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易错点2 反应热的计算-2022-2023学年高二化学期末复习易错归纳与巩固(人教版2019选择性必修1)(学生版)

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易错点2反应热的计算易错题【01】反应热的计算步骤易错题【02】反应热与键能的关系反应热ΔH=E1-E2或ΔH=E4-E3,即ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。利用键能计算反应热关键是弄清物质中化学键的数目,常见单质、化合物中所含共价键的数目:1mol金刚石中含2molC—C键,1mol硅中含2molSi—Si键,1molSiO2晶体中含4molSi—O键;1molP4中含有6molP—P键,1molP4O10(即五氧化二磷)中,含有12molP—O键、4molP==O键,1molC2H6中含有6molC—H键和1molC—C键。易错题【03】盖斯定律应用盖斯定律计算反应热时应注意的六个问题。1.首先要明确所求反应的始态和终态,各物质系数;判断该反应是吸热还是放热;2.不同途径对应的最终结果应一样;3.叠加各反应式时,有的反应要逆向写,ΔH符号也相反,有的反应式要扩大或减小倍数,ΔH也要相应扩大或减小相同倍数;4.注意各分步反应的ΔH的正负;5.比较反应热大小时,反应热所带“+”“-”均具有数学意义,参与大小比较;6.不要忽视弱电解质的电离、水解反应吸热,浓硫酸的稀释、氢氧化钠固体的溶解放热,都对反应热有影响。易错题【04】反应热大小的比较 比较反应热的大小,一般是在不同条件下(温度、压强、物质的聚集状态等)下的同一化学反应,或同一条件(温度、压强)下的同类化学反应之间进行。比较时要善于从同中求异,抓住其实质,从而顺利解决问题。(1)同一反应生成物状态不同时:A(g)+B(g)=C(g);ΔH1<0;A(g)+B(g)=C(l);ΔH2<0因为C(g)=C(l);ΔH3<0,则ΔH3=ΔH2-ΔH1,所以|ΔH2|>|ΔH1|。(2)同一反应物状态不同时:S(g)+O2(g)=SO2(g);ΔH1<0S(s)+O2(g)=SO2(g);ΔH2<0ΔH3+ΔH1=ΔH2,固S(s)→S(g)吸热,ΔH3>0,所以|ΔH1|>|ΔH2|。(3)两个有联系的不同反应:C(s)+O2(g)=CO2(g);ΔH1<0C(s)+1/2O2(g)=CO(g);ΔH2<0,ΔH3+ΔH2=ΔH1,所以ΔH1<ΔH2(或|ΔH1|>|ΔH2|)。典例分析例1、(1)碘可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。该电池反应为:2Li(s)+I2(s)=2LiI(s)ΔH,已知:4Li(s)+O2(g)=2Li2O(s)ΔH1,4LiI(s)+O2(g)=2I2(s)+2Li2O(s)ΔH2,则电池反应的ΔH=。(2)25℃101kPa下,①2Na(s)+O2(g)===Na2O(s)ΔH1=-414kJ·mol-1②2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s)ΔH2=-511kJ·mol-1,则Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s)ΔH是。(3)已知25℃时,①HF(aq)+OH-(aq)===F-(aq)+H2O(l)ΔH=-67.7kJ·mol-1②H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,则氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为:HF(aq)F-(aq)+H+(aq)ΔH=kJ·mol-1【答案】(1)ΔH=(2)-317kJ·mol-1(3)-10.4kJ·mol-1【解析】(1)给已知两个热化学方程式依次编号为①、②,观察可知得锂—碘电池反应的热化学方程式,根据盖斯定律可知,ΔH=。(2)观察可知,①×2-②可得:Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s);根据盖斯定律,Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s)的ΔH=ΔH1×2-ΔH2=(-414kJ·mol-1)×2-(-511kJ·mol-1)=-317kJ·mol-1。(3)根据盖斯定律,将①式减去②式可得:HF(aq)H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4kJ·mol-1。 例2、(1)已知:Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g))H=+64.39kJ.39-1,2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g))H=-196.46kJ①式减去-1,H2(g)+O2(g)===H2O(l);ΔH=-285.84kJ①式减去-1,则在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为。(2)已知有关反应的能量变化如图所示,则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)gH=。(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。