8.1gH2燃烧生成液态水放出142.9KJ的热量,表示该反应的热化学方程式正确的是( )
A. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ; ΔH=–142.9kJ·mol-1
B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ; ΔH=–571.6kJ·mol-1
C. 2H2+O2=2H2O ; ΔH=-571.6kJ·mol-1
D. H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ; ΔH= –285.8kJ·mol-1
7.已知下列三个热化学方程式:
① C(s)+H2O(g)== CO(g)+H2(g);ΔH=+131.5KJ·mol-
② H2(g)+Cl(g)== 2HCl(g);ΔH=-92.3KJ·mol-
③ H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);ΔH=–241.8kJ·mol-1
则上述三个反应的反应热大小关系正确的是:( )
A.① 〉② 〉③ B. ③ 〉② 〉①
C. ③ 〉① 〉② D. ① 〉③ 〉②
6.今有如下三个热化学方程式:
H2(g)+1/2O2(g)=2H2O(g);ΔH=aKJ·mol-1,
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);ΔH== bkJ·mol-1,
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH== ckJ·mol-1,
关于它们的下列表述正确的是( )
A.它们都是吸热反应
B.a、b和c均为正值
C.a== b
D.2b== c
5.沼气是一种能源,它的主要成分是CH4。0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出445KJ的热量,则下列热化学方程式中正确的是( )
A.2CH4(g)+4O2(g)== 2CO2(g)+4H2O(l); ΔH=+890kJ·mol-1
B. CH4(g)+2O2(g)== CO2(g)+2H2O(l); ΔH=+890kJ·mol-1
C. CH4(g)+2O2(g)== CO2(g)+2H2O(l); ΔH=–890kJ·mol-1
D. 1/2CH4(g)+ O2(g)== 1/2CO2(g)+ H2O(l); ΔH=–890kJ·mol-1
4.下列说法正确的是( )
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。
B.任何放热反应在常温条件下一定能自发进行。
C.反应物和生成物所具有的总焓决定了反应是放热还是吸热。
D.吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生反应。
3.下列物质加入水中,显著放热的是( )
A.生石灰 B.固体NaOH C.无水乙醇 D.固体NH4NO3
2.热化学方程式中化学式前的化学计量数表示( )
A.分子个数 B.原子个数 C.物质的质量 D.物质的量
1.下列说法中,正确的是( )
A.在化学反应中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化。
B.ΔH 〉0表示放热反应,ΔH〈0表示吸热反应
C.ΔH的大小与热化学方程式中的计量数无关。
D.反应产物的总焓大于反应物的总焓时,ΔH 〉0.
2. 例题解析
[例1]已知25℃、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为
C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=–393.51 kJ ·mol-1
C(金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H=–395.41 kJ ·mol-1
据此判断,下列说法中正确的是 ( )
A.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低
B.由石墨制备金刚石是吸热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高
C.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的低
D.由石墨制备金刚石是放热反应;等质量时,石墨的能量比金刚石的高
解析:从题意知,1 mol金刚石燃烧生成CO2放出的热量比1 mol石墨燃烧生成CO2放出的热量多,说明石墨的能量比金刚石的低,因此由石墨制备金刚石应是吸热反应。所以,A正确。
[例2]已知
(l) =H2O(g) △H1=a kJ·
(2) =2H2O(g) △H2=b kJ·
(3)=H2O(l) △H3=c kJ·
(4) =2H2O(l) △H4=d kJ·
下列关系式中正确的是
A. a<c <0 B.b>d>0 C.2a=b<0 D.2c=d>0
解析 氢气的燃烧为放热反应,因此上述四个反应的△H均小于0,且等量的氢气完全反应生成液态水比生成气态水时放出的热量多,因此选C.
[例3]已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是
A H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ; ΔH=+242kJ·mol-1
B 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ; ΔH=-484kJ·mol-1
C H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ; ΔH=+242kJ·mol-1
D 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ; ΔH=+484kJ·mol-1
解析 热化学方程式的书写要求有三:①标明各物质的聚集状态:B项水为液态,排除;②化学计量数可以使整数或分数,且与热量成正比;③用ΔH表示时,吸热,其值为正;放热,其值为负。H2与O2反应生成水蒸气是放热反应,ΔH应为负值,排除C、D。故选A.
[例4]已知热化学方程式:2H2O(l)== 2H2(g)+O2(g);ΔH=+571.6kJ·mol-1和
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ; ΔH=-483.6kJ·mol-1,当1g液态水变为气态水时,其热量变化为:①放出②吸收③2.44KJ④4.88KJ⑤88KJ
A.②和⑤ B. ①和③ C. ②和④ D. ②和③
解析 2H2O(l)== 2H2(g)+O2(g); ΔH=+571.6kJ·mol-1 (1)
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ; ΔH=-483.6kJ·mol-1, (2)
根据盖斯定律,由(1)+(2)得:2H2O(l)== 2H2O(g);ΔH=+88.0kJ·mol-1 ,可知18g液态水变为气态水时,吸收44.0kJ的热量,则1g液态水变为气态水时,吸收的热量为:44/18 =2.44KJ。因此选D。
*[例5] 利用标准摩尔生成焓计算H2还原 Fe3O4反应的焓变。
解析 在298K时各物质的标准摩尔生成焓如下:
Fe3O4(s)+4H2(g)=3Fe(s)+4H2O(g)
ΔfHmθ(298 K)/KJ/mol -1118.4 0 0 -241.82
基础训练
1.方法指导:化学方程式是学习热化学的重要工具,化学反应所释放的能量是当今世界上重要的能源之一。国防上用的火箭燃料、高能电池等,都是利用化学反应所释放的能量的。而化学反应中的能量变化通常表现为热能的变化。所以从能量的角度考虑化学变化的问题,认识并掌握热化学方程式可以帮助我们较全面地认识化学反应的本质。
(1)反应热
放热反应:反应过程中有热量放出的化学反应。其反应物的总焓大于反应产物的总焓。如酸碱中和反应,煤、石油等化石燃料的燃烧等。
吸热反应:反应过程中吸收热量的化学反应。其反应物的总焓小于反应产物的总焓。如:电解质的电离,灼热的碳与CO2的反应等。
(2)盖斯定律及反应热的简单计算:
盖斯定律是计算反应热的重要依据,在生产和科学研究中有重要意义。它表示:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应进行的具体途径无关。例如:△H== △H1 + △H2 或△H1 == △H --△H2,所以热化学方程间可进行“+”“–”等数学运算,△H也同样可以。
(3)热化学方程式:
① 热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化,而能量变化与外界的温度和压强都有关,故应指明外界条件,若不指明,一般指101KPa和298K的外界条件。
② 不同状态的同种物质参加化学反应时,其能量变化不相同,因此书写热化学方程式时
一定要标明反应物或生成物的聚集状态。
③ 热化学方程式中的化学计量数可以用整数,也可以用分数,因为它只表示物质的量。当计量数改变时,△H也应随之改变。
④ △H的“+”“-”一定要标明,其单位是KJ·mol-1。mol-1不是指1mol某反应物或生成物,而是指1mol这样的反应。
*(4)标准摩尔生成焓
① 稳定单质的标准摩尔生成焓为0。
② 生成焓是指由稳定单质生成化合物时的热效应(焓变),生成的化合物常以1mol为基准。
③ 生成焓与反应的条件有关。
④ 标准摩尔生成焓的计算是生成物的标准摩尔生成焓之和减去反应物的标准摩尔生成焓之和,二者不可颠倒。且计算时不要遗漏化学方程式中的化学计量数。
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