《课堂设计》2015-2016学年高二化学人教版选修4课时训练：1.3 化学反应热的计算 WORD版含解析.docx

1、课时训练4化学反应热的计算一、盖斯定律及其应用1.下列说法正确的是()A.化学反应的反应热与反应过程有密切的关系B.化学反应的反应热取决于反应体系的始态和终态C.盖斯定律只是一条简单的自然规律,其实际作用不大D.有的化学反应过程没有能量变化解析:反应热与反应体系的始态和终态有关,与反应过程无关,故A项错误,B项正确;盖斯定律的实际作用很大,C项错误;任何化学反应均有能量变化,D项错误。答案:B2.在298 K、100 kPa时,已知:2H2O(g)O2(g)+2H2(g)H1Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)H22Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g)H3则H3与H1和H2

2、间的关系正确的是()A.H3=H1+2H2B.H3=H1+H2C.H3=H1-2H2D.H3=H1-H2解析:据题意可知,第三个反应可以是第一个反应和第二个反应的两倍之和,故H3=H1+2H2。答案:A3.已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.0 kJmol-1;2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJmol-1。则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的H为()A.+262.6 kJmol-1B.-131.3 kJmol-1C.-352.3 kJmol-1D.+131.3 kJmol-1解析:根据盖斯定律,把已知的两个反应的热化学方程

3、式相减,可求得制备水煤气反应的H。-,得2C(s)+O2(g)-2H2(g)-O2(g)2CO(g)-2H2O(g)H=-221.0 kJmol-1-(-483.6 kJmol-1),即2C(s)+2H2O(g)2H2(g)+2CO(g)H=+262.6 kJmol-1C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的H=+262.6 kJmol-12=+131.3 kJmol-1。答案:D二、反应热的计算4.已知葡萄糖的燃烧热是2 804 kJmol-1,当它氧化生成1 g水时,放出的热量是()A.26.0 kJB.51.9 kJC.155.8 kJD.467.3 kJ解析:由题给条件可写出葡萄

4、糖的燃烧热的热化学方程式:C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)H=-2 804 kJmol-1。由此可知,生成6 mol18 gmol-1=108 g水放出2 804 kJ热量,则生成1 g水时放出的热量为2 804 kJ10826.0 kJ。答案:A5.已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol OO键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol HO键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol HH键断裂时吸收热量为()A.920 kJB.557 kJC.436 kJD.188 kJ解析:2H2(g)+O2(g)2H2O

5、(g)H2 molH0.5 mol-121 kJH=-484 kJmol-1设1 mol HH键断裂吸收的热量为Q,则2Q+496 kJ-4463 kJ=-484 kJ,故Q=436 kJ。答案:C6.已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H22H2(g)+O2(g)2H2O(l)H3取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况),经完全燃烧后恢复至室温,放出的热量为()A.-(0.4 molH1+0.05 molH3)B.-(0.4 molH1+0.05 molH2)C.-(0.4 molH1+0.1 molH3)

6、D.-(0.4 molH1+0.1 molH2)解析:n总=11.2 L22.4 Lmol-1=0.5 mol,n(CH4)n(H2)=41,则n(CH4)=0.4 mol,n(H2)=0.1 mol。燃烧后放热-(0.4 molH1+0.1molH32)。答案:A7.实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的H,但可测出CH4、石墨、H2的燃烧热,根据盖斯定律求H4。已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H1=-890.3 kJmol-1C(石墨)+O2(g)CO2(g)H2=-393.5 kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l)H3=-285.8 kJm

7、ol-1则C(石墨)+2H2(g)CH4(g)H4=解析:利用盖斯定律时,可通过已知反应经过“变形”得到所求反应,以此求算得所求反应的反应热。因为反应式与、之间有以下关系:=+2-,所以H4=H2+2H3-H1=-393.5 kJmol-1+2(-285.8) kJmol-1-(-890.3) kJmol-1=-74.8 kJmol-1。答案:-74.8 kJmol-18.将0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,该反应的热化学方程式为。又已知:H2O(g)H2O(l)H2=-44.0 kJmol-1,则11.2 L(标

8、准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是kJ。解析:0.3 mol乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5 kJ热量,则1 mol乙硼烷完全燃烧放出的热量为1 mol649.5 kJ0.3mol=2 165 kJ。因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(l)H=-2 165 kJmol-1。由于1 mol水汽化需吸热44.0 kJ,则3 mol液态水全部汽化应吸热3 mol44.0 kJmol-1=132 kJ,所以1 mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热:2 165 kJ-132 kJ=2 033 kJ,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全

9、燃烧产生气态水放出的热量是0.5 mol2 033 kJmol-1=1 016.5 kJ。答案:B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(l)H=-2 165 kJmol-11 016.5(建议用时:30分钟)1.下列关于盖斯定律描述不正确的是()A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关,也与反应的途径有关B.盖斯定律遵守能量守恒定律C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热解析:化学反应的反应热只与反应体系的始态与终态有关,与反应途径无关。答案:A2.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

