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第02講反應熱的計算(含答案)【暑假自學課】2024年新高二化學暑假提升精品講義(人教版2019)

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第02講反應熱的計算(含答案)【暑假自學課】2024年新高二化學暑假提升精品講義(人教版2019)

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第02講 反應熱的計算
模塊一 思維導圖串知識 模塊二 基礎知識全梳理 模塊三 重點難點必掌握 模塊四 核心考點精準練 模塊五 小試牛刀過關測 1.通過蓋斯定律的學習,理解蓋斯定律,并能利用蓋斯定律解決簡單問題。 2.通過熱化學方程式、中和熱、燃燒熱和蓋斯定律的學習,能進行反應焓變的簡單計算。
一、蓋斯定律
1.內容
一個化學反應,不論是一步完成,還是分幾步完成,其總的熱效應是完全相同的。即:化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關,而與反應的途徑無關。
可圖示為:
,則Q=Q1+Q2=Q3+Q4+Q5
登山勢能的角度 能量守恒的角度
游客從A點到B點,無論徙步或從纜車,人的勢能變化只與A與B兩點的海拔差有關,而與由A點到B點的途徑無關。 從始態(S)到終態(L),若ΔH1<0,則ΔH2>0;由S―→L―→S,經過一個循環,所有的反應物都和反應前完全一樣,能量沒有發生變化,故ΔH1+ΔH2=0。
2.意義
若:①反應進行得很慢;②反應不容易直接發生;③反應伴有副反應發生,這些反應的反應熱不能直接測定,可運用蓋斯定律間接計算反應熱。
3.應用
利用已知反應的反應熱來計算未知反應的反應熱。
利用蓋斯定律計算反應熱的兩種方法
(1)“虛擬路徑”法
若反應物A變為生成物D,可以有兩個途徑
①由A直接變成D,反應熱為ΔH;
②由A經過B變成C,再由C變成D,每步的反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如圖所示:
則有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)加合法
加合法就是運用所給熱化學方程式通過加減乘除的方法得到所求的熱化學方程式。
【典型方法】
根據如下兩個反應,選用上述兩種方法,計算出C(s)+O2(g)===CO(g)的反應熱ΔH。
Ⅰ.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
①“虛擬路徑”法
反應C(s)+O2(g)====CO2(g)的途徑可設計如下:
則ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1。
②加合法
分析:找唯一:C、CO分別在Ⅰ、Ⅱ中出現一次
同側加:C是Ⅰ中反應物,為同側,則“+Ⅰ”
異側減:CO是Ⅱ中反應物,為異側,則“-Ⅱ”
調計量數:化學計量數相同,不用調整,則Ⅰ-Ⅱ即為運算式。所以ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1。
應用蓋斯定律進行簡單計算,關鍵在于設計反應過程,同時注意以下幾點:
①熱化學方程式同乘以或除以某一個數時,ΔH也必須乘上該數。
②熱化學方程式相加減時,同種物質之間可相加減,ΔH也同樣要進行加減運算,且要帶“+”、“-”符號,即把ΔH看作一個整體進行運算。
③將一個熱化學方程式顛倒時,ΔH的“+”或“-”號必須隨之改變。
二、反應熱的計算
1.根據熱化學方程式計算
熱化學方程式中反應熱數值與各物質的化學計量數成正比。例如,
aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
則====
2.根據反應物、生成物的鍵能計算
ΔH=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。
3.根據物質的燃燒熱數值計算
Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃燒熱)|。
4.根據蓋斯定律計算
根據蓋斯定律,可以將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其ΔH相加或相減,得到一個新的熱化學方程式及其ΔH。
5.根據比熱公式計算:Q=cmΔt。
反應熱(ΔH)的比較
1.如果化學計量數加倍,ΔH的絕對值也要加倍。
如:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,其反應②中H2的量更多,因此放熱更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1>ΔH2。
2.同一反應,反應物或生成物的狀態不同,反應熱不同。
在同一反應里,反應物或生成物狀態不同時,要考慮A(g)A(l)A(s),或者從三狀態自身的能量比較:E(g)>E(l)>E(s),可知反應熱大小亦不相同。
如:S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1……①;S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1……②
方法一:圖像法
由圖像可知:|ΔH1|>|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
方法二:通過蓋斯定律構造新的熱化學方程式
由①-②可得S(g)=S(s) ΔH=ΔH1-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
3.晶體類型不同,產物相同的反應,反應熱不同
如:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1;C(s,金剛石)+O2(g)=CO2(g)
ΔH2=-b kJ·mol-1
4.根據反應進行的程度比較反應熱大小
①其他條件相同,燃燒越充分,放出熱量越多,ΔH越小。
如C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2,C完全燃燒,放熱更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH3<0,ΔH4<0,故ΔH1>ΔH2。
②對于可逆反應,由于反應物不可能完全轉化為生成物,所以實際放出(或吸收)的熱量小于相應的熱化學方程式中的ΔH的絕對值。
如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,向密閉容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),發生上述反應,達到平衡后,放出的熱量小于197 kJ,但ΔH仍為-197 kJ·mol-1。
5.中和反應中反應熱的大小不同
①濃硫酸和氫氧化鈉固體反應生成1 mol水時,放出的熱量一定大于57.3 kJ(濃硫酸稀釋和氫氧化鈉固體溶解時都會放出熱量)。
②醋酸和NaOH溶液反應生成1 mol水時,放出的熱量一定小于57.3 kJ(醋酸電離會吸熱)。
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反應生成1 mol水時,反應放出的熱量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2+反應生成BaSO4沉淀會放熱)。
6.根據特殊反應的焓變情況比較反應焓變的大小
2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH1……①
2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH2……②
由①-②可得2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) ΔH=ΔH1-ΔH2,已知鋁熱反應為放熱反應,故ΔH<0,ΔH1<ΔH2。
考點一:蓋斯定律
1.(23-24高二上·寧夏·期末)已知膽礬晶體相關的焓變如圖所示,則為
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根據蓋斯定律可知,ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5;
故選A。
2.(23-24高二上·廣東江門·期中)實現有以下兩條途徑,其中,,則為
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根據蓋斯定律,,則=(-393.5)-(-283.0)=;
故選B。
3.(23-24高二上·河南南陽·階段練習)已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態水,并放出熱量bkJ,則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是
A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) =﹣2bkJ mol﹣1
B.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g) =﹣4bkJ mol﹣1
C.C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) =+bkJ mol﹣1
D.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) =﹣4bkJ mol﹣1
【答案】D
【解析】充分燃燒a g乙炔氣體時生成1 mol二氧化碳氣體和液態水,并放出熱量b kJ,由物質的物質的量與反應放出的熱量成正比可知,生成2 mol二氧化碳氣體和液態水,并放出熱量2b kJ,或生成4mol二氧化碳氣體和液態水,并放出熱量4b kJ,則乙炔燃燒的熱化學方程式為C2H2(g)+O2(g)═2CO2(g)+H2O(l) =-2b kJ/mol或2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) =-4b kJ/mol,故答案選D。
考點二:反應熱的計算
4.(23-24高二下·四川綿陽·開學考試)下列關于熱化學方程式的說法正確的是
A.若的燃燒熱為,則熱化學方程式為:
B.若和完全反應放熱,則熱化學方程式為:
C.若 ,則稀硫酸與稀反應的熱化學方程式為:
D.若白磷的能量比紅磷多,則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為:
【答案】D
【解析】A.熱化學方程式中需標明各物質的狀態,則H2(g)燃燒的熱化學方程式為: ,A不正確;
B.若和完全反應放熱,則2molSO2(g)在O2中完全反應放熱196.6kJ,所以熱化學方程式為: ,B不正確;
C. ,稀硫酸與稀反應,除生成H2O(l)外,還有BaSO4(s)生成,也有熱量放出,則熱化學方程式為: ,C不正確;
D.若白磷(含P4的物質的量為0.25mol)的能量比紅磷(含P的物質的量為1mol)多,則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為: ,D正確;
故選D。
考點三:反應熱的比較
5.(23-24高二上·福建福州·期中)已知:,



