第1讲易错题热化学计算题型解析 (1).pdf

1第第1讲讲热化学计算题型热化学计算题型【练习 1】如图为 N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是()A.1molN2(g)和NA个O2(g)反应放出的能量为180kJB.1molN2(g)和1molO2(g)具有总能量小于2molNO(g)具有的总能量C.通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOD.吸热反应一定需要加热才能发生【答案】B【解析】本题主要考查化学反应与能量变化。B项，由于 1molN2(g)和 1molO2(g)具有的键能大于 2molNO(g)具有的键能，反应为吸热反应，所以反应物具有的总能量小于 2molNO(g)具有的总能量，故B项正确；A项，1molN2(g)和 1molO2(g)完全反应，产生 2mol 气态 NO 时，反应过程中能量变化为 946kJ+498kJ 2 632kJ=+180kJ，反应为吸热反应，故A项错误；C项，无论是放热反应还是吸热反应，都需要有活化过程，所以通常情况下，N2(g)和 O2(g)混合不能直接生成 NO(g)，故C项错误；D项，一个化学反应是吸热还是放热与反应条件没有关系，取决于反应物的总键能和生成物的总键能的大小比较。综上所述，本题正确答案为B。【练习 2】由下图分析可知下列说法正确的是（）。2A.A B+C 和 B+C A 两个反应吸收或放出能量不等B.A B+CH 0，则 B+C AH 0，故B项错误；C项，由于 A B+C 过程焓变为正值，因此 B 和 C 具有的焓总和大于 A，故C项错误。综上所述，本题正确答案为D。【练习 3】下列叙述正确的是（）。A.化学键存在所有单质和化合物中B.化学键的断裂和形成是化学反应能量变化的主要原因C.只要有能量变化，则一定发生了化学反应D.当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应放出能量【答案】B【解析】本题主要考查化学键与化学反应中能量变化。3B项，化学反应能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成，故B项正确；A项，不是所有单质和化合物中都存在化学键，如稀有气体是单原子分子，分子中不存在化学键，故A项错误；C项，灯泡发光有能量变化，属于物理变化，故C项错误；D项，反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应吸收能量，故D项错误。综上所述，本题正确答案为B。【练习 4】在密闭容器中充入 4molSO2和 3molO2，一定条件下建立如下平衡：，测得 SO2的转化率为 90%，则在此条件下反应放出的热量为（）。A.2QkJB.QkJC.1.8QkJD.0.9QkJ【答案】C【解析】本题主要考查化学反应中能量的变化。题给热化学方程式的含义为 2molSO2气体和 1molO2完全反应生成 2molSO3气体时放出的热量为 QkJ，此时通入的 SO2气体为 4mol，转化率为 90%，即反应了 3.6mol，所以此时放出的热量为3.6mol2mol QkJ=1.8QkJ，故选C项。综上所述，本题正确答案为C。【练习 5】参考所示图表和有关要求回答问题：4（1）图是 1molNO2(g)和 1molCO(g)反应生成 CO2和 NO 过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是（填“增大”“减小”或“不变”，下同），H 的变化是。请写出 NO2和 CO 反应的热化学方程式：。（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)H1=+49.0kJ/mol CH3OH(g)+12O2(g)=CO2(g)+2H2(g)H2=192.9kJ/mol又知 H2O(g)=H2O(l)H=44kJ mol1则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式：。（3）如表是部分化学键的键能数据：已知 1mol 白磷（P4）完全燃烧放热为 dkJ，白磷及其完全燃烧的产物结构如图所示，则表中 x=kJ mol1（用含有 a、b、c、d 的代数式表示）。【答案】（1）减小；不变；NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)H=234kJ mol1（2分）（2）CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=726KJ mol1（2分）（3）6a+5c+d12b4（2分）【解析】本题主要考查盖斯定律。（1）加入催化剂能降低反应所需的活化能，则 E1和 E2都减小，催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，即反应热不改变，催化剂对反应热无影响，H 不变。由图可知，1molNO2(g)和 1molCO(g)反应生成 CO2和 NO过程中放出热量 368kJ 134kJ=234kJ，热化学方程式为 NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)H=234kJ mol1。（2）依据盖斯定律计算(3 2+2)12，可知 CH3OH(g)+5O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=726KJ mol1。（3）白磷燃烧的方程式为 P4+5O2=P4O10，1mol 白磷完全燃烧需拆开6molP P、5molO=O，形成 12molP O、4molP=O，所以 12mol bkJ mol1+4mol xkJ mol1(6mol akJ mol1+5mol ckJ mol1)=dkJ mol1，则 x=6a+5c+d12b4。【练习 6】在火箭推进器中装有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂（H2O2），当它们混合时，即产生大量 N2和水蒸气，并放出大量热。已知 0.4mol 液态肼和足量液态H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出 256kJ 的热量。