鲁科版高中化学 热化学方程式盖斯定律及有关计算名师精编单元测试.docx
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鲁科版高中化学热化学方程式盖斯定律及有关计算名师精编单元测试
课练21 热化学方程式、盖斯定律及有关计算
1.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )
A.任何化学反应的反应热都可直接测定
B.利用盖斯定律,可计算某些反应的反应热
C.化学反应的反应热与化学反应的始态有关,与终态无关
D.一个化学反应中,经过的步骤越多,放出的热量就越多
2.已知反应CH3CHO(g)+aO2(g)===X+bH2O(l) ΔH,X为下列何种物质时ΔH最小( )
A.CH3COOH(l)B.CH3COOH(g)
C.CO(g)D.CO2(g)
3.航天燃料从液态变为固态,是一项重要的技术突破。
铍是高效率的火箭材料,燃烧时能放出巨大的能量,已知1kg金属铍完全燃烧放出的热量为62700kJ。
则铍燃烧的热化学方程式是( )
A.Be+
O2===BeO ΔH=-564.3kJ·mol-1
B.Be(s)+
O2===BeO(s) ΔH=+564.3kJ·mol-1
C.Be(s)+
O2===BeO(s) ΔH=-564.3kJ·mol-1
D.Be(s)+
O2===BeO(g) ΔH=-564.3kJ·mol-1
4.X、Y、Z、W有如图所示的转化关系,已知焓变:
ΔH=ΔH1+ΔH2,则X、Y可能是( )
①C、CO ②AlCl3、Al(OH)3 ③Fe、Fe(NO3)2
④Na2CO3、NaHCO3
A.①②③④B.①②
C.③④D.①②③
5.已知C(s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH1=+172kJ·mol-1 ①
CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH2=+206kJ·mol-1 ②
CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) ΔH3=+165kJ·mol-1 ③
则反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)的ΔH为( )
A.+131kJ·mol-1B.-131kJ·mol-1
C.+262kJ·mol-1D.-262kJ·mol-1
6.25℃、101kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是-393.5kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1、-890.3kJ·mol-1、-2800kJ·mol-1。
则下列热化学方程式正确的是( )
A.C(s)+
O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+571.6kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1
D.
C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1400kJ·mol-1
7.2CO(g)+4H2(g)===2CH4(g)+O2(g) ΔH=+71kJ·mol-1 ①
CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-90.5kJ·mol-1 ②
已知甲烷的燃烧热为890kJ·mol-1,则甲醇的燃烧热ΔH为( )
A.-1528kJ·mol-1B.-764kJ·mol-1
C.-382kJ·mol-1D.无法计算
8.环境问题是一个全球性热点问题,引起环境问题的常见气体有CO2、NOx、SOx等。
对这些气体加以利用既能解决对环境的伤害,又解决了部分能源危机问题。
(1)二氧化碳导致的环境问题是____________________,目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与H2反应合成CH3OH,该反应的化学方程式为____________________________。
(2)在高温下CO可将SO2还原为单质硫。
已知:
CO的燃烧热为-283.0kJ·mol-1;O2(g)+S(s)===SO2(g) ΔH=-296.0kJ·mol-1。
则CO与SO2反应生成单质硫的热化学方程式为____________。
(3)CH4在催化条件下可以将NO2还原为N2。
已知:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-889.6kJ·mol-1;
②N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7kJ·mol-1。
则CH4还原1molNO2生成水蒸气和氮气时,转移电子的物质的量是________,放出的热量是________。
9.根据题意回答问题:
(1)已知H2S转化为SO
的反应历程如图所示:
则1molH2S(g)全部被氧化成SO
(aq)的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)除去H2中微量CO的做法是在混合气体中通入少量SO2,其原理如图所示:
不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是________________________________________________________________________。
反应SO2(g)+2CO(g)===S(s)+2CO2(g)的ΔH=________。
10.化学反应中的能量变化在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用。
(1)燃料的燃烧会释放热量,可燃性气体与空气混合点燃可能会爆炸,故点燃可燃性气体前应先____________________。
(2)已知在101kPa时,CO的燃烧热为-283kJ·mol-1,CH4的燃烧热为-890kJ·mol-1。
①写出CO燃烧的热化学方程式:
