高中化学练习-热化学方程式、盖斯定律及有关计算_word版含解析
课练21 热化学方程式、盖斯定律及有关计算
基础练
1．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )
A ．任何化学反应的反应热都可直接测定
B ．利用盖斯定律,可计算某些反应的反应热
C ．化学反应的反应热与化学反应的始态有关,与终态无关
D ．一个化学反应中,经过的步骤越多,放出的热量就越多
2．已知反应CH 3CHO(g)＋a O 2(g)===X ＋b H 2O(l) ΔH ,X 为下列何种物质时ΔH 最小( )
A ．CH 3COOH(l)
B ．CH 3COOH(g)
C ．CO(g)
D ．CO 2(g)
3．航天燃料从液态变为固态,是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭材料,燃烧时能放出巨大的能量,已知1 kg 金属铍完全燃烧放出的热量为62700 kJ 。则铍燃烧的热化学方程式是( )
A ．Be ＋12O 2===BeO ΔH ＝－564.3 kJ·mol －1
B ．Be(s)＋12O 2===BeO(s) ΔH ＝＋564.3 kJ·mol －1
C ．Be(s)＋12O 2===BeO(s) ΔH ＝－564.3 kJ·mol －1
D ．Be(s)＋12O 2===BeO(g) ΔH ＝－564.3 kJ·mol －1
4．X 、Y 、Z 、W 有如图所示的转化关系,已知焓变：ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2,则X 、
Y 可能是( )
①C 、CO ②AlCl 3、Al(OH)3 ③Fe 、Fe(NO 3)2
④Na 2CO 3、NaHCO 3
A ．①②③④
B ．①②
C ．③④
D ．①②③
5．已知C(s)＋CO 2(g)===2CO(g) ΔH 1＝＋172 kJ·mol －1 ①
CH 4(g)＋H 2O(g)===CO(g)＋3H 2(g) ΔH 2＝＋206 kJ·mol －1 ②
CH 4(g)＋2H 2O(g)===CO 2(g)＋4H 2(g) ΔH 3＝＋165 kJ·mol －1 ③
则反应C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g)的ΔH 为( )
A ．＋131 kJ·mol －1
B ．－131 kJ·mol －1
C ．＋262 kJ·mol －1
D ．－262 kJ·mol －1
6．25 ℃、101 kPa 下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是－393.5 kJ·mol
－1、－285.8 kJ·mol －1、－890.3 kJ·mol －1、－2800 kJ·mol －1。则下列热化学方程式正确的是( )
A ．C(s)＋12O 2(g)===CO(g) ΔH ＝－393.5 kJ·mol －1
B ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH ＝＋571.6 kJ·mol －1
C ．CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－890.3 kJ·mol －1
D.12C 6H 12O 6(s)＋3O 2(g)===3CO 2(g)＋3H 2O(l)
ΔH ＝－1 400 kJ·mol －1
7．2CO(g)＋4H 2(g)===2CH 4(g)＋O 2(g) ΔH ＝＋71 kJ·mol －1 ①
CO(g)＋2H 2(g)===CH 3OH(l) ΔH ＝－90.5 kJ·mol －1 ②
已知甲烷的燃烧热为890 kJ·mol －1,则甲醇的燃烧热ΔH 为( )
A ．－1 528 kJ·mol －1
B ．－764 kJ·mol －1
C ．－382 kJ·mol －1
D ．无法计算
8．环境问题是一个全球性热点问题,引起环境问题的常见气体有CO 2、NO x 、SO x 等。对这些气体加以利用既能解决对环境的伤害,又解决了部分能源危机问题。
(1)二氧化碳导致的环境问题是____________________,目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与H 2反应合成CH 3OH,该反应的化学方程式为____________________________。
(2)在高温下CO 可将SO 2还原为单质硫。已知：CO 的燃烧热为－283.0 kJ·mol －1；O 2(g)＋S(s)===SO 2(g) ΔH ＝－296.0 kJ·mol －1。
则CO 与SO 2反应生成单质硫的热化学方程式为____________。
(3)CH 4在催化条件下可以将NO 2还原为N 2。已知：
①CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－889.6 kJ·mol －1；
②N 2(g)＋2O 2(g)===2NO 2(g) ΔH ＝＋67.7 kJ·mol －1。
则CH 4还原1 mol NO 2生成水蒸气和氮气时,转移电子的物质的量是________,放出的热量是________。
9．根据题意回答问题：
(1)已知H 2S 转化为SO 2－4的反应历程如图所示：
则 1 mol H 2S(g)全部被氧化成SO 2－4
(aq)的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
(2)除去H 2中微量CO 的做法是在混合气体中通入少量SO 2,其原理如图所示：
不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是_____________________________________________________________________ ___。
反应SO2(g)＋2CO(g)===S(s)＋2CO2(g)的ΔH＝________。
10．化学反应中的能量变化在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用。
(1)燃料的燃烧会释放热量,可燃性气体与空气混合点燃可能会爆炸,故点燃可燃性气体前应先____________________。
(2)已知在101 kPa时,CO的燃烧热为－283 kJ·mol－1,CH4的燃烧热为－890 kJ·mol－1。
①写出CO燃烧的热化学方程式：_____________________________________________________________________ ___。
②1 mol CO与CH4的混合气体充分燃烧后释放的热量为435 kJ,则CO和CH4的体积比为________。
(3)火箭的二级燃料主要使用液态氢,已知：
H2(g)===H2(l)ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44.00 kJ·mol－1
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.80 kJ·mol－1
