2021学年第三节 化学反应热的计算练习题

这是一份2021学年第三节 化学反应热的计算练习题，共10页。

一、盖斯定律
1．含义
(1)不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。
(2)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
例如，
ΔH1、ΔH2、ΔH3之间有如下的关系：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。
2．意义
利用盖斯定律，可以间接地计算一些难以测定的反应热。
例如：C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)
上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2；O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。因此该反应的ΔH不易测定，但是下述两个反应的ΔH却可以直接测得：
(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ·ml－1
(2)CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)
ΔH2＝－283.0 kJ·ml－1
根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的ΔH。
分析上述两个反应的关系，即知：ΔH＝ΔH1－ΔH2。
则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·ml－1。
eq \x(\a\al(思维拓展 热化学方程式的性质,1热化学方程式可以进行方向改变，方向改变时，反应热数值不变，符号相反。,2热化学方程式中物质的化学计量数和反应热可以同时改变倍数。,3热化学方程式可以叠加，叠加时，物质和反应热同时叠加。))
二、反应热的计算
1．根据热化学方程式进行物质和反应热之间的求算
例1 由氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气放出60.45 kJ的热量，则反应：2H2(g)＋
O2(g)===2H2O(g)的ΔH为( )
A．－483.6 kJ·ml－1 B．－241.8 kJ·ml－1
C．－120.6 kJ·ml－1 D．＋241.8 kJ·ml－1
解析 已知4.5 g水蒸气生成时放热60.45 kJ，要求方程式中生成2 ml H2O(g)的ΔH，
比例关系：eq \f(4.5 g,2 ml×18 g·ml－1)＝eq \f(60.45 kJ,Q)
解得Q＝483.6 kJ，故ΔH＝－483.6 kJ·ml－1。
答案 A
2．利用燃烧热数据，求算燃烧反应中的其它物理量
例2 甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·ml－1
1 kg CH4在25℃，101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为( )
A．－5.56×104 kJ·ml－1 B．5.56×104 kJ·ml－1
C．5.56×104 kJ D．－5.56×104 kJ
解析 16 g CH4燃烧放出890.3 kJ热量，1 kg CH4燃烧放出的热量为eq \f(890.3 kJ,16 g)×1 000 g＝55 643.75 kJ≈5.56×104 kJ。
答案 C
3．利用盖斯定律的计算
例3 已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH1＝－26.7 kJ·ml－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH2＝－50.75 kJ·ml－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH3＝－36.5 kJ·ml－1
则反应FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)的焓变为( )
A．＋7.28 kJ·ml－1 B．－7.28 kJ·ml－1
C．＋43.68 kJ·ml－1 D．－43.68 kJ·ml－1
解析 根据盖斯定律，首先考虑目标反应与三个已知反应的关系，三个反应中，FeO、CO、Fe、CO2是要保留的，而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去：因此将①×3－②－③×2得到：
6FeO(s)＋6CO(g)＝6Fe(s)＋6CO2(g)
ΔH＝＋43.65 kJ·ml－1
化简：FeO(s)＋CO(g)＝Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋7.28 kJ·ml－1
答案 A

