1、1第一章 化学反应与能量 1.3 化学反应热的计算(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题1氯原子对 O3的分解有催化作用：O 3(g)Cl(g)= =ClO(g)O 2(g) H1，ClO(g)O(g)= =Cl(g)O 2(g) H2，大气臭氧层的分解反应是 O3(g)O(g)= =2O2(g) H，该反应的能量变化示意图如图所示，下列叙述中正确的是( )A反应 O3(g)O(g)= =2O2(g)的 H E1 E3B反应 O3(g)O(g)= =2O2(g)的 H E2 E3CO 3(g)O(g)= =2O2(g)是吸热反应D H H1 H2解析： O 3(g)与 O(
2、g)的总能量高于生成物 O2(g)的能量，该反应为放热反应， H196.64 kJ解析： 热化学方程式中的反应热是指反应物按所给形式进行完全时的反应热。2 mol SO2和 1 mol O2如果彻底反应则应放出 196.64 kJ 的热量，而该反应为可逆反应，所以放出的热量小于 196.64 kJ。答案： C9已知：Cu(s)2H (aq)=Cu2 (aq)H 2(g) H64.39 kJmol1 ，2H 2O2(l)=2H2O(l)O 2(g) H 196.46 kJmol1 ，H 2(g) O2(g)=H2O(l) H285.84 12kJmol1 。在 H2SO4溶液中，Cu 与 H2O
3、2反应生成 Cu2 (aq)和 H2O(l)的反应热 H 等于( )A319.68 kJmol 1 B417.91 kJmol 1C546.69 kJmol 1 D448.46 kJmol 1解析： 给已知三个热化学方程式分别编号为、，由盖斯定律 12得：Cu(s)2H (aq)H 2O2(l)=Cu2 (aq)2H 2O(l) H64.39 kJmol1 196.46 kJmol1 285.84 kJmol 1 319.68 kJmol 1 ，A 项正确。12答案： A10已知下列热化学方程式：Fe 2O3(s)3CO(g)= =2Fe(s)3CO 2(g) H25 kJmol 13Fe 2
4、O3(s)CO(g)= =2Fe3O4(s)CO 2(g) H47 kJmol 1则下列关于 Fe3O4(s)被 CO 还原成 Fe(s)和 CO2的热化学方程式的书写中正确的是( )AFe 3O44CO= =3Fe4CO 2 H14 kJmol 1BFe 3O4(s)4CO(g)= =3Fe(s)4CO 2(g) H22 kJmol 1CFe 3O4(s)4CO(g)= =3Fe(s)4CO 2(g) H14 kJmol 1DFe 3O4(s)4CO(g)= =3Fe(s)4CO 2(g) H14 kJmol 15解析： 根据盖斯定律， (3)可得，Fe 3O4(s)4CO(g)= =3Fe
5、(s)4CO 2(g) 12 H 47 kJmol1 3(25 kJmol 1 )14 kJmol 1 。12答案： D二、非选择题11研究碳、氮、硫的氧化物的性质对化工生产和环境保护有重要意义。(1)下列措施中，有利于降低大气中的 CO2、SO 2、NO 2浓度的有_(填字母)。a减少化石燃料的使用，开发新能源b使用无氟冰箱，减少氟里昂排放c多步行或乘公交车，少用专车或私家车d将工业废气用碱液吸收后再排放(2)为开发新能源，有关部门拟用甲醇(CH 3OH)替代汽油作为公交车的燃料。写出由 CO和 H2生产甲醇的化学方程式：_，用该反应合成 1 mol 液态甲醇吸收热量 131.9 kJ。又知
6、 2H2(g)CO(g) O2(g)32=CO2(g)2H 2O(g) H594.1 kJ/mol。请写出液态甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式：_。解析： (1)开发新能源，如太阳能、风能等，减少化石燃料的使用，可减少CO2、SO 2的排放，a 正确；b 减少了 CF2Cl2、CFCl 3等，不是 CO2、SO 2和 NO2，b 不符合；c项可少烧汽油，减少 CO2、NO 2的排放，c 正确；SO 2、NO 2有毒，用碱液吸收可减少SO2、NO 2的排放，d 正确。故选 a、c、d。(2)CO 与 H2合成甲醇方程式为 CO2H 2 CH3OH。由题意 一 定 条 件 CO(g)2H
7、 2(g)=CH3OH(l) H131.9 kJ/mol，又知 2H2(g)CO(g) O2(g)=CO2(g)2H 2O(g) H594.1 kJ/mol。32根据盖斯定律得：CH3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H 2O(g)32 H726 kJ/mol或 2CH3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(g) H1 452 kJ/mol。6答案： (1)acd(2)CO2H 2 CH3OH 一 定 条 件 2CH3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(g) H1 452 kJ/mol12火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N 2H4)和强氧化剂液态双氧水，当它们
8、混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知 0.4 mol 液态肼与足量液态双氧水反应，生成水蒸气和氮气，放出 256.652 kJ 的热量。(1)反应的热化学方程式为 _。(2)已知 H2O(l)=H2O(g) H44 kJmol1 则 16 g 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)发射卫星可用肼为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)2O 2(g)=2NO2(g) H67.7 kJmol 1N2H4(g)O 2(g)=N2(g)2H 2O(g) H534 kJmol 1H2(g) F2(g)=HF(g) H369 kJmol
9、112 12H2(g) O2(g)=H2O(g) H242 kJmol 112肼和二氧化氮反应的热化学方程式为_。有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大。肼和氟气反应的热化学方程式为_。解析： (1)反应的化学方程式为 N2H42H 2O2=N24H 2O,0.4 mol N2H4反应放热256.652 kJ，则 1 mol N2H4反应应放热 641.63 kJmol 1 。256.652 kJ0.4 mol反应的热化学方程式为 N2H4(l)2H 2O2(l)=N2(g)4H 2O(g) H641.63 kJmol1 。(2)16 g N2H4的 n(N2H4) 0.5