已知:①N2(g)+2O2(g)===N2O4(l)ΔH1=-19.5kJ·mol-1②N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)ΔH2=-534.2kJ·mol-1。写出肼和N2O4反应的热化学方程式。【答案】(1)a+b(2)+161.1kJ/mol(3)2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1048.9kJ·mol【解析】(1)将第二个热化学方程式乘以,然后将三个热化学方程式相加,即得:Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l)+H2(g)+O2(g)===Cu2+(aq)+H2(g)+H2O(l)+O2(g)+H2O(l)ΔH=+64.39kJ·mol-1+×(-196.46kJ·mol-1)+(-285.84kJ·mol-1),即:Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l)ΔH=-319.68kJ·mol-1(2)由图①可知反应①为:H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1=-241.8kJ/mol,由图②可知反应②为:CH4(g)+O2(g)===CO(g)+2H2O(g) ΔH2=-564.3kJ/mol根据盖斯定律由②×1-①×3可得反应:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=ΔH2-3ΔH1=-564.3kJ/mol-(-241.8kJ/mol)×3=+161.1kJ/mol。(3)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气:2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g),观察已知的两个热方程式可知,②×2-①得:2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=ΔH2×2-ΔH1=-1048.9kJ·mol-1。例3、(1)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_______(填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是_______________。②1molNH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是_________________________。(2)已知红磷比白磷稳定,则反应P4(白磷,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1;4P(红磷,s)+5O2(g)===2P2O5 (s) ΔH2;ΔH1和ΔH2的关系是ΔH1________ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。(3)在298K、101kPa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之间的关系正确的是_____。A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2B.ΔH3=ΔH1+ΔH2C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2D.ΔH3=ΔH1-ΔH2(4)已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1①Na2O2(s)+CO2(g)===Na2CO3(s)+O2(g)ΔH=-226kJ·mol-1②,则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数目为_______________。(5)已知H2(g)+Br2(l)===2HBr(g) ΔH=-72kJ·mol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,其他相关数据如下表:物质H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ)436200a则表中a=________。【答案】(1)①放热 ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量) ②NH(aq)+2O2(g)===NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ·mol-1 (2)<(3)A (4)2mol(或1.204×1024,或2NA) (5)369【解析】(1)由图可知:NH(aq)+O2(g)===NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-273kJ·mol-1,NO(aq)+O2(g)===NO(aq) ΔH=-73kJ·mol-1,2个热化学方程式相加即可得第②问答案。(2)将2个热化学方程式相减得P4(白磷,s)===4P(红磷,s) ΔH=ΔH1-ΔH2,由红磷比白磷稳定可知白磷的能量高,白磷转化为红磷是放热反应,ΔH<0,所以ΔH1<ΔH2。(3)将题中3个热化学方程式依次编号为①、②、③,则③=①+②×2,所以ΔH3=ΔH1+2ΔH2。