10、有关,下列各反应热关系中不正确的是()A.AFH=-H6B.ADH=H1+H2+H3C.H1+H2+H3+H4+H5+H6=0D.H1+H6=H2+H3+H4+H5解析:FA,H=+H6,AF,H=-H6,A项正确;其余三项根据盖斯定律易判断出B、C两项正确,D项错误。答案:D3.已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧,至反应物耗尽,放出X kJ热量。已知单质碳燃烧热的H为-Y kJ mol-1,则1 mol C与O2反应生成CO的反应热H为()A.-(5X-0.5Y) kJ mol-1B.-Y kJ mol-1C.-(10X-Y) kJ mol-1D.+(10X-Y) kJ mol-1解析:

11、由3.6 g C与6.4 g O2完全反应,可知生成CO2与CO的物质的量之比为12。设36 g C按此方式反应,则生成1 mol CO2和2 mol CO,单质碳燃烧热的H为-Y kJmol-1,则1 mol C与O2生成CO的反应热为-12(10X-Y) kJmol-1,即-(5X-0.5Y) kJmol-1,A项正确。答案:A4.已知热化学方程式:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)H=-98.32 kJmol-1,在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应,最终放出的热量()A.=196.64 kJB.=98.32 kJC.196.64 kJ解析:热化学方程式中的反

12、应热是指反应物按所给形式完全进行时的反应热。2 mol SO2和1 mol O2如果彻底反应则应放出196.64 kJ的热量,而该反应为可逆反应,所以放出的热量小于196.64 kJ。答案:C5.1 mol乙醇完全燃烧的反应热为H1,1 mol甲醇完全燃烧的反应热为H2,且H1Q2B.Q1=Q2C.2Q1Q2D.12Q2=Q1解析:将式改写成式:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)H3=+2Q1 kJmol-1,式中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:C7.已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应

13、的H=-12.1 kJmol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H=-55.6 kJmol-1,则HCN在水溶液中电离的H等于()A.-67.7 kJmol-1B.-43.5 kJmol-1C.+43.5 kJmol-1D.+67.7 kJmol-1解析:由题意可知,HCN(aq)+OH-(aq)H2O(l)+CN-(aq)H=-12.1 kJmol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-55.6 kJmol-1。对比、两个热化学方程式可知,反应比反应放热少的原因是HCN是弱酸,电离过程吸热。1 mol HCN比1 mol HCl与NaOH反应时少放出43.5 kJ的热量,故

14、HCN在水溶液中电离的H等于+43.5 kJmol-1,所以选C。答案:C8.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):NN为942、OO为500、NN为154,则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是()A.194B.391C.516D.658解析:利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2 752 kJ-534 kJ=2 218 kJ。1 mol肼和1 mol氧气断键变为原子时要断裂1 mol NN,4 mol NH,1 mol OO键,所以1 mol154 kJmol-1+4 mol(NH键的键能)+1 mol

15、500 kJmol-1=2 218 kJ,解得NH键的键能为391 kJmol-1,所以断裂1 mol NH键所需的能量是391 kJ,选B。答案:B9.(1)已知1.2 g C不完全燃烧生成CO时放出110.5 kJ的热量,要计算该反应的反应热,首先要写出反应的,然后按其中的化学计量数用所给的数据计算出相应的热量,写出反应热的数值、和。(2)已知C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.15 kJmol-1求100 g C完全燃烧放出多少热量,可先计算出100 g C的是多少,然后乘碳的燃烧热来求算;也可以直接按热化学方程式来列计算。(3)已知2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-

16、571.6 kJmol-1求氢气的燃烧热时,要算出 H2完全燃烧放出的热量,这就是氢气的燃烧热。(4)已知物质的键能数据,求反应热,要先写出,然后按公式求算。(5)由已知相关几个反应的热化学方程式,求某个反应的反应热,要应用定律来求。首先确定,明确反应热的加减方向,然后对各个热化学方程式进行适当的调整和组合,就能求算出所求反应的反应热。答案:(1)化学方程式单位符号(2)物质的量比例式(3)1 mol(4)反应的化学方程式反应热=各反应物的键能总和-各生成物的键能总和(5)盖斯始态物质和终态物质10.(1)在101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水,放出890 kJ的热量

17、。CH4的燃烧热为,表示燃烧热的热化学方程式为;1 000 L CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为。(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-574 kJmol-1,CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-1 160 kJmol-1。写出CH4将NO2还原为N2的热化学方程式:。解析:(1)根据题意,CH4的燃烧热为890 kJmol-1。1 000 L CH4(标准状况)的物质的量为n(CH4)=V(CH4)Vm=1 000 L22.4 Lmol-1=44.6 mol。1 mol CH4完全燃烧放出890 kJ的热量,44.6 mol CH4完全燃烧放出的热量为44.6 mol890 kJmol-1=3.97104 kJ。(2)将两个已知的热化学方程式相加再除以2即得热化学方程式:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-867 kJmol-1。答案:(1)890 kJmol-1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890 kJmol-13.97104 kJ(2)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-86