化

D．容器内压强不随时间的变化而变化

21、1836年，俄国科学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态和生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。

按此规律，结合下述反应的热化学方程式，回答问题：

已知火箭发射时可用肼（N2H4）和NO2作燃料，这两者反应生成氮气和水蒸气。

N2（g）＋2O2（g）＝2NO2（g） ΔH＝＋67.8kJ・mol－1①

N2H4（g）＋O2（g）＝N2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－534kJ・mol－1②

计算1mol气体肼和NO2完全反应时放出热量为________________kJ，写出肼与NO2反应的热化学方程式____________________________________。

22、在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。

使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol-1表示。

请认真观察右图，然后回答问题。

反应过程

（1）图中所示反应是_________

（填“吸热”或“放热”）反应，该反应的

△H=________________

（用含E1、E2的代数式表示）。

（2）已知热化学方程式：

H2（g）＋1/2O2（g）=H2O（g） 

△H=－241.8kJ·mol-1，该反应的

活化能为167.2kJ·mol-1，

则其逆反应的活化能为____________________。

参考答案

一、计算题

1、

（1）3.97×104kJ（3分）   

（2）约101kg （3分）

2、-11kJ・mol-1

【试题分析】

二、填空题

3、

（1）2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l） △H＝―572kJ・mol－1

（2）＜；

   （3）3∶1    3∶2

    （4）BC

4、⑴6X2（g）+3Y2（g）

4Z（g）

⑵该反应是可逆反应,原料气不可能完全反应,即lmolN2和3molH2生成NH3小于2mol,因此放出的热量小于92.4kJ 

5、

（1）CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H=-726.5KJ/mol（3分）

（2）-128.1KJ/mol（3分）

（3）D（3分）

6、

（1）图中A、C分别表示反应物总能量、   生成物总能量         ，

（2）图中△H=   -198    KJ·mol-1；

（3）△H   -1185KJ·mol-1      。

7、

（1）3935  

（2）CH3CH2OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-567.5kJ/mol                                               

（3）945.6               

（4）NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）  △H=-234kJ/mol 、减小             

      无或否   、 反应热的大小只与反应物和生成物所具有的总能量有关                                                                                 

（5）Q1＜Q2＜Q3或Q1＞Q2＞Q3

8、

（1）P（s）＋

Cl2（g）===PCl3（g）   △H＝－306kJ·mol－1。

（2）PCl5（g）===PCl3（g）＋Cl2（g）   △H＝93kJ·mol－1。

 （3）－399kJ·mol－1；等于。

9、⑴N2H4（l）+2H2O2（l）=N2（g）+4H2O（l）△H=－641.75KJ/mol；

（2）408.875           （3）产物不会污染环境

10、

（1）P（s）＋

Cl2（g）===PCl3（g）  △H＝－306kJ·mol－1

（2）PCl5（g）===PCl3（g）＋Cl2（g）  △H＝93kJ·mol－1 

（3）－399kJ·mol－1； 等于

（4）PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl

11、依题意求：

；

可设计如下反应过程：

；据盖斯定律有

=（-2983.2+4×738.5）kJ/mol=-29.2kJ/mol，即

；

。

白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）。

12、

（1）化学键   放热

（2）反应热与反应物及生成物的状态等因素有关（合理答案均可）  b

（3）484.0       （4）＜       （5）435.0

（6）CO（g）＋H2O（g）＝CO2（g）＋H2（g） △H＝－41kJ·mol－1

13、　ΔH＝＋16.3kJ/molk

14、

（1）<

（2）25%（3）减小（4）4（5）减小   不变 （每空2分）

15、

（1）BD （2分）             

（2）Cu（s）+H2O2（l）+2H＋（aq）=Cu2＋（aq）+2H2O（l） △H=-319.68kJ·mol－1（3分）            　                                         

（3）HF（aq）===H＋（aq）+F－（aq）  △H=-10.4kJ·mol－1　（3分）　　放热（1分）

16、（1