高中化学(人教版,选修4) 第一章化学反应与能量 第三节 化学反应热的计算

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高中化学(人教版,选修4) 第一章化学反应与能量 第三节 化学反应热的计算

第三节 化学反应热的计算 ‎ [目标要求] 1.理解盖斯定律的意义。2.能用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。‎ 一、盖斯定律 ‎1.含义 ‎(1)不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。‎ ‎(2)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。‎ 例如,‎ ΔH1、ΔH2、ΔH3之间有如下的关系:ΔH1=ΔH2+ΔH3。‎ ‎2.意义 利用盖斯定律,可以间接地计算一些难以测定的反应热。‎ 例如:C(s)+O2(g)===CO(g)‎ 上述反应在O2供应充分时,可燃烧生成CO2;O2供应不充分时,虽可生成CO,但同时还部分生成CO2。因此该反应的ΔH不易测定,但是下述两个反应的ΔH却可以直接测得:‎ ‎(1)C(s)+O2(g)===CO2(g)‎ ΔH1=-393.5 kJ·mol-1‎ ‎(2)CO(g)+O2(g)===CO2(g)‎ ΔH2=-283.0 kJ·mol-1‎ 根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的ΔH。‎ 分析上述两个反应的关系,即知:ΔH=ΔH1-ΔH2。‎ 则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1。‎ 二、反应热的计算 ‎1.根据热化学方程式进行物质和反应热之间的求算 例1 由氢气和氧气反应生成‎4.5 g水蒸气放出60.45 kJ的热量,则反应:2H2(g)+‎ O2(g)===2H2O(g)的ΔH为(  )              ‎ A.-483.6 kJ·mol-1 B.-241.8 kJ·mol-1‎ C.-120.6 kJ·mol-1 D.+241.8 kJ·mol-1‎ 解析 已知‎4.5 g水蒸气生成时放热60.45 kJ,要求方程式中生成2 mol H2O(g)的ΔH,‎ 比例关系:= 解得Q=483.6 kJ,故ΔH=-483.6 kJ·mol-1。‎ 答案 A ‎2.利用燃烧热数据,求算燃烧反应中的其它物理量 例2 甲烷的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1‎ ‎1 kg‎ CH4在‎25℃‎,101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为(  )                 ‎ A.-5.56×104 kJ·mol-1 B.5.56×104 kJ·mol-1‎ C.5.56×104 kJ D.-5.56×104 kJ 解析 ‎16 g CH4燃烧放出890.3 kJ热量,‎1 kg CH4燃烧放出的热量为×1 ‎000 g=55 643.75 kJ≈5.56×104 kJ。‎ 答案 C ‎3.利用盖斯定律的计算 例3 已知下列热化学方程式:‎ ‎①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)‎ ΔH1=-26.7 kJ·mol-1‎ ‎②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)‎ ΔH2=-50.75 kJ·mol-1‎ ‎③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)‎ ΔH3=-36.5 kJ·mol-1                 ‎ 则反应FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)的焓变为(  )‎ A.+7.28 kJ·mol-1 B.-7.28 kJ·mol-1‎ C.+43.68 kJ·mol-1 D.-43.68 kJ·mol-1‎ 解析 根据盖斯定律,首先考虑目标反应与三个已知反应的关系,三个反应中,FeO、CO、Fe、CO2是要保留的,而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去:因此将①×3-②-③×2得到:‎ ‎6FeO(s)+6CO(g)=6Fe(s)+6CO2(g)‎ ΔH=+43.65 kJ·mol-1‎ 化简:FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)‎ ΔH=+7.28 kJ·mol-1‎ 答案 A ‎                ‎ 知识点一 盖斯定律及应用 ‎1.运用盖斯定律解答问题 通常有两种方法:‎ 其一,虚拟路径法:如C(s)+O2(g)===CO2(g),‎ 可设置如下:ΔH1=ΔH2+ΔH3‎ 其二:加合(或叠加)法:即运用所给方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。‎ 如:求P4(白磷)===4P(红磷)的热化学方程式。‎ 已知:P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH1①‎ ‎4P(s,红磷)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH2②‎ 即可用①-②得出白磷转化为红磷的热化学方程式。‎ 答案 P4(白磷)===4P(红磷) ΔH=ΔH1-ΔH2‎ ‎2.已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH=Q1 kJ·mol-1‎ C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH=Q2 kJ·mol-1‎ C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)‎ ΔH=Q3 kJ·mol-1‎ 若使‎46 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(  )‎ A.