人教版高中化学选修4练习：第一章第三节化学反应热的计算含答案

人教版高中化学选修4练习：第一章第三节化学反应热的计算含答案

第一章 化学反应与能量 第三节 化学反应热的计算 ‎1．在298 K时下述反应的有关数据：‎ C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1＝－110.5 kJ·mol－1‎ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1‎ 则C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH为(　　)‎ A．＋283.5 kJ·mol－1 B．＋172.5 kJ·mol－1‎ C．－172.5 kJ·mol－1 D．－504 kJ·mol－1‎ 解析：由已知热化学方程式可得：‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)‎ ΔH＝2ΔH1＝－221 kJ·mol－1①‎ CO2(g)===C(s)＋O2(g)　ΔH－ΔH2＝＋393.5 kJ·mol－1②‎ 依据盖斯定律，反应①＋②可得：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)‎ ΔH＝－221 kJ·mol－1＋393.5 kJ·mol－1＝＋172.5 kJ·mol－1。‎ 答案：B ‎2．根据盖斯定律判断如下图所示的物质转变过程中，正确的等式是(　　)‎ A．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3＝ΔH4‎ B．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4‎ C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4‎ D．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4‎ 解析：由盖斯定律知：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，D项正确。‎ 答案：D ‎3．已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成‎1.8 g水，则放出的热量约为(　　)‎ A．55 kJ B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ 解析：丙烷分子式是C3H8，1 mol丙烷完全燃烧会产生4 mol水，则丙烷完全燃烧产生‎1.8 g水，反应放出的热量为×2 215 kJ＝55.375 kJ。‎ 答案：A ‎4．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1；‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。‎ 现有由炭粉和氢气组成的悬浮气0.2 mol，在氧气中完全燃烧，共放出63.53 kJ热量，则悬浮气中C与H2的物质的量之比为(　　)‎ A．1∶1 B．1∶2‎ C．2∶3 D．3∶2‎ 解析：设悬浮气中炭粉的物质的量为x mol，氢气的物质的量为y mol，则解方程组得：x＝0.1，y＝0.1，即两者的物质的量之比为1∶1。‎ 答案：A ‎5．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。‎ 据图回答下列问题：‎ ‎(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为__________________‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3＝________，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4________(填“＞”“＜”或“＝”)ΔH3。‎ 解析：(1)由题图可知，1 mol P在Cl2中燃烧生成PCl3(g)放出的热量为306 kJ，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为P(s)＋ Cl2(g) ===PCl3(g)　ΔH＝－306 kJ·mol－1。(2)中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其ΔH＝－93 kJ·mol－1，所以PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋93 kJ·mol－1。(3)由盖斯定律可知，一步生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即ΔH3＝ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＝－399 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)P(s)＋ Cl2(g)===PCl3(g)　ΔH＝－306 kJ·mol－1　(2)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)‎ ΔH＝＋93 kJ·mol－1　(3)－399 kJ·mol－1　＝‎ ‎ (时间：40分钟　满分：100分)‎ 一、选择题(本题包括7个小题，每小题8分，共56分。每小题只有一个选项符合题意)‎ ‎1．下列关于盖斯定律的说法不正确的是(　　)‎ A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 B．反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关 C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到 D．根据盖斯定律，热化学方程式中ΔH直接相加即可得总反应热 解析：根据盖斯定律，热化学方程式的ΔH，须由已知的化学反应经过合理的“变形”(如加减或乘除等)，还要注意“＋”“－”号的变化，得到热化学方程式的ΔH。‎ 答案：D ‎　2．已知H2(g)＋Cl2 (g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1，则反应HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的ΔH为(　　)‎ A．＋184.6 kJ·mol－1 B．－92.3 kJ·mol－1‎ C．－369.2 kJ·mol－1 D．＋92.3 kJ·mol－1‎ 解析：据两热化学方程式的关系可知ΔH＝－(－184.6 kJ·mol－1)×＝＋92.3 kJ·mol－1，D正确。‎ 答案：D ‎3．已知热化学方程式：‎ C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1①‎ C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2②‎ C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH3＝＋1.9 kJ·mol－1③‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应 B．金刚石比石墨稳定 C．ΔH3＝ΔH1－ΔH2‎ D．ΔH1＞ΔH2‎ 解析：由热化学方程式③中ΔH3＝＋1.9 kJ·mol－1＞0得出石墨比金刚石稳定，故A项对，B项错；C项中正确结论应为ΔH3＝ΔH2－ΔH1；ΔH1与ΔH2均小于零，石墨具有的能量低于金刚石，故都生成CO2时ΔH1＜ΔH2，D项错。‎ 答案：A ‎4．肼(N2H4)是火箭发动机的一种燃料，反应时N2O4为氧化剂，生成N2和水蒸气。已知：‎ ‎①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)‎ ΔH＝＋8.7 kJ·mol－1‎ ‎②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)‎ ΔH＝－534.0 kJ·mol－1‎ 下列表示肼与N2O4反应的热化学方程式，正确的是(　　)‎ A．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH＝－542.7 kJ·mol－1‎ B．