与名师对话课标版高中化学选修4练习13化学反应热的计算 课时作业4.docx
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与名师对话课标版高中化学选修4练习13化学反应热的计算课时作业4
课时作业（四）
一、选择题
1．下列说法不正确的是（ ）
A．利用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变
B．在指定状态下各物质的焓值都是确定且是唯一的
C．当同一个化学反应以不同的过程完成时，反应的焓变是不同的
D．如果一个化学方程式通过其他几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变可由相关化学方程式的焓变相加减而得到
解析：
由于在指定状态下各物质的焓值是确定且是唯一的，因此无论经过哪些步骤从反应物变成生成物，反应的焓变是一样的，即反应的焓变只与起始和终了状态有关，而与过程无关。
由盖斯定律知如果一个化学方程式是由其他几个方程式相加减而得到，则该反应的焓变可由相关化学方程式的焓变相加减而得到。
因此利用盖斯定律可计算某些难以直接测量的反应焓变。
答案：
C
2．下列关于反应热的说法正确的是（ ）
A．当ΔH为“－”时，表示该反应为吸热反应
B．已知C（s）＋
O2（g）===CO（g）的反应热为－110.5kJ·mol－1，说明碳的燃烧热为110.5kJ·mol－1
C．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关
解析：
A中ΔH为“＋”时，反应为吸热反应，错误。
B中生成物为CO，不是碳的燃烧热，错误。
C中反应热的大小与反应物和生成物的能量有关，错误。
D为盖斯定律，正确。
答案：
D
3．已知25℃、101kPa条件下：
4Al（s）＋3O2（g）===2Al2O3（s）
ΔH＝－2834.9kJ·mol－1
4Al（s）＋2O3（g）===2Al2O3（s）
ΔH＝－3119.1kJ·mol－1
由此得出的正确结论是（ ）
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变成O3为放热反应
B．等质量的O2比O3能量高，由O2变成O3为吸热反应
C．O3比O2稳定，由O2变O3为放热反应
D．O2比O3稳定，由O2变O3为吸热反应
解析：
根据题中信息可知，同为6mol氧原子，O3的能量高于O2，则O3不稳定，由O2变成O3要吸收热量。
答案：
D
4．已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关，下列各反应热关系中不正确的是（ ）
A．A→F ΔH＝－ΔH6
B．A→D ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0
D．ΔH1＋ΔH6＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
解析：
F→A，ΔH＝＋ΔH6，A→F，ΔH＝－ΔH6，A正确；其余三项根据盖斯定律易判断出B、C正确，D错误。
答案：
D
5．化学反应：
C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH1＜0
CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH2＜0
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH3＜0；
下列说法中不正确的是（相同条件下）（ ）
A．56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量
B．12gC所具有的能量一定大于28gCO所具有的能量
C．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3
D．将两份质量相等的碳燃烧，生成CO2的反应比生成CO的反应放出的热量多
答案：
B
6．乙醇的燃烧热为ΔH1，甲醇的燃烧热为ΔH2，且ΔH1<ΔH2，若乙醇和甲醇的混合物1mol完全燃烧，反应热为ΔH3，则乙醇和甲醇的物质的量之比为（ ）
A.
B.
C.
D.