（1）写出该反应的热化学方程式（2）已知 H2O(l)=H2O(g)H=+44kJmol1，则 16g 液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是kJ。（3）丙烷（C3H8）燃烧可以通过以下两种途径：途径：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)H=akJ mol1途径：C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)=+bkJ mol12C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)H=ckJ mol12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=dkJ mol1（abcd均为正值）判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径放出的热量（填“大于”、“等于”或“小于”）途径放出的热量。在 C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)的反应中，生成物具有的总能量（填“大于”、“等于”或“小于”）反应物具有的总能量。b 与a、c、d的数学关系式是。【答案】（1）N2H4(l)+2H2O2=N2(g)+4H2O(g)H=640kJ/mol（2）408（3）等于；大于；b=c2+d2 a【解析】本题主要考查热化学方程式。（1）肼和过氧化氢反应可以产生氮气和水蒸气，0.4mol 肼反应放出 256kJ 热6量，所以每摩尔肼产生的热量为256kJ0.4mol=640kJ/mol，所以热化学反应方程式为N2H4(l)+2H2O2=N2(g)+4H2O(g)H=640kJ/mol。（2）H2O(l)=H2O(g)H=+44kJmol1，每摩尔水蒸气变成液态水放出44kJ，16g 肼为 0.5mol，则生成的水蒸气为 2mol，根据盖斯定律，液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是 0.5mol 640kJ/mol+2mol 44kJ/mol=408kJ。（3）根据盖斯定律，反应的底物和产物物质的量和状态完全相同，则放出的热量也完全相同，故途径放出的热量等于途径放出的热量；因为，所以该反应吸热反应，故生成物具有的总能量大于反应物具有的总能量；根据盖斯定理，2a=2b+c+d，所以 b=c2+d2 a。【练习 7】碳与水蒸气反应制取 H2的相关反应如下：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=+131.0kJ/mol：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H=43kJ/mol：CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)H=178.3kJ/mol计算反应的 H=kJ/mol。【答案】-90.3（5分）【解析】本题主要考查化学反应热的计算。根据盖斯定律计算反应热，将 +即可得到目标反应方程式，故其反应热 H=(+131.0 43 178.3)kJ/mol=90.3kJ/mol。【练习 8】下列热化学方程式中 H 能表示可燃物燃烧热的是（）。A.CO(g)+12O2(g)=CO2(g)H=258kJ/molB.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)H=802.3kJ/molC.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=571.6kJ/molD.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)H=184.6kJ/mo17【答案】A【解析】本题主要考查燃烧热的概念。燃烧热是指 1mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。A项，1mol CO 完全燃烧生成稳定的 CO2，符合燃烧热的概念要求，故选A项；B项，生成稳定的氧化物，水应为液态，故不选B项；C项，燃烧热是指 1mol 纯净物完全燃烧，方程式中 H2为 2mol，则不能表示燃烧热，故不选C项；D项，HCl 不是氧化物，不符合燃烧热的概念要求，故不选D项。综上所述，本题正确答案为A。【练习 9】在 101kPa 和 25C 时，有关反应的热化学方程式如下：（1）（2）（3）下列说法正确的是（）。A.C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=131.2kJ mol1B.表示 H2燃烧热的热化学方程式为 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H 571.6kJ mol1C.2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)H 483.4kJ mol1D.H2O(g)=H2O(l)H 44.1kJ mol1【答案】D【解析】D项，将（3）式减去（2）式即可得到该热化学方程式，根据盖斯定律，方程式按一定系数比加和时其反应热也按该系数比加和，则，故D项正确；A项，（1）式减去（2）式可得该热化学方程式，则，故A项错误；8B项，燃烧热指 25C，101kPa 时，1mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。（3）式即所求热化学方程式，故B项错误；C项，即可得到该热化学方程式，相应的，故C项错误。综上所述，本题正确答案为D。【练习 10】在密闭容器中充入 4molSO2和 3molO2，一定条件下建立如下平衡：，测得 SO2的转化率为 90%，则在此条件下反应放出的热量为（）。A.2QkJB.QkJC.1.8QkJD.0.9QkJ【答案】C【解析】本题主要考查化学反应中能量的变化。题给热化学方程式的含义为 2molSO2气体和 1molO2完全反应生成 2molSO3气体时放出的热量为 QkJ，此时通入的 SO2气体为 4mol，转化率为 90%，即反应了 3.6mol，所以此时放出的热量为3.6mol2mol QkJ=1.8QkJ，故选C项。综上所述，本题正确答案为C。