(4)(①+②×2)×得:CO(g)+Na2O2(s)===Na2CO3(s)ΔH=-509kJ·mol-1,即该反应放出590kJ热量时转移2mole-。(5)由题中热化学方程式及蒸发1molBr2(l)吸热30kJ可得:H2(g)+Br2(g)===2HBr(g) ΔH=-102kJ·mol-1,则436+200-2a=-102,a=369。例4、研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知:①CO(g)+O2(g)===CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.0kJ·mol-1此反应的热化学方程式是___________________________________________________。(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知:CO(g)+NO2(g)===NO(g)+CO2(g)ΔH=-akJ·mol-1(a>0),2CO(g)+2NO(g)===N2(g)+2CO2(g)ΔH=-bkJ·mol-1(b>0),若用标准状况下3.36LCO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为________mol,放出的热量为______________kJ(用含有a和b的代数式表示)。(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如:CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2 (g)+2H2O(g)ΔH1=-574kJ·mol-1①CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=?②若1molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则ΔH2=________。【答案】(1)2CO(g)+SO2(g)===S(s)+2CO2(g)ΔH=-270kJ·mol-1 (2)0.3 3(2a+b)/80(3)-1160kJ·mol-1【解析】(1)依据题意知,处理烟道气污染的一种方法是将CO、SO2在催化剂作用下转化为单质S,对照反应①和②,并根据盖斯定律将反应①×2-②可得答案。(2)假设两个反应分别为①、②,由①×2+②可得:4CO(g)+2NO2(g)===N2(g)+4CO2(g) ΔH=-(2a+b)kJ·mol-1,反应中转移电子为8e-。因此标准状况下的3.36LCO还原NO2时,转移电子为×8mol=0.3mol,放出的热量为×(2a+b)=3(2a+b)/80kJ。(3)CH4还原NO2至N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ·mol-1,根据盖斯定律,ΔH=(ΔH1+ΔH2),解得ΔH2=-867kJ·mol-1×2-(-574kJ·mol-1)=-1160kJ·mol-1。1.(2022·贵州遵义·高二期中)部分化学键的键能数据如表:化学健496243431463则的为A.+125kJ⋅molB.125kJC.-118kJ⋅molD.-118kJ2.(2022·陕西·西安市鄠邑区第二中学高二阶段练习)已知A(g)+N(g)=P(g)  ΔH1,D(g)+N(g)=W(g)  ΔH2,且ΔH1<ΔH2,若A和D的混合气体1mol完全与N反应,反应热为ΔH3,则A和D的物质的量之比为A.B.C.D.3.(2022·广东佛山·高二期中)和在尿素合成塔中合成是分两步进行的:①:②其反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是 A.的能量低于的能量B.C.合成尿素的总反应是吸热反应D.反应过程中会有大量累积4.(2022·山东省郓城第一中学高二期中)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:物质(g)OH能量249218391000-136-242下列说法错误的是A.键能为498B.的键能大于中氧氧单键的键能的两倍C.解离氧氧单键所需能量:D.  5.(2022·广东·广州市第二中学高二期中)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是选项热化学方程式结论ABP(s,白磷)比P(s,红磷)稳定C的燃烧热()为D将和混合并充分反应,放出的热量为6.(2022·江西·新余市第一中学高二期中)我国科学家开发高效催化剂实现催化还原制备热化学方程式为。 已知几种共价键键能如下:共价键CO2(C=O)键能/E436413467下列叙述错误的是A.a曲线代表加入了催化剂,能降低能垒B.加入催化剂能提高的平衡转化率C.表格中E值等于805.5D.回收与封存有利于实现“双碳达标”7.(2022·北京师大附中高二期中)已知:①  ②氢气燃烧的能量变化示意图:下列说法正确的是A.1molC(s)完全燃烧放出110kJ的热量B.  C.  D.欲分解2mol,至少需要提供的热量8.(2022·河南安阳·高二期中)工业上根据氢气来源将氢气分为绿氢、蓝氢和灰氢。利用水煤气法制氢气叫“灰氢”。已知:①  ,②   。在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的炭粉和,发生上述反应生成水煤气,达到平衡时,的转化率为50%,CO的物质的量为0.1mol。此时,整个体系的热效应是A.吸收的热量为4.92kJB.放出的热量为4.92kJC.吸收的热量为31.2kJD.