学年鲁科版选修4 第一单元第一节 化学反应的热效应第3课时 作业 1.docx

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学年鲁科版选修4第一单元第一节化学反应的热效应第3课时作业1

第一节化学反应的热效应

第3课时反应焓变的计算

一、选择题

1.已知：

2H2（g）＋O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1

2CH3OH（l）＋3O2（g）=2CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝－1452kJ·mol－1

H＋（aq）＋OH－（aq）=H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1

下列说法正确的是（）

A.H2（g）的燃烧热为571.6kJ·mol－1

B.同质量的H2（g）和CH3OH（l）完全燃烧，H2（g）放出的热量多

C.1/2H2SO4（aq）＋1/2Ba（OH）2（aq）=1/2BaSO4（s）＋H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1

D.3H2（g）＋CO2（g）=CH3OH（l）＋H2O（l）ΔH＝＋135.9kJ·mol－1

2．已知：

Fe2O3（s）＋

C（s）===

CO2（g）＋2Fe（s）ΔH＝＋234.14kJ/mol，

C（s）＋O2（g）===CO2（g）ΔH＝－393.5kJ/mol，

则2Fe（s）＋

O2（g）===Fe2O3（s）的ΔH是（）

A.－824.4kJ/molB.－627.6kJ/mol

C.－744.7kJ/molD.－169.4kJ/mol

3．根据键能数据估算CH4（g）+4F2（g）═CF4（g）+4HF（g）的反应热△H为（）

化学键

C—H

C—F

H—F

F—F

键能/（kJ

mol-1）

414

489

565

155

A.-485kJ

mol-1B.+485kJ

mol-1C.+1940kJ

mol-1D.-1940kJ

mol-1

4．通过以下反应均可获取H2。

下列有关说法正确的是（）

①太阳光催化分解水制氢：

2H2O（l）＝2H2（g）+O2（g）ΔH1=+571.6kJ·mol–1

②焦炭与水反应制氢：

C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g）ΔH2=+131.3kJ·mol–1

③甲烷与水反应制氢：

CH4（g）+H2O（g）＝CO（g）+3H2（g）ΔH3=+206.1kJ·mol–1

A.反应①中电能转化为化学能

B.反应②为放热反应

C.反应③使用催化剂，ΔH3减小

D.反应CH4（g）＝C（s）+2H2（g）的ΔH=+74.8kJ·mol–1

5．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S-F键。

已知：

1molS（s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。

则S（s）＋3F2（g）=SF6（g）的反应热△H为（）

A.-1780kJ/molB.-1220kJ/mol

C.-450kJ/molD.+430kJ/mol

6．已知反应：

①25℃、101kPa时，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221kJ/mol；

②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）ΔH＝－57.3kJ/mol。

下列结论正确的是（）

A.碳的燃烧热ΔH<－110.5kJ/mol

B.①的反应热为221kJ/mol

C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热ΔH＝－（2×57.3）kJ/mol

D.稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1molH2O，放出57.3kJ的热量

7．下列有关热化学方程式及其叙述正确的是（）

A.氢气的燃烧热为285.5kJ·mol－1，则水分解的热化学方程式为2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）ΔH＝＋285.5kJ·mol－1

B.已知2C（石墨，s）＋O2（g）===2CO（g）ΔH＝－221kJ·mol－1，则石墨的燃烧热为110.5kJ·mol－1

C.已知N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）ΔH＝－92.4kJ·mol－1，则在一定条件下将1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4kJ的热量

D.已知乙醇和乙烯的燃烧热分别为1366.8kJ·mol－1和1411.0kJ·mol－1，则乙烯水化制乙醇的热化学方程式为C2H4（g）＋H2O（l）===C2H5OH（l）ΔH＝－44.2kJ·mol－1

