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    高中化学苏教版(2019)选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 第一单元 微专题1 反应热的计算和ΔH的大小比较学案

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    这是一份高中化学苏教版(2019)选择性必修1 专题1 化学反应与能量变化 第一单元 微专题1 反应热的计算和ΔH的大小比较学案,共8页。

    微专题1 反应热的计算和ΔH的大小比较

    一、反应热的计算

    1根据热化学方程式计算

    热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。注:Q表示吸收或放出的能量。例如,

    aA(g)bB(g)===cC(g)dD(g) ΔH

     a   b    c  d   H|

    n(A)   n(B)  n(C)  n(D)  Q

     则

    1 已知由氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气时放出60.45 kJ的热量。

    (1)写出H2燃烧的热化学方程式。

    (2)计算该条件下50 g H2燃烧放出的热量。

    答案 (1)已知生成4.5 g(0.25 mol)水蒸气放出60.45 kJ的热量,则有

    2H2(g)O2(g)===2H2O(g) ΔH

    2 mol  1 mol  2 mol  H|

            0.25 mol 60.45 kJ

    H|483.6 kJ·mol1

    由于反应放热,所以ΔH=-483.6 kJ·mol1

    故热化学方程式:2H2(g)O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol1

    (2)50 g H2的物质的量为25 mol

    50 g H2放出的热量为25 mol× kJ·mol16 045 kJ

    2根据反应物、生成物的键能计算

    ΔHE(反应物的键能总和)E(生成物的键能总和)

    2 根据键能数据计算CH4(g)4F2(g)===CF4(g)4HF(g)的反应热ΔH___________

    化学键

    C—H

    C—F

    H—F

    F—F

    键能/(kJ·mol1)

    414

    489

    565

    155

     

    答案 -1 940 kJ·mol1

    解析 ΔHE(反应物键能总和)E(生成物键能总和)(4×4144×1554×4894×565) kJ·mol1=-1 940 kJ·mol1

    3根据物质的标准燃烧热数值计算

    Qn(可燃物)×H|(标准燃烧热)

    3 已知丙烷的标准燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为(  )

    A55 kJ  B220 kJ  C550 kJ  D1 108 kJ

    答案 A

    解析 丙烷分子式是C3H8,标准燃烧热为-2 215 kJ·mol1,则1 mol丙烷完全燃烧会生成4 mol水,放热2 215 kJ1.8 g水的物质的量为0.1 mol,则消耗丙烷的物质的量为0.025 mol,所以反应放出的热量为0.025 mol×2 215 kJ·mol155.375 kJ,则放出的热量约为55 kJ

    4根据图像计算

    4 根据如图写出反应CO(g)2H2(g)===CH3OH(g)的反应热ΔH________________

    答案 -91 kJ·mol1

    解析 由图知:CO(g)2H2(g)===CH3OH(g)的反应热ΔH(419510)kJ·mol1=-91 kJ·mol1

    5根据盖斯定律计算

    将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式及其ΔH

    5 CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g)===2CO(g)2H2(g)

    已知:C(s)2H2(g)===CH4(g)

    ΔH=-75 kJ·mol1

    C(s)O2(g)===CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol1

    C(s)O2(g)===CO(g) ΔH=-111 kJ·mol1

    该催化重整反应的ΔH________kJ·mol1

    答案 247

    解析 将题给三个反应依次编号为①②③

    C(s)2H2(g)===CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol1

    C(s)O2(g)===CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol1

    C(s)O2(g)===CO(g) ΔH=-111 kJ·mol1

    根据盖斯定律,由×2可得

    CH4(g)CO2(g)===2CO(g)2H2(g)

    ΔH247 kJ·mol1

    1.已知葡萄糖的标准燃烧热ΔH=-2 804 kJ·mol1,当它氧化生成1 g水时放出的热量是(  )