请写出液态氢在氧气中燃烧生成气态水的热化学方程式：____________________________________。
(4)下图是一种获得氢能源最经济的循环体系,它类似于生物的光合作用,由于太阳能和水是用之不竭的,而且价格低廉。现在急需解决的是________________________。碱式氢氧燃料电池的电解质是碱,其正极反应表示为____________________。
CO2(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH2
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH3
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)ΔH4
3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋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．ΔH2>0,ΔH4>0
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
6．(2015·高考组合题)
(1)已知25 ℃,101 kPa时：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH＝－1 648 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393 kJ·mol－1
2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)ΔH＝－1 480 kJ·mol－1
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是_____________________________________________________________________ ___。
(2)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1
②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2
③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3
回答下列问题：
化学键H—H C—O H—O C—H
E/(kJ·mol－1) 436 343 1076 465 413 由此计算ΔH1＝________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1,则ΔH3＝________kJ·mol－1。
练模拟——明趋势
7．(宣武质检)下列说法正确的是()
A．1 g H2和4 g O2反应放出71.45 kJ热量,则氢气的燃烧热为142.9 kJ·mol－1 B．在稀溶液中,H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(1)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1,若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
C．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝[2×(－57.3)]kJ·mol－1
D．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
8．(石家庄一模)根据如图关系(图中计量单位为mol)计算2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH为()
A ．(a ＋b －c －d ) kJ·mol －1
B ．(c ＋a －d －b ) kJ·mol －1
C ．(c ＋d －a －b ) kJ·mol －1
D ．(c ＋d －a －b ) kJ·mol －1
9．(东城期末)N 2O 和NO 反应生成N 2和NO 2的能量变化如图所示。下列说
法不正确的是( )
A ．反应生成1 mol N 2时转移4 mol e －
B ．反应物能量之和大于生成物能量之和
C ．N 2O(g)＋NO(g)===N 2(g)＋NO 2(g) ΔH ＝－139 kJ·mol －1
D ．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
10．(大连一模)下表中根据已知条件得出的结论合理的是( )
11.(开封模拟)一定条件下,发生反应：
①M(s)＋N(g)R(g) ΔH ＝－Q 1 kJ·mol －1
②2R(g)＋N(g)2T(g) ΔH ＝－Q 2 kJ·mol －1(已知Q 1、Q 2、Q 3均为正值) 下列说法正确的是( )
A ．1 mol R(g)的能量总和大于1 mol M(s)与1 mol N(g)的能量总和
B ．将2 mol R(g)与1 mol N(g)在一定条件下充分反应,放出热量Q 2 kJ
C ．当1 mol M(s)完全转化为T(g)时(假定无热量损失),放出热量? ??
??Q 1＋Q 22 kJ D ．M(g)＋N(g)R(g) ΔH ＝－Q 3 kJ·mol －1,则Q 3 12．(长沙模拟)已知下列反应的热化学方程式为： ①C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1＝－393.5 kJ·mol －1； ②CH 3COOH(l)＋2O 2(g)===2CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH 2＝－870.3 kJ·mol －1； ③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1 则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热(焓变)为() A．488.3 kJ·mol－1B．－488.3 kJ·mol－1 C．－244.15 kJ·mol－1D．244.15 kJ·mol－1 13．(朝阳一模)表中列出了25 ℃、101 kPa时一些物质的燃烧热数据： 物质C2H6C2H4H2 燃烧热/(kJ·mol－ 1 559.8 1 411.0 285.8 1) 已知键能：C—C345.6 kJ·mol－1、C—H 413.4 kJ·mol－1、H—H 436.0 kJ·mol －1。下列叙述正确的是() A．C===C键键能为599.4 kJ·mol－1 B．C—C键键长小于H—H键 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 D．C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)ΔH＝－137.0 kJ·mol－1 课练21热化学方程式、 盖斯定律及有关计算基础练 1．