学年度高中化学第1章化学反应与能量转化11化学反应的热效应第3课时反应焓变的计算课时练.docx

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学年度高中化学第1章化学反应与能量转化11化学反应的热效应第3课时反应焓变的计算课时练

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2019-2020学年度高中化学第1章化学反应与能量转化1-1化学反应的热效应第3课时反应焓变的计算课时练

______年______月______日

____________________部门

1．今有如下三个热化学方程式：

H2（g）＋O2（g）===H2O（g）　ΔH＝akJ·mol－1

H2（g）＋O2（g）===H2O（l）　ΔH＝bkJ·mol－1

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝ckJ·mol－1

下列关于它们的表述正确的是（　　）

A．它们都是吸热反应　　B．a、b和c均为正值C．a＝bD．2b＝c

【答案】D

【解析】①根据热化学方程式书写中反应热表示方法的规定即ΔH为“－”表示放热，H2燃烧放出的热量应用负值表示，故A、B不正确；②根据相同物质的反应，聚集状态不同，反应热不同，可判断a≠b，故C错；③根据相同物质的反应，反应热与反应物的物质的量成正比，可判断2b＝c。

2．已知：

Fe2O3（s）＋C（s）===CO2（g）＋2Fe（s）ΔH＝234.1kJ·mol－1

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ·mol－1

则2Fe（s）＋O2（g）===Fe2O3（s）的ΔH是（　　）

A．－824.4kJ·mol－1B．－627.6kJ·mol－1

C．－744.7kJ·mol－1D．－169.4kJ·mol－1

【答案】A

【解析】根据2Fe（s）＋O2（g）===Fe2O3（s），结合已知反应可设计如下转化途径：

反应

（2）×－反应

（1）即得2Fe（s）＋O2（g）===Fe2O3（s），所以根据盖斯定律可知该反应的ΔH＝×（－393.5kJ·mol－1）－234.1kJ·mol－1＝－824.4kJ·mol－1，故选A。

3．氢气（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）燃烧的热化学方程式分别为：

H2（g）＋O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1

CO（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283.0kJ·mol－1

C8H18（l）＋O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）ΔH＝－5518kJ·mol－1

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890.3kJ·mol－1

相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是（　　）

A．H2（g）B．CO（g）

C．C8H18（l）D．CH4（g）

【答案】B

【解析】设各物质的质量都为1g，则H2、CO、C8H18、CH4的物质的量分别是mol、mol、mol、mol，依据方程式可知分别放热为142.9kJ、10.1kJ、48.4kJ、55.6kJ，可见放热最少的是CO。

故选B。

4．已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下（Q1、Q2均为正值）：

H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）＋Q1

H2（g）＋Br2（g）===2HBr（g）＋Q2

有关上述反应的叙述正确的是（双选）（　　）

A．Q1>Q2

B．生成物总能量均高于反应物总能量

C．生成1molHCl气体时放出Q1热量

D．1molHBr（g）具有的能量大于1molHBr（l）具有的能量

【答案】AD

【解析】A项，因为Cl2比Br2活泼，所以Q1>Q2；B项，因为反应为放热反应，所以生成物总能量要低于反应物总能量；C项，生成1molHCl气体时放出热量Q1；D项，因为HBr（g）→HBr（l）为放热反应，所以1molHBr（g）具有的能量大于1molHBr（l）具有的能量。

5．已知H2（g）、C2H4（g）和C2H5OH（l）的燃烧热分别是285.8kJ·mol－1、1411.0kJ·mol－1和1366.8kJ·mol－1，则由C2H4（g）和H2O（l）反应生成C2H5OH（l）的ΔH为（　　）

A．－44.2kJ·mol－1　B．44.2kJ·mol－1

C．－330kJ·mol－1D．330kJ·mol－1

【答案】A

【解析】本题考查ΔH有关计算。

C2H4（g）＋H2O（l）===C2H5OH（l），ΔH＝∑E（反应物燃烧热）－∑E（生成物燃烧热）＝－1411＋0－（－1366.8）＝－44.2（kJ·mol－1），A正确。

