2021-2022学年新教材高中化学 第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算训练（含解析）新人教版选择性必修第一册.docx

1、第二节反应热的计算课后篇素养形成必备知识基础练1.相同温度时,下列两个反应的反应热分别用H1和H2表示,则()H2(g)+12O2(g)H2O(g)H1=-Q1 kJmol-12H2O(l)2H2(g)+O2(g)H2=+Q2 kJmol-1已知Q1、Q2均大于零。A.Q1Q2B.Q1=Q2C.2Q1Q2D.Q2=2Q1答案C解析将式改写成2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H3=-2Q1kJmol-1,将式改写成2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H4=-Q2kJmol-1。式中各物质的化学计量数与式相同,但式中H2O为气态,式中H2O为液态,生成液态水比生成等物质的量的气态水所放出的热

2、量多,故2Q1Q2。2.已知HH、HO和OO的键能分别为436 kJmol-1、462.8 kJmol-1和497.3 kJmol-1。下列热化学方程式正确的是()A.H2O(g)H2(g)+12O2(g) H=-481.9 kJmol-1B.H2O(g)H2(g)+12O2(g)H=+481.9 kJmol-1C.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=+481.9 kJmol-1D.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-481.9 kJmol-1答案D解析1mol气态水分解产生1molH2(g)和12molO2(g)的能量变化为2462.8kJ-436kJ-12497.3kJ=24

3、0.95kJ。因此气态水分解的热化学方程式可表示为H2O(g)H2(g)+12O2(g)H=+240.95kJmol-1。A、B两项错误。若2mol的气态水分解可产生2molH2(g)和1molO2(g),则此时反应的焓变是2H=+240.95kJmol-12=+481.9kJmol-1。则H2(g)与O2(g)反应生成气态水的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-481.9kJmol-1。C项错误,D项正确。3.根据下列热化学方程式:C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1CH3

4、COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)H=-870.3 kJmol-1可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的反应热为()A.H=+244.1 kJmol-1B.H=-488.3 kJmol-1C.H=-996.6 kJmol-1D.H=+996.6 kJmol-1答案B解析所求反应可以由2+2-得到,故所求反应的H=-393.5kJmol-12-285.8kJmol-12+870.3kJmol-1=-488.3kJmol-1。4.已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热H依次为-a kJmol-1、-b kJmol-1、-c kJmol-1(a、b、c

5、均大于0)。可利用甲烷与二氧化碳或水反应制备CO和H2:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H1、CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g)H2。试推算()A.H1=(a-2b+2c) kJmol-1B.H1=(b+c-2a) kJmol-1C.H2=(b+3c-a) kJmol-1D.H2=(3b+c-a) kJmol-1答案D解析依题意知CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-akJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-bkJmol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-ckJmol-1根据盖斯定律知,-2-2得:CH4(

6、g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H1=(2b+2c-a)kJmol-1-3-得:CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g)H2=(3b+c-a)kJmol-1。5.已知H2O(g)H2O(l)H1= Q1 kJmol-1C2H5OH(g)C2H5OH(l)H2=Q2 kJmol-1C2H5OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g)H3= Q3 kJmol-1。若使23 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为()A.(Q1+Q2+Q3) kJB.0.5(Q1+Q2+Q3) kJC.(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3) kJD.(1.5Q1-0.5Q

7、2+0.5Q3) kJ答案C解析由盖斯定律,可由3+-得C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H=(3Q1+Q3-Q2)kJmol-1。则23g酒精液体完全燃烧并恢复到室温,放出的热量为0.5mol(-H)=(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3)kJ。6.发射卫星时可用肼(N2H4)作为燃料,用二氧化氮作为氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H=+67.7 kJmol-1N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-543 kJmol-112H2(g)+12F2(g)HF(g)H=-269 kJmol-1H2(g)+

8、12O2(g)H2O(g)H=-242 kJmol-1(1)N2H4(g)和NO2(g)反应的热化学方程式为;(2)有人认为若用氟单质代替二氧化氮作为氧化剂,则反应释放能量更多,N2H4(g)和F2(g)反应的热化学方程式为。答案(1)2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-1 153.7 kJmol-1(2)N2H4(g)+2F2(g)N2(g)+4HF(g)H=-1 135 kJmol-1解析(1)根据盖斯定律,结合已知热化学方程式可得:2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)H=(-543kJmol-1)2-67.7kJmol-1=-1153

9、.7kJmol-1。(2)根据盖斯定律,结合已知热化学方程式可得:N2H4(g)+2F2(g)N2(g)+4HF(g),则H=-543kJmol-1+(-269kJmol-1)4-(-242kJmol-1)2=-1135kJmol-1。7.已知:(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1(2)H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-241.8 kJmol-1(3)H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1常温常压下取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体,其体积折合成标准状况下为11.2 L,完全燃烧后,恢复到常温,

10、放出的热量是。答案384.7 kJ解析根据题意可知混合气体的物质的量为0.5mol,则0.5mol混合气体中CH4和H2的物质的量分别为0.5mol45=0.4mol,0.5mol15=0.1mol。常温时水为液态,所以放出的热量为(0.4890.3+0.1285.8)kJ=384.7kJ。关键能力提升练8.一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H1=-574 kJ mol-1,CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H2=-1 160 kJ mol-1。下列选项不正确的是(