8．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）　ΔH12H2S（g）＋SO2（g）===

S2（g）＋2H2O（g）ΔH2

H2S（g）＋

O2（g）===S（g）＋H2O（g）　ΔH32S（g）===S2（g）　ΔH4

则ΔH4的正确表达式为（）

A.ΔH4＝

（3ΔH3－ΔH1－ΔH2）B.ΔH4＝

（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）

C.ΔH4＝

（ΔH1＋ΔH2＋3ΔH3）D.ΔH4＝

（ΔH1－ΔH2－3ΔH3）

9．已知：

2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）ΔH＝－566kJ·mol－1

Na2O2（s）＋CO2（g）=Na2CO3（s）＋1/2O2（g）ΔH＝－266kJ·mol－1

根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是（）

A.CO的标准燃烧热为283kJ

B.下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系

C.2Na2O2（s）＋2CO2（s）=2Na2CO3（s）＋O2（g）ΔH>－532kJ·mol－1

D.CO（g）与Na2O2（s）反应放出549kJ热量时，电子转移数为6.02×1023

10．下列说法正确的是（）

A.H2（g）的燃烧热△H＝-285.8kJ/mol，则2H2O（g）＝2H2（g）＋O2（g）△H＝＋571.6kJ/mol

B.反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为放热反应

C.由石墨比金刚石稳定可知：

c（金刚石，s）＝c（石墨，s）△H＜0

D.已知：

298K时，N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）△H＝-92.0kJ/mol。

在相同温度下，向密闭容器中通入0.5molN2和1.5molH2，达到平衡时放出46.0kJ的热量

11．化学反应A2（g）+B2（g）=2AB（g）ΔH，其能量变化如图所示，下列叙述正确的是（）

A.断裂1molA2和1molB2中的化学键，放出akJ能量

B.ΔH＝+（a-b）kJ·mol－1

C.每生成2个AB分子吸收bkJ热量

D.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

12．已知热化学方程式：

①CO（g）+

O2（g）＝CO2（g）ΔH=--283.0kJ·mol-1

②H2（g）+

O2（g）＝H2O（g）ΔH=--241.8kJ·mol-1

则下列说法正确的是（）

A.H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1

B.H2（g）转变成H2O（g）的化学反应一定要释放能量

C.由反应①、②可知上图所示的热化学方程式为CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）ΔH=-41.2kJ·mol-1

