下列反应中,反应的标准摩尔焓变等于产物的标准摩尔生成焓的是( )。A. (CaO(s)) + (CO)_2((g)) arrow (CaCO)_3((s))B. (1)/(2) (H)_2((g)) + (1)/(2) (Br)_2((g)) arrow (HBr)((g))C. (1)/(2) (H)_2((g)) + (1)/(2) (Cl)_2((g)) arrow (HCl)((g))D. 2 (H)_2((g)) + (O)_2((g)) arrow 2 (H)_2(O)((l))
A. $\text{CaO(s)} + \text{CO}_2(\text{g}) \rightarrow \text{CaCO}_3(\text{s})$
B. $\frac{1}{2} \text{H}_2(\text{g}) + \frac{1}{2} \text{Br}_2(\text{g}) \rightarrow \text{HBr}(\text{g})$
C. $\frac{1}{2} \text{H}_2(\text{g}) + \frac{1}{2} \text{Cl}_2(\text{g}) \rightarrow \text{HCl}(\text{g})$
D. $2 \text{H}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow 2 \text{H}_2\text{O}(\text{l})$
题目解答
答案
解析
关键概念:
反应的标准摩尔焓变(ΔH°)等于产物的标准摩尔生成焓的条件是:
- 所有反应物必须是处于标准状态的稳定单质(此时它们的生成焓为0);
- 产物是1 mol 的化合物。
破题关键:
- 排除反应物中含化合物的选项;
- 确认单质是否处于标准状态(如Cl₂为气态,Br₂标准状态为液态);
- 验证反应是否生成1 mol 的产物。
选项分析
选项A
$\text{CaO(s)} + \text{CO}_2(\text{g}) \rightarrow \text{CaCO}_3(\text{s})$
- 反应物:CaO(化合物)、CO₂(化合物)。
- 问题:反应物非单质,生成焓不为0,故ΔH° ≠ 产物生成焓。
选项B
$\frac{1}{2} \text{H}_2(\text{g}) + \frac{1}{2} \text{Br}_2(\text{g}) \rightarrow \text{HBr}(\text{g})$
- 反应物:H₂(单质,气态,生成焓为0),但Br₂的标准状态为液态,题目中为气态,其生成焓 ≠ 0。
- 问题:Br₂(g) 非标准状态单质,故ΔH° ≠ HBr的生成焓。
选项C
$\frac{1}{2} \text{H}_2(\text{g}) + \frac{1}{2} \text{Cl}_2(\text{g}) \rightarrow \text{HCl}(\text{g})$
- 反应物:H₂(单质,气态,生成焓为0),Cl₂(单质,气态,生成焓为0)。
- 产物:1 mol HCl(g)。
- 结论:ΔH° = HCl(g)的标准生成焓。
选项D
$2 \text{H}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow 2 \text{H}_2\text{O}(\text{l})$
- 产物:2 mol H₂O(l),需计算2倍生成焓。
- 问题:题目要求ΔH°等于1 mol产物的生成焓,故不符合。