热化学方程式书写知识讲解.docx
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热化学方程式书写知识讲解
热化学方程式书写
一、填空题
1．已知：
2NO（g）＝N2（g）+O2（g）△H＝-180.5kJ·mol-1
2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）△H＝+571.6kJ·mol-1
则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是_____________________________。
【答案】2H2（g）+2NO（g）＝N2（g）+2H2O（l）△H＝-752.1kJ·mol-1
2．
（2）乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。
2.0g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43kJ的热量，则乙醇燃烧的热化学方程式为_______。
【答案】C2H5OH（l）+3O2（g）
2CO2（g）+3H2O（l） ΔH=－1366.89kJ·mol-1
3．
（1）已知：
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）ΔH=-802kJ·mol-1
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）ΔH=-566kJ·mol-1H2O（g）=H2O（l）ΔH=-44kJ·mol-1
则1molCH4（g）不完全燃烧生成CO和H2O（l）的热化学方程式为：
________________。
【答案】CH4（g）＋3/2O2（g）===CO（g）＋2H2O（l） ΔH＝-607kJ/mol
4．根据已知条件，写出对应的热化学方程式。
（1）已知100mllmol/L的氢氧化钠溶液与适量硫酸溶液完全反应放出5.73kJ的热量，请写出表示中和热的热化学方程式______________________________。
（2）1molC2H4（g）与适量O2（g）反应，生成CO2（g）和H2O（l），放出1141kJ热量______________________________。
（3）1molC2H5OH（l）与适量O2（g）反应，生成CO2（g）和H2O（l），放出1366.8kJ热量______________________________。
（4）2molAl（s）与适量O2（g）发生反应，生成Al2O3（s），放出1669.8kJ热量______________________________。
（5）已知金刚石的燃烧热△H=－395.0kJ/mol，写出金刚石燃烧的热化学方程式______________________________。
【答案】NaOH（aq）+1/2H2SO4（aq）=1/2Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=－57.3kJ/molC2H4（g）+3O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l）△H=－1141kJ/molC2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=－1366.8kJ/mol2Al（s）+3/2O2（g）=Al2O3（s）△H=－1669.8kJ/molC（金刚石，s）+O2（g）=CO2（g）△H=－395.0kJ/mol
5．（3）从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。
化学键
H-H
N-H
N≡N
键能/kJ·mol-1
436
a
945
已知：
N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-93kJ·mol-1。
试根据表中所列键能数据计算a的数值__________。
（4）已知：
C（s，石墨）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ·mol-1①
2H2（g）+O2（g）=2H2O
（1）△H2=-571.6kJ·mol-1②
2C2H2（g）+5O2（g）=4CO2（g）+2H2O
（1）△H3=-2599kJ·mol-1③
根据盖斯定律，计算反应2C（s，石墨）+H2（g）=C2H2（g）的△H=_______________。
【答案】CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+391+226.7kJ·mol-1
6．
（2）如表所示是部分化学键的键能参数：
化学键
P-P
P-O
O=O
P=O
键能/kJ/mol
a
b
c
x
已知白磷的燃烧热为d kJ/ mol，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图II所示。
1个P4O10分子中P-O 的个数为_______，表中x=_____kJ/mol（用含a、b、c、d的代表数式表示）。
【答案】12
（d＋6a＋5c－12b）
8．
（1）氢能是一种具有发展前景的理想清洁能源，氢气燃烧时放出大量的热。
氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如下图所示：
根据上图可知，1molH2完全燃烧生成1molH2O（气态）时，释放的能量是___________kJ。
【答案】245
9．甲醇是重要的工业原料。
煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇：
CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）。
已知①常压下反应的能量变化如图所示。
②
化学键
H—H
H—O
O===O
键能kJ/mol
436
x
496
③CO（g）＋1/2O2（g）===CO2（g）ΔH＝－280kJ/mol；
H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（l） ΔH＝－284kJ/mol