下列說法錯誤的是
A., B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.同一種物質能量:g>l>s,則、都是放熱過程,則,,故A正確;
B.根據蓋斯定律,反應3-反應4可得,則,故B正確;
C.由蓋斯定律,6×反應1+反應2+反應3=反應4,即,故C正確;
D.由C項分析,,故D錯誤;
故選D。
6.(22-23高二上·云南臨滄·階段練習)按要求回答下列問題:
(1)下列變化屬于吸熱反應的是 (填序號)。
①鈉與冷水的反應 ②氫氧化鋇晶體與氯化銨固體的反應 ③藍礬失水變為白色粉末 ④干冰升華
⑤固體溶于水
(2)強酸與強堿的稀溶液發生中和反應生成1mol時的反應熱。若用一定濃度的稀硫酸與含10gNaOH的稀堿溶液完全反應,反應放出的熱量為 。(結果保留小數點后一位)
(3)已知1g完全燃燒生成液態水時放出熱量142.9kJ,則氫氣的燃燒熱為 ,試寫出該反應的熱化學方程式為 。
(4)試比較反應熱的大小:


則 (填“>”或“<”,下同)。
②已知常溫時紅磷比白磷穩定。


則 。
(5)已知:25℃、101kPa時,



則 。
【答案】(1)②③
(2)14.3kJ
(3)
(4)< <
(5)
【解析】(1)①鈉與冷水的反應是放熱反應;
②氫氧化鋇晶體與氯化銨固體的反應屬于吸熱反應;
③藍礬失去結晶水是吸熱反應;
④干冰升華屬于吸熱過程,但屬于物理變化;
⑤固體溶于水為吸熱過程,但不屬于化學變化。綜上所述,屬于吸熱反應的有②③。
(2)強酸與強堿的稀溶液發生中和反應生成1mol時的反應熱,此反應消耗1mol NaOH,即40g,所以當有10g NaOH反應時放出的熱量為。
(3)由已知1g完全燃燒生成液態水時放出熱量142.9kJ得:1mol完全燃燒生成1mol放出熱量285.8kJ,則氫氣的燃燒熱為,該反應的熱化學方程式為。
(4)①由 ; 可知,等量的碳單質完全燃燒生成二氧化碳放熱多于不完全燃燒生成一氧化碳放的熱,由于焓變是負值,所以。
②常溫時紅磷比白磷穩定,說明白磷能量高,反應放出的熱量較多,因,則放出的能量越多反應熱越小,故答案為<。
(5)已知:①


