跟蹤檢測（三十三）化學能與熱能（2）——反應熱的比較與計算（過題型）1．1.5g火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃燒，放出50kJ熱量，則二甲基肼的燃燒熱ΔH為(　　)A．－1000kJ·mol－1B．－1500kJC．－2000kJ·mol－1D．－2000kJ解析：選C　1.5g二甲基肼的物質(zhì)的量是0.025mol，根據(jù)燃燒熱的定義可知，1mol二甲基肼完全燃燒放出的熱量應該為（×50）kJ·mol－1＝2000kJ·mol－1，即二甲基肼的燃燒熱ΔH＝－2000kJ·mol－1。2．已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH1＝－241.8kJ·mol－1②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8kJ·mol－1氣態(tài)分子中的化學鍵斷開1mol化學鍵所需的能量/kJ—H465O===O498下列說法不正確的是(　　)A．氫氣的燃燒熱ΔH＝－241.8kJ·mol－1B．斷開1molH—H鍵需要吸收439.2kJ的能量C．相同條件下，1molH2O(g)比1molH2O(l)能量高D．18gH2O(l)完全分解生成氫氣和氧氣，需要吸收285.8kJ的能量解析：選A　根據(jù)燃燒熱的定義可知，反應②放出的熱量為氫氣的燃燒熱，ΔH＝ΔH2＝－285.8kJ·mol－1，A項錯誤；ΔH1＝E(H—H)＋×498kJ·mol－1－2×465kJ·mol－1＝－241.8kJ·mol－1，則E(H—H)＝439.2kJ·mol－1，B項正確；氣態(tài)水液化時放出熱量，故相同條件下，1molH2O(g)比1molH2O(l)能量高，C項正確；根據(jù)反應②可知，H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8kJ·mol－1，D項正確。3．根據(jù)Ca(OH)2/CaO體系的能量循環(huán)圖： 下列說法正確的是(　　)A．ΔH5＞0B．ΔH1＋ΔH2＝0C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0解析：選D　水蒸氣變成液態(tài)水會放出熱量，ΔH5<0，故A錯誤；氫氧化鈣分解生成氧化鈣固體和水蒸氣與液態(tài)水和氧化鈣反應生成氫氧化鈣不是可逆過程，因此ΔH1＋ΔH2≠0，故B錯誤；由圖可知，ΔH3>0，ΔH4<0，ΔH5<0，故ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，故C錯誤；根據(jù)蓋斯定律，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正確。4.意大利羅馬大學的FulvioCacace等科學家獲得了極具理論研究意義的N4分子(結(jié)構(gòu)如圖所示)。已知斷裂1molN—N鍵吸收167kJ熱量，生成1molNN鍵放出942kJ熱量。根據(jù)以上信息和數(shù)據(jù)，由N2(g)生成1mol氣態(tài)N4的ΔH為(　　)A．＋882kJ·mol－1　　　　　B．＋441kJ·mol－1C．－882kJ·mol－1D．－441kJ·mol－1解析：選A　由N2(g)生成氣態(tài)N4的化學方程式為2N2(g)===N4(g)，根據(jù)反應熱與鍵能的關系可知，該反應的ΔH＝(2×942kJ·mol－1)－(6×167kJ·mol－1)＝＋882kJ·mol－1。5．在298K、101kPa時，已知：①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH2③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系正確的是(　　)A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2解析：選A　分析已知的三個熱化學方程式，根據(jù)蓋斯定律，由①＋②×2可得，2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)，則有ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。6．下列各組中兩個反應的反應熱，其中ΔH1>ΔH2的是(　　) A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2C．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH12SO3(g)===O2(g)＋2SO2(g)　ΔH2D．已知反應：C(s，金剛石)===C(s，石墨)　ΔH<0，C(s，金剛石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2解析：選A　A項：，由于H2O(l)===2H2O(g)　ΔH>0，則ΔH2＋ΔH＝ΔH1，ΔH1－ΔH2＝ΔH>0，故ΔH1>ΔH2，正確。B項：，由于S(s)===S(g)　ΔH>0，則ΔH＋ΔH1＝ΔH2，ΔH2－ΔH1＝ΔH>0，故ΔH2>ΔH1，錯誤。C項：SO2氧化成SO3是放熱反應，ΔH1<0，SO3分解成SO2是吸熱反應，ΔH2>0，故ΔH2>ΔH1，錯誤。D項：，根據(jù)蓋斯定律ΔH1＝ΔH＋ΔH2，ΔH1－ΔH2＝ΔH<0，則ΔH1<ΔH2，錯誤。7．斷裂1mol化學鍵所需的能量如下表，火箭燃料肼(H2N—NH2)的有關化學反應的能量變化如圖所示，則下列說法錯誤的是(　　)化學鍵N—N===ON≡NN—H鍵能(kJ)154500942a A．N2(g)比O2(g)穩(wěn)定B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ·mol－1C．圖中的ΔH3＝＋2218kJ·mol－1D．