H2O（l）===H2O（g） ΔH＝＋44kJ/mol
请回答下列问题：
（1）请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式_______________________。
（2）H—O键的键能x为________kJ/mol。
（3）甲醇气体分解为CO和H2两种气体的反应的活化能为________kJ/mol。
【答案】CH3OH（g）＋
O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－757kJ/molx=462，510；
10．解决能源短缺问题，工业生产中应合理利用化学能。
（1）25℃、1.01×105Pa时，实验测得，4g氢气在O2中完全燃烧生成液态水，放出572kJ的热量，则表示H2的燃烧热的热化学方程式为______________________。
（2）从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能/kJ·mol－1
436
a
945
已知：
N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g） ΔH＝－93kJ·mol－1。
试根据表中所列键能数据计算a的数值____________。
（3）已知：
C（s，石墨）＋O2（g）===CO2（g）ΔH1＝－393.5kJ·mol－1 ①
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）ΔH2＝－571.6kJ·mol－1 ②
2C2H2（g）＋5O2（g）===4CO2（g）＋2H2O（l）ΔH3＝－2599kJ·mol－1 ③
根据盖斯定律，计算反应2C（s，石墨）＋H2（g）===C2H2（g） ΔH＝________。
【答案】H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH＝－286kJ/mol）391＋226.7kJ·mol－1
11．将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量。
（1）该反应的热化学方程式为________________________________。
（2）又已知：
H2O（g）
H2O（l）ΔH=−44.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是______kJ。
【答案】B2H6（g）+3O2（g）
B2O3（s）+3H2O
（1）ΔH=−2165kJ/mol。
1016.5
12．
（1）白磷与氧气可发生如下反应：
P4＋5O2===P4O10。
已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P===OckJ·mol－1、O===OdkJ·mol－1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH为________________。
（2）同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。
现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。
已知：
①P4（白磷，s）＋5O2（g）===P4O10（s）ΔH1=－2983．2kJ·mol－1
②P（红磷，s）＋5/4O2（g）===1/4P4O10（s）ΔH2=－738.5kJ·mol－1
相同状况下，能量较低的是________；白磷的稳定性比红磷________（填“大”或“小”）。
【答案】（6a＋5d－4c－12b）kJ·mol－1红磷小
13．已知下列热化学方程式：
①H2（g）+1/2O2（g）＝H2O（l）ΔH=－285.8kJ/mol
②H2（g）+1/2O2（g）＝H2O（g）ΔH=－241.8kJ/mol
③C（s）+1/2O2（g）＝CO（g）ΔH=－110.5kJ/mol
④C（s）+O2（g）＝CO2（g）ΔH=－393.5kJ/mol
回答下列问题：
（1）H2的燃烧热ΔH＝_______；C的燃烧热为__________。
（2）燃烧1gH2生成液态水，放出的热量为_________。
（3）已知CO的燃烧热为283.0kJ/mol，现有CO、H2和CO2组成的混合气体116.8L（标准状况），完全燃烧后放出总热量为867.9kJ，且生成18g液态水，则混合气体中H2为_________L，CO在混合气体中的体积分数约为_________（精确至小数点后一位）。
【答案】−285.8kJ/mol393.5kJ/mol142.9kJ22.439.4%
14．已知下列两个热化学方程式：
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）ΔH=－571.6kJ·mol－1
C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）ΔH=－2220kJ·mol－1
根据上面两个热化学方程式，试完成下列问题：
（1）1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。
（2）现有H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________。
（3）已知：
H2O（l）===H2O（g） ΔH=＋44.0kJ·mol－1。
试写出丙烷燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式___________________________________________。
【答案】4725.8kJ3∶1
C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（g）ΔH=－2044kJ·mol－1
15．
（1）反应N2+3H2