依據蓋斯定律,③―①―②可得。
1.(23-24高二上·北京順義·階段練習)2022北京冬奧會采用氫氣作為火炬燃料,選擇氫能汽車作為賽事交通服務用車,充分體現了綠色奧運的理念。
已知:
下列說法不正確的是
A.氫氣既可以通過燃燒反應提供熱能,也可以設計成燃料電池提供電能
B.的過程中,
C.斷裂2mol 和1mol 中化學鍵所需能量大于斷裂2mol 中化學鍵所需能量
D.化學反應的ΔH,只與反應體系的始態和終態有關,與反應途徑無關
【答案】C
【解析】A.氫氣既可以通過燃燒反應提供熱能,也可以根據氧化還原反應原理設計成燃料電池提供電能,故A正確;
B.氣體變為液體是放出熱量的過程,故的過程中,,故B正確;
C.氫氣燃燒的反應是放熱反應,故斷裂2mol氫氣和1mol 氧氣中化學鍵所需能量小于斷裂2mol水中化學鍵所需能量,故C錯誤;
D.化學反應的ΔH,只與反應體系的始態和終態有關,與反應途徑無關,故D正確;
故選C。
2.(23-24高二上·陜西西安·期中)在1200℃時,天然氣脫硫工藝中會發生下列反應
① ;
② ;
③ ;
,則的正確表達式為
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由蓋斯定律可知,反應得到反應,則,故選A。
3.(23-24高二上·廣東江門·期末)已知下列數據
Fe(s)O2(g)=FeO(s);ΔH1=-272kJ/mol
2Al(s)O2(g)=Al2O3(s);ΔH2=-1675kJ/mol
則2Al(s)+3FeO(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)的ΔH3的是
A.+859kJ/mol B.-859kJ/mol
C.-1403kJ/mol D.+1403kJ/mol
【答案】B
【解析】①Fe(s)O2(g)═FeO(s)ΔH1=-272.0kJ mol-1;②2Al(s)O2(g)═Al2O3(s)ΔH2=-1675kJ mol-1;依據蓋斯定律計算②-①×3得到:3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)ΔH3=-859kJ/mol;故選:B。
4.(23-24高二上·湖北鄂州·期中)晶體硅是重要的半導體材料。工業上用石英砂作原料通過如下反應生產晶體硅:
① 
② 
③ 
則用石英砂生產28g純硅理論上放出的熱量為
A.21.44kJ B.600.20kJ C.1965.10kJ D.21435.71kJ
【答案】B
【解析】由三個熱化學方程式可知,生成1molSi,理論上放出熱量:,B項正確。
5.(23-24高二上·安徽六安·階段練習)已知:H2S在與不足量的O2反應時,生成S和H2O。根據以下三個熱化學方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH3
判斷ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小關系正確的是
A.ΔH3>ΔH2>ΔH1 B.ΔH1>ΔH3>ΔH2
C.ΔH1>ΔH2>ΔH3 D.ΔH2>ΔH1>ΔH3
【答案】A
【解析】H2S與O2的反應為放熱反應,焓變ΔH<0,等量的H2S反應越完全,放出的熱量越多,焓變ΔH越小,則ΔH2>ΔH1;反應②生成的為H2O(l),反應③生成的為H2O(g),H2O(g)→H2O(l)時放熱,則ΔH3>ΔH2,所以ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小關系為ΔH3>ΔH2>ΔH1。
故選A。
6.(23-24高二上·廣東佛山·階段練習)下列有關熱化學方程式說法不正確的是
A.已知 , 則
B.表示的燃燒熱:
C.一定條件下 ,則和置于密閉容器中充分反應放熱小于
D.已知 , ,則
【答案】B
【解析】A.,,則,故A正確;
B.燃燒熱是指1mol可燃物充分燃燒生成穩定產物時放出的熱量,H元素的穩定產物為液態水,因此該熱化學方程式不滿足燃燒熱要求,故B錯誤;
C.該反應為放熱反應,反應物不能完全反應,則充分反應時放熱小于,故C正確;
D.的能量小于,則燃燒生成時放熱更多,放熱反應,放熱越多,越小,則,故D正確;
故選:B。
7.(22-23高二上·云南臨滄·階段練習)用溶液吸收熱電企業產生的廢氣時,涉及如圖所示轉化,由圖示關系可得:等于
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根據蓋斯定律分析,反應的能量變化取決于反應物和生成物,與過程無關,所以根據圖示分析,有,可以計算,故選A。
8.(23-24高二下·江蘇鎮江·階段練習)下列說法正確的是
A.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH= 57.3kJ mol 1,在中和熱的測定時實際加入的酸堿的量的多少會影響該反應的ΔH
B.1mol H2與0.5mol O2反應放出的熱量就是H2的燃燒熱
C.加入催化劑可以改變反應的活化能,不能改變焓變
D.500℃、30MPa下,將0.5mol N2和1.5mol H2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g),放熱19.3kJ,其熱化學方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H= 38.6kJ mol 1
【答案】C
【解析】A.中和熱是指在稀溶液中,強酸與強堿反應生成1mol水時放出的熱量,所以實際加入的酸堿的量的多少不會影響該反應的ΔH,A錯誤;
B.1mol H2與0.5mol O2反應生成H2O(l)放出的熱量是H2的燃燒熱,B錯誤;
C.加入催化劑可以改變反應的活化能,不能改變焓變,C正確;
D.500℃、30MPa下,將0.5mol N2和1.5mol H2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g),放熱19.3kJ,由于該反應為可逆反應,0.5mol N2和1.5mol H2未反應完全,所以其熱化學方程式為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H< 38.6kJ mol 1,D錯誤;
故選C。
9.(23-24高二上·甘肅白銀·期末)科學家在尋求將太陽能轉化成化學能的辦法,其中辦法之一就是利用太陽能將分解成,再將化學能轉化為其他能源。右圖是有關的能量循環示意圖(已知:H-H鍵的鍵能為a ,O—O鍵的鍵能為b )。下列有關說法正確的是
A.圖中
B.斷開1mol H—O鍵所需要的太陽能為
C.1mol 燃燒生成液態水的能量變化為
D.水蒸氣所具有的能量比液態水多kJ
【答案】C
【解析】A.水的分解為吸熱反應,A錯誤;
B.根據△H=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和,可得:,,B錯誤;
C.的燃燒熱為101kPa時,1mol氫氣完全燃燒生成液態水時放出的熱量,C正確;
D.沒有指明水蒸氣的物質的量,D錯誤;
故選C。
10.(23-24高二下·江蘇無錫·階段練習)下列關于熱化學反應的描述正確的是
A.HCl和NaOH反應的反應熱ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則H2SO4和Ba(OH)2反應的反應熱ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
B.甲烷的燃燒熱ΔH=-890.3 kJ·mol-1,則CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH<-890.3 kJ·mol-1
C.CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·mol-1,則2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反應的ΔH=+566.0 kJ·mol-1
D.已知:500 ℃、30 MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1;將3 mol H2和過量的N2在此條件下充分反應,會放出92.4 kJ熱量
【答案】C
【解析】A.反應中還生成硫酸鋇沉淀,會影響能量變化,故A錯誤;
B.燃燒熱反應中對應生成的水為液態水,且氣態水的能量比液態水的能量高,則CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H> 890.3kJ mol 1,故B錯誤;
C.若兩個反應互為逆反應時,焓變的數值相同、符號相反,且物質的量與熱量成正比,由CO(g)的燃燒熱是283.0kJ/mol,可知2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)反應的△H=+566.0kJ/mol,故C正確;
D.合成氨為可逆反應,氮氣過量時,3 mol H2也不能完全轉化,則此條件下充分反應,放出的熱量小于92.4 kJ,故D錯誤;
故選C。
11.(22-23高二上·天津薊州·階段練習)已知氫氣中1 mol H—H鍵斷裂時吸收熱量為436 kJ ,且氧氣中1 mol O=O鍵完全斷裂時吸收熱量496 kJ,水蒸氣中1 mol H—O鍵形成時放出熱量463 kJ,則1 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量
A.221 kJ B.557 kJ C.242 kJ D.188 kJ
【答案】C
【解析】1 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時的熱化學方程式為:;=反應物的鍵能和-生成物的鍵能和=kJ/mol= -242kJ/mol,則1 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量242kJ,故C正確;
故選:C。
12.(23-24高二下·四川廣安·階段練習)2月24日,俄烏戰爭爆發,烏方違反《第三議定書》明令禁止使用白磷彈。白磷(化學式為P4)、紅磷(化學式為P)燃燒的熱化學方程式(0℃,101 kPa)分別為:


