高中 | 化学反应热的计算 题目答案及解析

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选修四

第一章 化学反应与能量

第三节 化学反应热的计算

化学反应热的计算

$\rm 2$ $\rm mol$ $\text{C}{{\text{l}}_{2}}$$\rm 3$ $\rm mol$ ${{\text{F}}_{2}}$置于密闭容器中,在$\rm 250\;\rm ^\circ\rm C$下只发生如下两个反应:

$\text{C}{{\text{l}}_{2}}+{{\text{F}}_{2}}=2\text{ClF}\qquad\Delta{{H}_{1}} {=a}\;\rm kJ/mol$

$\text{C}{{\text{l}}_{2}}+3{{\text{F}}_{2}}=2\text{Cl}{{\text{F}}_{3}}\qquad\Delta{{H}_{2}}= {b}\;\rm kJ/mol$

一段时间后,$\text{C}{{\text{l}}_{2}}$${{\text{F}}_{2}}$恰好全部消耗,共放出$\rm 303$ $\rm kJ$热量。

已知:部分化学键的键能如下表所示

化学键$\text{F}-\text{F}$$\text{Cl}-\text{Cl}$$\text{F}-\text{Cl}\rm (ClF$$\rm )$$\text{F}-\text{Cl}\rm (\text{Cl}{{\text{F}}_{3}}$$\rm )$
键能$\rm /(kJ/mol)$$\rm 157$$\rm 243$$\rm 248$$\rm X$

$\rm X$的值为$(\qquad)$

["

$\\rm 172$

","

$\\rm 202$

","

$\\rm 238$

","

$\\rm 258$

"]
[["A"]]

根据反应热与键能的关系$\Delta H=$$\rm D$(反应物)−∑$\rm D$(生成物),可求出$a$,以及用$x$$b$表示出来,然后根据化学方程式的计算可解。

根据反应热与键能的关系$ \Delta H=$$\rm D$(反应物)−∑$\rm D$(生成物),由题意

$\text{C}{{\text{l}}_{2}}+{{\text{F}}_{2}}=2\text{ClF}\qquad\Delta{{H}_{1}} {=a}\;\rm kJ/mol$$\text{C}{{\text{l}}_{2}}+3{{\text{F}}_{2}}=2\text{Cl}{{\text{F}}_{3}}\qquad\Delta{{H}_{2}}= {b}\;\rm kJ/mol$

可知;$ \Delta H_{1}=( 243+157-2\times 248)\;\rm kJ/mol=-96\;\rm kJ/mol$$ \Delta H_{2}=( 243+3\times 157-2\times 3x){\;\rm kJ/mol}=( 714-6x)\;\rm kJ/mol$,即$a=-96$$b=714-6x$,设参与${\rm Cl_{2}+F_{2}=2ClF}\qquad \Delta H_1=a\;\rm kJ/mol$的氯气物质的量为$m$,则消耗的氟气也为$m$,剩下的氯气和氟气正好按${\rm Cl_{2}+3F_{2}= 2ClF_{3}}\qquad \Delta H_{2}=b\;\rm kJ/mol$的系数比反应,即$\dfrac{2-m}{3-m}=\dfrac{1}{3}$,解之得,$m=1.5\;\rm mol$,则有${\rm 1.5\;\rm mol\times ( -96\;\rm kJ/mol) +0.5\;\rm mol}\times ( 714-6x)\;\rm kJ/mol=303\;\rm kJ$,解之得$x=172$

故选:$\rm A$

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