2020届一轮复习鲁科版化学反应的热效应作业

2020届一轮复习鲁科版化学反应的热效应作业

化学反应的热效应 ‎1．室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol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>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3‎ C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3‎ 解析　1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH1＞0，1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1 mol CuSO4(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．在1 200 ℃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)‎ 解析　②式中含有S2(g)、③式中含有S(g)，根据盖斯定律可知，②×－③×2得2S(g)＋SO2(g)＋H2O(g)===H2S(g)＋S2(g)＋O2(g)，然后再加①×得2S(g)‎ ‎===S2(g)，所以ΔH4＝ΔH2×＋ΔH1×－ΔH3×2。‎ 答案　A ‎3．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＝x kJ·mol－1‎ 已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1‎ S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1‎ ‎2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1，则x为(　　)‎ A．3a＋b－c B．c－3a－b C．a＋b－c D．c－a－b 解析　由碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1，得①C(s) ＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1，将另外两个热化学方程式进行编号：②S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1，③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1，运用盖斯定律，目标反应可由①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。‎ 答案　A ‎4．已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·mol－1‎ ‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol－1‎ H—H、O===O和O—H键的键能分别为436、496和462 kJ·mol－1，则a为 (　　)‎ A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130 ‎ 解析　本题考查盖斯定律的应用和反应热的计算，意在考查学生分析问题的能力和反应热的计算能力。将题中给出的两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律由①×2－②可得：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋(2a＋220) kJ·mol－1，则有：4×462 kJ·mol－1－2×436 kJ·mol－1－496 kJ·mol－1＝(2a＋220) kJ·mol－1，解得a＝130，故选项D正确。‎ 答案　D ‎5．(1)已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ。‎ ‎(2)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 mol N2，其ΔH＝ kJ·mol－1。‎ ‎(3)已知：乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：‎ 化学键 C—H C—C C===C H—H 键能/kJ·mol－1‎ ‎412‎ ‎348‎ ‎612‎ ‎436‎ 计算上述反应的ΔH＝ kJ·mol－1。‎ ‎(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是 。‎ ‎(5)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)　ΔH＝－313 kJ·mol－1，F—F键的键能为159 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol－1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为 kJ·mol－1。‎ 解析　(1)形成1 mol H2(g)和1 mol I2(g)共放出436 kJ＋151 kJ＝587 kJ能量，设断裂2 mol HI(g)中化学键吸收2a kJ能量，则有2a－587＝11，得a＝299 kJ。[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1＋151 kJ·mol－1＝598 kJ·mol－1，则E(H—I)＝299 kJ·mol－1]。(2)根据题给的能量变化图像可知，由N2O与NO反应生成氮气和二氧化氮的反应热为(209－348) kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1。(3)设“”部分的化学键键能为a kJ·mol－1，则ΔH＝(a＋348＋412×5) kJ·mol－1－(a＋612＋412×3＋436) kJ·mol－1＝124 kJ·mol－1。(4)由于0.1 mol NaBH4放出21.6 kJ的热量，所以1 mol NaBH4反应放出216 kJ的热量，正确的热化学方程式为NaBH4(s)＋2H2O(l) ===NaBO2(s )＋4H2(g) 　ΔH＝－216‎ ‎ kJ/mol。(5)根据ΔH与键能的关系反应的焓变ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和，可得：242 kJ·mol－1＋159 kJ·mol－1×3－ECl－F×6＝－313 kJ·mol－1，解得Cl－F键的平均键能为ECl－F＝172 kJ·mol－1‎ 答案　(1)299　(2)－139　(3)124‎ ‎(4)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s )＋4H2(g)　‎ ΔH＝－216 kJ/mol　(5)172‎ ‎6．(1)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。‎ 传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。‎ 其中，反应①为2HCl(g) ＋ CuO(s) H2O(g)＋CuCl2(s)　ΔH1‎ 反应②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为 ，‎ ‎(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。‎ ‎(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：‎ 已知反应①中相关的化学键键能数据如下：‎ 化学键 H—H C—O H—O C—H E/(kJ·mol－1)‎ ‎436‎ ‎343‎ ‎1 076‎ ‎465‎ ‎413‎ 由此计算ΔH1＝ kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝ kJ·mol－1。‎ ‎(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为 。已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165 kJ·mol－1‎ CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1‎ ‎(4)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：‎ NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)‎ ΔH＝－200.9 kJ·mol－1‎ NO(g)＋O2(g)===NO2(g)‎ ΔH＝－58.2 kJ·mol－1‎ SO2(g)＋O3(g)===SO3(g)＋O2(g)‎ ΔH＝－241.6 kJ·mol－1‎ 反应3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)的ΔH＝ kJ·mol－1。‎ ‎(5)已知：‎ ‎①Fe2O3(s)＋3C(s)===2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝＋494 kJ·mol－1‎ ‎②CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol－1‎ ‎③C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110 kJ·mol－1‎ 则反应Fe2O3(s)＋3C(s)＋O2(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH＝ kJ·mol－1。理论上反应 放出的热量足以供给反应 所需要的热量(填上述方程式序号)。‎ 解析　(1)根据题中催化循环图示得出：CuCl2(s)＋O2(g) CuO(s)＋Cl2(g)　ΔH2，然后利用盖斯定律将两个热化学方程式相加即可得出2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2。(2)根据反应①，ΔH1＝E(CO)＋2E(H—H)－3E(C—H)＋E(C—O)＋E(H—O)＝1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－3×413 kJ·mol－1＋343 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1＝ －99 kJ·mol－1；根据盖斯定律，②－①可得反应③，ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝－58 kJ·mol－1－(－99 kJ·mol－1)＝＋41 kJ·mol－1。(3)CO、H2合成CH4的反应为CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH，将已知的两个热化学方程式依次编号为①、②，②－①即得所求的反应，根据盖斯定律有：ΔH＝－41 kJ·mol－1－(＋165 kJ·mol－1)＝－206 kJ·mol－1。(4)对所给的三个热化学方程式由上到下依次标记为①、②、③，由反应 ‎①和②可知O2是中间产物，①＋②×2消去O2，可得目标反应的ΔH＝－200.9 kJ·mol－1＋(－58.2 kJ·mol－1)×2＝－317.3 kJ·mol－1。(5)由题中已知的三个热化学方程式：‎ ‎①Fe2O3(s)＋3C(s)===2Fe(s)＋3CO(g)‎ ΔH＝＋494 kJ·mol－1‎ ‎②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)‎ ΔH＝－283 kJ·mol－1‎ ‎③C(s)＋O2(g)===CO(g)‎ ΔH＝－110 kJ·mol－1‎ 根据盖斯定律：①＋②×3得反应：Fe2O3(s)＋3C(s)＋O2(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)的ΔH＝－355 kJ·mol－1。理论上反应②③放出的热量足以供给反应①所需的热量。‎ 答案　(1)2HCl(g)＋O2(g) H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2　　(2)－99　＋41　(3)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－206 kJ·mol－1‎ ‎(4)－317.3　(5)－355　②③　①‎