学年人教版高中化学选修4导学案5 微专题福突破1 反应热的比较 Word版含答案Word文档格式.docx
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③H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH3=ckJ/mol
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=dkJ/mol
下列关系式中正确的是( )
A.a<
c<
0 B.b>
d>
C.2a=b<
0D.2c=d>
[审题指导]
信息
提取
形成
思路
①②中反应物、生成物的状态均相同,①×
2=②,即2ΔH1=ΔH2,2a=b,因为H2的燃烧反应为放热反应,故2a=b<
0;
同理,③×
2=④,有2c=d<
由于气态水转变为液态水要放热,故c<
同理,d<
b<
[答案] C
【突破训练】
1.在同温同压下,下列各组热化学方程式中,Q2>
Q1的是( )
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-Q1kJ/mol
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-Q2kJ/mol
B.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-Q1kJ/mol
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-Q2kJ/mol
C.C(s)+
O2(g)===CO(g) ΔH=-Q1kJ/mol
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-Q2kJ/mol
D.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-Q1kJ/mol
Cl2(g)===HCl(g) ΔH=-Q2kJ/mol
解析:
选C。
A项中的反应可虚拟为
,根据盖斯定律Q1=Q2+Q,故Q1>
Q2。
B项中的反应可虚拟为
,则Q2=Q1-Q,故Q1>
C项中的反应可虚拟为
,则Q2=Q1+Q,故Q2>
Q1。
D项中Q1=2Q2,即Q1>
2.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,向1L0.5mol·
L-1的NaOH溶液中加入下列物质:
①稀醋酸;
②浓H2SO4;
③稀硝酸,恰好完全反应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3<ΔH2
C.ΔH1=ΔH3>ΔH2 D.ΔH1>ΔH3>ΔH2
选D。
浓硫酸溶于水放热;
稀醋酸与氢氧化钠溶液反应过程中醋酸电离吸热。
3.(2017·
盐城高二检测)已知白磷转变成红磷时放出热量和下列两个热化学方程式:
P4(白磷,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH1,
4P(红磷,s)+5O2(g)===2P2O5(s) ΔH2。
则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH1<ΔH2 D.无法确定
由第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得:
P4(白磷,s)===4P(红磷,s) ΔH=ΔH1-ΔH2,由题意知ΔH<0,则ΔH1-ΔH2<0,ΔH1<ΔH2。
章末过关检测
(一)
(时间:
60分钟,满分:
100分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)
1.下列对化学反应认识不正确的是( )
A.必然会引起化学键变化
B.必然会产生新物质
C.必然引起物质状态的变化
D.必然伴随着能量的变化
有新物质生成的反应是化学反应,其实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,A、B正确;
在化学反应中伴随着能量变化,D正确;
在化学反应中物质状态不一定变化,如2CO+O2
2CO2,C不正确。
2.为应对雾霾,北京市在改善空气质量方面付出了大量的努力,所取得的显著成果也受到了国际社会的高度评价。
下列做法能改善空气质量的是( )
A.以煤等燃料作为主要生活燃料
B.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源
C.鼓励私人购买和使用汽车
D.限制使用电动车
选B。
造成空气质量差的主要原因是化石燃料的大量使用,因此要减少煤、石油等的使用;
可利用太阳能、风能和氢能等清洁能源替代化石能源;
鼓励、提倡人们使用公交车、电动车、自行车等代替私家车。
大连高二检测)对于放热反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(l),下列说法正确的是( )
A.生成物H2O(l)所具有的总焓高于反应物H2和O2所具有的总焓
B.反应物H2和O2所具有的总焓高于生成物H2O(l)所具有的总焓
C.反应物H2和O2所具有的总焓等于生成物H2O(l)所具有的总焓
D.反应物H2和O2比生成物H2O(l)稳定
反应物总焓高于生成物总焓的反应是放热反应,反应物总焓低于生成物总焓的反应是吸热反应。
焓值越低,物质越稳定。
4.下列图示关系不正确的是( )
燃烧热和中和热均属于反应热,两者是并列关系,A项正确。
一次能源和二次能源是并列关系,而非交叉关系,B项错误。
氧化还原反应既有放热反应又有吸热反应,C项正确。
根据能源的分类可知D项正确。
5.根据热化学方程式:
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=akJ·
mol-1(a=-297.2),判断下列说法中不正确的是( )
A.S(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应
B.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=bkJ·
mol-1,则a<
b
C.1molSO2(g)所具有的能量低于1molS(s)与1molO2(g)所具有的能量之和
D.16g固体硫在氧气中充分燃烧,可放出148.6kJ热量
从所给热化学方程式分析,ΔH<
0,故反应放热,A项正确;
