2019-2020学年高中化学课时作业3化学反应热的计算含解析 人教版选修4

2019-2020学年高中化学课时作业3化学反应热的计算含解析 人教版选修4

课时作业3　化学反应热的计算 10‎ 基础训练 ‎1．盖斯是热化学的奠基人，他于1840年提出盖斯定律，对这一定律的理解，以下说法不正确的是(　　)‎ A．不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的 B．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 C．可以直接测量任意反应的反应热 D．可以用已经精确测定的反应的热效应来计算难于测量或无法测量的反应的热效应 解析：盖斯定律可以用已经精确测定的反应的热效应来计算难于测量或无法测量的反应的热效应，故C错。‎ 答案：C ‎2．(2019年湖州中学高二上学期期中考试)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，如图甲所示：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。根据上述原理和图乙所示，判断各对应的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：A→F与F→A互为逆反应，则反应热数值相等，符号相反，A正确；根据盖斯定律和能量守恒定律可知，B、C正确。‎ 答案：D ‎3．(2019年武汉一模)已知：‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) 　ΔH1‎ 10‎ ‎3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g) 　ΔH2‎ ‎2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) 　ΔH3‎ ‎2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) 　ΔH4‎ ‎2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　 ΔH5‎ 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)‎ A．ΔH1＜0，ΔH3>0 ‎ B．ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3‎ C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 ‎ D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5‎ 解析：燃烧反应都是放热反应，故ΔH3＜0，A错误；将上述反应分别编号为①②③④⑤，反应⑤是铝热反应，显然是放热反应，ΔH5＜0，将反应④－反应③可得反应⑤，即ΔH5＝ΔH4－ΔH3＜0，B正确，D错误；将反应②＋反应③可得反应3H2(g)＋O2(g)===3H2O(g)，故ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)，C错误。‎ 答案：B ‎4．(2019年厦门质检)已知1 mol红磷转化为1 mol白磷，吸收18.39 kJ热量。‎ ‎①4P(红，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)；ΔH1‎ ‎②P4(白，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)；ΔH2‎ 则ΔH1与ΔH2的关系正确的是(　　)‎ A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1>ΔH2‎ C．ΔH1<ΔH2 D．无法确定 解析：根据题供信息，由反应①减去反应②可得，4P(红，s)===P4(白，s)；ΔH＝ΔH1－ΔH2＝＋18.39 kJ/mol×4＝＋73.56 kJ/mol＞0，故ΔH1>ΔH2，B正确。‎ 答案：B ‎5．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：‎ Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)‎ ΔH＝＋64.39 kJ·mol－1‎ ‎2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)‎ ΔH＝－196.46 kJ·mol－1‎ 10‎ H2(g)＋O2(g)===H2O(l)‎ ΔH＝－285.84 kJ·mol－1‎ 在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热的ΔH等于(　　)‎ A．－417.91 kJ·mol－1 B.－319.68 kJ·mol－1‎ C．＋546.69 kJ·mol－1 D.－448.46 kJ·mol－1‎ 解析： 将已知热化学方程式依次编号为①②③，则①＋×②＋③得：Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)===2H2O(l)＋Cu2＋(aq) ΔH＝－319.68 kJ·mol－1。‎ 答案：B ‎6．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：根据盖斯定律，由第一个反应×＋第二个反应×－第三个反应×2可得第四个反应，则ΔH4＝ΔH1×＋ΔH2×－ΔH3×2＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。‎ 答案：A ‎7．(2019年福建省三明市第一中学高二月考 )‎ 已知①H2O(g)===H2O(l) ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1‎ ‎②CH3OH(g)===CH3OH(l) ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1‎ ‎③2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1‎ 10‎ ‎(Q1、Q2、Q3 均大于 0)，若要使 32 g 液态甲醇完全燃烧，最后恢复到室温，放出的热量为(单位：kJ)(　　)‎ A．Q1＋Q2＋Q3 B．0.5 Q3－Q2＋2Q1‎ C．0.5 Q3＋ Q2－2Q1 D．0.5(Q1＋Q2＋Q3)‎ 解析：根据③－2×②＋4×①得出：2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝ΔH3－2ΔH2＋4ΔH1＝－Q3＋2Q2－4Q1 kJ·mol－1，若32 g液态甲醇完全燃烧，放出热量为0.5Q3－Q2＋2Q1 kJ，故选项B正确。‎ 答案：B ‎8．(2019年甘肃省宁县二中高二期中)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式：‎ ‎①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)‎ ΔH＝－24.8 kJ/mol ‎②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)‎ ΔH＝ － 47.2 kJ/mol ‎③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)‎ ΔH＝＋640.5 kJ/mol 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式________________________(有推导过程)‎ 解析：CO气体还原FeO固体生成Fe固体和CO2气体的化学方程式为：CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)；应用盖斯定律，消去Fe2O3(s)、Fe3O4(s)，将[①×3－②－③×2]÷6＝×①－×②－×③得，CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g) 　ΔH＝(－24.8 kJ/mol×3＋47.2 kJ/mol－640.5 kJ/mol×2)÷6≈－218.0 kJ/mol，CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式为CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g) 　ΔH＝－218.0 kJ/mol。