2NH3，已知断裂1molN2中的共价键吸收的能量为946kJ，断裂1molH2中的共价键吸收的能量为436kJ，形成1molNH3中的共价键放出的能量为1173kJ，则由N2和H2生成2molNH3过程中的能量变化为________________。
【答案】92kJ
16．
（2）已知:
Cu（s）+Cl2（g）=CuCl2（s）△H1=-218.8kJ/mol
2Cu（s）+O2（g）=2CuO（s）△H2=-310.6kJ/mol
4CuCl（s）+O2（g）=2CuCl2（s）+2CuO（s）△H5=-177.6kJ/mol
写出CuCl2分解为CuCl和Cl2反应的热化学方程式：
___________。
【答案】2CuCl2（s）=2CuCl（s）+Cl2（g）ΔH=+152.3kJ·mol-1
18．研究化学反应中的能量变化有重要意义。
请根据学过的知识回答下列问题：
（1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示：
反应的热化学方程式为____________________________。
（2）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。
化学键的键能是形成（或拆开）1mol化学键时释放（或吸收）的能量。
已知：
N≡N键的键能是948.9kJ•mol−1，H—H键的键能是436.0kJ•mol−1，N—H键的键能是391.55kJ•mol−1，则
N2（g）+
H2（g）
NH3（g）ΔH=_____________________。
（3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：
①C（s，石墨）+O2（g）
CO2（g）ΔH1=−393.5kJ•mol−1；②2H2（g）+O2（g）
2H2O（l）ΔH2=−571.6kJ•mol−1；③2C2H2（g）+5O2（g）
4CO2（g）+2H2O（l）ΔH3=−2599kJ•mol−1。
298K时反应2C（s，石墨）+H2（g）
C2H2（g）的焓变：
ΔH=_____________________。
（4）已知：
铝热反应是放热反应，又知，常温下：
4Al（s）+3O2（g）
2Al2O3（s）ΔH1；4Fe（s）+3O2（g）
2Fe2O3（s）ΔH2。
下面关于ΔH1、ΔH2的比较正确的是________。
A．ΔH1>ΔH2B．ΔH1<ΔH2C．ΔH1=ΔH2D．无法计算
【答案】CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）ΔH=−41kJ•mol−1−46.2kJ•mol−1226.7kJ•mol−1B
19．乙烯是一种重要的化工原料，可由乙烷为原料制取，回答下列问题。
（1）传统的热裂解法和现代的氧化裂解法的热化学方程式如下：
①C2H6（g）=C2H4（g）+H2（g）ΔH1=+136kJ/mol
②C2H6（g）+
O2（g）=C2H4（g）+H2O（g）ΔH2=-110kJ/mol
已知反应相关的部分化学键键能数据如下：
化学键
H-H（g）
H-O（g）
O=O（g）
键能（kJ/mol）
436
X
496
由此计算x=_________，通过比较△H1和△H2，说明和热裂解法相比，氧化裂解法的优点是_______________________________（任写一点）。
465氧化裂解反应是放热反应，节约能源;氧化裂解反应热力学趋势上大
20．碳、氮及其化合物与生活密切相关。
请根据要求回答下列问题：
用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=‒574kJ/mol
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=‒1160kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l）△H=‒44kJ/mol
写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2（g）、CO2（g）和H2O（l）的热化学方程式_________。
【答案】CH4（g）+2NO2（g）===N2（g）+CO2（g）+2H2O（l）△H=−955kJ/mol
21．甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g）ΔH1
②CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH2
③CO2（g）＋H2（g）
CO（g）＋H2O（g）ΔH3
（1）回答下列问题：
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键
H—H
C—O
C≡O
H—O
C—H
E/（kJ·mol－1）
436
343
1076
465
413
由此计算ΔH1＝______kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58kJ·mol－1，则ΔH3＝_______kJ·mol－1。
（2）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－1275.6kJ·mol－1
②H2O（l）===H2O（g）ΔH＝＋44.0kJ·mol－1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_________________。
（3）已知常温时红磷比白磷稳定，已知：
①P4（白磷，s）+5O2（g）===2P2O5（s）ΔH1
②4P（红磷，s）+5O2（g）===2P2O5（s）ΔH2
比较反应中ΔH的大小：
ΔH1_______ΔH2（填“＞”、“＜”或“=”）。
（4）已知：
稀溶液中，H+（aq）+OH﹣（aq）===H2O（l）ΔH=﹣57.3kJ•
，则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水，放出的热量_____57.3kJ（填“＞”、“＜”或“=”）。
【答案】－99＋41CH3OH（l）＋
O2（g）===CO2（g）＋2H2OΔH＝－725.8kJ·mol－1＜＞
22．请根据化学反应与热能的有关知识，填写下列空白：
I.