解析根据盖斯定律,一个反应一步完成或几步完成,只要始态和终态相同,则放出的热量是相同的。 答案 B 2．解析CH3CHO(g)完全被氧化时放出的热量最多,ΔH最小,D项正确。 答案 D 3．解析A项,没有注明各物质的聚集状态,错误；B项,铍的燃烧反应是放热反应,ΔH是负值,错误；D项,生成的BeO应是固态,错误。 答案 C 4．解析 答案 A 5．解析根据盖斯定律,所求反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH3－ΔH2＝＋131 kJ·mol－1,应选A。 答案 A 6．解析A项应生成二氧化碳；B项应该是放热；C项应生成液态水。 答案 D 7．解析2CO(g)＋4H2(g)===2CH4(g)＋O2(g)ΔH＝＋71 kJ·mol－1① CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)ΔH＝－90.5 kJ·mol－1② CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890 kJ·mol－1③ 答案 D 5．解析A项,C(s)、CO(g)在O2(g)中燃烧生成CO2,均为放热反应,则有ΔH1<0、ΔH3<0,错误；B项,CO2(g)与C(s)在高温条件下反应生成CO(g),该反应为吸热反应,则有ΔH2>0；Fe(s)与O2(g)反应生成Fe2O3(s)为放热反应,则有ΔH4<0,错误；C项,将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,根据盖斯定律,由②＋③可得①,则有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3,正确。D项,将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,根据盖斯定律,由③×3－⑤×2可得④,则有ΔH4＝3ΔH3－2ΔH5,错误。 答案 C 6．解析(1)将所给热化学方程式标号： 4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)ΔH＝－1 648 kJ·mol－1① C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393 kJ·mol－1② 2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)ΔH＝－1 480 kJ·mol－1③ 根据盖斯定律：①＋②×4－③×2得：4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g),则ΔH＝－1 648 kJ·mol－1－393 kJ·mol－1×4＋1 480 kJ·mol－1×2＝－260 kJ·mol－1。 (2)ΔH1＝反应物的总键能－生成物的总键能＝1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(3×413 kJ·mol－1＋343 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1)＝－99 kJ·mol－1。因③＝②－①,故ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝＋41 kJ·mol－1 答案(1)4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260 kJ·mol－1 (2)－99＋41 7．解析 1 g H2和4 g O2反应时,氧气量不足,应按O2的量计算,即氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1,A错误；浓硫酸溶于水时放热,B正确；反应中生成微溶物CaSO4,C错误；燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧时生成稳定的氧化物所放出的热量,生成的水应为液态,D错误。 答案 B 8．解析由图中转化可知,断裂化学键吸收能量,形成化学键释放能量,2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝(a＋b－c－d) kJ·mol－1。 答案 A 9．解析该反应的化学方程式为N2O＋NO===N2＋NO2,根据图示,NO被氧化为NO2,N2O被还原为N2,反应中转移的电子数为2e－,A错。ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝－139 kJ·mol－1,故B、C、D均正确。 答案 A 10．解析A选项燃烧热对应的水的状态为液态；B选项能量越高越不稳定,石墨稳定；C选项热化学方程式中没有注明是稀溶液；D选项完全燃烧放出的热量多,要注意ΔH中含有“－”号。 答案 D 11．解析A项,因为反应①是放热反应,故反应物的总能量大于生成物的总能量；B项,反应②为可逆反应,2 mol R(g)与1 mol N(g)充分反应不可能生成2 mol T(g)；C 项,由盖斯定律得：2M(s)＋3N(g) 2T(g) ΔH ＝－(2Q 1＋Q 2) kJ·mol －1, 所以1 mol M(s)完全转化为T(g)时,放出热量为? ?? ??Q 1＋Q 22 kJ ；D 项,M(g)参与反应比M(s)参与反应放出的热量多,所以Q 3>Q 1。 答案 C 12．解析 由盖斯定律得该反应的反应热ΔH ＝①×2＋③×2－②＝(－393.5 kJ·mol －1)×2＋(－285.8 kJ·mol －1)×2－(－870.3 kJ·mol －1)＝－488.3 kJ·mol －1。 答案 B 13．解析 表示乙烷燃烧热的热化学方程式： ①C 2H 6(g)＋7/2O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝－1 559.8 kJ·mol －1, 表示乙烯燃烧热的热化学方程式： ②C 2H 4(g)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－1 411.0 kJ·mol －1 表示氢气燃烧热的热化学方程式： ③H 2(g)＋1/2O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.8 kJ·mol －1 根据盖斯定律：①－②－③得：C 2H 6(g)===C 2H 4(g)＋H 2(g) ΔH ＝＋137.0 kJ·mol －1,即6×413.4 kJ·mol －1＋345.6 kJ·mol －1－[E (C===C)＋4×413.4 kJ·mol －1＋436 kJ·mol －1]＝137.0 kJ·mol －1,求出E (C===C)＝599.4 kJ·mol －1,故A 正确；键能越大,化学键越稳定,键长越小,C —C 键键长大于H —H 键,故B 错误；C 项方程式中水的聚集状态应为液态,故C 错误；D 项,由上述分析知,反应热是正值,故D 错误。 答案 A