10、mol。由热化学方程式知生成16 g32 gmol 1n(H2O)0.5 mol42 mol，则 16 g N2H4与 H2O2生成 H2O(l)放热为 641.63 kJmol1 0.5 mol2 mol44 kJmol 1 408.815 kJ。7(3)把已知反应依次编号为、，根据盖斯定律， 得，N 2H4(g)12NO 2(g)= N2(g)2H 2O(g) H534 kJmol1 67.7 kJmol1 567.85 32 12kJmol1 。再根据盖斯定律42 得：N 2H4(g)2F 2(g)=N2(g)4HF(g) H534 kJmol1 369 kJmol1 4(242 kJm
11、ol1 )21 526 kJmol1 。答案： (1)N 2H4(l)2H 2O2(l)=N2(g)4H 2O(g) H641.63 kJmol 1(2)408.815(3)N 2H4(g)NO 2(g)= N2(g)2H 2O(g) H567.85 kJmol 132N 2H4(g)2F 2(g)=N2(g)4HF(g) H1 526 kJmol 113由盖斯定律结合下述反应方程式，回答问题：(1)已知：C(s)O 2(g)=CO2(g) H H1；2CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H H2；TiO 2(s)2Cl 2(g)=TiCl4(s)O 2(g) H H3；则 TiO2(s)
12、2Cl 2(g)2C(s)= =TiCl4(s)2CO(g)的 H_。(列出关于 H1、 H2、 H3的表达式)(2)已知 Na2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)10H 2O(g) H4532.36 kJ/molNa2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)9H 2O(g) H5473.63 kJ/mol写出 Na2CO3H2O 脱水反应的热化学方程式：_。解析： (1)2即目标方程式， H 也如此。(2)Na2CO3H2O 脱水的化学方程式为 Na2CO3H2O Na2CO3H 2O，此时= = = = = H2O 应为气态，所以 Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s
13、)H 2O(g)，把题目中的第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式即得目标热化学方程式。 H532.36 kJ/mol(473.63 kJ/mol)58.73 kJ/mol。答案： (1)2 H1 H2 H3(2)Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s)H 2O(g) H58.73 kJ/mol14(1)实验测得，5 g 甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ 的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：8_。(2)将 0.3 mol 的气态高能燃料乙硼烷(B 2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出 649.5 kJ 热量，该反应的热化学方程式为_
14、。又已知：H 2O(g)=H2O(l) H244.0 kJmol1 ，则 11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ。(3)甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过 CO 和 H2化合来制备甲醇气体(结构简式为 CH3OH)。已知某些化学键的键能数据如下表：化学键 CC CH HH CO CO HO键能/ (kJmol1 ) 348 413 436 358 1 072 463已知 CO 中的 C 与 O 之间为三键连接，则工业制备甲醇的热化学方程式为_。(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知：C(石墨，s)O 2(g)=CO2
15、(g) H1393.5 kJmol 12H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H2571.6 kJmol 12C 2H2(g)5O 2(g)=4CO2(g)2H 2O(l) H32 599 kJmol 1根据盖斯定律，计算 298 K 时由 C(石墨，s)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应的焓变：_。解析： (1)5 g CH3OH(l)充分燃烧生成 CO2(g)和 H2O(l)，放出 113.5 kJ 的热量，则1 mol CH3OH 充分燃烧时，放出的热量为： 113.5 kJ726.4 kJ，故其燃烧的热化学325方程式为 CH3OH(l) O2(g)=CO2(g)2
16、H 2O(l) 32 H726.4 kJmol 1 。(2)0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ 的热量，则 1 mol 乙硼烷在氧气中燃烧，放出 2 165 kJ 的热量，反应的热化学方程式为 B2H6(g)3O 2(g)=B2O3(s)3H 2O(l) H2 165 kJmol 1 ，H 2O(l)=H2O(g) H44 kJmol1 ，由盖斯定律可知 3 得：B 2H6(g)3O 2(g)=B2O3(s)3H 2O(g) H 2 033 kJmol1 ，11.2 L(标准状况)即 0.5 mol 乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的
17、热量是 2 033 kJmol1 0.5 mol1 016.5 kJ。9(3)CO(g)2H 2(g) CH3OH(g)， H反应物键能总和生成物键能总和， H1 072 kJmol1 2436 kJmol1 (3413 kJmol1 358 kJmol1 463 kJmol1 )116 kJmol1 ，热化学方程式为 CO(g)2H 2(g) CH3OH(g) H116 kJmol 1 。(4)由题意知，需求算下述反应的焓变：2C(石墨，s)H 2(g)=C2H2(g) H，由盖斯定律，将题给热化学方程式加和，(4) 得：122C(石墨，s)H 2(g)=C2H2(g) H2 H1 ，则 H2(393.5) H22 H32 kJmol1 226.7 kJmol 1 。 571.62 2 5992答案： (1)CH 3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H726.4 kJmol 132(2)B2H6(g)3O 2(g)=B2O3(s)3H 2O(l) H2 165 kJmol 1 1 016.5(3)CO(g)2H 2(g) CH3OH(g) H116 kJmol 1