________________________________________________________________________。
②1molCO与CH4的混合气体充分燃烧后释放的热量为435kJ,则CO和CH4的体积比为________。
(3)火箭的二级燃料主要使用液态氢,已知:
H2(g)===H2(l) ΔH=-0.92kJ·mol-1
H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.00kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.80kJ·mol-1
请写出液态氢在氧气中燃烧生成气态水的热化学方程式:
____________________________________。
(4)下图是一种获得氢能源最经济的循环体系,它类似于生物的光合作用,由于太阳能和水是用之不竭的,而且价格低廉。
现在急需解决的是________________________。
碱式氢氧燃料电池的电解质是碱,其正极反应表示为____________________。
1.(2014·新课标全国卷Ⅱ)室温下,将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为:
CuSO4·5H2O(s)
CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。
则下列判断正确的是( )
A.ΔH2>ΔH3B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
2.(2013·新课标全国卷Ⅱ)在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
H2S(g)+
O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)===
S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+
O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A.ΔH4=
(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
B.ΔH4=
(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=
(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
D.ΔH4=
(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
3.(2015·重庆卷)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:
S(s)+2KNO3(s)+3C(s)===K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=xkJ·mol-1
已知碳的燃烧热ΔH1=akJ·mol-1
S(s)+2K(s)===K2S(s) ΔH2=bkJ·mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3=ckJ·mol-1
则x为( )
A.3a+b-cB.c-3a-b
C.a+b-cD.c-a-b
4.(2014·重庆卷)已知:
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=akJ·mol-1
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220kJ·mol-1
H—H、OO和O—H键的键能分别为436kJ·mol-1、496kJ·mol-1和462kJ·mol-1,则a为( )
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
5.(2014·江苏卷)已知:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1>0,ΔH3<0B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
6.(2015·高考组合题)
(1)已知25℃,101kPa时:
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH=-1648kJ·mol-1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393kJ·mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)===2FeCO3(s) ΔH=-1480kJ·mol-1
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)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
回答下列问题:
化学键
H—H
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。
7.(2017·宣武质检)下列说法正确的是( )
A.1gH2和4gO2反应放出71.45kJ热量,则氢气的燃烧热为142.9kJ·mol-1
B.在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O
(1) ΔH=-57.3kJ·mol-1,若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的氢氧化钠溶液混合,放出的热量大于57.3kJ
C.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=[2×(-57.3)]kJ·mol-1
D.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
8.(2017·石家庄一模)根据如图关系(图中计量单位为mol)计算2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g)的ΔH为( )