由此判斷下列說法不正確的是
A.由紅磷轉化為白磷是吸熱反應,紅磷比白磷更穩定
B.白磷的燃燒熱為3093.2 kJ/mol
C.已知白磷分子為正四面體結構,則P-P鍵之間的夾角為109°28′
D.等質量的白磷和紅磷在相同條件下分別與足量氯氣反應,設產物只有PCl5,則白磷放出的熱量更多
【答案】C
【解析】A.根據蓋斯定律,該反應是吸熱反應,因此紅磷能量更低更穩定,故A正確;
B.燃燒熱的是1mol純物質燃燒生成指定化合物時釋放的熱量,故B正確;
C.已知白磷分子為正四面體結構,P原子位于正四面體的頂點,則黃磷分子中P-P鍵之間的夾角為60°,故C錯誤;
D.根據A的解析可知紅磷能量更低,因此白磷和氯氣反應放出的熱量更多,故D正確;
故選:C。
13.(23-24高二上·廣東廣州·期中)完成下列問題。
(1)已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成二氧化碳氣體和液態水,并放出熱量,乙炔的燃燒熱熱化學方程式為 。
(2)在發射“神舟”十一號的火箭推進器中裝有肼和過氧化氫,當兩者混合時即產生氣體,并放出大量的熱。
已知: ;

