时反应焓变的计算

第1章第1节第3课时

1．假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化用下图表示，则下列说法不正确的是()

A．|ΔH1|>|ΔH2| B．|ΔH1|<|ΔH3| C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0 D．甲―→丙的ΔH＝ΔH1＋ΔH2

解析：上述过程中甲为始态，乙为中间态，丙为终态，由盖斯定律可知：甲―→丙，ΔH＝ΔH1＋ΔH2<0

丙―→甲，ΔH3>0，故D项正确；

在过程中ΔH1与ΔH2的大小无法判断，故A项错误；

因|ΔH3|＝|ΔH1|＋|ΔH2|，故B项正确；

又因为甲―→丙和丙―→甲是两个相反的过程，所以ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0，故C项正确。

答案：A

2．在298 K、100 kPa时，已知：

2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)ΔH1

Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)ΔH2

2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)ΔH3

则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是() A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2

C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2

解析：依次给三个热化学方程式编号为①、②、③，则③＝①＋2×②，故ΔH3＝ΔH1＋2×ΔH2。

答案：A

3．已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1,2H2(g)＋

O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。当1 g液态水变为气态水时，对其热量变化的下列描述：①放出；②吸收；③2.44 kJ；④4.88 kJ；⑤88 kJ。其中正确的是()

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＝＋571.6 kJ·mol－1①

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.6 kJ·mol－1

②

①＋②2得总反应：H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1

1 g液态水变为气态水，要吸收热量4418kJ＝2.44 kJ。

答案：D

4．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，ΔH1>ΔH2的是(双选)() A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH1

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH2

B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1

S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2

C．C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH1

C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2

D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH1

12H2(g)＋12Cl2(g)===HCl(g)ΔH2

解析：A项中上式减下式整理得：2H2O(l)===2H2O(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2＞0，即ΔH1＞ΔH2，A项符合题意；B项中上式减下式整理得：S(g)===S(s)ΔH＝ΔH1－ΔH2＜0，ΔH1＜ΔH2，B项不符合题意；C项中下式减上式整理得：CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝ΔH2－ΔH1＜0，ΔH2＜ΔH1，C项符合题意；D项中ΔH1＝2ΔH2＜0，所以ΔH1＜ΔH2，D项不符合题意。

答案：AC

5．氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式分别为H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0 kJ·mol－1

C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)

ΔH＝－5 518 kJ·mol－1

CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890.3 kJ·mol－1

相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是() A．H2(g) B．CO(g)

C．C8H18(l) D．CH4(g)

解析：设各物质的质量都为1 g，则H2、CO、C8H18、CH4的物质的量分别是12mol、128mol、1114mol、116mol，依据方程式可知分别放热为142.9 kJ、10.1 kJ、48.4 kJ、55.6 kJ，可见放热最少的是CO。

答案：B

6．家用液化气的主要成分之一是丁烷，当10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量为5×105 kJ，试写出丁烷燃烧的热化学方程式：

__________________________，已知：1 mol液态水汽化时需要吸收44 kJ的热量，则1 mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时的ΔH为________。

解析：10 kg丁烷的物质的量为104 g58 g·mol－1，因而1 mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时的反应热为5×105 kJ104 g58 g·mol－

1＝2 900 kJ·mol－1；根据丁烷燃烧的化学方程式C4H10＋132O2――→点燃4CO2＋5H2O可知，1 mol丁烷生成5 mol水，5 mol液态水汽化时需要吸收44 kJ×5＝220 kJ的热量，故1 mol丁烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气时放热(2 900－220)kJ·mol－1＝2 680 kJ·mol－1。

答案：C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2 900 kJ·mol－1－2 680 kJ·mol－1

7．实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH。

已知：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－890.3 kJ·mol－1 (2)C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1

(3)H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1

则C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)的ΔH＝________。

解析：根据盖斯定律知，反应焓变只与始态和终态有关，而与反应的途径无关。把已知反应经过简单的代数运算得到所求反应，以此来算出所求反应的热效应。

由(2)＋(3)×2－(1)得：

C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)ΔH

则ΔH＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1＋2×(－285.8 kJ·mol－1)－(－890.3 kJ·mol－1)＝－74.8 kJ·mol－1。

答案：－74.8 kJ·mol－1

8．(能力拔高)碳燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用：a.利用碳在充足的空气中直接燃烧产生的反应热；b.先使碳与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为

a．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝E1

①