（1）下列ΔH表示物质燃烧热的是________；表示反应中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1的是________（填“ΔH1”“ΔH2”和“ΔH3”等）。
A．C（s）＋
O2（g）===CO（g）ΔH1
B．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）ΔH2
C．C（s）＋O2（g）===CO2（g）ΔH3
D．
Ba（OH）2（aq）＋
H2SO4（aq）===
BaSO4（s）＋H2O（l）ΔH4
E．NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）ΔH5
F．2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）ΔH6
III.（5）已知16g固体硫完全燃烧时放出148.4KJ的热量，写出表示硫的燃烧热的热化学方程式：
____________________________________。
【答案】S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-296.8kJ·mol-1
23．砷为VA族元素，金属冶炼过程产生的含砷有毒废水需处理与检测。
I．已知：
As（s）+
H2（g）+2O2（g）=H3AsO4（s） ΔH1
H2（g）+
O2（g）=H2O（l） ΔH2
2As（s）+
O2（g）=As2O5（s） ΔH3
则反应As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s）的ΔH =_______________。
II.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸（H3AsO3）形式存在，可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水，其工艺流程如下：
已知：
①As2S3与过量的S2-存在以下反应：
As2S3（s）+3S2-（aq）
2AsS33-（aq）；
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
（1）亚砷酸中砷元素的化合价为______；砷酸的第一步电离方程式为_____________。
（2）“一级沉砷”中FeSO4的作用是_______________；“二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为_________。
III.去除水体中的砷，将As（Ⅲ）转化为As（Ⅴ），也可选用NaClO实现该转化。
研究NaClO投加量对As（Ⅲ）氧化率的影响得到如下结果：
已知：
投料前水样pH＝5.81，0.1mol/LNaClO溶液pH＝10.5，溶液中起氧化作用的物质是次氯酸。
产生此结果的原因是_________________________________________。
【答案】2△H1-3△H2-△H3+3H3AsO4
H++H2AsO4-沉淀过量的S2-，使As2O3（a）+3S2-（aq）
2AsS32-（aq） 平衡左移，提高沉砷效果。
H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O起氧化作用的物质是次氯酸，NaClO溶液为碱性，当加入量大时，溶液碱性增强，NaClO溶液浓度增大，水解程度降低，次氯酸不易生成，所以As（Ⅲ）氧化率降低
24．有科学家预言，氢能将成为21世纪的主要能源，而且是一种理想的绿色能源。
（1）在101KP下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，请回答下列问题
①该反应反应物总能量______________生成物总能量（填“大于”，“小于”或“等于”）
②氢气的燃烧热为_________。
③该反应的热化学方程式为___________________。
④若1mol氢气完全燃烧生成1mol气态水放出241kJ的热量，已知H-O键能为463kJ·mol－1,O=O键能为498kJ·mol－1，计算H-H键能为_____________kJ·mol－1
（2）氢能的存储是氢能利用的前提，科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni，已知：
Mg（s）＋H2（g）===MgH2（s）ΔH1＝－74.5kJ·mol－1；
Mg2Ni（s）＋2H2（g）===Mg2NiH4（s）ΔH2＝－64.4kJ·mol－1；
Mg2Ni（s）＋2MgH2（s）===2Mg（s）＋Mg2NiH4（s） ΔH3。
则ΔH3＝____________kJ·mol－1
【答案】大于285.8kJ·mol－12H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－143684.6
25．
（1）碳汇过程中能量的转化形式由__________能转化为___________能；据相关资料表明，每1m3林木,大约能吸收能量为1.88×107kJ，大约可以吸收CO2______吨；葡萄糖燃烧的热化学方程式为：
_____________。
（2）工业废气中的CO2可用碱液吸收。
所发生的反应如下：
CO2（g）＋2NaOH（aq）===Na2CO3（aq）＋H2O（l）ΔH＝－akJ·mol－1
CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）ΔH＝－bkJ·mol－1
则：
①反应CO2（g）＋H2O（l）＋Na2CO3（aq）===2NaHCO3（aq）的ΔH＝______kJ·mol－1（用含a、b的代数式表示）。
（3）生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3和CO2一样是一种温室气体,在大气中的寿命可长达740年之久。
以下是几种化学键的键能:
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/kJ·mol-1
941.7
154.8
283.0
①反应:
N2（g）+3F2（g）＝2NF3（g）ΔH=_________________
②下列说法中不正确的有_____________
A．过程:
N2（g）
2N放出能量
B．过程:
N+3F
NF3（g）放出能量
C．使用催化剂能减小反应的ΔH
【答案】太阳化学1.76C6H12O6（s）+6O2（g）=6CO2（g）+6H2O（l） ΔH＝-2820kJ/mola-2b）kJ/mol-291.9kJ•mol-1AC
26．
（1）家用液化气的主要成分之一是丁烷（C4H10），当1kg丁烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出热量为5×104kJ，试写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式：
_______
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