A.(a+b-c-d)kJ·mol-1B.(c+a-d-b)kJ·mol-1
C.(c+d-a-b)kJ·mol-1D.(c+d-a-b)kJ·mol-1
9.(2017·东城期末)N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.反应生成1molN2时转移4mole-
B.反应物能量之和大于生成物能量之和
C.N2O(g)+NO(g)===N2(g)+NO2(g) ΔH=-139kJ·mol-1
D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
10.(2017·大连一模)下表中根据已知条件得出的结论合理的是( )
11.(2017·开封模拟)一定条件下,发生反应:
①M(s)+N(g)R(g) ΔH=-Q1kJ·mol-1
②2R(g)+N(g)2T(g) ΔH=-Q2kJ·mol-1(已知Q1、Q2、Q3均为正值)
下列说法正确的是( )
A.1molR(g)的能量总和大于1molM(s)与1molN(g)的能量总和
B.将2molR(g)与1molN(g)在一定条件下充分反应,放出热量Q2kJ
C.当1molM(s)完全转化为T(g)时(假定无热量损失),放出热量
kJ
D.M(g)+N(g)R(g) ΔH=-Q3kJ·mol-1,则Q312.(2017·长沙模拟)已知下列反应的热化学方程式为:
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1;
②CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-870.3kJ·mol-1;
③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3=-285.8kJ·mol-1
则2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热(焓变)为( )
A.488.3kJ·mol-1B.-488.3kJ·mol-1
C.-244.15kJ·mol-1D.244.15kJ·mol-1
13.(2017·朝阳一模)表中列出了25℃、101kPa时一些物质的燃烧热数据:
物质
C2H6
C2H4
H2
燃烧热/(kJ·mol-1)
1559.8
1411.0
285.8
已知键能:
C—C 345.6kJ·mol-1、C—H413.4kJ·mol-1、H—H436.0kJ·mol-1。
下列叙述正确的是( )
A.C===C键键能为599.4kJ·mol-1
B.C—C键键长小于H—H键
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6kJ·mol-1
D.C2H6(g)===C2H4(g)+H2(g) ΔH=-137.0kJ·mol-1
课练21 热化学方程式、
盖斯定律及有关计算基础练
1.解析 根据盖斯定律,一个反应一步完成或几步完成,只要始态和终态相同,则放出的热量是相同的。
答案 B
2.解析 CH3CHO(g)完全被氧化时放出的热量最多,ΔH最小,D项正确。
答案 D
3.解析 A项,没有注明各物质的聚集状态,错误;B项,铍的燃烧反应是放热反应,ΔH是负值,错误;D项,生成的BeO应是固态,错误。
答案 C
4.解析
答案 A
5.解析 根据盖斯定律,所求反应的ΔH=ΔH1+ΔH3-ΔH2=+131kJ·mol-1,应选A。
答案 A
6.解析 A项应生成二氧化碳;B项应该是放热;C项应生成液态水。
答案 D
7.解析 2CO(g)+4H2(g)===2CH4(g)+O2(g) ΔH=+71kJ·mol-1 ①
CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=-90.5kJ·mol-1 ②
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1 ③
根据盖斯定律,(③×2+①/2得:
CO(g)+2H2(g)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-854.5kJ·mol-1 ④,④-②得甲醇的燃烧热ΔH=-764kJ·mol-1。
答案 B
8.答案
(1)温室效应 CO2+3H2===CH3OH+H2O
(2)2CO(g)+SO2(g)===S(s)+2CO2(g)
ΔH=-270kJ·mol-1
(3)4mol 478.65kJ
9.解析
(1)第一步反应为H2S(g)+0.5O2(g)===S(s)+H2O(g) ΔH=-221.19kJ·mol-1,第二步反应为S(s)+1.5O2(g)+H2O(g)===SO
(aq)+2H+(aq) ΔH=-585.20kJ·mol-1,两式相加得所求热化学方程式。
(2)第一步反应为CO(g)+0.5O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1,第二步反应为S(s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH=-296.0kJ·mol-1,第一步反应×2-第二步反应即得所求热化学方程式。
答案
(1)H2S(g)+2O2(g)===SO
(aq)+2H+(aq) ΔH=-806.39kJ·mol-1
(2)O2与CO混合反应发生爆炸 ②-270kJ·mol-1
10.答案
(1)验纯
(2)①2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1
②3∶1
(3)2H2(l)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-481.76kJ·mol-1
(4)寻找合适的光分解催化剂 O2+4e-+2H2O===4OH-
加餐练
1.解析 1molCuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,为吸热反应,故ΔH1>0,1molCuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,为放热反应,故ΔH2<0,1molCuSO4·5H2O(s)溶于水可以分为两个过程,先分解成1molCuSO4(s)和5mol水,然后1molCuSO4(s)再溶于水,CuSO4·5H2O的分解为吸热反应,即ΔH3>0,根据盖斯定律得到关系式ΔH1=ΔH2+ΔH3,分析得到答案:
ΔH1<ΔH3。
答案 B
2.解析 本题考查盖斯定律。
将反应依次编定为①、②、③、④,④为目标反应,④中反应物为2S(g),则需将③×2,添“-”;④中产物为S2(g),则需将②×
,再将叠加式中多余的H2S、SO2等除去,需将①×
,叠加规则为:
①×
+②×
-③×2,根据盖斯定律得:
ΔH4=
(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。
答案 A
3.解析 由碳的燃烧热知C(s)+O2===CO2(g) ΔH1=akJ·mol-1,将已知两方程式依次标为②③,由盖斯定律知,由①×3+②-③可得目标热化学方程式,所以ΔH=3ΔH1+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c。
答案 A
4.解析 根据盖斯定律和焓变与键能的关系,解得a=+130。
答案 D
5.解析 A项,C(s)、CO(g)在O2(g)中燃烧生成CO2,均为放热反应,则有ΔH1<0、ΔH3<0,错误;B项,CO2(g)与C(s)在高温条件下反应生成CO(g),该反应为吸热反应,则有ΔH2>0;Fe(s)与O2(g)反应生成Fe2O3(s)为放热反应,则有ΔH4<0,错误;C项,将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,根据盖斯定律,由②+③可得①,则有ΔH1=ΔH2+ΔH3,正确。
D项,将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,根据盖斯定律,由③×3-⑤×2可得④,则有ΔH4=3ΔH3-2ΔH5,错误。
答案 C
6.解析
(1)将所给热化学方程式标号:
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH=-1648kJ·mol-1 ①
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393kJ·mol-1 ②
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)===2FeCO3(s) ΔH=-1480kJ·mol-1 ③
根据盖斯定律:
①+②×4-③×2得:
4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g),则ΔH=-1648kJ·mol-1-393kJ·mol-1×4+1480kJ·mol-1×2=-260kJ·mol-1。
(2)ΔH1=反应物的总键能-生成物的总键能=1076kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1-(3×413kJ·mol-1+343kJ·mol-1+465kJ·mol-1)=-99kJ·mol-1。
因③=②-①,故ΔH3=ΔH2-ΔH1=+41kJ·mol-1
答案
(1)4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260kJ·mol-1
(2)-99 +41
7.解析 1gH2和4gO2反应时,氧气量不足,应按O2的量计算,即氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1,A错误;浓硫酸溶于水时放热,B正确;反应中生成微溶物CaSO4,C错误;燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧时生成稳定的氧化物所放出的热量,生成的水应为液态,D错误。
答案 B
8.解析 由图中转化可知,断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,2NO(g)+2H2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=(a+b-c-d)kJ·mol-1。
答案 A
9.解析 该反应的化学方程式为N2O+NO===N2+NO2,根据图示,NO被氧化为NO2,N2O被还原为N2,反应中转移的电子数为2e-,A错。
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=反应物的键能之和-生成物的键能之和=-139kJ·mol-1,故B、C、D均正确。
答案 A
10.解析 A选项燃烧热对应的水的状态为液态;B选项能量越高越不稳定,石墨稳定;C选项热化学方程式中没有注明是稀溶液;D选项完全燃烧放出的热量多,要注意ΔH中含有“-”号。
答案 D
11.解析 A项,因为反应①是放热反应,故反应物的总能量大于生成物的总能量;B项,反应②为可逆反应,2molR(g)与1molN(g)充分反应不可能生成2molT(g);C项,由盖斯定律得:
2M(s)+3N(g)2T(g) ΔH=-(2Q1+Q2)kJ·mol-1,所以1molM(s)完全转化为T(g)时,放出热量为
kJ;D项,M(g)参与反应比M(s)参与反应放出的热量多,所以Q3>Q1。
答案 C
12.解析 由盖斯定律得该反应的反应热ΔH=①×2+③×2-②=(-393.5kJ·mol-1)×2+(-285.8kJ·mol-1)×2-(-870.3kJ·mol-1)=-488.3kJ·mol-1。
答案 B
13.解析 表示乙烷燃烧热的热化学方程式:
①C2H6(g)+7/2O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1559.8kJ·mol-1,
表示乙烯燃烧热的热化学方程式:
②C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-1411.0kJ·mol-1
表示氢气燃烧热的热化学方程式:
③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1
根据盖斯定律:
①-②-③得:
C2H6(g)===C2H4(g)+H2(g) ΔH=+137.0kJ·mol-1,即6×413.4kJ·mol-1+345.6kJ·mol-1-[E(C===C)+4×4