高中化学反应热能计算

一、计算题 1、已知在25ºC、1.013×105Pa下，1 mol CH4充分燃烧（C转化为CO2气体，H转化为液态水）放出的热量为890 kJ；使1 kg水的温度升高1 ºC需热量4.18 kJ。 (1) 1 m3（标准状况）甲烷在25ºC、1.013×105Pa条件下充分燃烧（生成CO2气体和液态水），释放出的热能是多少kJ？ （2）若用1 m3（标准状况）甲烷在25ºC、1.013×105Pa条件下充分燃烧所释放的热能加热温度为25ºC的水，若热量损失为20%，可使多少千克水沸腾？

2、已知下列热化学方程式： （1）Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g） ΔH1（298K）=-25kJ・mol-1 （2）3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g） ΔH2（298K）=-47kJ・mol-1 （3）Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2（g） ΔH3（298K）=+19kJ・mol-1 不用查表，计算反应：FeO（s）+CO（g）=Fe（s）+CO2（g）的焓变。 二、填空题 3、 “西气东输”是西部开发的重点工程，这里的气是指天然气，其主要成分是甲烷。工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，二者的体积比为1∶1。已知1mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ热量：1mol氢气完全燃烧生成液态水放出286kJ热量；1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ热量。 （1）写出氢气完全燃烧生成液态水的热化学方程式 （2）若1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量 890kJ （填＞、＝、＜） （3）忽略水煤气中其他成分，相同状况下若得到相等的热量，所需水煤气与甲烷的体积比约为 ；燃烧生成的CO2的质量比约为 。（最简整数比） （4）关于用水制取氢气，以下研究方向正确的是 。 A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可以研究在不分解水的前提下，使水中的氢成为能源 B．设法聚集太阳光产生高温，使水分解产生氢气 C．寻找高效催化剂，使水较容易分解 D．寻找和制造特殊的化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气

4、（1）某温度下，浓度都是l mol／L的两种单质气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z。达到平衡时，X2、Y2、Z的浓度分别为0．4mol／L、0．7mol／L、0．4mol／L则该反应的化学方程式是____________________________。 （2）298K时，合成氨反应的热化学方程式为 N2（g）＋ 3H2（g）2NH3（g）；ΔH =－92.4kJ/mol,在该温度下，取 l mol N2和 3mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量总是小于 92.4kJ，其原因是_______________________。

5、已知25℃、101kpa时，一些物质的燃烧热为： 化学式 CO(g) H2(g) CH3OH(l) CH4(g) △H/(kJ/mol) -283.0 -285.8 -726.5 -890.3

请回答下列问题。 （1）写出该条件下CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式： 。 （2）根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式：CO(g)+ 2H2(g)= CH3OH(l)；△H= 。 （3）现有H2和CH4的混合气体112 L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，共放出热量3242.5 kJ，则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是： A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3

6、2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。 已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题：

（1）图中A、C分别表示 、 ， （2）图中△H= KJ·mol-1； （3）已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1， 计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H （要求计算过程）。

7、能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。 （1）已知碳的燃烧热△H=－393.5KJ/mol，完全燃烧10mol碳释放的热量为 KJ。 （2）实验测得6.4 g 乙醇在氧气中充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时释放出113.5KJ的热量，试写出乙醇燃烧热的热化学方程式： （3）从化学键的角度分析，化学反应的实质就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。已知H—H键能为436 KJ/mol，H—N键能为391KJ/mol，根据化学方程式：N2 （g）+ 3H2（g） 2NH3 （g） ΔH = -92.4 KJ/mol，则 N≡N 键的键能是 KJ/mol （4）下图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。在反应体系中加入催化剂，E1的变化是_______（填“增大”、“减小”或“不变”），对反应热是否有影响?__________，原因是_________

（5）根据以下3个热化学方程式，判断Q1、Q2、Q3三者大小关系是 2H2S(g)+3O2(g)＝2SO2(g)+2H2O(l) △H ＝ Q1 kJ/mol 2H2S(g)+O2(g)＝2S (s)+2H2O(l) △H ＝ Q2 kJ/mol 2H2S(g)+O2(g)＝2S (s)+2H2O(g) △H ＝ Q3 kJ/mol

8、红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成1mol产物的数据)。 根据上图回答下列问题： (1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_________________________________。

(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式_________________________________。

(3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3＝_________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4______△H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。

9、火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol H2O2混合反应，生成氮气和水蒸气，放出256.7kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。

（1）反应的热化学方程式为 。 （2）又已知H2O(l) = H2O(g)ΔH= +44kJ/mol。则16g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）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点 .

10、红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示（右图中的△H表示生成1mol产物的数据）。 （1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_____________________________________。 （2）PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式______________________________________， （3）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3＝_________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4__________△H3 (填“大于”、“小于”或“等于”)。 （4）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是__________________________。 11、科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。

（1）（s，白磷）+

（2）

则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。相同的状况下，能量较低的是_________；白磷的稳定性比红磷___________（填“高”或“低”）。

12、化学反应中既有物质变化，又有能量变化，释放或吸收热量是化学反应中能量变化的主要形式之一。已知C(石墨)、H2(g)燃烧的热化学方程式分别为：

① C(石墨)+O2(g)＝CO(g) =-111.0 KJ·mol-1

② H2(g)+ 02(g) ＝H20(g) =-242.0 kJ·mol-1 ③ C(石墨)+02(g)＝CO2(g) =-394.0 kJ·mol-1 请解答下列问题： (1)化学反应中有能量变化的本质原因是反应过程中有 的断裂和形成。上述三个反应都是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)在热化学方程式中，需要标明反应物及生成物的状态的原因是

；在①中，02的化学计量数“1/2”是表示 (填字母)。 a．分子个数 b．物质的量 c．气体的体积

(3)反应2H20(g)＝2H2(g)+02(g)的= KJ·mol-1。

(4)若C(金刚石)+02(g)＝C02(g)的=-395.0 kJ·mol-1，则稳定性：金刚石 石墨(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(5)已知形成H20(g)中的2 mol H-O键能放出926.0 kJ的能量，形成1 mol 02(g)中的共价键能放出498.0 kJ的能量，则断裂1 mol H2(g)中的H-H键需要的能量 KJ。 (6)工业制氢气的一个重要途径是用CO(g)与H2O(g)反应生成C02(g)和H2(g)，则该反应的热化学方程式是 。

13、1836年，俄国籍瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。按此规律，结合下述反应的热化学方程式，回答问题。 已知：①NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH＝－176 kJ/mol ②NH3(g)===NH3(aq) ΔH＝－35.1 kJ/mol ③HCl(g)===HCl(aq) ΔH＝－72.3 kJ/mol ④NH3(aq)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq) ΔH＝－52.3 kJ/mol ⑤NH4Cl(s)===NH4Cl(aq) ΔH＝？ 则第⑤个热化学方程式中的反应热是 。