(Q1+Q2+Q3) Kj B.0.5(Q1+Q2+Q3) kJ C.(0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3) kJ D.(3Q1-Q2+Q3) kJ 答案 D 解析 ‎46 g酒精即1 mol C2H5OH(l)‎ 根据题意写出目标反应 C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH 然后确定题中各反应与目标反应的关系 则ΔH=(Q3-Q2+3Q1) kJ·mol-1‎ 知识点二 反应热的计算 ‎3.已知葡萄糖的燃烧热是ΔH=-2 840 kJ·mol-1,当它氧化生成‎1 g液态水时放出的热量是(  )‎ A.26.0 kJ   B.51.9 kJ C.155.8 kJ   D.467.3 kJ 答案 A 解析 葡萄糖燃烧的热化学方程式是 C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)‎ ΔH=-2 840 kJ·mol-1‎ 据此建立关系式 6H2O ~ ΔH ‎ 6×‎18 g 2 840 kJ ‎ ‎1 g x kJ 解得x==26.3 kJ,A选项符合题意。‎ ‎4.已知:‎ ‎2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)‎ ΔH=-571.6 kJ·mol-1‎ CO(g)+O2(g)===CO2(g)‎ ΔH=-282.8 kJ·mol-1‎ 现有CO、H2、CO2组成的混合气体‎67.2L (标准状况),经完全燃烧后放出的总热量为710.0 kJ,并生成‎18 g液态水,则燃烧前混合气体中CO的体积分数为(  )                ‎ A.80% B.50% C.60% D.20%‎ 答案 B 解析 根据生成‎18 g液态H2O知混合气体中含1 mol H2,该反应产生的热量为 kJ=‎ ‎285.8 kJ。CO燃烧放出的热量为710.0 kJ-285.8 kJ=424.2 kJ,则CO的物质的量为n(CO)==1.5 mol,V(CO)%=×100%=50%。‎ 练基础落实 ‎1.已知:‎ ‎(1)Zn(s)+1/2O2(g)===ZnO(s)‎ ΔH=-348.3 kJ·mol-1‎ ‎(2)2Ag(s)+1/2O2(g)===Ag2O(s)‎ ΔH=-31.0 kJ·mol-1‎ 则Zn(s)+Ag2O(s)===ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于(  )‎ A.-317.3 kJ·mol-1 B.-379.3 kJ·mol-1‎ C.-332.8 kJ·mol-1 D.+317.3 kJ·mol-1‎ 答案 A 解析 ΔH=ΔH1-ΔH2=-348.3 kJ·mol-1-(-31.0 kJ·mol-1)=-317.3 kJ·mol-1‎ ‎2.已知‎25℃‎、101 kPa条件下:‎ ‎4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)‎ ΔH=-2 834.9 kJ·mol-1‎ ‎4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s)‎ ΔH=-3 119.1 kJ·mol-1‎ 由此得出的正确结论是(  )‎ A.等质量的O2比O3能量低,由O2变为O3为吸热反应 B.等质量的O2比O3能量低,由O2变为O3为放热反应 C.O3比O2稳定,由O2变为O3为吸热反应 D.O2比O3稳定,由O2变为O3为放热反应 答案 A 解析 将两个热化学方程式叠加处理得:‎ ‎3O2(g)=2O3(g) ΔH=+284.2 kJ·mol-1,所以O2变为O3的反应是吸热反应,O2的能量低,O2更稳定。‎ ‎3.能源问题是人类社会面临的重大课题,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为-285.8 kJ·mol-1、-282.5 kJ·mol-1、-726.7 kJ·mol-1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为(  )‎ A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-127.4 kJ·mol-1‎ B.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=+127.4 kJ·mol-1‎ C.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=-127.4 kJ·mol-1‎ D.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g) ΔH=+127.4 kJ·mol-1‎ 答案 A 解析 根据目标反应与三种反应热的关系,利用盖斯定律,首先计算出目标反应的反应热ΔH=2×(-285.8 kJ·mol-1)+(-282.5 kJ·mol-1)-(-726.7 kJ·mol-1)=-127.4 kJ·mol-1。                  ‎ ‎4.已知火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)的燃烧热为-6 000 kJ·mol-1,则‎30 g二甲基肼完全燃烧放出的热量为(  )‎ A.1 500 kJ B.3 000 Kj C.6 000 kJ D.12 000 kJ 答案 B 解析 二甲基肼的相对分子质量是60,‎30 g二甲基肼是0.5 mol,放出的热量是燃烧热的一半,即3 000 kJ。‎ 练方法技巧 用关系式求反应热 ‎5.在一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q>0),经测定完全吸收生成的CO2需消耗 5 mol·L-1的KOH溶液100 mL,恰好生成正盐,则此条件下反应C4H10(g)+ O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH为(  )‎ A.+8Q kJ·mol-1 B.+16Q kJ·mol-1‎ C.-8Q kJ·mol-1 D.