燃烧热和化学反应热的计算参考答案

燃烧热和化学反应热的计算

燃烧热

1．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 ①CH 3OH(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋3H 2(g)；ΔH ＝＋49.0kJ·mol －

1 ②CH 3OH(g)＋1/2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g)；ΔH ＝－192.9kJ·mol －1 下列说法正确的是( )

A ．CH 3OH 的燃烧热为192.9kJ·mol －

1 B ．反应①中的能量变化如下图所示 C ．CH 3OH 转变成H 2的过程一定要吸收能量

D ．根据②推知反应：CH 3OH(l)＋1/2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g)的ΔH >－192.9kJ·mol －

1

解析：本题考查了化学反应中的能量变化、燃烧热的概念及热化学方程式的计算。燃烧热指1mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，CH 3OH 燃烧生成稳定的氧化物是CO 2(g)、H 2O(l)，方程式①不表示燃烧热的热化学方程式，A 不正确。反应①是吸热反应，说明生成物的总能量大于反应物的总能量，B 不正确。由反应①②可知CH 3OH 转化成H 2可能是吸热反应，也可能是放热反应。D 项中CH 3OH(l)到CH 3OH(g)需要吸收热量，所以CH 3OH(l)燃烧放出的热量少，则ΔH >－192.9kJ·mol －1(比较ΔH 要带正负号)。 答案：D

2．已知CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l)；△H ＝－Q 1kJ·mol －

1 H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g)；ΔH ＝－12Q 2kJ·mol －1

H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l)；ΔH ＝－12

Q 3kJ·mol －

1

常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况)，经完全燃烧后恢复到室温，则放出的热量(单位：kJ)为( )

A ．0.4Q 1＋0.05Q 3

B ．0.4Q 1＋0.05Q 2

C ．0.4Q 1＋0.1Q 3

D ．0.4Q 1＋0.2Q 2

解析：混合气体的物质的量为11.2 L 22.4 L·mol －1

＝0.5mol ，所以混合气体中CH 4、H 2的物质的量分别为0.5mol ×4

5＝0.4mol 和0.5mol －

0.4mol ＝0.1mol ，根据两种气体燃烧的热化学方程式及题意(反应后恢复至室温，H 2O 为液态)知反应后放出的热量为：Q 1kJ/mol ×0.4mol ＋1

2

Q 3kJ/mol ×0.1mol ＝0.4 Q 1＋0.05Q 3。 答案：A

3．(1)在101kPa 时，4.0g 硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫，放出27kJ 的热量，硫的燃烧热为________________，硫燃烧的热化学方程式为__________________________。

(2)在101kPa 时，氢气在1.00mol 氧气中完全燃烧，生成2.00mol 液态水，放出571.6kJ 的热量，氢气的燃烧热为______________，表示氢气燃烧热的热化学方程式为____________________________。

解析：(1)4.0g 硫粉的物质的量为1/8mol ，在O 2中完全燃烧时放出27kJ 的热量，1mol 硫在O 2中充分燃烧时放出的热量为27kJ/mol ×8mol ＝216kJ ，故硫的燃烧热为216kJ/mol ，硫燃烧的热化学方程式为：

S(s)＋O 2(g)===SO 2(g)；ΔH ＝－216kJ/mol

(2)1mol H 2在O 2中完全燃烧时，消耗O 2的物质的量为12mol ，故H 2的燃烧热为571.6

2kJ/mol ＝285.8kJ/mol ，表示

H 2燃烧热的热化学方程式为：

H 2(g)＋1

2O 2(g)===H 2O(l)；ΔH ＝－285.8kJ/mol 。

答案：(1)216kJ/mol

S(s)＋O 2(g)===SO 2(g)；ΔH ＝－216kJ/mol (2)285.8kJ/mol

H 2(g)＋1

2

O 2(g)===H 2O(l)；ΔH ＝－285.8kJ/mol

盖斯定律

1．能源问题是人类社会面临的重大课题，H 2、CO 、CH 3OH 都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8kJ·mol －

1、282.5kJ·mol －

1、726.7kJ·mol －

1。已知CO 和H 2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l)。则CO 与H 2反应合成甲醇的热化学方程式为( )

A ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l) ΔH ＝－127.4kJ·mol －

1 B ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l) ΔH ＝＋127.4kJ·mol －1 C ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(g) ΔH ＝－127.4kJ·mol －1 D ．CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(g) ΔH ＝＋127.4kJ·mol －1 解析：根据题给三种物质的燃烧热可以写出：

H 2(g)＋1

2O 2(g)===H 2O(l) ΔH 1＝－285.8kJ·mol －1 ①

CO(g)＋1

2O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2＝－282.5kJ·mol －1 ②

CH 3OH(l)＋3

2

O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH 3＝－726.7kJ·mol －1 ③

运用盖斯定律进行计算，即①×2＋②－③可得：CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l) ΔH 。ΔH ＝2ΔH 1＋ΔH 2－ΔH 3＝2×(－285.8kJ·mol －1)＋(－282.5kJ·mol －1)－(－726.7kJ·mol －1)＝－127.4kJ·mol －1。 答案：A

2．100g 碳燃烧所得气体中，CO 占13，CO 2占23体积，且C(s)＋12O 2(g)===CO(g)；ΔH (298K)＝－110.35kJ·mol －

1，

CO(g)＋12

O 2(g)===CO 2(g)；ΔH (298K)＝－282.57kJ·mol －

1。与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是( )

A ．392.92kJ

B ．2489.44kJ

C ．784.92kJ

D ．3274.3kJ

解析：100g 碳不完全燃烧时产生CO 物质的量为10012×1

3mol ，因为碳完全燃烧可分两步，先生成CO 同时放热，

CO 再生成CO 2再放热，总热量即为完全燃烧时放出的热。因此与100g 碳完全燃烧相比，损失的热量为即10012×1

3

mol