2021-2022学年高中化学 第一章 化学反应与能量 第3节 化学反应热的计算作业（含解析）新人教版选修4.docx

1、第三节化学反应热的计算课后篇巩固提升基础巩固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,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H直接相加即可得总反应热解析盖斯定律指若是一个反应可以分步进行,则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同,A正确;反应物的总能量与产物的总能量决定反应热效应,所以反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应的途径无关,B正确;有些反应速率很慢,有的反应有副反应,其反应热通过实验测定时有难

2、度,可以用盖斯定律间接计算出来,C正确;方程式按一定系数比加和时其反应热也需按该系数比加和,D错误。答案D2.根据盖斯定律判断右图所示的物质转变过程中,正确的等式是()A.H1=H2=H3=H4B.H1+H2=H3+H4C.H1+H2+H3=H4D.H1=H2+H3+H4解析由盖斯定律知:H1=H2+H3+H4,D项正确。答案D3.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=

3、2Q1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量多,故2Q1Q2。答案C4.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-1CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)H=-870.3 kJmol-1可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2

4、(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。答案B5.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)+H

5、2O(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(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H1=(2b+2c-a)kJmol-1-3-得:CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2

6、(g)H2=(3b+c-a)kJmol-1。答案D6.已知一定条件下的热化学方程式:2KNO3(s)2KNO2(s)+O2(g)H=+58 kJmol-1,C(s)+O2(g)CO2(g)H=-94 kJmol-1。为提供该条件下1 mol KNO3(s)分解所需的能量,理论上需要燃烧碳的物质的量是()A.5894 molB.58942 molC.58294 molD.94258 mol解析题给条件下1molKNO3(s)分解需要吸收的能量为582kJ,所以理论上需要燃烧碳的物质的量为58942mol。答案B7.已知H2O(g)H2O(l)H1= Q1 kJmol-1C2H5OH(g)C2H5

7、OH(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.(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3) kJ解析由盖斯定律,可由3+-得C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)HH=(3Q1+Q3-Q2)kJmol-1。则23g酒精液体燃烧时,放出的热量为0.5mol(-H)=(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3)kJ。答案C8

8、.已知2Zn(s)+O2(g)2ZnO(s)H=-701.0 kJmol-12Hg(l)+O2(g)2HgO(s)H=-181.6 kJmol-1则反应Zn(s)+HgO(s)ZnO(s)+Hg(l)的H为()A.+519.4 kJmol-1B.+259.7 kJmol-1C.-259.7 kJmol-1D.-519.4 kJmol-1解析由题干信息可知2Zn(s)+O2(g)2ZnO(s)H=-701.0kJmol-1,2Hg(l)+O2(g)2HgO(s)H=-181.6kJmol-1,依据盖斯定律,将-可得2Zn(s)+2HgO(s)2ZnO(s)+2Hg(l)H=-519.4kJmol

9、-1,则反应Zn(s)+HgO(s)ZnO(s)+Hg(l)H=-259.7kJmol-1,C项正确。答案C9.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,放出的热量是。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0.5mol

10、45=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。答案384.7 kJ10.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。(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

11、反应的热化学方程式为。(4)已知拆开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键分别需要的能量是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)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-1能力提升11.氢卤酸的能量关系如图所示:下列说法正确的是()

12、A.已知HF气体溶于水放热,则HF的H10,所以错误;B选项,HCl中HCl键键能大于HBr中HBr键键能,因此HCl的H2比HBr的大,所以错误;C选项,HCl和HI的(H3+H4)均为H(g)变为H+(g),H+(g)变为H+(aq)过程的能量变化,因此二者的(H3+H4)相等,所以错误;D选项,生成1molHX键放热,拆开1molHX键吸热,二者吸、放热的数值的绝对值相同,符号相反,由此可知H2=akJmol-1,所以正确。答案D12.将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为C(s)+O2(g)

13、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

14、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。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”。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)13.(2020浙江化学,29节选

15、)研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)H1=136 kJmol-1C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)H2=177 kJmol-1C2H6(g)+2CO2(g)4CO(g)+3H2(g)H3CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H4=41 kJmol-1已知:298 K时,相关物质的相对能量(如图1)。图1可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的H(H随温度变化可忽略)。例如:H2O(g)H2O(l)H=-286 kJmol-1-(-242 kJmol-1)=-44 k

16、Jmol-1。请回答:(1)根据相关物质的相对能量计算H3= kJmol-1。(2)有研究表明,在催化剂存在下,反应分两步进行,过程如下:【C2H6(g)+CO2(g)】【C2H4(g)+H2(g)+CO2(g)】【C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)】,且第二步速率较慢(反应活化能为210 kJmol-1)。根据相关物质的相对能量,画出反应分两步进行的“能量-反应过程图”,起点从【C2H6(g)+CO2(g)】的能量-477 kJmol-1开始(如图2)。图2解析(1)H=E生成物的总能量-E反应物的总能量,则H3=(4ECO+3EH2)-(EC2H6+2ECO2)=-4110kJmol

17、-1-(-84-2393)kJmol-1=430kJmol-1。(2)由题给信息:反应.C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)H=177kJmol-1可分两步进行:第一步:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)H1=136kJmol-1第二步:H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)H4=41kJmol-1因为起点C2H6(g)+CO2(g)的能量为-477kJmol-1,则经过第一步反应,产物变为C2H4(g)+H2(g)+CO2(g),此时能量变为(-477)+136kJmol-1=-341kJmol-1。依据题目信息可知,第二步反应的反应活化能为210kJmol-1,则第二步反应的中间状态(过渡态)时的能量为(-341)+210kJmol-1=-131kJmol-1。再依据第二步反应的H=41kJmol-1,可确定最终产物C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)的能量为(-341)+41kJmol-1=-300kJmol-1。答案(1)430(2)