对比可知B项中硫为气态,由S(s)→S(g)要吸热,故S(g)燃烧放出的热量多,故a>
b,B项错误;
因为S的燃烧是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,故1molSO2(g)所具有的能量低于1molS(s)与1molO2(g)所具有的能量之和,C项正确;
16g固体硫在氧气中充分燃烧放出热量148.6kJ,D项正确。
6.实验表明,在一定条件下,乙烯和水的反应可表示为C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH=-45.8kJ·
mol-1。
则下列说法中正确的是( )
A.实验中,乙烯的用量不会影响该反应的焓变(ΔH)
B.该反应中0.5molH2O(l)完全反应放出的热量为22.9kJ
C.1molC2H5OH(g)具有的能量大于1molC2H4(g)和1molH2O(g)所具有的能量和
D.1molC2H4(g)和1molH2O(g)中化学键的总键能大于1molC2H5OH(g)中化学键的总键能
选A。
该反应中0.5molH2O(g)完全反应放出的热量为22.9kJ,B项错;
放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,生成物的总键能大于反应物的总键能,C、D项错。
7.强酸和强碱在稀溶液中反应的热化学方程式可表示为
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·
mol-1
已知:
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-Q1kJ·
HNO3(aq)+NaOH(aq)===NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH=-Q2kJ·
CH3COOH(aq)+NH3·
H2O(aq)===CH3COONH4(aq)+H2O(l) ΔH=-Q3kJ·
上述均是在溶液中进行的反应,Q1、Q2、Q3的关系正确的是 ( )
A.Q1=Q2=Q3=57.3 B.Q1>Q2>Q3>57.3
C.Q3<Q1<Q2=57.3D.无法确定
因为醋酸、一水合氨为弱电解质,随着中和反应的进行,醋酸、一水合氨发生电离。
电离过程为吸热过程,故弱酸、弱碱反应放出的热量<
弱酸、强碱反应放出的热量<
强酸、强碱反应放出的热量。
8.(2017·
福州高二质检)为了测量某酸碱反应的中和热,计算时至少需要的数据是( )
①酸的浓度和体积 ②碱的浓度和体积 ③比热容
④反应后溶液的质量 ⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后温度变化 ⑦操作所需的时间
A.①②③④B.①③④⑤
C.③④⑤⑥D.全部
写出在测量并计算反应放出的热量时用到的公式:
Q=cmΔt,理解各符号表示的物理意义即可:
m表示④反应后溶液的质量,c表示③比热容,Δt表示⑥反应前后温度变化,计算中和热,还需知道生成水的物质的量,C正确。
9.(2017·
天津五区县高二联考)已知热化学方程式:
①CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0kJ·
mol-1;
②H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8kJ·
mol-1,则下列说法正确的是( )
A.H2的燃烧热为241.8kJ·
B.由反应①、②可知如图所示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2kJ·
C.H2(g)转变成H2O(g)的化学反应一定要释放能量
D.根据反应②推知反应H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH>-241.8kJ·
A.氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量,所以H2的燃烧热要高于241.8kJ·
mol-1,故A错误;
B.化学反应的焓变等于反应物和生成物之间的能量差,根据图示知道,该反应是放热反应,再根据盖斯定律,由反应①-反应②得CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-283.0kJ·
mol-1-(-241.8kJ·
mol-1)=-41.2kJ·
mol-1,故B正确;
C.氢气和氧气在点燃的情况下生成水(液态)一定会释放能量,如果是氢气和氧化铜在高温下发生化学反应则会吸收能量,故C错误;
D.由于气态水变为液态水是一个放热过程,根据反应②推知反应H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH<-241.8kJ·
mol-1,故D错误。
10.(2017·
苏州中学检测)下列热化学方程式或叙述正确的是( )
A.1mol液态肼(N2H4)在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气,放出642kJ热量:
N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=+642kJ/mol
B.12g石墨转化为CO时,放出110.5kJ热量:
2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-110.5kJ/mol
C.已知:
H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-286kJ/mol,则2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+572kJ/mol
D.已知:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol,则在一定条件下向密闭容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反应放出46.2kJ的热量
A项,放出热量,ΔH<0,正确的热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-642kJ/mol。
B项,2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g)的ΔH应是2mol即24g石墨转化为CO时的反应热,即ΔH=-221kJ/mol。
