高考化学二轮专题限时集训06《热化学方程式的书写与反应热的计算》（含详解）.doc
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专题限时集训(六) 热化学方程式的书写与反应热的计算(对应学生用书第123页) (限时：40分钟)1．利用CO2可以制取甲醇，有关化学反应如下：①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－178 kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566 kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1已知反应①中相关的化学键键能数据如下：化学键C—HH—HC—OH—O键能/(kJ·mol－1)413436358463则断开1 mol C===O需要的能量和CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)的ΔH分别为( )A．吸收750 kJ·mol－1 ＋219.2 kJ·mol－1B．放出750 kJ·mol－1 －143.2 kJ·mol－1C．吸收1 500 kJ·mol－1 －438.4 kJ·mol－1D．吸收750 kJ·mol－1 －219.2 kJ·mol－1D [依据反应焓变ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)的反应焓变ΔH1＝(2×EC===O＋3×436 kJ·mol－1)－(3×413 kJ·mol－1＋358 kJ·mol－1＋463 kJ·mol－1＋463 kJ·mol－1×2)＝－178 kJ·mol－1；求得：EC===O＝750 kJ·mol－1。
将①＋②÷2－③÷2即得所求方程式，ΔH＝－178 kJ·mol－1＋×(－566 kJ·mol－1)－×(－483.6 kJ·mol－1)＝－219.2 kJ·mol－1]2．氢气、铝、铁都是重要的还原剂已知下列反应的热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH13H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH22Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH32Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH42Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )A．ΔH1<0，ΔH3>0B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5B [燃烧反应是放热反应，故ΔH1<0，ΔH3<0，A错；铝热反应是放热反应，故ΔH5<0，ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，即ΔH4<ΔH3，B正确；ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)×2/3，C错；ΔH3＝ΔH4－ΔH5，D错]3．用H2可将工业废气中的NO催化还原为N2，其能量转化关系如图(图中计量单位为mol)，则：NO(g)＋H2(g)===N2(g)＋H2O(g)的ΔH为( )A.(a＋b－c－d) kJ·mol－1B.(c＋a－d－b) kJ·mol－1C.(c＋d－a＋b) kJ·mol－1D.(c＋d－a－b) kJ·mol－1A [由图中转化可知，断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，发生2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝(a＋b－c－d) kJ·mol－1，又因为化学计量数与反应中的能量变化成正比，则NO(g)＋H2(g)===N2(g)＋H2O(g) ΔH＝(a＋b－c－d) kJ·mol－1。
]4．运动会中的火炬一般采用丙烷为燃料丙烷的热值较高，污染较小，是一种优良的燃料试回答下列问题： 【97184073】(1)一定量的丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1 mol H2O(l)过程中的能量变化曲线如图所示，请在图中的括号内填“＋”或“－”2)写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：_____________________________________________________________________________________________3)二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出1 455 kJ热量若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时共放出1 645 kJ热量，则混合气体中丙烷和二甲醚的物质的量之比为________解析】 (1)一定量的丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1 mol H2O(l)的过程放热，ΔH为负值2)燃烧热是1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，所以表示丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 215.0 kJ·mol－1。
3)n(二甲醚)×1 455 kJ·mol－1＋[1 mol－n(二甲醚)]×2 215.0 kJ·mol－1＝1 645 kJ，解得n(二甲醚)＝0.75 mol，n(丙烷)＝0.25 mol答案】 (1)－ (2)C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 215.0 kJ·mol－1 (3)1∶35．(1)(2017·哈尔滨四模节选)工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、CO、SO2等气体，严重污染空气对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用 【97184074】脱硝：已知H2的热值为142.9 kJ/g(热值是表示单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量)；N2(g) ＋ 2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋133 kJ/mol；H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ/mol催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为________________________2)(2017·石嘴山四模节选)燃煤排放大量的 CO、CO2、SO2，PM2.5(可入肺颗粒物)对环境有较大影响，对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－a kJ/mol；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－b kJ/mol；CH3OH(g)=== CH3OH(l) ΔH＝－c kJ/mol，则表示CH3OH(l)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为________________________________________解析】 (1)由H2的热值为142.9 kJ/g，可得①4H2(g)＋2O2(g)===4H2O(l) ΔH＝－1 143.2 kJ/mol②N2(g) ＋ 2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋133 kJ/mol ③H2O(g)===H2O(l) ΔH ＝－44 kJ/mol则①－②－③×4可得4H2(g)＋2NO2(g)===4H2O(g)＋ N2(g) ΔH＝(－1 143.2 kJ/mol)－133 kJ/mol－(－44 kJ/mol)×4＝－1 100.2 kJ/mol2)根据盖斯定律，由－①－③＋②×可得CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)，则ΔH ＝－(－a kJ/mol)－(－c kJ/mol)＋(－b kJ/mol)×＝－(b－a－c) kJ/mol，故CH3OH(l)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－(b－a－c) kJ/mol 。
答案】 (1)4H2(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 100.2 kJ/mol(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－(b－a－c) kJ/mol 6．(1)(2017·安庆三模节选)甲醇是重要的化工原料在催化剂的作用下，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)合成甲醇的主要化学反应如下： 【97184075】Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1Ⅱ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2＝－58 kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3请回答下列问题：化学反应热ΔH＝生成物标准生成热总和－反应物标准生成热总和已知四种物质的标准生成热如下表：物质CO(g)CO2(g)H2(g)CH3OH(g)标准生成热(kJ·mol－1)－110.52－393.510－201.25①计算ΔH1＝________ kJ·mol－1 ②ΔH3________0 (填“＝”“＞”或“＜”)2)(2017·哈尔滨三模节选)合成氨工业上常用下列方法制备H2：方法Ⅰ：C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)方法Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)已知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－394 kJ·mol－1；②2C(s，石墨)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－222 kJ·mol－1；③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－484 kJ·mol－1。
试计算25 ℃时由方法Ⅱ制备1 000 g H2所放出的能量为________3)(2017·山西省实验中学模拟节选)氮的化合物既是一种资源，也会给环境造成危害氨气是一种重要的化工原料NH3与CO2在120 ℃，催化剂作用下反应生成尿素：CO2(g)＋2NH3(g)(NH2)2CO(s)＋H2O(g)，ΔH＝ －x kJ·mol－1(x>0)，其他相关数据如表：物质1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJNH3(g)aCO2(g)bCO(NH2)2(s)zH2O(g)d则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为________解析】 (1)①ΔH1＝生成物标准生成热总和－反应物标准生成热总和＝[－201.25－(－110.52)]kJ·mol－1 ＝－90.73 kJ·mol－1 ；②ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝[－58 kJ·mol－1－(－90.73 kJ·mol－1)]＝＋32.73 kJ·mol－1>02)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝－394 kJ·mol－1－(－222 kJ·mol－1)－(－484 kJ·mol－1)＝－41 kJ·mol－1，所以制备1 000 g H2所放出的能量为20 500 kJ。
3)CO2(g)＋2NH3(g)(NH2)2CO(s)＋H2O(g)，反应中断裂反应物中的化学键吸收的能量为b＋2a，形成生成物中的化学键放出的能量为z＋d，ΔH＝( b＋2a)－ (z＋d)＝ －x kJ·mol－1，解得z＝ x－d＋b＋2a答案】 (1)－90.73 ＞ (2)20 500 kJ (3)x－d＋b＋2a7．通常人们把断开1 mol化学键所吸收的能量看成是该化学键的键能已知N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol－1、497 kJ·mol－1 【97184076】查阅资料知：①N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180 kJ·mol－1；②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH＝－112 kJ·m。