注：

H2O（l）燃烧热为0。

6．盖斯定律认为：

不管化学反应是一步完成或分为几步完成，这个过程的热效应是相同的。

已知：

H2O（g）===H2O（l）；ΔH1＝－Q1kJ·mol－1

C2H5OH（g）===C2H5OH（l）；ΔH2＝－Q2kJ·mol－1

C2H5OH（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（g）；ΔH3＝－Q3kJ·mol－1

若使23g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为（kJ）（　　）

A．Q1＋Q2＋Q3B．0.5（Q1＋Q2＋Q3）

C．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3D．1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3

【答案】D

【解析】23g酒精为0.5mol。

此过程可以设计为：

1molC2H5OH（l）发生燃烧生成CO2（g）和H2O（l）的ΔH＝3ΔH1＋ΔH3－ΔH2＝－（3Q1＋Q3－Q2）kJ·mol－1，所以0.5mol酒精燃烧放出热量为（1.5Q1＋0.5Q3－0.5Q2）kJ。

7．已知S（s）===S（g）　ΔH1，S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH2，则S（s）燃烧的热化学方程式为（　　）

A．S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝ΔH2－ΔH1

B．S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝ΔH1－ΔH2

C．S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝ΔH1＋ΔH2

D．1molS（s）燃烧生成1molSO2（g）放出的热量大于1molS（g）燃烧生成1molSO2（g）放出的热量

【答案】C

【解析】将S（s）===S（g）　ΔH1与S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH2等号两侧直接相加得：

S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝ΔH1＋ΔH2；又因为ΔH1>0，ΔH2<0，所以|ΔH|<|ΔH2|，即1molS（s）燃烧生成1molSO2（g）放出的热量小于1molS（g）燃烧生成1molSO2（g）放出的热量，D项错误。

8．已知H2（g）＋Br2（l）===2HBr（g）　ΔH＝－72kJ·mol－1，蒸发1molBr2（l）需要吸收的能量为30kJ，其他相关数据如下表：

H2（g）

Br2（g）

HBr（g）

1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ

436

a

369

则表中a为（　　）

A．404B．260C．230D．200

【答案】D

【解析】本题考查共价键的键能与焓变的关系。

H2（g）＋Br2（l）===2HBr（g）　ΔH＝－72kJ·mol－1①

Br2（l）===Br2（g）　ΔH＝30kJ·mol－1②

①－②得H2（g）＋Br2（g）===2HBr（g）　ΔH＝－102kJ·mol－1

所以：

a＋436－369×2＝－102，得a＝200。

9．常温下，已知：

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】B

【解析】上式减下式整理得：

4Al（s）＋2Fe2O3（s）===2Al2O3（s）＋4Fe（s）　ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于铝热反应为放热反应，故有ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。

10．已知：

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）

ΔH＝－571.6kJ·mol－1

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890kJ·mol－1

现有H2与CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2和H2O（l），若实验测得反应放热为3695kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是（　　）

A．1∶1B．1∶3C．1∶4D．2∶3

【答案】B

【解析】设H2与CH4的物质的量分别是xmol和ymol，则x＋y＝，＋890y＝3695，解得x＝1.25，y＝3.75，故原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是1∶3。

11．根据热化学方程式：

S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝akJ·mol－1（a＝－297.2），分析下列说法中不正确的是（　　）

A．S（s）在O2（g）中燃烧的反应是放热反应

B．S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝bkJ·mol－1，则a

C．1molSO2（g）所具有的能量低于1molS（s）与1molO2（g）所具有的能量之和

D．16g固体硫在空气中充分燃烧，可放出148.6kJ的热量

【答案】B

【解析】从所给热化学方程式分析，ΔH<0，故反应放热；对比可知B项中硫为气态，由S（s）―→S（g）要吸收热量，故等量的S（g）燃烧放出的热量多，ΔH小，即a>b；因为S的燃烧是放热反应，故1molSO2（g）所具有的能量低于1molS（s）和1molO2（g）所具有的能量之和。