    A26.0 kJ  B51.9 kJ  C155.8 kJ  D467.3 kJ

    答案 A

    解析 葡萄糖标准燃烧热的热化学方程式:C6H12O6(s)6O2(g)===6CO2(g)6H2O(l) ΔH=-2 804 kJ·mol1,由此可知,生成6 mol×18 g·mol1108 g水放出2 804 kJ热量,则生成1 g水时放出的热量为26.0 kJ

    2(2020·合肥一中模拟)已知:2H2(g)O2(g)===2H2O(l)

    ΔH=-571.6 kJ·mol1CH4(g)2O2(g)===CO2(g)2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol1。现有H2CH4的混合气体112 L(标准状况下),使其完全燃烧生成CO2(g)H2O(l),若实验测得反应放热3 845.8 kJ,则原混合气体中H2CH4的物质的量之比是(  )

    A11  B13  C14  D23

    答案 C

    解析 设混合气体中含有x mol H2,则CH4的物质的量为(5x) mol,则x890×(5x)3 845.8,得x1C项正确。

    3.已知:C(s)H2O(g)===CO(g)H2(g) ΔH1a kJ·mol1

    2C(s)O2(g)===2CO(g) ΔH2=-220 kJ·mol1

    通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能。已知H—HO==OO—H键的键能分别为436 kJ·mol1496 kJ·mol1462 kJ·mol1,则 a(  )

    A.-332  B.-118  C350  D130

    答案 D

    解析 根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据题中给出的键能可得出热化学方程式:2H2(g)O2(g)===2H2O(g) ΔH3(2×4364964×462)kJ·mol1=-480 kJ·mol1,题中2C(s)O2(g)===2CO(g) ΔH2=-220 kJ·mol1,根据盖斯定律()×C(s)H2O(g)===CO(g)H2(g) ΔH1H2ΔH3)×,即a(220480)×130,选项D正确。

    4(2020·石家庄月考)已知:C(s)O2(g)===CO2(g)

    ΔH=-393.5 kJ·mol1

    H2(g)O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.5 kJ·mol1

    欲得到相同热量,需充分燃烧CH2的质量比约为(  )

    A123.25   B3.2512

    C11   D61

    答案 A

    解析 设需要碳和氢气的质量分别是xy,则×393.5×241.5,解得xy123.25

    二、焓变的大小比较

    1ΔH大小比较时注意事项

    ΔH是有符号的,比较时要带着符号比。

    (1)吸热反应的ΔH为正值,放热反应的ΔH为负值,

    所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH

    (2)放热反应的ΔH,所以放热越多,ΔH越小。

    2常见的几种ΔH大小比较方法

    (1)如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要加倍

    例如,H2(g)O2(g)===H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol1

    2H2(g)O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol1,其中ΔH2ΔH10,且b2a

    (2)同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同

    在同一反应里,反应物或生成物状态不同时,要考虑A(g)A(l)A(s),或者从三状态自身的能量比较:E(g)E(l)E(s),可知反应热大小亦不相同。

    S(g)O2(g)===SO2(g) ΔH1=-a kJ·mol1

    S(s)O2(g)===SO2(g) ΔH2=-b kJ·mol1

    (3)晶体类型不同,产物相同的反应,反应热不同

    C(石墨,s)O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol1

    C(金刚石,s)O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol1

    (4)根据反应进行的程度比较反应热大小

    其他条件相同,燃烧越充分,放出的热量越多,ΔH越小,如C(s)O2(g)===CO(g) ΔH1C(s)O2(g)===CO2(g) ΔH2,则ΔH1ΔH2

    对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如:2SO2(g)O2(g)2SO3(g)ΔH=-197 kJ·mol1,向密闭容器中通入2 mol SO2(g)1 mol O2(g),发生上述反应,达到平衡后,放出的热量小于197 kJ,但ΔH仍为-197 kJ·mol1

    (5)中和反应中反应热的大小不同

    浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时,放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)

    醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时,放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)

    稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时,反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SOBa2反应生成BaSO4沉淀会放热)

    1.下列两组热化学方程式中,有关ΔH的比较正确的是(  )

