——反应热的比较与计算
1.断裂1 mol化学键所需的能量如下表,火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法错误的是( ) 化学键 N—N O===O 500 N≡N 942 N—H 键能(kJ) 154 a
A.N2(g)比O2(g)稳定
B.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
C.图中的ΔH3=+2 218 kJ·mol-1 D.表中的a=194
解析:选D 由表中数据可知,NN键的键能大于OO键的键能,则N2(g)比O2(g)稳定,A正确;由能量变化图示可知,反应N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)的ΔH1=-534 kJ·mol-1,B正确;根据盖斯定律,反应N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)的ΔH1=ΔH2+ΔH3=(-2 752 kJ·mol-1)+ΔH3=-534 kJ·mol-1,则ΔH3=+2 218 kJ·mol-1,C正确;N2H4(g)+O2(g)===2N(g)+4H(g)+2O(g)的ΔH3=+2 218 kJ·mol-1,根据反应热与键能的关系可得ΔH3=(4a kJ·mol
-1
+154 kJ·mol-1+500 kJ·mol-1)=+2 218 kJ·mol-1,解得a1
=391,D错误。
2.在298 K、101 kPa时,已知: ①2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1 ②H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3 则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系正确的是( ) A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
解析:选A 分析已知的三个热化学方程式,根据盖斯定律,由①+②×2可得,2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g),则有ΔH3=ΔH1+2ΔH2。
3.下列各组中两个反应的反应热,其中ΔH1>ΔH2的是( ) A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2 B.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1 S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2 C.2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) ΔH1 2SO3(g)===O2(g)+2SO2(g) ΔH2
D.已知反应:C(s,金刚石)===C(s,石墨) ΔH<0, C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH1 C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
解析:选A A项:,由于H2O(l)===2H2O(g)
ΔH>0,则ΔH2+ΔH=ΔH1,ΔH1-ΔH2=ΔH>0,故ΔH1>ΔH2,正确。
2
B项:,由于S(s)===S(g) ΔH>0,则ΔH+Δ
H1=ΔH2,ΔH2-ΔH1=ΔH>0,故ΔH2>ΔH1,错误。
C项:SO2氧化成SO3是放热反应,ΔH1<0,SO3分解成SO2是吸热反应,ΔH2>0,故ΔH2>ΔH1,错误。
D项:,根据盖斯定律ΔH1=ΔH+ΔH2,Δ
H1-ΔH2=ΔH<0,则ΔH1<ΔH2,错误。
4.1.5 g 火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧,放出50 kJ热量,则二甲基肼的燃烧热ΔH为( )
A.-1 000 kJ·mol-1 C.-2 000 kJ·mol-1
B.-1 500 kJ D.-2 000 kJ
解析:选C 1.5 g二甲基肼的物质的量是0.025 mol,根据燃烧热的定义可知,1 mol二甲基肼完全燃烧放出的热量应该为
1
×0.025
50kJ·mol-1=2 000 kJ·mol-1 ,即二甲基肼的燃烧热ΔH=-2 000 kJ·mol-1。
1
5.已知:①H2(g)+O2(g)===H2O(g)
2ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
1
②H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1
2
气态分子中的化学断开1 mol化学键所需的键 O—H
3
能量/kJ 465 O===O
下列说法不正确的是( )
498 A.氢气的燃烧热ΔH=-241.8 kJ·mol-1 B.断开1 mol H—H键需要吸收439.2 kJ的能量 C.相同条件下,1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高 D.18 g H2O(l)完全分解生成氢气和氧气,需要吸收285.8 kJ的能量
解析:选A 根据燃烧热的定义可知,反应②放出的热量为氢气的燃烧热,ΔH=ΔH2=-285.8 kJ·mol-1,A项错误;ΔH1=E(H—1
H)+×498 kJ·mol-1-2×465 kJ·mol-1=-241.8 kJ·mol-1,则
2
E(H—H)=439.2 kJ·mol-1,B项正确;气态水液化时放出热量,故
相同条件下,1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高,C项正确;根据1
反应②可知,H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8 kJ·mol-1,D
2项正确。
6.根据Ca(OH)2/CaO 体系的能量循环图:
下列说法正确的是( ) A.ΔH5>0 B.ΔH1+ΔH2=0 C.ΔH3=ΔH4+ΔH5
4
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
解析:选D 水蒸气变成液态水会放出热量,ΔH5<0,故A错误;氢氧化钙分解生成氧化钙固体和水蒸气与液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙不是可逆过程,因此ΔH1+ΔH2≠0,故B错误;由图可知,ΔH3>0,ΔH4<0,ΔH5<0,故ΔH3≠ΔH4+ΔH5,故C错误;根据盖斯定律,ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0,故D正确。
7.意大利罗马大学的Fulvio Cacace等科学家获得了极具理论研究意义的N4分子(结构如图所示)。已知断裂1 mol N—N键吸收167 kJ热量,生成1 mol NN键放出942 kJ热量。根据以上信息和数据,由N2(g)生成1 mol气态N4的ΔH为( )
A.+882 kJ·mol-1 B.+441 kJ·mol-1 C.-882 kJ·mol-1
D.-441 kJ·mol-1
解析:选A 由N2(g)生成气态N4的化学方程式为2N2(g)===N4(g),根据反应热与键能的关系可知,该反应的ΔH=(2×942 kJ·mol-1)-(6×167 kJ·mol-1)=+882 kJ·mol-1。
8.已知有以下四个热化学反应方程式: ①C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1
②C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1
③2C3H8(g)+9O2(g)===4CO2(g)+2CO(g)+8H2O(l) ΔH=-c kJ·mol-1
153
④C3H8(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) 222ΔH=-d kJ·mol-1
5