‎ 答案：CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　‎ ΔH＝－218.0 kJ/mol 提高训练 ‎9．100 g C不完全燃烧所得产物中，CO占体积的1/3，CO2为2/3，且：‎ 10‎ CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)；ΔH＝－282.57 kJ/mol　‎ C(s)＋O2(g)===CO2(g)；‎ ΔH＝－110.35 kJ/mol 与这些C完全燃烧相比，损失的热量为(　　)‎ A．39.292 kJ B．3 274.3 kJ C．784.92 kJ D．2 489.4 kJ 解析：C不完全燃烧生成CO2和CO，与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是由生成CO引起的，即因为这部分CO没有继续燃烧生成CO2，所以损失的热量应该等于CO继续燃烧生成CO2放出的热量。‎ 答案：C ‎10．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol－1 、1 411.0 kJ·mol－1和1 366.8 kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为(　　)‎ A．—44.2 kJ·mol－1 B．＋44.2 kJ·mol－1‎ C．—330 kJ·mol－1 D．＋330 kJ·mol－1‎ 解析：已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是1 411.0 kJ/mol和1 366.8 kJ/mol，则有：①C2H4(g)＋3O2(g)===2H2O(l)＋2CO2(g)　ΔH＝－1 411.0 kJ/mol；②C2H5OH(l)＋3O2(g)===3H2O(l)＋2CO2(g)　ΔH＝－1 366.8 kJ/mol；根据盖斯定律 ①－②可得：C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)　ΔH＝－44.2 kJ/mol，故选A。‎ 答案：A ‎11．(2019年北京市第二中学高三期中)灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体，已知：‎ ‎①Sn(s、白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) 　ΔH1‎ ‎②Sn(s、灰)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g) 　ΔH2‎ ‎③Sn(s、灰) Sn(s、白)　ΔH3＝＋2.1 kJ/mol；‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．ΔH1＞ΔH2 ‎ B．锡在常温下以灰锡状态存在 C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应 D．锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中，会自行毁坏 10‎ 解析：根据③：Sn(s，灰) Sn(s，白)　ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1，则②－①＝③，所以ΔH2－ΔH1＝ΔH3＞0，所以ΔH1＜ΔH2，故A错误；根据③：Sn(s，灰) Sn(s，白)，当温度>13.2℃时，灰锡转化为白锡，则锡在常温下以白锡状态存在，故B错误；根据ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1，焓变大于0，所以灰锡转为白锡的反应是吸热反应，故C错误；根据③：Sn(s，灰) Sn(s，白)　ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1，当温度<13.2℃时，会自行毁坏，故D正确。‎ 答案：D ‎12．(1)(2018年高考·浙江卷)氢卤酸的能量关系如图所示：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1<0‎ B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小 C．相同条件下，HCl的(ΔH3＋ΔH4)比HI的大 D．一定条件下，气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝a kJ·mol－1‎ ‎(2)(2016年高考·课标全国卷Ⅲ节选)已知下列反应：‎ SO2(g)＋2OH－ (aq)===SO32－(aq)＋H2O(l) 　ΔH1‎ ClO－ (aq)＋SO32－(aq)===SO42－(aq)＋Cl－(aq) 　ΔH2‎ CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO42－(aq) 　ΔH3‎ 则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－ (aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－ (aq)的ΔH＝______________________。‎ 解析：(1)由题图知，HF的ΔH1为HF从溶液到气体所吸收的能量，则ΔH1>0，A项错误；Cl的非金属性比Br强，故稳定性：HCl>HBr，则HCl的ΔH2更大，B项错误；相同条件下，二者的(ΔH3＋ΔH4)相同，C项错误；D项正确。‎ 10‎ ‎(2)设三个反应依次是a、b、c，根据盖斯定律，由a＋b－c得：SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq) 　ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。‎ 答案：(1)D ‎(2)ΔH1＋ΔH2－ΔH3‎ ‎13．(2019年甘肃省临泽县第一中学高二期中 )丙烷燃烧可以通过以下两种途径：‎ 途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) 　‎ ΔH1＝－a kJ·mol－1‎ 途径Ⅱ：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)‎ ΔH2＝＋b kJ·mol－1‎ ‎2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)‎ ‎ ΔH3＝－c kJ·mol－1‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)‎ ΔH4＝－d kJ·mol－1(a、b、c、d均为正值)‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径Ⅰ放出的热量________(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。