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH＝－1 059.3 kJ·mol－1‎ C．N2H4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋2H2O(g)‎ ΔH＝－1 076.7 kJ·mol－1‎ D．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH＝－1 076.7 kJ·mol－1‎ 解析：根据盖斯定律，由②×2－①得2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 076.7 kJ·mol－1，故选D。‎ 答案：D ‎5．在‎100 g碳不完全燃烧所得气体中，CO和CO2的体积比为1∶2，已知：‎ ‎①C(s)＋ O2(g)===CO(g)‎ ΔH1＝－110.35 kJ·mol－1‎ ‎②CO(g)＋O2(g)===CO(g)‎ ΔH2＝－282.57 kJ·mol－1‎ 则与‎100 g碳完全燃烧相比，损失的热量是(　　)‎ A．392.92 kJ B．2 489.42 kJ C．784.92 kJ D．3 274.3 kJ 解析：所谓不完全燃烧就是指碳燃烧生成了CO，没有完全生成CO2，而损失的能量就是这部分CO燃烧生成CO2所释放的能量。‎100 g碳不完全燃烧得到CO气体的物质的量为‎100 g÷(‎12 g·mol－1)×1/3＝25/9 mol，由热化学方程式②可知，1 mol CO燃烧生成CO2放出282.57 kJ的热量，则可求得损失的热量是25/9 mol×282.57 kJ·mol－1＝784.92 kJ，故C选项正确。‎ 答案：C ‎6．已知：Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)　ΔH1‎ ‎2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH2‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3‎ 则反应Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)的ΔH是(　　)‎ A．ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3‎ B．ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3‎ C．ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3‎ D．ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3‎ 解析：根据待求热化学方程式，将已知热化学方程式进行处理：‎ Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)　ΔH1‎ H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)　ΔH2‎ H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH3‎ 然后将三个热化学方程式相加，得Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。‎ 答案：A ‎7．已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热ΔH分别是－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：由题意知 ‎①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)‎ ΔH1＝－1 411.0 kJ·mol－1‎ ‎②C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)‎ ΔH2＝－1 366.8 kJ·mol－1‎ ‎③C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)　ΔH 由盖斯定律，得：③＝①－②，则ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－1 411.0 kJ·mol－1－(－1 366.8 kJ·mol－1)＝－44.2 kJ·mol－1，故选A。‎ 答案：A 二、非选择题(本题包括2个小题，共44分)‎ ‎8．(22分)已知下列两个热化学方程式：‎ H2(g)＋O2(g)===H2O(l)‎ ΔH＝－285.0 kJ·mol－1‎ C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)‎ ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1‎ ‎(1)实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为________。‎ ‎(2)已知：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1，写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式：_________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)设H2、C3H8的物质的量分别为n1 mol、n2 mol，则 解得：由相同p、T时，＝＝＝1∶1。(2)由H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1，则4 mol H2O(l)变为气态水吸热为176 kJ，故C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－2 044.0 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)1∶1　(2)C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－2 044 kJ·mol－1‎ ‎9．(22分)研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过的知识回答下列问题：‎ ‎(1)已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示：‎ ‎①反应的热化学方程式为_______________________________。‎ ‎②已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)‎ ΔH＝＋131 kJ·mol－1‎ 则C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝________。‎ ‎(2)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能 量。已知：N≡N键的键能是948.9 kJ·mol－1，H—H键的键能是436.0 kJ·mol－1；N—H键的键能是391.55 kJ·mol－1。则N2(g)＋H2(g)===NH3(g)。ΔH＝________。‎ 解析：(1)由能量变化图示可知该反应的热化学方程式为：①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)‎ ΔH＝－41 kJ·mol－1；②将C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)减去CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)，整理可得：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝＋172 kJ·mol－1；(2)根据键能的定义及与反应热的关系可知：ΔH＝×948.9 kJ·mol－1＋×436.0 kJ·mol－1‎ ‎－3×391.55 kJ·mol－1＝－46.2 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)‎ ΔH＝－41 kJ·mol－1　②＋172 kJ·mol－1‎ ‎(2)－46.2 kJ·mol－1‎