若用液態肼與足量過氧化氫反應生成氮氣和液態水,則整個過程中放出的熱量為 。
(3)已知:I.
II.
III.
則由和反應生成的焓變為 。(用,,,表達)
(4)研究人員提出利用含硫物質熱化學循環實現太陽能的轉化與存儲。過程如圖:
反應I:
反應III:
反應II的熱化學方程式: 。
(5)我國科學家實現了在銅催化劑條件下將轉化為。計算機模擬單個分子在銅催化劑表面的反應歷程如圖所示。(單位為)
該反應的熱化學方程式: 。(用相對能量的變化來表示)
(6)甲硅烷是一種無色氣體,遇到空氣能發生爆炸性自燃,生成和液態水。已知室溫下甲硅烷自燃放出熱量,則該反應的熱化學方程式為 。
【答案】(1)C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-2bkJ/mol
(2)163.52kJ
(3)
(4)
(5)
(6)
【解析】(1)a g乙炔(C2H2)的物質的量為mol,充分燃燒生成mol二氧化碳和液態水,已知二氧化碳氣體的物質的量為1mol,則a=13g,即0.5mol乙炔充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態水時釋放出b kJ的熱量,由此算出1mol乙炔完全燃燒生成二氧化碳氣體和液態水時可以放出2bkJ的熱量,所以乙炔燃燒熱的熱化學方程式為:C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-2bkJ/mol;
(2)液態肼與足量過氧化氫反應生成氮氣和液態水的熱化學方程式為:,6.4g液態肼的物質的量為0.2mol,放出熱量163.52kJ。
(3)石墨和氫氣反應生成1molC2H2(g):,由蓋斯定律可知,此反應可由上述反應經得到,故焓變為。
(4)由圖中物質的轉化過程可知,反應II中二氧化硫和水歧化生成硫酸和硫,由蓋斯定律,熱化學方程式為,可計算。故熱化學方程式為:。
(5)由圖可知,反應物相對總能量為0,生成物相對總能量為-1.02eV(單個分子),故熱化學方程式為:。
(6)1g甲硅烷自燃放出熱量44.6kJ,1mol甲硅烷自燃放出熱量32×44.6kJ,熱化學方程式為。
14.(23-24高二上·上海·階段練習)人類利用化學反應不僅可以創造新物質,還可以實現不同形式能量之間的轉化,化學反應所提供的能量大大促進了社會的發展。與研究化學反應中的物質變化一樣,研究化學反應中的能量變化同樣具有重要意義。熱化學方程式是一種化學用語,它表示的是一個化學反應中的反應焓變和物質變化。
(1)下列反應中,生成物總能量低于反應物總能量的是___________。
A.碳酸鈣受熱分解 B.八水合氫氧化鋇與氯化銨的反應
C.金屬與酸與水的反應 D.煤與高溫下的水蒸氣反應
(2)下列說法錯誤的是___________。
A.在同一反應中,焓變和反應熱的數值不相等
B.有化學鍵破壞的一定是化學反應,且一定伴隨著能量的變化
C.一個化學反應中,反應物的焓小于生成物的焓時,
D.反應體系向環境中釋放能量,反應體系的焓會減小
(3)甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉化為氫氣的一種反應原理如下: ,下列說法正確的是___________。
A.1L蒸汽與1L水蒸氣反應生成1L氣體與3L氫氣吸收熱量49.0kJ
B.1個分子與1個水分子反應生成1個分子與3個分子吸收熱量49.0kJ
C.1mol氣體與1mol液態水反應生成1mol氣體與3mol氫氣吸收的熱量小于49.0kJ
D.相同條件下1mol與1mol的能量總和小于1mol與3mol的能量總和
(4)氫氣是一種清潔能源,如圖是和反應生成的能量變化示意圖,由圖可知___________。
A.,斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量
B.
C.和具有的總能量比所具有的總能量高
D.生成2mol需要吸收483.6kJ的能量
(5)根據碘與氫氣反應的熱化學方程式
(ⅰ)
(ⅱ)
下列判斷正確的是___________。
A.254g中通入2g,反應放熱9.48kJ
B.1mol固態碘與1mol氣態碘所含的能量相差17.00kJ
C.反應(ⅰ)的產物比反應(ⅱ)的產物穩定
D.反應(ⅱ)的反應物總能量比反應(ⅰ)的反應物總能量低
(6)能表示反應的示意圖是 (選填字母)。
A. B. C. D.
已知:常溫常壓下,8g甲烷氣體在足量氧氣中充分燃燒生成液態水和二氧化碳氣體時放出445kJ熱量,寫出甲烷氣體的燃燒熱的熱化學方程式: 。
(7)下表中的數據表示破壞1mol化學鍵需消耗的能量(即鍵能,單位為)。回答問題:
化學鍵 H―H H―Cl
鍵能 436 431
①下列關于鍵能的敘述正確的是 。(選填字母)
A.每生成1mol H―Cl吸收431kJ能量
B.每生成1mol H―Cl放出431kJ能量
C.每拆開1mol H―H放出436kJ能量
D.每拆開1mol H―H吸收436kJ能量
②已知熱化學方程式: 。則的鍵能為 。
【答案】(1)C
(2)AB
(3)D
(4)B
(5)D
(6)A ;
(7)BD 243
【解析】(1)生成物總能量低于反應物總能量,則為放熱反應;碳酸鈣受熱分解、八水合氫氧化鋇與氯化銨的反應、煤與高溫下的水蒸氣反應均為吸熱反應;金屬與酸與水的反應為放熱反應,故選C;
(2)A.恒壓條件下,在同一反應中,焓變和反應熱的數值相等,錯誤;
B.有化學鍵破壞的不一定是化學反應,例如氯化氫氣體溶于得到鹽酸的變化為物理變化,錯誤;
C.一個化學反應中,反應物的焓小于生成物的焓時,則為吸熱反應,,正確;
D.反應體系向環境中釋放能量,則反應體系的焓會減小,正確;
故選AB;
(3) ,表示1mol氣體與1mol氣態水反應生成1mol氣體與3mol氫氣吸收49.0kJ的熱量,液態水變為氣體水吸熱,則反應中若為1mol液態水參與反應,則吸收的熱量大于49.0kJ;反應為吸熱反應,則相同條件下1mol與1mol的能量總和小于1mol與3mol的能量總和;
故選D;
(4)由圖可知,2mol氫氣與1mol氧氣反應生成2mol氣態水放出483.6kJ的熱量,2mol氣態水生成2mol液態水放出88kJ的熱量;
A.為物理變化,沒有斷鍵、成鍵過程,錯誤;
B.由分析可知, ,正確;
C.沒有說明三種物質的狀態,不能判斷和具有的總能量比所具有的總能量的高低,錯誤;
D.2mol氫氣與1mol氧氣反應生成2mol氣態水放出483.6kJ的熱量,錯誤;
故選B;
(5)A.254g中通入2g,發生的反應為可逆反應,進行不完全,反應放熱小于9.48kJ,錯誤;B.由蓋斯定律可知,反應(ⅰ)-反應(ⅱ)得:,1mol固態碘與1mol氣態碘所含的能量相差35.96kJ,錯誤;C.反應(ⅰ)的產物和反應(ⅱ)的產物相同,錯誤;D.氣體碘能量高于固體碘,則反應(ⅱ)的反應物總能量比反應(ⅰ)的反應物總能量低,正確;故選D;
(6)燃燒熱是在101 kPa時,1 mol物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量;已知:常溫常壓下,8g甲烷(為0.5mol)氣體在足量氧氣中充分燃燒生成液態水和二氧化碳氣體時放出445kJ熱量,則甲烷氣體的燃燒熱的熱化學方程式:;反應為放熱反應,生成物焓小于反應物焓,故選A;
(7)
①成鍵放熱、斷鍵吸熱,由圖表可知,故每生成1mol H―Cl放出431kJ能量、每拆開1mol H―H吸收436kJ能量;故選BD;
②反應的焓變等于反應物鍵能和減去生成物的鍵能和,故,243。
15.(23-24高二上·北京·期中)甲醇作為燃料,在化石能源和可再生能源時期均有廣泛的應用前景。
(1)甲醇可以替代汽油和柴油作為內燃機燃料。汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知:25°C、101 kPa 時,1 molC8H18(l)完全燃燒生成氣態二氧化碳和液態水,放出5518kJ熱量。該反應的熱化學方程式為 。
(2)甲醇的合成
以CO2(g)和H2(g)為原料合成甲醇,反應的能量變化如下圖所示。
①補全上圖:圖中A處應填入 。
②該反應需要加入銅-鋅基催化劑。加入催化劑后,該反應的ΔH 。(填“變大”“變小”或“不變”)
③為了合成甲醇反應:
已知:i.
ii.…… ΔH2
iii.
還需要利用反應ii,請寫出該反應的熱化學反應方程式 。
【答案】(1)
(2) 不變
【解析】(1)1 molC8H18(l)完全燃燒生成氣態二氧化碳和液態水,放出5518kJ熱量。該反應的熱化學方程式為;
(2)①A為反應物,結合生成物及原子守恒可知,A處為1molCO2+3molH2,故答案為:1molCO2+3molH2;②催化劑不改變反應的始終態,則加入催化劑后,該反應的△H不變,故答案為:不變;結合蓋斯定律可知,①+②×2-③得到總反應方程式,則 ii 式為。第02講 反應熱的計算
