发布时间 : 星期三 文章2019-2020学年高中化学 专题1.3.2 反应热的计算练习（含解析）新人教版选修4更新完毕开始阅读
1.3.2 反应热的计算
1．已知：1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。工业上可通过下列反应制取高纯硅：SiCl4(g)＋2H2(g)
Si(s)＋4HCl(g)，根据下表列举的化学键的键能数据，判断该反应的反应热
(ΔH)为( ) 化学键 键能/kJ·mol－1
A．＋412 kJ·mol B．－412 kJ·mol C．＋236 kJ·mol D．－236 kJ·mol 【答案】C
【解析】反应热等于反应物的键能之和－生成物的键能之和，则工业上制取高纯硅的反应热ΔH＝4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(2×176 kJ·mol－1＋4×431 kJ·mol－1)＝＋236 kJ·mol－1。 2．已知:P4(g)+6Cl2(g)
4PCl3(g) ΔH=akJ·mol-1，P4(g)+10Cl2(g)
4PCl5(g) ΔH=b
－1
－1
－1
－1
Si—O 460 Si—Cl 360 H—H 436 H—Cl 431 Si—Si 176 Si—C 347 kJ·mol-1，P4具有正四面体结构（如图），PCl5中P—Cl键的键能为c kJ·mol-1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol。下列叙述正确的是
-1
A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能 B．可求Cl2(g)+PCl3(g)
PCl5(s)的反应热ΔH
C．Cl—Cl键的键能为0.25（b﹣a+5.6c） kJ·mol-1 D．P—P键的键能为0.125（5a﹣3b +12c）kJ·mol-1 【答案】C
【解析】由已知两个反应可得：Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)ΔH＝
kJ·mol－1，无法求
，
Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热；设Cl—Cl键的键能为x，则：x＋3×1.2c－5c＝x＝
kJ·mol－1，C正确；设P—P键的键能为y，P4为正四面体形结构，共有6
1
个P—P键，由第1个反应得6y＋
－1
×6－4×3×1.2c＝a，y＝kJ·mol
；P—P键的键长大于P—Cl键，故P—P键的键能小于P—Cl键。
3．肼(H2N—NH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N键为942、O＝O键为500、N—N键为154，则断裂1 mol N—H键所需的能量(kJ)是( )
A．194 【答案】B
B．391 C．516 D．658
【解析】根据图中内容，可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g)，△H3=2752 kJ/mol－534 kJ/mol=2218 kJ/mol，化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新键生成释放能量，设断裂1 mol N―H键所需的能量为X，旧键断裂吸收的能量：154+4X+500=2218，解得X=391，故选项B正确。
4．化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是( )
A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1 B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝2(b－a) kJ·mol－1 C． N2(g)＋H2(g)===NH3(l) ΔH＝(b＋c－a) kJ·mol－1 D． N2(g)＋H2(g)===NH3(g) ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1 【答案】A
2
【解析】由图示可知:(1)断裂 mol N2(g)和mol H2(g)中的化学键共吸收akJ的能量,由1 mol N和3 mol H生成1 mol NH3(g)放出bkJ的能量,由1 mol NH3(g)变为1 mol NH3(l)放出ckJ能量;(2)由mol N2(g)和mol H2(g)生成1 mol NH3(g)或1 mol NH3(l)均放出能量。故有①N2(g)+H2(g)
NH3(g) ΔH=-(b-a)kJ·mol-1=(a-b)kJ·mol-1或②N2(g)+H2(g)
NH3(l)
ΔH=-(b+c-a)kJ·mol-1=(a-b-c)kJ·mol-1,因此C、D项均错误。将①式乘以2得:N2(g)+3H2(g)得:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=2(a-b)kJ·mol,B项错误;将②式乘以22NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ·mol,A项正确。
+
-1-1
5．某废水中含有的NH4在一定条件下可被O2氧化，反应过程如下：
3-＋
O2(g)===NO2 (aq)＋2H(aq)＋H2O(l) ΔH＝－273 kJ/mol 21--②NO2 (aq)＋O2(g)===NO3 (aq) ΔH＝－73 kJ/mol。下列叙述正确的是 ( ) 2①NH4 (aq)＋
+
A．上述反应条件下，NH4+比NO3-稳定
B．0.1 mol NH3比0.1 mol NH4含有的电子数少 C．反应①中0.1 mol NH4+被氧化时，有0.6 mol e－转移
D．NH4 (aq)＋2O2(g)===NO3 (aq)＋2H(aq)＋H2O(l) ΔH＝－200 kJ/mol 【答案】C
【解析】A项，由盖斯定律①+②得：NH4+(aq)+2O2(g)=NO3-(aq)+H+(aq)+H2O(l) ΔH =-346 kJ/mol，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，该条件下无法判断NH4+与NO3-的能量高低，A错误；B项，NH3和NH4+都是10电子微粒，0.1 mol NH3和0.1 mol NH4+含有的电子数相等，B错误；C项，反应①中N元素化合价由-3价变为+3价，所以0.1mol NH4+被氧化时转移0.6mole-，C正确；D项，由盖斯定律①+②得：NH4+(aq)+2O2(g)=NO3-(aq)+H+(aq)+H2O(l) ΔH =-346 kJ/mol，D错误。
6．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，而氢气、二甲醚等都是很有发展前景的新能源。
(1)在25℃、101kPa时，1gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是55.64 kJ，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式是___________________________________________。
(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2 220.0 kJ· mol－1，已知CO气体燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－565.14 kJ·mol－1，试计算相同物质的量的C3H8和CO燃烧产生的热量的比值
3
+
-＋
+
________(保留小数点后一位)。
(3)氢气既能与氮气发生反应又能与氧气发生反应，但是反应的条件却不相同。 已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ· mol 3H2(g)＋N2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ· mol－1
－1
计算断裂1 mol N≡N键需要消耗能量________kJ。
(4)由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：①CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH1＝－90.1 kJ· mol－1 ②CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2＝－49.0 kJ· mol
水煤气变换反应：③CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.1 kJ· mol 二甲醚合成反应：④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝－24.5 kJ· mol 由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为
_______________________。根据化学反应原理，分析增大压强对直接制备二甲醚反应的影响：_________________________________________________。
【答案】 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.24 kJ· mol－1 7.9 946 2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.7 kJ· mol－1 该反应分子数减少，压强升高使平衡右移，CO和H2的转化率增大，CH3OCH3产率增加；压强升高使CO和H2浓度增加，反应速率增大
【解析】 (1) 1gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是55.64 kJ，则1mol甲烷燃烧放热55.64 kJ×16=890.24 kJ，甲烷燃烧热的热化学方程式是CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.24 kJ· mol－1；(2) 2 220.0 kJ·mol－1÷(3)3H2(g)+N2(g)
kJ·mol－1≈7.9；
－1
－1
2NH3(g)中，断裂1molN≡N键和3molH-H键，形成6molN-H键，则
E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)=-92.4kJ·mol-1，则
E(N≡N)=1173.2kJ·mol-1×2-436kJ·mol-1×3-92.4kJ·mol-1=946kJ·mol-1；(4)根据盖斯
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