D.根据②推知反应H2（g）+

O2（g）＝H2OΔH＞-241.8kJ·mol-1

13．已知反应：

①H2O（g）===H2O（l）ΔH＝－44kJ·mol－1

②H2（g）＋1/2O2（g）==H2O（g）ΔH＝－241.8kJ·mol－1

若标准状况下2.24L的H2恰好与足量O2反应生成H2O（l），则整个过程放出的热量为（）

A.28.58kJB.24.18kJC.57.16kJD.48.36kJ

14．己知：

（1）Zn（s）+1/2O2（g）=ZnO（s），△H=-350kJ·mol-1，

（2）2Ag（s）+1/2O2（g）=Ag2O（s），△H=-25kJ·mol-1,

则Zn（s）+Ag2O（s）=ZnO（s）+2Ag（s）的△H等于（）

A.-375kJ·mol-1B.-325kJ·mol-1C.+375kJ·mol-1D.+325kJ·mol-1

二、非选择题

15.燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的矛盾话题。

（1）我国北方冬季烧煤供暖所产生的废气是雾霾的主要来源之一。

经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为：

2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H

若①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H1=+180.5kJ·mol－1

②2CO（g）═2C（s）+O2（g）△H2=+221kJ·mol－1

③C（s）+O2（g）═CO2（g）△H3=﹣393.5kJ·mol－1

则△H=kJ·mol－1；

（2）为了提高燃料的利用率，可以将甲醇设计为燃料电池，写出熔融K2CO3做电解质时，甲醇燃料电池的负极反应式：

___________________；该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，这种方法叫做________________。

（3）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可。

写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：

___________________；

（4）机动车的尾气也是雾霾形成的原因之一。

①近几年有人提出在催化剂条件下，利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质。

请写出该过程的化学方程式：

；

②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一。

其中CO传感器的工作原理如上图所示，则对电极的电极反应式为。

16.研究碳及其化合物的相互转化对能源的充分利用、低碳经济有着重要的作用。

⑴已知：

①CH4（g）+H2O（g）

CO（g）+3H2（g）△H1=+206.1kJ·mol－1

②2H2（g）+CO（g）

CH3OH（l）△H2=－128.3kJ·mol－1

③2H2（g）+O2（g）

2H2O（g）△H3=－483.6kJ·mol－1

25℃时，在合适的催化剂作用下，采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为；

⑵利用反应①来制备氢气，为了探究温度、压强对反应①速率、转化率的影响，某同学设计了以下三组对比实验（温度为400℃或500℃，压强为101kPa或404kPa）。

实验序号

温度℃

压强/kPa

CH4初始浓度/mol·L

－1

H2O初始浓度/mol·L－1

1

400

p

3.0

7.0

2

t

101

3.0

7.0

3

400

101

3.0

7.0

①实验2和实验3相比，其平衡常数关系是K2K3（填“＞”、“＜”或“=”）。

②将等物质的量的CH4和水蒸气充入1L恒容密闭容器中，发生上述反应，在400℃下达到平衡，平衡常数K=27，此时容器中CO物质的量为0.10mol，则CH4的转化率为；

⑶科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图1所示。

①“重整系统”发生的反应中n（FeO）:

n（CO2）=6:

1，则FexOy的化学式为______________；

②“热分解系统”中每分解lmolFexOy，转移电子的物质的量为___________；

图1图2

⑷pC类似pH，是指极稀溶液中的溶质浓度的常用负对数值。

若某溶液中溶质的浓度为1×10－3mol·L－1，则该溶液中溶质的pC＝－lg（1×10－3）＝3

。

如图2为25℃时H2CO3溶液的pC－pH图。

请回答下列问题（若离子浓度小于10－5mol/L，可认为该离子不存在）：

①在同一溶液中，H2CO3、HCO3－、CO32－____________（填“能”或“不能”）大量共存。

②求H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1=________________；

③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系

可以抵消少量酸或碱，维持pH=7.4。

当过量的酸进入血液中时，血液缓冲体系中的

最终将_________。

A．变大B．变小C．基本不变D．无法判断

17.乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。

回答下列问题：

（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯（C2H5OSO3H）。

再水解生成乙醇。

写出相应反应的化学方程式；

（2）已知：

甲醇脱水反应2CH3OH（g）＝CH3OCH3（g）＋H2O（g）ΔH1＝－23.9kJ·mol－1

甲醇制烯烃反应2CH3OH（g）＝C2H4（g）＋2H2O（g）ΔH2＝－29.1kJ·mol－1

乙醇异构化反应C2H5OH（g）＝CH3OCH3（g）ΔH3＝+50.7kJ·mol－1

则乙烯气相直接水合反应C2H4（g）＋H2O（g）＝C2H5OH（g）的ΔH＝kJ·mol－1与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是：

。

18.