表中的a＝194解析：選D　由表中數(shù)據(jù)可知，N≡N鍵的鍵能大于===O鍵的鍵能，則N2(g)比O2(g)穩(wěn)定，A正確；由能量變化圖示可知，反應N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝－534kJ·mol－1，B正確；根據(jù)蓋斯定律，反應N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝(－2752kJ·mol－1)＋ΔH3＝－534kJ·mol－1，則ΔH3＝＋2218kJ·mol－1，C正確；N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)的ΔH3＝＋2218kJ·mol－1，根據(jù)反應熱與鍵能的關系可得ΔH3＝(4akJ·mol－1＋154kJ·mol－1＋500kJ·mol－1)＝＋2218kJ·mol－1，解得a＝391，D錯誤。8．已知有以下四個熱化學反應方程式：①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－akJ·mol－1②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－bkJ·mol－1③2C3H8(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋2CO(g)＋8H2O(l)ΔH＝－ckJ·mol－1④C3H8(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－dkJ·mol－1其中a、b、c、d最大的是(　　)A．a(chǎn)B．bC．cD．d解析：選C?、倥c②相比生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水放出的熱量多，所以b>a，④中各物質(zhì)的物質(zhì)的量均為①中的一半，所以d＝a，③與②相比，2molC3H8燃燒生成4molCO2和 2molCO，相當于此反應中的2molC3H8有molC3H8完全燃燒，molC3H8不完全燃燒，故c大于b，所以c最大。9．常溫下，斷裂1mol化學鍵所需要的能量用E表示。結(jié)合表中信息判斷，下列說法不正確的是(　　)化學鍵H—HF—FH—FH—ClH—IE/(kJ·mol－1)436157568432298A．432kJ·mol－1>E(H—Br)>298kJ·mol－1B．表中最穩(wěn)定的共價鍵是H—F鍵C．H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436kJ·mol－1D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－25kJ·mol－1解析：選D　溴原子半徑大于氯原子小于碘原子，半徑越大鍵能越小，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知432kJ·mol－1>E(H—Br)>298kJ·mol－1，A項正確；鍵能越大形成的化學鍵越穩(wěn)定，鍵能最大的是H—F鍵，則最穩(wěn)定的共價鍵是H—F鍵，B項正確；氫氣轉(zhuǎn)化為氫原子吸收的能量等于斷裂H—H鍵需要的能量：H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436kJ·mol－1，C項正確；依據(jù)鍵能計算，反應焓變＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和，ΔH＝436kJ·mol－1＋157kJ·mol－1－2×568kJ·mol－1＝－543kJ·mol－1，D項錯誤。10．用H2可將工業(yè)廢氣中的NO催化還原成N2，其能量轉(zhuǎn)化關系如下所示，則NO(g)＋H2(g)===N2(g)＋H2O(g)的ΔH為(　　)A．0.5(a＋b－c－d)kJ·mol－1B．0.5(c＋a－d－b)kJ·mol－1C．0.5(c＋d－a－b)kJ·mol－1D．0.5(b＋d－a－c)kJ·mol－1解析：選A　根據(jù)題圖知，NO中鍵能為0.5akJ·mol－1，N2中鍵能為ckJ·mol－1，H2中鍵能為0.5bkJ·mol－1，H2O中鍵能為0.5dkJ·mol－1，故該反應中ΔH＝0.5akJ·mol－1＋0.5b kJ·mol－1－＝0.5(a＋b－c－d)kJ·mol－1。11．已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝akJ·mol－12C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220kJ·mol－1H—H、O===O和O—H鍵的鍵能分別為436kJ·mol－1、496kJ·mol－1和462kJ·mol－1，則a為(　　)A．－332B．－118C．＋350D．＋130解析：選D　按題給順序?qū)㈩}中兩個熱化學方程式分別編號為①、②，根據(jù)蓋斯定律由①×2－②可得：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋(2a＋220)kJ·mol－1，則：4×462kJ·mol－1－2×436kJ·mol－1－496kJ·mol－1＝(2a＋220)kJ·mol－1，解得a＝＋130。12．(2018·廣安期中)根據(jù)以下熱化學方程式，ΔH1和ΔH2的大小比較錯誤的是(　　)A．2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH12H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2則有ΔH1>ΔH2B．Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH1Br2(l)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2，則有ΔH1<ΔH2C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH14Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH2則有ΔH1<ΔH2D．Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH1Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2，則有ΔH1<ΔH2解析：選A　將A中的熱化學方程式依次編號為①、②，由①－②可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，A錯誤；等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量，故1molBr2(g)與H2(g)反應生成HBr(g)放出的熱量比1molBr2(l)與H2(g)反應生成HBr(g)放出的熱量多，則有ΔH1<ΔH2，B正確；將C中的兩個反應依次編號為①、②，根據(jù)蓋斯定律，由①－②得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s)，則有ΔH3＝ΔH1－ΔH2<0，則ΔH1<ΔH2，C正確；Cl原子半徑比Br原子半徑小，H—Cl鍵的鍵能比H—Br鍵的鍵能大，故ΔH1<ΔH2，D正確。13．聯(lián)氨可用作火箭燃料，回答下列問題： (1)在發(fā)射“神舟”十一號的火箭推進器中裝有肼(N2H4)和過氧化氫，當兩者混合時即產(chǎn)生氣體，并放出大量的熱。已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.6kJ·mol－1；H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0kJ·mol－1若用6.4g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應生成氮氣和液態(tài)水，則整個過程中放出的熱量為________。(2)“嫦娥二號”衛(wèi)星使用液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)偏二甲肼(C2H8N2)作推進劑。N2O4與偏二甲肼燃燒產(chǎn)物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量熱，已知10.0g液態(tài)偏二甲肼與液態(tài)四氧化二氮完全燃燒可放出425kJ熱量，該反應的熱化學方程式為____________。(3)火箭的常規(guī)燃料是液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)肼(N2H4)，N2O4作氧化劑，有人認為若用氟氣代替四氧化二氮作氧化劑，反應釋放的能量更大(兩者反應生成氮氣和氟化氫氣體)。已知：①N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534.0kJ·mol－1②H2(g)＋F2(g)===HF(g)　ΔH＝－269.0kJ·mol－1③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242.0kJ·mol－1請寫出肼和氟氣反應的熱化學方程式：___________________________________________________________________________________________________________。(4)已知：①H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92kJ·mol－1②O2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84kJ·mol－1③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0kJ·mol－1④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8kJ·mol－1請寫出液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學方程式：__________________________________________________________________________________________________。解析：(1)6.4g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為0.2mol。由蓋斯定律可知：液態(tài)肼與H2O2反應生成N2和液態(tài)水的熱化學方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－(641.6＋4×44)kJ·mol－1＝－817.6kJ·mol－1，故0.2mol液態(tài)肼放出的熱量為0.2mol×817.6kJ·mol－1＝163.52kJ。(2)N2O4與偏二甲肼反應的產(chǎn)物為CO2、N2和氣態(tài)水，1molC2H8N2(l)與N2O4(l)完全燃燒放出的熱量為×60g＝2550.0kJ。該反應的熱化學方程式為C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－2550.0kJ·mol－1。 (3)根據(jù)蓋斯定律，由①＋②×4－③×2得：N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)ΔH＝－1126.0kJ·mol－1。(4)根據(jù)蓋斯定律，由④＋③－①－②×得：H2(l)＋O2(l)===H2O(g)ΔH＝－237.46kJ·mol－1。答案：(1)163.52kJ(2)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－2550.0kJ·mol－1(3)N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)　ΔH＝－1126.0kJ·mol－1(4)H2(l)＋O2(l)===H2O(g)　ΔH＝－237.46kJ·mol－114．(1)下列三個反應在某密閉容器中進行：反應①：Fe(s)＋CO2(g)===FeO(s)＋CO(g)ΔH1＝akJ·mol－1反應②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝bkJ·mol－1反應③：2Fe(s)＋O2(g)===2FeO(s)　ΔH3＝________kJ·mol－1(用含a、b的代數(shù)式表示)。