-16Q kJ·mol-1‎ 答案 D 解析 建立关系式:‎ C4H10 ~ 4CO2 ~ 8KOH  ~  ΔH ‎1 mol 4 mol 8 mol ΔH ‎   5 mol·L-1×‎0.1L QkJ 则ΔH=-=-16Q kJ·mol-1‎ 练综合拓展 ‎6.比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。‎ ‎(1)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1‎ S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2‎ ΔH1______ΔH2‎ ‎(2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1‎ CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH2‎ ΔH1______ΔH2‎ ‎(3)煤作为燃料有两种途径:‎ 途径1——直接燃烧 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0‎ 途径2——先制水煤气 C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2>0‎ 再燃烧水煤气:‎ ‎2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3<0‎ ‎2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0‎ ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是______________________________________。‎ 答案 (1)> (2)<‎ ‎(3)ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)‎ 解析 ①反应热的大小与反应物、生成物的状态有关,与反应物的多少有关。‎ ‎②比较ΔH时,应包括符号,对于放热反应,热值越大,ΔH越小。‎ ‎7.发射卫星时可用肼(N2H4)作燃料,用二氧化氮作氧化剂,这两种物质反应生成氮气和水蒸气。‎ 已知:‎ N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ·mol-1‎ N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1‎ H2(g)+F2(g)===HF(g) ΔH=-269 kJ·mol-1‎ H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-242 kJ·mol-1‎ ‎(1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为__________________________;此反应用于火箭推进,除释放大量能量和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是______________。‎ ‎(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,则反应释放的能量更大。肼和氟反应的热化学方程式为__________________。‎ 答案 (1)2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 135.7 kJ·mol-1 产物无污染 ‎(2)N2H4(g)+‎2F2(g)===N2(g)+4HF(g) ΔH=-1 126 kJ·mol-1‎ 解析 写出目标反应,然后再利用题给条件计算出反应热,最后写出热化学方程式。‎ 第2课时 习题课 ‎1.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(  )‎ A.生成物总能量一定低于反应物总能量 B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变 D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 答案 C 解析 放热反应生成物总能量低于反应物总能量,吸热反应生成物总能量高于反应物总能量,A错误;化学反应的速率与反应物本身的性质、温度、压强、浓度、催化剂等因素有关,与吸热、放热反应无关,B错误;通过盖斯定律可以间接测量某些难以直接测量的反应的焓变,C正确;同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应条件不会影响ΔH的值,D错误。‎ ‎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 答案 A 解析 令2H2O(g)===O2(g)+2H2(g)    ΔH1①‎ Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g)     ΔH2②‎ ‎2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g)    ΔH3③‎ 根据盖斯定律,将反应①+反应②×2即可求得反应③,因此有ΔH3=ΔH1+2ΔH2,故A项正确。‎ ‎3.下列热化学方程式或离子方程式中,正确的是(  )‎ A.甲烷的标准燃烧热为-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1‎ B.‎500 ℃‎、300 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成 NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1‎ C.氯化镁溶液与氨水反应:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓‎ D.氧化铝溶于NaOH溶液:A12O3+2OH-===2AlO+H2O 答案 D 解析 由燃烧热的定义可知,水应以液态形式存在,故A项错误;N2与H2反应生成NH3为可逆反应,不能完全进行,故19.3 kJ不是0.5 mol N2与1.5 mol H2完全反应放出的热量,故B项错误;NH3·H2O为弱电解质,在书写离子方程式时,应写成化学式的形式,故C项错误;氧化铝与NaOH溶液反应,生成物是NaAlO2,故D项正确。‎ ‎4.已知:(1)Fe2O3(s) +C(s)===CO2(g)+2Fe(s) ΔH1=+234.1 kJ·mol-1‎ ‎(2)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1‎ 则2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) 的ΔH是(  )                  ‎ A.-824.4 kJ·mol-1 B.-627.6 kJ·mol-1‎ C.-744.7 kJ·mol-1 D.-169.4 kJ·mol-1‎ 答案 A 解析 ×(2)-(1)就可得2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s),则ΔH=ΔH2-ΔH1=-824.4 kJ·mol-1。‎ ‎5.‎100 g碳燃烧所得气体中,CO占体积,CO2占体积,且C(s)+O2(g)===CO(g)‎ ΔH(‎25℃‎)=-110.35 kJ·mol-1,‎ CO(g)+O2(g)===CO2(g)‎ ΔH(‎25℃‎)=-282.57 kJ·mol-1。‎ 与这些碳完全燃烧相比较,损失的热量是(  )                  ‎ A.392.92 kJ B.2 489.44 kJ C.784.92 kJ D.3 274.3 kJ 答案 C 解析 损失的热量就是CO继续燃烧所放出的热量,因为CO占,即有的C燃烧生成了CO,所以建立关系式:‎ C ~ CO ~ ΔH ‎12 g‎ 1 mol 282.57 kJ g      Q 故Q=282.57 kJ× g×=784.92 kJ。‎ ‎6.在微生物作用的条件下,NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下:‎ ① 第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”),判断依据是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案 ①放热 ΔH=-273 kJ·mol-1<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)‎ ‎②NH(aq)+2O2(g)===2H+(aq)+NO(aq)+H2O(l) ΔH=-346 kJ·mol-1‎ ‎7.废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末。‎ 用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:‎ Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g)‎ ΔH=+64.39 kJ·mol-1‎ ‎2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g)‎ ΔH=-196.46 kJ·mol-1‎ H2(g)+O2(g)===H2O(l)‎ ΔH=-285.84 kJ·mol-1‎ 在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为________________________________________________________________________。‎ 答案 Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68 kJ·mol-1‎ 解析 已知热反应方程中①+×②+③得:‎ Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l)===Cu2+(aq)+2H2O(l)‎ ΔH=-319.68 kJ·mol-1‎ ΔH=ΔH1+×ΔH2+ΔH3=+64.39 kJ·mol-1+×(-196.46 kJ·mol-1)+(-285.84 kJ·mol-1)‎ ‎=-319.68 kJ·mol-1‎ ‎8.由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)‎3F]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为 ‎4Ca5(PO4)‎3F(s)+21SiO2(s)+‎30C(s)===3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ΔH 已知相同条件下:‎ ‎4Ca5(PO4)‎3F(s)+3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) ΔH1‎ ‎2Ca3(PO4)2(s)+‎10C(s)===P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) ΔH2‎ SiO2(s)+CaO(s)===CaSiO3(s) ΔH3‎ 用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH , ΔH=________。‎ 答案 (1)ΔH1+3ΔH2+18ΔH3‎ ‎9.依据叙述,写出下列反应的热化学方程式。‎ ‎(1)若适量的N2和O2完全反应,每生成‎23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。其热化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,‎ 每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。