（1）反应A（g）+B（g）

C（g）+D（g）过程中的能量变化如图所示（E1>0，E2>0），回答下列问题。

①图中该反应是_________反应（填“吸热”、“放热”）。

反应热△H的表达式为__________；

②在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：

E1_________，E2_________（填“增大”、“减小”或“不变”）

（2）丙烷是一种价格低廉的常用燃料，其主要成分是碳和氢两种元素，燃烧后只有二氧化碳和气态水，不会对环境造成污染。

已知1g丙烷完全燃烧放出50.45kJ的热量。

试回答下列问题。

丙烷在室温下燃烧的热化学方程式为_______________；

（3）C3H8（g）→CH4（g）＋HC≡CH（g）＋H2（g）△H1＝+156.6kJ·mol-1；

CH3CH=CH2（g）→CH4（g）+HC≡CH（g）△H2＝+32.4kJ·mol-1。

则相同条件下，反应：

C3H8（g）→CH3CH=CH2（g）＋H2（g）的△H＝kJ·mol-1。

参考答案

1.【答案】B

【解析】试题分析：

A.燃烧热是1mol物质完全燃烧产生稳定的氧化物时所放出的热量，方程式中给出的是2mol的氢气完全燃烧所放出的热量为571.6kJ，A项错误。

B.由方程式可知1gH2燃烧放出热量142.9kJ，1gCH3OH（l）完全燃烧放出热量1452kJ÷32=45.375kJ，则同质量的H2（g）和CH3OH（l）完全燃烧，H2（g）放出的热量多，B项正确；C.在反应1/2H2SO4（aq）＋1/2Ba（OH）2（aq）＝1/2BaSO4（s）＋H2O（l）中除了H+、OH-反应生成水外，还有沉淀产生，放出热量比57.3kJ多，C项错误；D.根据盖斯定律，将（①×3－②）÷2整理可得3H2（g）＋CO2（g）＝CH3OH（l）＋H2O（l）ΔH＝－131.4kJ·mol－1，D项错误；答案选B。

2．【答案】A

【解析】试题分析：

根据盖斯定律，2Fe（s）＋

O2（g）===Fe2O3（s）ΔH=－234.14kJ/mol－393.5kJ/mol×

=－824.4kJ/mol，故A正确。

考点：

本题考查盖斯定律。

3．【答案】D

【解析】△H=反应物总键能—生成物总键能，结合图表中键能数据和反应中化学键的判断进行计算，△H=414kJ/mol

4+155kJ

4-（489kJ/mol

4+565kJ/mol

4）=-1940kJ/mol，故答案选D。

4．【答案】D

【解析】A．太阳光催化分解水制氢，太阳能转化为化学能，没有使用电能，故A错误；B．反应②中△H＞0，为吸热反应，故B错误；C．催化剂不影响反应的焓变，则反应③使用催化剂，△H3不变，故C错误；D．③-②得到CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=（+206.1kJ．mol-l）-（+131.3kJ．mol-1）=+74.8 kJ．mol-1，故D正确；故选D。

5．【答案】B

【解析】1molS和3molF2完全反应生成1molSF6，1molS（s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ,要破坏3molF-F,形成6molS-F,所以

△H=（280+3

160-6

330）kJ/mol=-1220kJ/mol

本题考查的是根据化学键的键能求反应热的计算，△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和。

代入数据时，不必考虑放热还是吸热，代入键能的数值即可，但是要算清分子的数目和分子中化学键的数目。

6．【答案】A

【解析】

A．由反应①可知，1mol碳燃烧生成CO放出的热量为110.5kJ，CO燃烧生成二氧化碳继续放出热量，故1mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5kJ，碳的燃烧热ΔH<－110.5kJ/mol，故A正确；B．反应热包含符号，①的反应热为-221kJ/mol，故B错误；C．稀的强酸、强碱的中和热为△H=-57.3kJ/mol，稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为△H=-57.3kJ/mol，故C错误；D．醋酸是弱电解质，电离需吸收热量，稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出的热量小于57.3kJ，故D错误；答案为A。

7．【答案】D

【解析】

A．氢气的燃烧热为285.5kJ•mol-1，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，则水分解的热化学方程式为：

H2O（l）=H2（g）+

O2（g）；△H=+285.5kJ•mol-1，故A错误；B．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，已知2C（石墨，s）+O2（g）=2CO（g）；△H=-221kJ•mol-1，是的氧化物不稳定，则石墨的燃烧热大于110.5kJ•mol-1，故B错误；C．已知N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）；△H=-92.4kJ•mol-1，反应是可逆反应，则在一定条件下将1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后，放出热量小于92.4kJ，故C错误；D．已知乙醇和乙烯的燃烧热分别为1366.8kJ•mol-1和1411.0kJ•mol-1；①C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.8kJ•mol-1；②C2H4（g）+3O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l）△H=-1411.0kJ•mol-1；则乙烯水化制乙醇的热化学方程式依据盖斯定律②-①得到热化学方程式为：

