微專題2反應(yīng)熱的計算與熱化學(xué)方程式的書寫專題集訓(xùn)1.(2017全國卷,28節(jié)選)下圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。通過計算,可知系統(tǒng)()和系統(tǒng)()制氫的熱化學(xué)方程式分別為、 ,制得等量H2所需能量較少的是 。解析:H2SO4(aq)SO2(g)+H2O(l)+12O2(g)H1=327 kJmol-1SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)2HI(aq)+H2SO4(aq)H2=-151 kJmol-12HI(aq)H2(g)+I2(s)H3=110 kJmol-1H2S(g)+H2SO4(aq)S(s)+SO2(g)+2H2O(l)H4=61 kJmol-1由+可得系統(tǒng)()制氫的熱化學(xué)方程式:H2O(l)H2(g)+12O2(g)H=286 kJmol-1,由+可得系統(tǒng)()制氫的熱化學(xué)方程式:H2S(g)H2(g)+S(s)H=20 kJmol-1;比較兩個熱化學(xué)方程式可知,制得等量H2所需能量較少的是系統(tǒng)()。答案:H2O(l)H2(g)+12O2(g)H=286 kJmol-1H2S(g)H2(g)+S(s)H=20 kJmol-1系統(tǒng)()2.(1)聯(lián)氨(又稱肼,N2H4,無色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料。2O2(g)+N2(g)N2O4(l)H1N2(g)+2H2(g)N2H4(l)H2O2(g)+2H2(g)2H2O(g)H32N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)H4=-1 048.9 kJmol-1上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為H4= ,聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為 。(2)已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H1=a kJmol-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H2=b kJmol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)H3=c kJmol-1反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=kJmol-1(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。解析:(1)對照目標(biāo)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)物和生成物在已知熱化學(xué)方程式中的位置和化學(xué)計量數(shù),利用蓋斯定律,將熱化學(xué)方程式2,減去熱化學(xué)方程式2,再減去熱化學(xué)方程式,即可得出熱化學(xué)方程式,故H4=2H3-2H2-H1;聯(lián)氨具有強還原性,N2O4具有強氧化性,兩者混合在一起易自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)放熱量大,并產(chǎn)生大量的氣體,可為火箭提供很大的推進力。(2)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=a kJmol-1,2CO(g)+2H2O(g)2CO2(g)+2H2(g)H=2b kJmol-1,4CO2(g)4CO(g)+2O2(g)H=-2c kJmol-1。上述三式相加得:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=(a+2b-2c)kJmol-1。答案:(1)2H3-2H2-H1反應(yīng)放熱量大,產(chǎn)生大量的氣體(2)a+2b-2c3.(2018安徽安慶重點中學(xué)第二次聯(lián)考)甲醇是重要的化工原料,又是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。(1)已知反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=-99 kJmol-1中的相關(guān)化學(xué)鍵鍵能如下:化學(xué)鍵HHCOCOHOCHE/(kJmol-1)436343x465413則x=。(2)利用合成氣(主要成分為CO和H2)合成甲醇,發(fā)生主要反應(yīng)如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H1:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H3上述反應(yīng)對應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3,它們隨溫度變化曲線如圖所示。則H1 (填“>”“<”或“=”)H3,理由是 。解析:(1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能,則H=(2436+x-343-4133-465) kJmol-1=-99 kJmol-1,計算得出x=1 076。(2)由圖可知,隨著溫度升高,K2增大,說明升溫平衡右移,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則H2>0,根據(jù)蓋斯定律又得H3=H1+H2,所以H1<H3。答案:(1)1 076(2)<由圖可知,隨著溫度升高,K2增大,說明升溫平衡右移,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則H2>0,根據(jù)蓋斯定律又得H3=H1+H2,所以H1<H34.(1)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng):已知:化學(xué)鍵CHCCCCHH鍵能/(kJmol-1)412348612436計算上述反應(yīng)的H=kJmol-1。(2)下表列出了一些化學(xué)鍵的鍵能E:化學(xué)鍵HHClClOOCClCHOHHClE/(kJmol-1)436247x330413463431請回答下列問題:若圖示中表示反應(yīng)H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-241.8 kJmol-1,則b=kJmol-1,x=。解析:(1)H=舊鍵斷裂吸收的總能量-新鍵形成放出的總能量,H=(348+4122)kJmol-1-(612+436)kJmol-1=+124 kJmol-1。(2)b表示氫、氧原子結(jié)合為氣態(tài)水時的能量變化,其數(shù)值為4632=926;436+12x-926=-241.8,則x=496.4。答案:(1)+124(2)926496.45.紅磷在氯氣中燃燒的能量變化關(guān)系如圖所示:(1)反應(yīng)PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)是(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)寫出固態(tài)紅磷在足量的氯氣中完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式: 。(3)現(xiàn)有6.2 g紅磷,在8.96 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氯氣中完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物時放出熱量為 (用含a、b、c的代數(shù)式表示)。(4)白磷在氧氣中燃燒有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:其中H2=。解析:(1)從題給圖像分析,PCl3和Cl2的總能量高于PCl5的總能量,所以反應(yīng)PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)是放熱反應(yīng)。(2)紅磷生成五氯化磷是放熱反應(yīng),生成2 mol PCl5(g)放出熱量為(c-a) kJ。(3)n(P)=6.2 g31 gmol-1=0.2 mol,n(Cl2)=8.96 L22.4 Lmol-1=0.4 mol,根據(jù)原子守恒知,n(PCl3)=n(PCl5)=0.1 mol,生成1 mol PCl5(g)放出熱量為12(c-a)kJ;生成1 mol PCl3(g)放出的熱量為12(c-b) kJ,則6.2 g紅磷在8.96 L氯氣中充分燃燒生成氣態(tài)化合物時放出的熱量Q=2c-a-b20 kJ。(4)根據(jù)蓋斯定律知,H2+H1=H3。答案:(1)放熱(2)2P(s)+5Cl2(g)2PCl5(g)H=-(c-a) kJmol-1(3)2c-a-b20 kJ(4)H3-H1