其热化学方程式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案 (1)N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol-1‎ ‎(2)C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)‎ ΔH=-1 300 kJ·mol-1‎ ‎(3)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1‎ 解析 根据反应热和燃烧热的定义计算出相关的热量,同时注意物质的状态,再书写相应的热化学方程式即可。‎ ‎10.已知‎25℃‎、101 kPa时下列反应的热化学方程式为:‎ ‎①CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)‎ ΔH1=-870.3 kJ·mol-1‎ ‎②C(s)+O2(g)===CO2(g)‎ ΔH2=-393.5 kJ·mol-1‎ ‎③H2(g)+O2(g)===H2O(l)‎ ΔH3=-285.8 kJ·mol-1‎ 则反应:④‎2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)在该条件下的反应热ΔH4=____________。‎ 答案 -488.3 kJ·mol-1‎ ‎11.如果1个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,这个规律称为盖斯定律。据此回答下列问题:‎ ‎(1)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。‎ 丙烷脱氢可得丙烯。‎ 已知:C3H8(g)―→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)‎ ΔH1=+156.6 kJ/mol CH3CH===CH2(g)―→CH4(g)+HC≡CH(g)‎ ΔH2=+32.4 kJ/mol 则相同条件下,丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)已知:Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)+10H2O(g)‎ ΔH1=+532.36 kJ/mol Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g) ΔH2=+473.63 kJ/mol 写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案 (1)C3H8(g)―→CH3CHCH2(g)+H2(g)‎ ΔH=+124.2 kJ/mol ‎(2)Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)+H2O(g)‎ ΔH=+58.73 kJ/mol 解析 (1)由C3H8(g)―→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)‎ ΔH1=+156.6 kJ/mol①‎ CH3CH===CH2(g)―→CH4(g)+HC≡CH(g)‎ ΔH=+32.4 kJ/mol②‎ ‎①-②可以得到 C3H8(g)―→CH3CH===CH2(g)+H2(g)‎ ΔH=ΔH1-ΔH2=+156.6 kJ/mol-32.4 kJ/mol ‎=+124.2 kJ/mol ‎(2)根据盖斯定律,将题中反应①-②得:‎ Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)+H2O(g)‎ ΔH=+58.73 kJ/mol ‎12.已知:CO(g)+O2(g)===CO2(g)‎ ΔH=-283 kJ·mol-1‎ CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)‎ ΔH=-802.3 kJ·mol-1‎ H2(g)+O2(g)===H2O(g)‎ ΔH=-241.8 kJ·mol-1‎ ‎1.‎792 L(标准状况)的CO、CH4和O2组成的混合物,在量热器中燃烧时,放出13.683 kJ热量。若向燃烧产物中再加一定量的H2使其燃烧完全,又放出9.672 kJ热量,求原混合物中各气体的体积。‎ 答案 V(CO)=‎0.448L V(CH4)=‎‎0.224L V(O2)=‎‎1.120L 解析 此题涉及热化学方程式、燃烧热、物质的量、气体摩尔体积等知识点,通过运用物质的量进行燃烧热的计算,比较深入地考查分析、推理和计算能力。‎ 解此题时,首先正确理解热化学方程式中ΔH的含义,然后根据题给数据,建立气体的体积与气体的摩尔体积、物质的量之间的关系,进而求得答案。‎ 因为当再加入H2时,放出的热量增加,所以原混合物中含过量O2的物质的量为 n(O2)==0.020 0 mol 再求出气体的总物质的量为 ‎=0.080 0 mol ‎13.化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体。这种混合气体可用于生产甲醇和合成氨,对甲烷而言,有如下两个主要反应:‎ ‎①CH4(g)+O2(g)===CO(g)+2H2(g)‎ ΔH1=-36 kJ·mol-1‎ ‎②CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)‎ ΔH2=+216 kJ·mol-1‎ 由反应①、②推出总反应热为零的总反应方程式③,并求进料气中空气(O2的体积分数为21%)与水蒸气的体积比。‎ 答案 7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)===7CO(g)+15H2(g) ΔH=0‎ V(空气)∶V(H2O)=100∶7‎ 解析 将①×6得出的式子与②相加:‎ ‎6CH4(g)+3O2(g)===6CO(g)+12H2(g)‎ ‎6ΔH1=-216 kJ·mol-1‎ ‎7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)===7CO(g)+15H2(g) ΔH=0‎ 所以总反应式③为 ‎7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)===7CO(g)+15H2(g) ΔH=0‎ 其中=,则==。 ‎
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