C2H4（g）+H2O（l）=C2H5OH（l）；△H=-44.2kJ•mol-1，故D正确；故选D。

8．【答案】B

【解析】

根据盖斯定律，不管化学反应是一步完成还是几步完成，其反应热是不变的，给题干中的前三个方程式依次标号为①、②、③，然后进行计算：

（①＋②）×

－③×2=

×（ΔH1＋ΔH2）−2×ΔH3=

（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3），故A项正确。

答案应选A。

9．【答案】C

【解析】

A．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量；已知：

2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol，一氧化碳的燃烧热为283kJ/mol，故A错误；B．由热化学方程式，2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol，可知图象中一氧化碳和氧气物质的量为1mol、

不符合反应物质的物质的量，故B错误；C．固体二氧化碳变化为气体二氧化碳需要吸热，焓变放热是负值，由2Na2O2（s）+2CO2（g）=2Na2CO3（s）+O2（g）△H=-226kJ/mol，所以反应2Na2O2（s）+2CO2（s）=2Na2CO3（s）+O2（g）△H＞-532kJ/mol，故C正确；D．已知：

①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol；②Na2O2（s）+CO2（g）=Na2CO3（s）+

O2（g）△H=-226kJ/mol；依据盖斯定律②×2+①得到：

2Na2O2（s）+2CO（g）=2Na2CO3（s）△H=-1018kJ/mol；即Na2O2（s）+CO（g）=Na2CO3（s）△H=-509kJ/mol；CO（g）与Na2O2（s）反应放出

×509kJ=254.5kJ热量时，反应的一氧化碳物质的量为0.5mol，电子转移数为6.02×1023，故D错误；故选C。

点睛：

考查热化学方程式的计算应用，盖斯定律的应用，燃烧热概念计算分析，热化学方程式的书写方法和计算应用是解题关键，盖斯定律是指化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的；即化学反应热只与其反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关；盖斯定律的基本使用方法：

①写出目标方程式；②确定“过渡物质”（要消去的物质）；③用消元法逐一消去“过渡物质”，平时要多练习，才能熟能生巧。

10．【答案】C

【解析】

A．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=-571.6kJ/mol，则2H2O（l）═2H2（g）+O2（g）△H=+571.6kJ/mol，故A错误；B．反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应，故B错误；C．石墨比金刚石稳定，所以石墨具有的能量低，C（金刚石，s）=C（石墨，s）△H＜0，故C正确；D．向密闭容器中通入0.5 mol N2和1.5 mol H2，达到平衡时放出的热量小于46.0 kJ，故D错误；故选C。

11．【答案】B

【解析】

A．断裂1molA-A键和1molB-B键，吸收akJ能量，故A错误；C．形成化学键放出热量，每生成2molAB放出bkJ热量，故C错误；B．该反应焓变=断裂化学键吸收热量-形成化学键所放出热量，所以焓变为△H=+（a-b）kJ/mol；故B正确；D．反应是吸热反应，依据能量守恒可知，反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，故D错误；故选B。

点睛：

考查反应热量变化的分析判断，图象分析，反应前后的能量守恒应用，化学键的断裂和形成与能量的关系；化学反应A2（g）+B2（g）=2AB（g）的能量变化依据图象分析，结合反应前后能量守恒可知，反应物能量之和小于生成物的能量之和，反应是吸热反应，反应过程中断裂化学键需要吸收能量，形成化学键放出热量。

12．【答案】C

【解析】A、氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成稳定氧化物液态水时放出热量，所以H2的燃烧热要高于241.8kJ•mol-1，故A错误；B、氢气和氧气在点燃的情况下生成水（液态）一定会释放能量，水（液态）气化到气态，则是吸收能量，如果是氢气和氧化铜在高温下发生化学反应则会吸收能量，故B错误；C、化学反应的焓变等于产物和反应物之间的能量差，根据图示知道，该反应是放热的，根据盖斯定律，反应CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）等于①-②，即反应的焓变=-283.0kJ•mol-1+241.8kJ•mol-1=-41.2 kJ•mol-1，故C正确；D、由于气态水变为液态水是一个放热过程，根据②推知反应H2（g）+

O2（g）