当前位置:首页 > 高中化学 第1章 第1节 第3课时 反应焓变的计算对点训练 鲁科版选修4
被称为盖斯定律。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得。 ①已知:
C(石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1① 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1②
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599.2 kJ·mol-1③ 则由C(石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g)的焓变为____________。
②已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出x kJ热量。已知单质碳的燃烧热为y kJ·mol-1,则1 mol C与O2反应生成CO的反应热ΔH为__________。 答案 (1)470 (2)①226.8 kJ·mol-1 ②-(5x-0.5y)kJ·mol-1
解析 (1)由反应P4+5O2===P4O10,可知由ΔH=6P-P+5O===O-(4P===O+12P-O)可求得P===O的键能;(2)关键是理解信息,由盖斯定律可知,一个反应的焓变仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关,而与反应的途径无关。①可用方程式的加减处理,方程式
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①×2+方程式②×-方程式③×,得ΔH=ΔH1×2+ΔH2×-ΔH3×。
2222练综合拓展
8.根据盖斯定律计算:已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-395.41 kJ·mol-1,C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.51 kJ·mol-1,则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 由此看来更稳定的碳的同素异形体为__________。若取金刚石和石墨的混合晶体共1 mol在O2中完全燃烧,产生热量为Q kJ,则金刚石和石墨的物质的量之比为_____________ _________(用含Q的代数式表示)。 答案 C(金刚石,s)===C(石墨,s)
Q-393.51
ΔH=-1.90 kJ·mol-1 石墨 395.41-Q解析 由盖斯定律,要得到金刚石和石墨的转化关系,可将两个热化学方程式相减即得: C(金刚石,s)===C(石墨,s) ΔH3=ΔH1-ΔH2=-395.41 kJ·mol-1+393.51 kJ·mol-1=-1.90 kJ·mol-1。
即C(金刚石,s)===C(石墨,s) ΔH=-1.90 kJ·mol-1
可见金刚石转化为石墨放出热量,说明石墨的能量更低,较金刚石稳定。 由十字交叉法:Q金刚石 395.41石墨 393.51Q-393.51395.41-Q可得两者的物质的量之比。
高温
9.将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)=====CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
1
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
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CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
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请回答:
(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式:________________________________________________________________________。
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(2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出下列循环图:
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析:甲、乙两同学观点正确的是__________(填“甲”或“乙”);判断的理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点:________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)水煤气不仅是优良的气体燃料,也是重要的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成:①甲醇 ②甲醛 ③甲酸 ④乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应,合成上述________(填序号)物质时,可以满足“绿色化学”的要求,完全利用原料中的原子,实现零排放。
答案 (1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.5 kJ·mol-1
(2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1=ΔH2+ΔH3,且ΔH2>0) (3)①减少污染 ②燃烧充分 ③方便运输(任选两个作答) (4)②④
解析 根据盖斯定律将方程式合并即可得C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.5 kJ·mol-1,由此可知煤转化成水煤气是吸热反应,而甲正是忽略了这个问题,才误认为“煤转化成水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。CO和H2按1∶1反应合成物质时,可达到零排放,符合“绿色化学”的要求,则合成的物质的最简式应满足CH2O,则②、④符合。
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