12．已知：

2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）ΔH＝571.6kJ·mol－1

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－483.6kJ·mol－1。

当1g液态水变为气态水时，对其热量变化的下列描述：

①放出；②吸收；③2.44kJ；④4.88kJ；⑤88kJ。

其中正确的是（　　）

A．②和⑤B．①和③

C．②和④D．②和③

【答案】D

【解析】2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋571.6kJ·mol－1①

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－483.6kJ·mol－1②

得总反应：

H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44kJ·mol－1

1g液态水变为气态水，要吸收热量kJ＝2.44kJ。

13．由金红石（TiO2）制取单质Ti的反应步骤为：

TiO2―→TiCl4Ti

已知：

①C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ·mol－1

②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）ΔH＝－566.5kJ·mol－1

③TiO2（s）＋2Cl2（g）===TiCl4（s）＋O2（g）ΔH＝－141kJ·mol－1

则④TiO2（g）＋2Cl2（g）＋2C（s）===TiCl4（s）＋2CO（g）的ΔH＝__________。

【答案】－361.5kJ·mol－1

【解析】根据盖斯定律，由③＋①×2－②得④式。

所以：

ΔH＝－141kJ·mol－1＋（－393.5kJ·mol－1）×2－（－566.5kJ·mol－1）＝－361.5kJ·mol－1。

14．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。

化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。

（1）实验测得，1g乙醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出29.7kJ的热量，试写出乙醇燃烧的热化学方程式：

__________________________。

（2）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理论推算。

试依据下列热化学方程式，计算反应2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）的焓变为________________。

①CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH1＝－870.3kJ·mol－1

②C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH2＝－393.5kJ·mol－1

③H2（g）＋O2（g）===H2O（l）ΔH3＝－285.8kJ·mol－1

【答案】

（1）C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH＝－1366.2kJ·mol－1

（2）－488.3kJ·mol－1

【解析】

（2）根据盖斯定律②×2＋③×2－①得：

2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）

ΔH＝2ΔH2＋2ΔH3－ΔH1＝2×（－393.5kJ·mol－1）＋2×（－285.8kJ·mol－1）＋870.3kJ·mol－1＝－488.3kJ·mol－1。

15．20xx年4月，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第八颗北斗导航卫星送入太空预定轨道。

（1）“长征三号甲”三子级使用的燃料是液氢和液氧，下面是298K时，氢气（H2）、碳（C）燃烧的热化学方程式：

H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ/mol

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ/mol

等质量的氢气和碳燃烧时产生的热量的比是__________（保留1位小数）。

（2）已知：

H2（g）===H2（l）　ΔH＝－0.92kJ/mol

O2（g）===O2（l）　ΔH＝－6.84kJ/mol

H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44.0kJ/mol

请写出液氢和液氧反应生成气态水的热化学方程式：

__________________________。

（3）如果此次“长征三号甲”三子级所携带的燃料为45吨，液氢、液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放能量__________kJ（保留3位有效数字）。

【答案】

（1）4.4∶1

（2）H2（l）＋1/2O2（l）===H2O（g）　ΔH＝－237.46kJ/mol（3）5.94×108

【解析】本题主要考查反应热的相关计算及盖斯定律的应用。

（1）注意把质量先转化为物质的量再进行比较计算。

（2）运用盖斯定律，变形并叠加各热化学方程式即可得到所求热化学方程式。

（3）根据

（2）中的反应热数据计算即可。

16．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

P4（s，白磷）＋5O2（g）===P4O10（s）ΔH＝－2983.2kJ·mol－1①

P（s，红磷）＋O2（g）===P4O10（s）ΔH＝－738.5kJ·mol－1②

则白磷转化为红磷的热化学方程式为_____________________________________________。

相同状况下，能量状态较低的是__________；白磷的稳定性比红磷的__________（填“高”或“低”）。

【答案】P4（s，白磷）===4P（s，红磷）ΔH＝－29.2kJ·mol－1　红磷　低

【解析】根据盖斯定律，将①－②×4可得如下热化学方程式：

P4（s，白磷）===4P（s，红磷）　ΔH＝－29.2kJ·mol－1，白磷转化为红磷放热，说明白磷的能量高，红磷的能量低，而能量越低的物质越稳定。