模塊一 思維導圖串知識 模塊二 基礎知識全梳理 模塊三 重點難點必掌握 模塊四 核心考點精準練 模塊五 小試牛刀過關測 1.通過蓋斯定律的學習,理解蓋斯定律,并能利用蓋斯定律解決簡單問題。 2.通過熱化學方程式、中和熱、燃燒熱和蓋斯定律的學習,能進行反應焓變的簡單計算。
一、蓋斯定律
1.內容
一個化學反應,不論是一步完成,還是分幾步完成,其 是完全相同的。即:化學反應的反應熱只與反應體系的 有關,而與 無關。
可圖示為:
,則Q= =
登山勢能的角度 能量守恒的角度
游客從A點到B點,無論徙步或從纜車,人的勢能變化只與A與B兩點的海拔差有關,而與由A點到B點的途徑無關。 從始態(S)到終態(L),若ΔH1<0,則ΔH2>0;由S―→L―→S,經過一個循環,所有的反應物都和反應前完全一樣,能量沒有發生變化,故ΔH1+ΔH2=0。
2.意義
若:①反應進行得 ;②反應不容易 發生;③反應伴有 發生,這些反應的反應熱不能直接測定,可運用蓋斯定律間接計算反應熱。
3.應用
利用已知反應的反應熱來計算未知反應的反應熱。
利用蓋斯定律計算反應熱的兩種方法
(1)“虛擬路徑”法
若反應物A變為生成物D,可以有兩個途徑
①由A直接變成D,反應熱為ΔH;
②由A經過B變成C,再由C變成D,每步的反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。
如圖所示:
則有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)加合法
加合法就是運用所給熱化學方程式通過加減乘除的方法得到所求的熱化學方程式。
【典型方法】
根據如下兩個反應,選用上述兩種方法,計算出C(s)+O2(g)===CO(g)的反應熱ΔH。
Ⅰ.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
①“虛擬路徑”法
反應C(s)+O2(g)====CO2(g)的途徑可設計如下:
則ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1。
②加合法
分析:找唯一:C、CO分別在Ⅰ、Ⅱ中出現一次
同側加:C是Ⅰ中反應物,為同側,則“+Ⅰ”
異側減:CO是Ⅱ中反應物,為異側,則“-Ⅱ”
調計量數:化學計量數相同,不用調整,則Ⅰ-Ⅱ即為運算式。所以ΔH=ΔH1-ΔH2=-110.5 kJ·mol-1。
應用蓋斯定律進行簡單計算,關鍵在于設計反應過程,同時注意以下幾點:
①熱化學方程式同乘以或除以某一個數時,ΔH也必須乘上該數。
②熱化學方程式相加減時,同種物質之間可相加減,ΔH也同樣要進行加減運算,且要帶“+”、“-”符號,即把ΔH看作一個整體進行運算。
③將一個熱化學方程式顛倒時,ΔH的“+”或“-”號必須隨之改變。
二、反應熱的計算
1.根據熱化學方程式計算
熱化學方程式中 數值與各物質的 成正比。例如,
aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
則====
2.根據反應物、生成物的 計算
ΔH=反應物的鍵能總和- 。
3.根據物質的燃燒熱數值計算
Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃燒熱)|。
4.根據蓋斯定律計算
根據蓋斯定律,可以將兩個或兩個以上的 包括其ΔH相加或相減,得到一個新的熱化學方程式及其 。
5.根據比熱公式計算:Q=cmΔt。
反應熱(ΔH)的比較
1.如果化學計量數加倍,ΔH的絕對值也要加倍。
如:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1,其反應②中H2的量更多,因此放熱更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1>ΔH2。
2.同一反應,反應物或生成物的狀態不同,反應熱不同。
在同一反應里,反應物或生成物狀態不同時,要考慮A(g)A(l)A(s),或者從三狀態自身的能量比較:E(g)>E(l)>E(s),可知反應熱大小亦不相同。
如:S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1……①;S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1……②
方法一:圖像法
由圖像可知:|ΔH1|>|ΔH2|,但ΔH1<0,ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
方法二:通過蓋斯定律構造新的熱化學方程式
由①-②可得S(g)=S(s) ΔH=ΔH1-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2。
3.晶體類型不同,產物相同的反應,反應熱不同
如:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1;C(s,金剛石)+O2(g)=CO2(g)
ΔH2=-b kJ·mol-1
4.根據反應進行的程度比較反應熱大小
①其他條件相同,燃燒越充分,放出熱量越多,ΔH越小。
如C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2,C完全燃燒,放熱更多,|ΔH1|<|ΔH2|,但ΔH3<0,ΔH4<0,故ΔH1>ΔH2。
②對于可逆反應,由于反應物不可能完全轉化為生成物,所以實際放出(或吸收)的熱量小于相應的熱化學方程式中的ΔH的絕對值。
如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,向密閉容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),發生上述反應,達到平衡后,放出的熱量小于197 kJ,但ΔH仍為-197 kJ·mol-1。
5.中和反應中反應熱的大小不同
①濃硫酸和氫氧化鈉固體反應生成1 mol水時,放出的熱量一定大于57.3 kJ(濃硫酸稀釋和氫氧化鈉固體溶解時都會放出熱量)。
②醋酸和NaOH溶液反應生成1 mol水時,放出的熱量一定小于57.3 kJ(醋酸電離會吸熱)。
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反應生成1 mol水時,反應放出的熱量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2+反應生成BaSO4沉淀會放熱)。
6.根據特殊反應的焓變情況比較反應焓變的大小
2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH1……①
2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH2……②
由①-②可得2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s) ΔH=ΔH1-ΔH2,已知鋁熱反應為放熱反應,故ΔH<0,ΔH1<ΔH2。
考點一:蓋斯定律
1.(23-24高二上·寧夏·期末)已知膽礬晶體相關的焓變如圖所示,則為
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·廣東江門·期中)實現有以下兩條途徑,其中,,則為
A. B. C. D.
3.(23-24高二上·河南南陽·階段練習)已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態水,并放出熱量bkJ,則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是
A.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) =﹣2bkJ mol﹣1
B.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g) =﹣4bkJ mol﹣1
C.C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) =+bkJ mol﹣1
D.2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) =﹣4bkJ mol﹣1
考點二:反應熱的計算
4.(23-24高二下·四川綿陽·開學考試)下列關于熱化學方程式的說法正確的是
A.若的燃燒熱為,則熱化學方程式為:
B.若和完全反應放熱,則熱化學方程式為:
C.若 ,則稀硫酸與稀反應的熱化學方程式為:
D.若白磷的能量比紅磷多,則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為:
考點三:反應熱的比較
5.(23-24高二上·福建福州·期中)已知:,