解析：
设乙醇物质的量为xmol，则甲醇的物质的量为（1－x）mol，xmol·ΔH1＋（1－x）mol·ΔH2＝ΔH3，
解得x＝
，本题也可以用十字交叉法：
则得乙醇和甲醇的物质的量之比为
。
答案：
B
7．已知：
H2O（g）===H2O（l） ΔH＝Q1kJ·mol－1
C2H5OH（g）===C2H5OH（l） ΔH＝Q2kJ·mol－1
C2H5OH（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（g）
ΔH＝Q3kJ·mol－1
若使46g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为（ ）
A．－（Q1＋Q2＋Q3）kJ
B．－0.5（Q1＋Q2＋Q3）kJ
C．－（0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3）kJ
D．－（3Q1－Q2＋Q3）kJ
解析：
由盖斯定律和题意可得，乙醇燃烧的热化学方程式为C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l） ΔH＝（3Q1－Q2＋Q3）kJ·mol－1。
答案：
D
8．已知：
①2C（s）＋O2（g）===2CO（g）
ΔH＝－221.0kJ·mol－1；
②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）
ΔH＝－483.6kJ·mol－1。
则制备水煤气的反应C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）的ΔH为（ ）
A．262.6kJ·mol－1B．－131.3kJ·mol－1
C．－352.3kJ·mol－1D．131.3kJ·mol－1
解析：
根据盖斯定律，由题意知：
①×1/2－②×1/2得：
ΔH＝（－221.0kJ·mol－1）×1/2－（－483.6kJ·mol－1）×1/2＝131.3kJ·mol－1。
答案：
D
9．已知：
H2（g）＋
O2（g）===H2O（l）
ΔH＝－285.83kJ·mol－1
CO（g）＋
O2（g）===CO2（g）
ΔH＝－282.9kJ·mol－1
若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成5.4gH2O（l），并放出114.3kJ热量，则混合气体中CO的物质的量为（ ）
A．0.22molB．0.15mol
C．0.1molD．0.05mol
解析：
设当生成5.4gH2O时放出的热量为x
H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH＝－285.83kJ·mol－1
18g285.83kJ
5.4gx
解得x≈85.75kJ，
由CO燃烧放出的热量为114.3kJ－85.75kJ＝28.55kJ
设CO的物质的量为y
CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH＝－282.9kJ·mol－1
1mol282.9kJ
y28.55kJ
解得：
y≈0.1mol。
答案：
C
10．已知：
①CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH1
②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH2
③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH3
常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况），经完全燃烧恢复至室温，放出的热量为（ ）
A．－（0.4mol×ΔH1＋0.05mol×ΔH3）
B．－（0.4mol×ΔH1＋0.05mol×ΔH2）
C．－（0.4mol×ΔH1＋0.1mol×ΔH3）
D．－（0.4mol×ΔH1＋0.1mol×ΔH2）
解析：
CH4的物质的量为
×
＝0.4mol，H2的物质的量为
×
＝0.1mol，
混合气体完全燃烧放出的热量为
－（0.4mol×ΔH1＋0.05mol×ΔH3）。
答案：
A
11．已知下列热化学方程式：
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－393.5kJ·mol－1
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）
ΔH＝－483.6kJ·mol－1
现有0.2mol的炭粉和氢气组成的气、固混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53kJ热量，则炭粉与氢气的物质的量之比为（ ）
A．1∶1B．1∶2C．2∶3D．3∶2
解析：
设炭粉的物质的量为x，H2的物质的量为y，由题意知
解得x＝0.1mol，y＝0.1mol，则x∶y＝1∶1。
答案：
A
12．在密闭容器中充入4molSO2和3molO2，一定条件下建立如下平衡：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－QkJ/mol，
测得SO2的转化率为90%，则在此条件下反应放出的热量为（ ）
A．2QkJB．QkJC．1.8QkJD．0.9QkJ
解析：
据热化学方程式可知：
2molSO2完全反应放出QkJ的热量，所以4molSO2中有90%转化时放出的热量为4mol×90%÷2×QkJ＝1.8QkJ。
答案：
C
二、非选择题
13．
（1）已知：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－196.6kJ·mol－1
2NO（g）＋O2（g）2NO2（g） ΔH＝－113.0kJ·mol－1
则反应NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g）的ΔH＝__________kJ·mol－1。
（2）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。
已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热ΔH分别为－285.8kJ·mol－1、－283.0kJ·mol－1和－726.5kJ·mol－1。
甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为________________________________________。
解析：
（1）根据盖斯定律，将第二个方程式颠倒过来，与第一个方程式相加得：
2NO2（g）＋2SO2（g）2SO3（g）＋2NO（g） ΔH＝－83.6kJ·mol－1，故NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g） ΔH＝－41.8kJ·mol－1；注意ΔH的正负号。
（2）写出燃烧热的热化学方程式：
CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH＝－283.0kJ·mol－1①
CH3OH（l）＋
O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－726.5kJ·mol－1②
用②－①得：
CH3OH（l）＋O2（g）===CO（g）＋2H2O（l）
ΔH＝－443.5kJ·mol－1
答案：
（1）－41.8
（2）CH3OH（l）＋O2（g）===CO（g）＋2H2O（l）
ΔH＝－443.5kJ·mol－1
14．发射卫星时可用肼（N2H4）为燃料和二氧化氮（NO2）作氧化剂，两者反应生成氮气和气态水。
已知：
N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）
ΔH＝67.7kJ·mol－1①
N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）②
ΔH＝－543kJ·mol－1
H2（g）＋
F2（g）===HF（g）
ΔH＝－269kJ·mol－1③
H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH＝－242kJ·mol－1④
（1）肼和二氧化氮反应的热化学方程式为______________________________________________。
（2）有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大，试写出肼和氟气反应的热化学方程式：
______________________________。
解析：
（1）N2H4与NO2反应的热化学方程式为2N2H4（g）＋2NO2（g）===3N2（g）＋4H2O（g），结合盖斯定律知：
②×2－①便得反应2N2H4（g）＋2NO2（g）===3N2（g）＋4H2O（g）的反应焓变ΔH＝－543kJ·mol－1×2－67.7kJ·mol－1＝－1153.7kJ·mol－1。
（2）结合盖斯定律知：
②＋③×4－④×2得反应N2H4（g）＋2F2（g）===N2（g）＋4HF（g）的反应焓变ΔH＝（－543kJ·mol－1）＋（－269kJ·mol－1）×4－（－242kJ·mol－1）×2＝－1135kJ·mol－1。
答案：
（1）2N2H4（g）＋2NO2（g）===3N2（g）＋4H2O（g）
ΔH＝－1153.7kJ·mol－1
（2）N2H4（g）＋2F2（g）===N2（g）＋4HF（g）
ΔH＝－1135kJ·mol－1
15．把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1<0①
途径Ⅱ 先制成水煤气：
C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g） ΔH2>0②
再燃烧水煤气：
2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH3<0③
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH4<0④
请回答下列问题：
（1）途径Ⅰ放出的热量理论上________（填“大于”、“等于”或“小于”）途径Ⅱ放出的热量。
（2）ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是________。
（3）已知：
①C（s）＋O2（g）===CO2（g）
ΔH1＝－393.5kJ·mol－1
②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）
ΔH2＝－566kJ·mol－1
③TiO2（s）＋2Cl2（g）===TiCl4（s）＋O2（g）
ΔH3＝141kJ·mol－1
则TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）===TiCl4（s）＋2CO（g）的ΔH＝________。
解析：
（1）根据盖斯定律的含义知，途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量。
（2）由盖斯定律：
①＝
得
ΔH1＝ΔH2＋
ΔH3＋
ΔH4
（3）由③＋2×①－②得所求方程式，即
ΔH＝ΔH3＋2ΔH1－ΔH2
＝141kJ·mol－1＋2×（－393.5kJ·mol－1）－（－566kJ·mol－1）＝－80kJ·mol－1
答案：
（1）等于
（2）ΔH1＝ΔH2＋（ΔH3＋ΔH4）/2
（3）－80kJ·mol－1
16．
（1）许多运动会使用的火炬内熊熊大火来源于丙烷的燃烧，丙烷是一种优良的燃料。
试回答下列问题：
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1molH2O过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“＋”或“－”。
②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：
____________________________________________。
③二甲醚（CH3OCH3）是一种新型燃料，应用前景广阔。
1mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1455kJ热量。
若1mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1645kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。
（2）碳（s）在氧气供应不足时，生成CO同时还部分生成CO2，因此无法通过实验直接测得反应：
C（s）＋
O2（g）===CO（g）的ΔH。
但可设计实验利用盖斯定律计算出该反应的ΔH，计算时需要测得的实验数据有________。
解析：
（1）①丙烷完全燃烧生成CO2和1molH2O（l）的过程放热，ΔH为“－”。
②燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，所以表示丙烷燃烧热的热化学方程式为
C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）
ΔH＝－2215.0kJ·mol－1。
③n（二甲醚）×1455kJ·mol－1＋[1mol－n（二甲醚）]×2215.0kJ·mol－1＝1645kJ，解得n（二甲醚）＝0.75mol，故n（丙烷）＝0.25mol。
（2）利用盖斯定律计算反应C（s）＋
O2（g）===CO（g）的ΔH，需要测得的实验数据有碳和CO的燃烧热。
答案：
（1）①－ ②C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）
ΔH＝－2215.0kJ·mol－1 ③1∶3
（2）碳和CO的燃烧热
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