‎ ‎(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应中，反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物，因此其反应条件是________。‎ ‎(3)b与a、c、d的数学关系式是________。‎ 解析：(1)根据盖斯定律，煤作为燃料不管是一步完成还是分两步完成，反应物和产物的焓值是一定的，所以两途径的焓变值一样，放出的热量一样。‎ ‎(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g) 　ΔH2＝＋b kJ·mol－1)的反应中ΔH＞0，该反应是吸热反应，所以反应物具有的总能量小于生成物的总能量，需要吸收能量，反应条件是加热。‎ ‎(3)途径Ⅰ：①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol－1。‎ 途径Ⅱ：②C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　‎ ΔH＝＋b kJ·mol－1。‎ ‎③2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　‎ ΔH＝－c kJ·mol－1。‎ 10‎ ‎④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　‎ ΔH＝－d kJ·mol－1。‎ 反应①＝反应②＋反应③×＋反应④×，‎ 所以－a＝b＋(－c－d)，所以2b＝－2a＋(c＋d)。‎ 答案：(1)等于 ‎(2)小于　吸收　加热 ‎(3)2b＝c＋d－2a ‎14．(2019年甘肃省平凉市静宁县第一中学高三模拟)碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：‎ ‎(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：ΔH＝＋88.6 kJ·mol－1, 则M与N较稳定的是________。‎ ‎(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为726.5 kJ·mol－1，CH3OH(l) ＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－a kJ·mol－1，则a________726.5(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式：________________________________________________________________________ ‎ ‎(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为________。‎ ‎(5)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是a kJ、b kJ、c kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(6)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。‎ ‎①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) 　‎ 10‎ ΔH1＝a kJ·mol－1‎ ‎②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)‎ ‎ 　ΔH2＝b kJ·mol－1‎ ‎③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)‎ ‎ 　ΔH3＝c kJ·mol－1‎ ‎④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)‎ ‎ ΔH4＝d kJ·mol－1‎ 则反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝______________________________________。(用含a，b，c，d的式子表示)‎ 解析：( 1)ΔH＝＋88.6 kJ/mol>0，为吸热反应，能量越低越稳定，则M与N较稳定的是M。(2)H2O(g)→H2O(l)过程中放热，则a<726.5。(3)根据热化学方程式的书写规则，此热化学方程式为：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g) ΔH ＝－290 kJ·mol－1。(4)由热化学方程式4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s) 　ΔH＝－1 176 kJ·mol－1得，4 mol铝反应放出1 176 kJ热量，反应中铝化合价由0升高到＋3，失去12 mol电子，所以每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ/12＝98 kJ。(5)在反应N2＋3H2===2NH3中，断裂3 mol H—H键，1 mol N≡N键共吸收的能量为：3×a＋c＝3a＋c kJ，生成2 mol NH3，共形成6 mol N—H键，放出的能量为：6×b kJ，该反应吸收的热量为：3a＋c－6bkJ，故热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH ＝ (3a＋c－6b) kJ·mol－1。(6)结合盖斯定律，找出反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)可以由2×②＋2×③＋④得到，则ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1。‎ 答案：(1)M　(2)< ‎ ‎(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)‎ ‎ 　ΔH ＝－290 kJ·mol－1‎ ‎(4)98 kJ ‎ ‎(5)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ‎ ‎ 　ΔH ＝(3a＋c－6b) kJ·mol－1‎ ‎(6)(2b＋2c＋d) kJ·mol－1‎ 探究创新 ‎15．废物回收利用可实现资源再生，并减少污染。如废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末，废旧玻璃也可回收再生。‎ 10‎ ‎(1)下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是________(填字母)。‎ A．热裂解形成燃油 B．露天焚烧 C．作为有机复合建筑材料的原料 D．直接填埋 ‎(2)氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。已知25 ℃时：‎ ‎①HF(aq)＋OH－(aq)===F－(aq)＋H2O(l)‎ ΔH＝－67.7 kJ·mol－1‎ ‎②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)‎ ΔH＝－57.3 kJ·mol－1‎ 则表示氢氟酸电离的热化学方程式为：____________________________，可见氢氟酸的电离是________的(填“吸热”或“放热”)。‎ 解析：(2)由①－②可得 HF(aq)===H＋(aq)＋F－(aq)‎ ΔH＝－10.4 kJ·mol－1，因ΔH＜0，可见氢氟酸的电离是放热的。‎ 答案：(1)BD ‎(2)HF(aq)===H＋(aq)＋F－(aq)‎ ΔH＝－10.4 kJ·mol－1　放热 10‎ 11‎