下列說法錯誤的是
A., B.
C. D.
6.(22-23高二上·云南臨滄·階段練習)按要求回答下列問題:
(1)下列變化屬于吸熱反應的是 (填序號)。
①鈉與冷水的反應 ②氫氧化鋇晶體與氯化銨固體的反應 ③藍礬失水變為白色粉末 ④干冰升華
⑤固體溶于水
(2)強酸與強堿的稀溶液發生中和反應生成1mol時的反應熱。若用一定濃度的稀硫酸與含10gNaOH的稀堿溶液完全反應,反應放出的熱量為 。(結果保留小數點后一位)
(3)已知1g完全燃燒生成液態水時放出熱量142.9kJ,則氫氣的燃燒熱為 ,試寫出該反應的熱化學方程式為 。
(4)試比較反應熱的大小:


則 (填“>”或“<”,下同)。
②已知常溫時紅磷比白磷穩定。


則 。
(5)已知:25℃、101kPa時,



則 。
1.(23-24高二上·北京順義·階段練習)2022北京冬奧會采用氫氣作為火炬燃料,選擇氫能汽車作為賽事交通服務用車,充分體現了綠色奧運的理念。已知:
下列說法不正確的是
A.氫氣既可以通過燃燒反應提供熱能,也可以設計成燃料電池提供電能
B.的過程中,
C.斷裂2mol 和1mol 中化學鍵所需能量大于斷裂2mol 中化學鍵所需能量
D.化學反應的ΔH,只與反應體系的始態和終態有關,與反應途徑無關
2.(23-24高二上·陜西西安·期中)在1200℃時,天然氣脫硫工藝中會發生下列反應
① ;
② ;
③ ;
,則的正確表達式為
A. B.
C. D.
3.(23-24高二上·廣東江門·期末)已知下列數據
Fe(s)O2(g)=FeO(s);ΔH1=-272kJ/mol
2Al(s)O2(g)=Al2O3(s);ΔH2=-1675kJ/mol
則2Al(s)+3FeO(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)的ΔH3的是
A.+859kJ/mol B.-859kJ/mol
C.-1403kJ/mol D.+1403kJ/mol
4.(23-24高二上·湖北鄂州·期中)晶體硅是重要的半導體材料。工業上用石英砂作原料通過如下反應生產晶體硅:
① 
② 
③ 
則用石英砂生產28g純硅理論上放出的熱量為
A.21.44kJ B.600.20kJ C.1965.10kJ D.21435.71kJ
5.(23-24高二上·安徽六安·階段練習)已知:H2S在與不足量的O2反應時,生成S和H2O。根據以下三個熱化學方程式:
2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2
2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(g) ΔH3
判斷ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小關系正確的是
A.ΔH3>ΔH2>ΔH1 B.ΔH1>ΔH3>ΔH2
C.ΔH1>ΔH2>ΔH3 D.ΔH2>ΔH1>ΔH3
6.(23-24高二上·廣東佛山·階段練習)下列有關熱化學方程式說法不正確的是
A.已知 , 則
B.表示的燃燒熱:
C.一定條件下 ,則和置于密閉容器中充分反應放熱小于
D.已知 , ,則
7.(22-23高二上·云南臨滄·階段練習)用溶液吸收熱電企業產生的廢氣時,涉及如圖所示轉化,由圖示關系可得:等于
A. B.
C. D.
8.(23-24高二下·江蘇鎮江·階段練習)下列說法正確的是
A.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH= 57.3kJ mol 1,在中和熱的測定時實際加入的酸堿的量的多少會影響該反應的ΔH
B.1mol H2與0.5mol O2反應放出的熱量就是H2的燃燒熱
C.加入催化劑可以改變反應的活化能,不能改變焓變
D.500℃、30MPa下,將0.5mol N2和1.5mol H2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g),放熱19.3kJ,其熱化學方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H= 38.6kJ mol 1
9.(23-24高二上·甘肅白銀·期末)科學家在尋求將太陽能轉化成化學能的辦法,其中辦法之一就是利用太陽能將分解成,再將化學能轉化為其他能源。右圖是有關的能量循環示意圖(已知:H-H鍵的鍵能為a ,O—O鍵的鍵能為b )。下列有關說法正確的是
A.圖中
B.斷開1mol H—O鍵所需要的太陽能為
C.1mol 燃燒生成液態水的能量變化為
D.水蒸氣所具有的能量比液態水多kJ
10.(23-24高二下·江蘇無錫·階段練習)下列關于熱化學反應的描述正確的是
A.HCl和NaOH反應的反應熱ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則H2SO4和Ba(OH)2反應的反應熱ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
B.甲烷的燃燒熱ΔH=-890.3 kJ·mol-1,則CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH<-890.3 kJ·mol-1
C.CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·mol-1,則2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反應的ΔH=+566.0 kJ·mol-1
D.已知:500 ℃、30 MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1;將3 mol H2和過量的N2在此條件下充分反應,會放出92.4 kJ熱量
11.(22-23高二上·天津薊州·階段練習)已知氫氣中1 mol H—H鍵斷裂時吸收熱量為436 kJ ,且氧氣中1 mol O=O鍵完全斷裂時吸收熱量496 kJ,水蒸氣中1 mol H—O鍵形成時放出熱量463 kJ,則1 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量
A.221 kJ B.557 kJ C.242 kJ D.188 kJ
12.(23-24高二下·四川廣安·階段練習)2月24日,俄烏戰爭爆發,烏方違反《第三議定書》明令禁止使用白磷彈。白磷(化學式為P4)、紅磷(化學式為P)燃燒的熱化學方程式(0℃,101 kPa)分別為:


由此判斷下列說法不正確的是
A.由紅磷轉化為白磷是吸熱反應,紅磷比白磷更穩定
B.白磷的燃燒熱為3093.2 kJ/mol
C.已知白磷分子為正四面體結構,則P-P鍵之間的夾角為109°28′
D.等質量的白磷和紅磷在相同條件下分別與足量氯氣反應,設產物只有PCl5,則白磷放出的熱量更多
13.(23-24高二上·廣東廣州·期中)完成下列問題。
(1)已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成二氧化碳氣體和液態水,并放出熱量,乙炔的燃燒熱熱化學方程式為 。
(2)在發射“神舟”十一號的火箭推進器中裝有肼和過氧化氫,當兩者混合時即產生氣體,并放出大量的熱。
已知: ;

若用液態肼與足量過氧化氫反應生成氮氣和液態水,則整個過程中放出的熱量為 。
(3)已知:I.
II.
III.
則由和反應生成的焓變為 。(用,,,表達)
(4)研究人員提出利用含硫物質熱化學循環實現太陽能的轉化與存儲。過程如圖:
反應I:
反應III:
反應II的熱化學方程式: 。
(5)我國科學家實現了在銅催化劑條件下將轉化為。計算機模擬單個分子在銅催化劑表面的反應歷程如圖所示。(單位為)
該反應的熱化學方程式: 。(用相對能量的變化來表示)
(6)甲硅烷是一種無色氣體,遇到空氣能發生爆炸性自燃,生成和液態水。已知室溫下甲硅烷自燃放出熱量,則該反應的熱化學方程式為 。
14.(23-24高二上·上海·階段練習)人類利用化學反應不僅可以創造新物質,還可以實現不同形式能量之間的轉化,化學反應所提供的能量大大促進了社會的發展。與研究化學反應中的物質變化一樣,研究化學反應中的能量變化同樣具有重要意義。熱化學方程式是一種化學用語,它表示的是一個化學反應中的反應焓變和物質變化。
(1)下列反應中,生成物總能量低于反應物總能量的是___________。
A.碳酸鈣受熱分解 B.八水合氫氧化鋇與氯化銨的反應
C.金屬與酸與水的反應 D.煤與高溫下的水蒸氣反應
(2)下列說法錯誤的是___________。
A.在同一反應中,焓變和反應熱的數值不相等
B.有化學鍵破壞的一定是化學反應,且一定伴隨著能量的變化
C.一個化學反應中,反應物的焓小于生成物的焓時,
D.反應體系向環境中釋放能量,反應體系的焓會減小
(3)甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉化為氫氣的一種反應原理如下: ,下列說法正確的是___________。
A.1L蒸汽與1L水蒸氣反應生成1L氣體與3L氫氣吸收熱量49.0kJ
B.1個分子與1個水分子反應生成1個分子與3個分子吸收熱量49.0kJ
C.1mol氣體與1mol液態水反應生成1mol氣體與3mol氫氣吸收的熱量小于49.0kJ
D.相同條件下1mol與1mol的能量總和小于1mol與3mol的能量總和
(4)氫氣是一種清潔能源,如圖是和反應生成的能量變化示意圖,由圖可知___________。
A.,斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量
B.
C.和具有的總能量比所具有的總能量高
D.生成2mol需要吸收483.6kJ的能量
(5)根據碘與氫氣反應的熱化學方程式
(ⅰ)
(ⅱ)
下列判斷正確的是___________。
A.254g中通入2g,反應放熱9.48kJ
B.1mol固態碘與1mol氣態碘所含的能量相差17.00kJ
C.反應(ⅰ)的產物比反應(ⅱ)的產物穩定
D.反應(ⅱ)的反應物總能量比反應(ⅰ)的反應物總能量低
(6)能表示反應的示意圖是 (選填字母)。
A. B. C. D.
已知:常溫常壓下,8g甲烷氣體在足量氧氣中充分燃燒生成液態水和二氧化碳氣體時放出445kJ熱量,寫出甲烷氣體的燃燒熱的熱化學方程式: 。
(7)下表中的數據表示破壞1mol化學鍵需消耗的能量(即鍵能,單位為)。回答問題:
化學鍵 H―H H―Cl
鍵能 436 431
①下列關于鍵能的敘述正確的是 。(選填字母)
A.每生成1mol H―Cl吸收431kJ能量
B.每生成1mol H―Cl放出431kJ能量
C.每拆開1mol H―H放出436kJ能量
D.每拆開1mol H―H吸收436kJ能量
②已知熱化學方程式: 。則的鍵能為 。
15.(23-24高二上·北京·期中)甲醇作為燃料,在化石能源和可再生能源時期均有廣泛的應用前景。
(1)甲醇可以替代汽油和柴油作為內燃機燃料。汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知:25°C、101 kPa 時,1 molC8H18(l)完全燃燒生成氣態二氧化碳和液態水,放出5518kJ熱量。該反應的熱化學方程式為 。
(2)甲醇的合成
以CO2(g)和H2(g)為原料合成甲醇,反應的能量變化如下圖所示。
①補全上圖:圖中A處應填入 。
②該反應需要加入銅-鋅基催化劑。加入催化劑后,該反應的ΔH 。(填“變大”“變小”或“不變”)
③為了合成甲醇反應:
已知:i.
ii.…… ΔH2
iii.
還需要利用反應ii,請寫出該反應的熱化學反應方程式 。

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