11、)A.CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-867 kJ mol-1B.CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)H3H1C.若用0.2 mol CH4(g)还原NO2(g)至N2(g),则反应中放出的热量一定为173.4 kJD.若用标准状况下2.24 L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移电子的物质的量为0.8 mol答案C解析A项,由+2得出:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-574-11602kJmol-1=-867kJmol-1,正确;B项,H2O(g)H2O(l)H0,因此H

12、3H1,正确;C项,没有说明反应生成的H2O的状态,如果是气态,则正确,若是液态,则大于173.4kJ,错误;D项,消耗1molCH4转移8mole-,则消耗0.1molCH4时转移电子的物质的量为0.8mol,正确。9.(2018浙江11月选考)已知:H2O(g)H2O(l)H1C6H12O6(g)C6H12O6(s)H2C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(g)+6CO2(g)H3C6H12O6(g)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)H4下列说法正确的是()A.H10,H20,H3H4,选项A错误;由盖斯定律知,反应16+反应2+反应3可以得到反应4,即6H1+H2+H3=

13、H4,经数学变形,可以得到6H1+H2+H3-H4=0,选项B正确,选项C、D均错误。10.已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g)H=-72 kJmol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:物质H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436a366则下列说法正确的是()A.2HBr(g)H2(g)+Br2(l)H0,A错误;物质由液态变成气态,应吸收热量,H0,B错误;已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g)H=-72kJmol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,则有H2(g)+Br

14、2(g)2HBr(g)H=-102kJmol-1,C错误;由436kJ+akJ-2366kJ=-102kJ,解得a=194,D正确。11.MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):M2+(g)+CO32-(g)M2+(g)+O2-(g)+CO2(g)MCO3(s)H1 MO(s)H3+CO2(g)已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是()A.H1(MgCO3)H1(CaCO3)0B.H2(MgCO3)=H2(CaCO3)0C.H1(CaCO3)-H1(MgCO3)=H3(CaO)-H3(MgO)D.对于MgCO3和CaCO3,H1+H2H3答案C解析H

15、1表示断裂MCO3中CO32-和M2+的离子键所吸收的能量,离子键强度越大,吸收的能量越大,因而H1(MgCO3)H1(CaCO3)0,A项正确;H2表示断裂CO32-中共价键形成O2-和CO2吸收的能量,与M2+无关,因而H2(MgCO3)=H2(CaCO3)0,B项正确;由上可知H1(CaCO3)-H1(MgCO3)H3(MgO),H3(CaO)-H3(MgO)0,C项错误;由上分析可知H1+H20,H3H3,D项正确。12.依据题意,写出下列反应的热化学方程式。(1)在25 、101 kPa条件下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。

16、(2)若适量的N2和O2完全反应生成NO2,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。则该反应的热化学方程式为。(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。则该反应的热化学方程式为。(4)已知拆开1 mol HH、1 mol NH、1 mol NN分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为。答案(1)CH3OH(l)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-725.76 kJmol-1(2)N2(g)+2O2(g)2NO2(g

17、)H=+67.8 kJmol-1(3)C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O(l)H=-1 300 kJmol-1(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92 kJmol-113.断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为AB的键能。下表列出了一些化学键的键能(E):化学键HHClClOOCClCHOHHClE/(kJmol-1)436242.7x330413.4462.8431.8请回答下列问题:(1)如图表示某反应的能量变化关系,则此反应为(填“吸热”或“放热”)反应,其中H=(用含有a、b的关系式表示)。(2)若图示

18、中表示反应H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-241.8 kJmol-1,则根据所给键能数据可得,b= kJmol-1,x=。(3)历史上曾用“地康法”制氯气,这一方法是用CuCl2作催化剂,在450 时利用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为。若忽略温度和压强对反应热的影响,根据题给有关数据及前面的计算结果,计算当反应中有1 mol电子转移时,反应的能量变化为。答案(1)放热(a-b) kJmol-1(2)925.6495.6(3)O2+4HCl2Cl2+2H2O放出28.45 kJ能量解析(1)图示反应中反应物具有的能量大于生成物具有的能量,因此是放热反应。反应热为反

19、应物断键吸收的能量与生成物成键放出的能量之差,即H=(a-b)kJmol-1。(2)b表示H、O原子结合为1mol气态水时的能量变化,其数值为462.82=925.6;根据键能与焓变的关系可得,436+12x-925.6=-241.8,则x=495.6。(3)根据题意可写出“地康法”制氯气的化学方程式:O2+4HCl2Cl2+2H2O。该反应的H=(495.6+431.84-242.72-462.84)kJmol-1=-113.8kJmol-1,则转移1mol电子时反应放出的能量为28.45kJ。学科素养拔高练14.将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);

20、C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-242.0 kJmol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJmol-1请回答:(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式:。(2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出下列循环图:并据此认为“煤转化为水煤

21、气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。请分析:甲、乙两同学观点中正确的是(填“甲”或“乙”);判断的理由是。(3)将煤转化为水煤气作为燃料与煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点:。答案(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.5 kJmol-1(2)乙甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或H1=H2+H3,且H20)(3)减少污染,燃烧充分,方便运输(答两点即可)解析(1)根据盖斯定律-,即可得C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.5kJmol-1。(2)由(1)中分析可知煤转化为水煤气是吸热反应,而甲正是忽略了这个问题,才误认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。