知识点一 盖斯定律及应用
1．运用盖斯定律解答问题
通常有两种方法：
其一，虚拟路径法：如C(s)＋O2(g)===CO2(g)，
可设置如下：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
其二：加合(或叠加)法：即运用所给方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。
如：求P4(白磷)===4P(红磷)的热化学方程式。
已知：P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1①
4P(s，红磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH2②
即可用①－②得出白磷转化为红磷的热化学方程式。
答案 P4(白磷)===4P(红磷) ΔH＝ΔH1－ΔH2
2．已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH＝Q1 kJ·ml－1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH＝Q2 kJ·ml－1
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝Q3 kJ·ml－1
若使46 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为( )
A．(Q1＋Q2＋Q3) Kj B．0.5(Q1＋Q2＋Q3) kJ
C．(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3) kJ D．(3Q1－Q2＋Q3) kJ
答案 D
解析 46 g酒精即1 ml C2H5OH(l)
根据题意写出目标反应
C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH
然后确定题中各反应与目标反应的关系
则ΔH＝(Q3－Q2＋3Q1) kJ·ml－1
知识点二 反应热的计算
3．已知葡萄糖的燃烧热是ΔH＝－2 840 kJ·ml－1，当它氧化生成1 g液态水时放出的热量是( )
A．26.0 kJ B．51.9 kJ C．155.8 kJ D．467.3 kJ
答案 A
解析 葡萄糖燃烧的热化学方程式是
C6H12O6(s)＋6O2(g)＝6CO2(g)＋6H2O(l)
ΔH＝－2 840 kJ·ml－1
据此建立关系式 6H2O ～ ΔH
6×18 g 2 840 kJ
1 g x kJ
解得x＝eq \f(2 840 kJ×1 g,6×18 g)＝26.3 kJ，A选项符合题意。
4．已知：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·ml－1
CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－282.8 kJ·ml－1
现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2L (标准状况)，经完全燃烧后放出的总热量为710.0 kJ，并生成18 g液态水，则燃烧前混合气体中CO的体积分数为( )
A．80% B．50% C．60% D．20%
答案 B
解析 根据生成18 g液态H2O知混合气体中含1 ml H2，该反应产生的热量为eq \f(571.6,2) kJ＝
285.8 kJ。CO燃烧放出的热量为710.0 kJ－285.8 kJ＝424.2 kJ，则CO的物质的量为n(CO)＝eq \f(424.2 kJ,282.8 kJ·ml－1)＝1.5 ml，V(CO)%＝×100%＝50%。
练基础落实
1．已知：
(1)Zn(s)＋1/2O2(g)===ZnO(s)
ΔH＝－348.3 kJ·ml－1
(2)2Ag(s)＋1/2O2(g)===Ag2O(s)
ΔH＝－31.0 kJ·ml－1
则Zn(s)＋Ag2O(s)===ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于( )
A．－317.3 kJ·ml－1 B．－379.3 kJ·ml－1
C．－332.8 kJ·ml－1 D．＋317.3 kJ·ml－1
答案 A
解析 ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－348.3 kJ·ml－1－(－31.0 kJ·ml－1)＝－317.3 kJ·ml－1
2．已知25℃、101 kPa条件下：
4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
ΔH＝－2 834.9 kJ·ml－1
4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)
ΔH＝－3 119.1 kJ·ml－1
由此得出的正确结论是( )
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为吸热反应
B．等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为放热反应
C．O3比O2稳定，由O2变为O3为吸热反应
D．O2比O3稳定，由O2变为O3为放热反应
答案 A
解析 将两个热化学方程式叠加处理得：
3O2(g)＝2O3(g) ΔH＝＋284.2 kJ·ml－1，所以O2变为O3的反应是吸热反应，O2的能量低，O2更稳定。
3．能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为－285.8 kJ·ml－1、－282.5 kJ·ml－1、－726.7 kJ·ml－1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为( )
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝－127.4 kJ·ml－1
B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝＋127.4 kJ·ml－1
C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝－127.4 kJ·ml－1
D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝＋127.4 kJ·ml－1
答案 A
解析 根据目标反应与三种反应热的关系，利用盖斯定律，首先计算出目标反应的反应热ΔH＝2×(－285.8 kJ·ml－1)＋(－282.5 kJ·ml－1)－(－726.7 kJ·ml－1)＝－127.4 kJ·ml－1。
4．已知火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)的燃烧热为－6 000 kJ·ml－1，则30 g二甲基肼完全燃烧放出的热量为( )
A．1 500 kJ B．3 000 Kj C．6 000 kJ D．12 000 kJ
答案 B
解析 二甲基肼的相对分子质量是60,30 g二甲基肼是0.5 ml，放出的热量是燃烧热的一半，即3 000 kJ。
练方法技巧
用关系式求反应热
5．在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q>0)，经测定完全吸收生成的CO2需消耗 5 ml·L－1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10(g)＋eq \f(13,2)
O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为( )
A．＋8Q kJ·ml－1 B．＋16Q kJ·ml－1
C．－8Q kJ·ml－1 D．－16Q kJ·ml－1
答案 D
解析 建立关系式：
C4H10 ～ 4CO2 ～ 8KOH ～ ΔH
1 ml 4 ml 8 ml ΔH
5 ml·L－1×0.1L QkJ
则ΔH＝－eq \f(8 ml×Q kJ·ml－1,0.5 ml)＝－16Q kJ·ml－1
练综合拓展
6．比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。
(1)S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
ΔH1______ΔH2
(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2
ΔH1______ΔH2
(3)煤作为燃料有两种途径：
途径1——直接燃烧
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH10
再燃烧水煤气：
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3