(2)焦炭與CO、CO2、H2均是重要的化工原料，由CO2制備甲醇的過程可能涉及的反應如下：反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.58kJ·mol－1反應Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.19kJ·mol－1反應Ⅲ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH3則反應Ⅲ的ΔH3＝________kJ·mol－1。(3)一種煤炭脫硫技術可以把硫元素以CaSO4的形式固定下來，但產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應，相關的熱化學方程式如下：①CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝＋210.5kJ·mol－1②CaSO4(s)＋CO(g)CaS(s)＋CO2(g)ΔH2＝－47.3kJ·mol－1反應：CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。(4)根據(jù)下列3個熱化學方程式：①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－24.8kJ·mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝－47.2kJ·mol－1③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝＋19.4kJ·mol－1寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO2氣體的熱化學方程式：________________________________________________________________________。解析：(1)分析反應①和②，根據(jù)蓋斯定律，由①×2＋②可得2Fe(s)＋O2(g)===2FeO(s)，則有ΔH3＝2ΔH1＋ΔH2＝2akJ·mol－1＋bkJ·mol－1＝(2a＋b)kJ·mol－1。(2)分析反應Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ，根據(jù)蓋斯定律，由反應Ⅰ－Ⅱ可得反應Ⅲ，則有ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝(－49.58kJ·mol－1)－(＋41.19kJ·mol－1)＝－90.77kJ·mol－1。(3)根據(jù)蓋斯定律，由②×4－①可得CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)，則有ΔH＝4ΔH2－ΔH1＝(－47.3kJ·mol－1)×4－(＋210.5kJ·mol－1)＝－399.7kJ·mol－1。(4)分析已知的三個熱化學方程式，根據(jù)蓋斯定律，由①×3－②－③×2可得6CO(g)＋6FeO(s)===6Fe(s)＋6CO2(g)，則有ΔH＝(－24.8kJ·mol－1)×3－(－47.2kJ·mol－1)－(＋19.4kJ·mol－1)×2＝－66kJ·mol－1，從而可得熱化學方程式：CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－11kJ·mol－1。答案：(1)2a＋b　(2)－90.77　(3)－399.7(4)CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－115．請參考題中圖表，已知E1＝134kJ·mol－1、E2＝368kJ·mol－1，根據(jù)要求回答下列問題：(1)圖Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式： ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應的熱化學方程式如下：①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44kJ·mol－1，則甲醇蒸氣燃燒為液態(tài)水的熱化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)如表所示是部分化學鍵的鍵能參數(shù)。化學鍵P—PP—OO===OP===O鍵能/(kJ·mol－1)abcx已知白磷的燃燒熱為dkJ·mol－1，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示，則表中x＝________________kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)。解析：(1)觀察圖，E1應為正反應的活化能，加入催化劑反應的活化能降低，但是ΔH不變；1molNO2(g)和1molCO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)的反應熱數(shù)值即反應物和生成物的能量差，因此該反應的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234kJ·mol－1。(2)觀察方程式，利用蓋斯定律，將所給熱化學方程式如下運算：②×3－①×2＋③×2，即可得出甲醇蒸氣燃燒的熱化學方程式。(3)白磷燃燒的化學方程式為P4＋5O2P4O10，結(jié)合題圖Ⅱ中白磷及其完全燃燒產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，根據(jù)“反應熱＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和”與燃燒熱概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，據(jù)此可得x＝(d＋6a＋5c－12b)。答案：(1)減小　不變　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234kJ·mol－1(2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－764.7kJ·mol－1 (3)(d＋6a＋5c－12b)