放出的热量为31.2kJ9.(2022·贵州遵义·高二期中)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是选项热化学方程式结论A  kJ·mol的燃烧热kJ·molB  kJ·mol含0.5mol的稀溶液与足量稀醋酸完全中和,放出的热量等于57.3kJC  kJ·mol  kJ·molDC(金刚石,3)(石墨,s)  金刚石比石墨稳定10.(2022·湖北·高二期中)在固体M的催化下,A转化为D和E分两步进行:①;②,其反应过程能量变化如图所示,下列说法错误的是A.该反应的速率是由步骤I决定的B.总反应的焓变C.反应过程中,C物质很难大量积累D.催化剂的作用是降低反应的活化能,但活化分子百分数不变11.(2022·山东德州·高二期中)加氢制甲醇作为一种新兴的绿色化工技术,其中的一步反应为 ,该反应中物质的相对能量及所含共价键的键能如下所示,下列说法正确的是物质及共价键键能/(kJ/mol)799436463x已知:  A.图中所示反应的逆反应活化能为2034B.x为1067C.  D.反应物的总键能小于生成物的总键能12.(2022·安徽师范大学附属中学高二期中)某科学家利用二氧化铈()在太阳能作用下将、转变成、CO,其过程如下:;。下列说法不正确的是 A.该过程中没有消耗B.从变成是熵增的过程C.图中D.的反应热小于13.(2022·安徽省宣城中学高二阶段练习)反应热计算是一种基本化学能力。(1)已知相关的化学键键能数据如下:化学键H-HC-OH-OC-HE/()4363431076465413CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)  ΔH=_______kJ·mol-1(2)水煤气变换反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0(简称WGS),在金属催化剂Au(III)表面上发生的所有基元反应步骤的活化能数值(单位:kJ/mol)如下表,其中*表示催化剂表面活性位,X*表示金属表面活性位吸附物种。基元反应正逆反应活化能E正反应E逆反应①H2O+*H2O*067②H2O*+*OH*+H*1500③OH*+*O*+H*7167④2H*+*H2+2*7425⑤CO+*CO*042⑥CO*+O*CO2*+*37203 ⑦CO2*CO2+*170由表中数据计算WGS反应的焓变ΔH=___________kJ/mol。(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)  ΔH=+180.0kJ/molN2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ/molH2O(l)=H2O(g)   ΔH=+44.0kJ/mol则反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)  ΔH=_______kJ/mol(4)已知下列物质的相对能量如图,则C2H6(g)+2CO2(g)=4CO(g)+3H2(g)ΔH=___kJ/mol14.(2022·江西·新余市第一中学高二期中)已知在和一定温度下,由最稳定单质生成纯物质的热效应,称为该物质的标准生成热,最稳定单质的标准生成热为0。几种物质的标准生成热数据如下表所示:物质回答下列问题:(1)在卤化钠中,最稳定的是_______(填化学式,下同)。最不稳定的是_______。(2)根据表格数据可判断,卤化钠中熔点最高的是_______。(3)_______。(4)_______。(5)在如图中表示的能量变化_______。 15.(2022·河南安阳·高二期中)某反应分两步进行,其能量变化如图所示。请回答下列问题:(1)反应①的活化能_______。(2)总反应的热化学方程式为_______。(3)  _______。(4)在恒温条件下,向某恒容密闭容器中充入和发生上述总反应,达到平衡时气体的总压强增大,其原因是_______。若达到平衡后,其他条件不变,再充入和,的平衡转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。(5)在恒温恒压下,向某密闭容器中充入一定量和发生上述总反应,达到平衡后,再充入情性气体,的平衡转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。16.(2022·山西太原·高二期中)生物天然气是一种生物质能,它是由秸秆、杂草等废弃物经微生物发酵后产生的,主要成分为。回答下列问题: (1)甲烷燃烧时的能量变化如图所示。下列说法正确的是_______(填字母)。A.甲烷是一种清洁能源B.甲烷完全燃烧时,化学能全部转化为热能C.该反应的热化学方程式为  (2)若1mol水蒸气转化为液态水放热44kJ,则表示燃烧热的热化学方程式为_______。(3)利用催化还原,可消除氮氧化物的污染。已知:①  ②  若将还原为,整个过程中放出的热量为867kJ,则_______。(4)甲烷可用于生产合成气,其反应为    ,已知断裂1mol相关化学键所需的能量如下表:化学键键能/436465a1076则a=_______。

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所属: 高中 - 化学
发布时间:2023-08-05 01:54:02 页数:14
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文章作者:王贵娥

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