    CH4(g)2O2(g)===CO2(g)2H2O(g) ΔH1

    CH4(g)2O2(g)===CO2(g)2H2O(l) ΔH2

    NaOH(aq)H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)H2O(l) ΔH3

    NaOH(aq)CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)H2O(l) ΔH4

    AΔH1ΔH2ΔH3ΔH4

    BΔH1ΔH2ΔH3ΔH4

    CΔH1ΔH2ΔH3ΔH4

    DΔH1ΔH2ΔH3ΔH4

    答案 B

    解析 中两个反应都是放热反应,后者生成液态水,所以放出的热量大于前者,而放热反应ΔH小于0,放热越多,焓变越小,故ΔH1ΔH2中两个反应的实质是酸碱中和,都是放热反应,两个反应生成水的物质的量都是1 mol,但是CH3COOH是弱电解质,电离过程吸收一部分热量,所以后者放出的热量少,所以ΔH3ΔH4

    2(2020·福建省仙游县枫亭中学高二期中)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应:H(aq)OH(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol1。分别向1 L 0.5 mol·L1NaOH溶液中加入:稀醋酸、H2SO4稀硝酸,恰好完全反应的反应热分别为ΔH1ΔH2ΔH3,它们的关系正确的是(  )

    AΔH1ΔH2ΔH3   BΔH2ΔH1ΔH3

    CΔH1ΔH2ΔH3   DΔH1ΔH3ΔH2

    答案 D

    解析 等物质的量的NaOH与稀CH3COOH、浓H2SO4、稀HNO3恰好反应生成等物质的量的水,若不考虑物质的溶解热和弱电解质电离吸热,应放出相同的热量。但在实际反应中,浓H2SO4稀释放热,CH3COOH是弱电解质,电离要吸热,且放热越多,ΔH越小,则ΔH1ΔH3ΔH2

    3.室温下,将1 molCuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,反应热为ΔH1,将1 molCuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,反应热为ΔH2CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)5H2O(l),反应热为ΔH3,则下列判断正确的是(  )

    AΔH2ΔH3   BΔH1ΔH3

    CΔH1ΔH3ΔH2   DΔH1ΔH2ΔH3

    答案 B

    解析 胆矾溶于水时,溶液温度降低,反应为CuSO4·5H2O(s)===Cu2(aq)SO(aq)5H2O(l) ΔH10

    CuSO4(s)===Cu2(aq)SO(aq) ΔH20

    已知CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)5H2O(l) ΔH3;依据盖斯定律得到,所以ΔH3ΔH1ΔH2ΔH20ΔH10,故ΔH30。由上述分析可知ΔH2ΔH3,故A项错误;ΔH2ΔH1ΔH3,由于ΔH20,则ΔH3ΔH1,故B项正确;ΔH3ΔH1ΔH2,故C项错误;ΔH20ΔH10ΔH3ΔH1ΔH2,故D项错误。

    4.下列各组热化学方程式中,ΔH1ΔH2的是(  )

    C(s)O2(g)===CO2(g) ΔH1

    C(s)O2(g)===CO(g) ΔH2

    S(s)O2(g)===SO2(g) ΔH1

    S(g)O2(g)===SO2(g) ΔH2

    H2(g)O2(g)===H2O(l) ΔH1

    2H2(g)O2(g)===2H2O(l) ΔH2

    CaCO3(s)===CaO(s)CO2(g) ΔH1

    CaO(s)H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2

    A  B②③④  C  D①②③

    答案 A

    解析 碳不完全燃烧放热少,焓变比较大小时考虑符号,所以ΔH1ΔH2,故符合;固态硫变为气态硫需要吸收热量,所以ΔH1ΔH2,故不符合;相同条件下物质的量少的反应放热少,1 mol氢气燃烧放热小于2 mol氢气燃烧放热,所以ΔH1ΔH2,故不符合;碳酸钙分解吸热,焓变为正值,氧化钙和水反应是化合反应,放热,焓变是负值,所以ΔH1ΔH2,故不符合。

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