C项,根据热化学方程式的含义知,若化学方程式中各物质的化学计量数加倍,则ΔH数值也加倍;
若反应逆向进行,则ΔH改变符号,但绝对值不变,据此可判断该项正确。
D项,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol表示1molN2(g)与3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出92.4kJ的热量,但合成氨反应是可逆反应,0.5molN2(g)与1.5molH2(g)充分反应后生成的NH3(g)的物质的量小于1mol,故放出的热量小于46.2kJ。
11.(2017·
武汉高二测试)标准状况下,气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。
已知H—H、H—O和O===O键的键焓ΔH分别为436kJ/mol、463kJ/mol和495kJ/mol。
下列热化学方程式正确的是( )
A.H2O(g)===H2(g)+
O2(g) ΔH=-485kJ/mol
B.H2O(g)===H2(g)+
O2(g) ΔH=+485kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+485kJ/mol
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-485kJ/mol
1mol气态水分解产生1mol氢气和1/2mol氧气的能量变化是2×
463kJ-436kJ-1/2×
495kJ=242.5kJ,因此热化学方程式为H2O(g)===H2(g)+
O2(g) ΔH=+242.5kJ/mol,A、B错误。
若是2mol气态水分解产生2mol氢气和1mol氧气,能量变化是+485kJ,物质分解吸收的热量与产物燃烧放出的热量数值相等。
即热化学方程式是2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-485kJ/mol,C错误,D正确。
12.已知在25℃,101kPa下,1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.4kJ能量。
表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
A.C8H18(l)+
O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g)
ΔH=-48.4kJ·
B.C8H18(l)+
O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-5517.6kJ·
C.C8H18(l)+
O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=+5517.6kJ·
D.C8H18(l)+
ΔH=-48.4kJ·
辛烷燃烧是一个放热反应,ΔH<
0,故C项错误;
在25℃,101kPa下,1molC8H18燃烧生成CO2和液态水时放出热量为
×
114g=5517.6kJ,故B项正确;
A项中水的状态标错,且ΔH数值错误,D项中ΔH数值错误。
13.能由下表所列的“依据”推导出后面的“结论”的是( )
依据
结论
A
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-801.3kJ·
CH4的燃烧热ΔH=-801.3kJ·
B
Sn(灰,s)
Sn(白,s)
ΔH=+2.1kJ·
白锡制品在寒冷的冬天因易转化为灰锡而损坏
C
稀溶液中:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3kJ·
mol-1
中和热ΔH=+57.3kJ·
D
3O2(g)===2O3(g)ΔH=QkJ·
mol-1(Q>0)
臭氧比氧气稳定
表示CH4的燃烧热时生成的H2O应为液态,A错;
中和热ΔH应为负值,C错;
氧气转化为臭氧时吸热,故等质量臭氧具有的能量高于氧气,氧气更稳定,D错。
14.反应A+B→C(ΔH<
0)分两步进行:
①A+B→X(ΔH>
0),②X→C(ΔH<
0)。
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
因总反应为放热反应,反应①为吸热反应,反应②为放热反应,所以反应②放出的热量比反应①吸收的热量多。
选项A,图中反应①为放热反应,反应②为吸热反应,且总反应为吸热反应,错;
选项B,图中反应①和反应②均为吸热反应,错;
选项C,图中反应①和反应②均为放热反应,错。
15.已知H2的燃烧热为285.8kJ·
mol-1,CO的燃烧热为282.8kJ·
现有H2和CO组成的混合气体56.0L(标准状况),经充分燃烧后,一共放出热量710.0kJ,并生成液态水。
下列说法正确的是( )
A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=+282.8kJ·
B.H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6kJ·
C.燃烧前的混合气体中,H2的体积分数为40%
D.混合气体燃烧后与足量的过氧化钠反应,电子转移总数为2mol
A项应为1molCO燃烧生成1molCO2放热282.8kJ,且ΔH<0,错误。
B项中由于题目中已知的是H2的燃烧热,因此生成的H2O应为液态,错误。
设56.0L混合气体中含H2的物质的量为x,CO的物质的量为y,列式x+y=
=2.5mol ①,285.8kJ·
mol-1×
x+282.8kJ·
y=710.0kJ ②,联立①②解得x=1mol,则H2的体积分数为
100%=40%,C项正确。
混合气体燃烧后生成H2O、CO2共2.5mol,与足量的过氧化钠反应能产生O21.25mol,其电子转移总数为2.5mol,D项错误。
16.已知:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·
mol-1,CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.9kJ·
某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量,同时生成3.6g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A.2∶1 B.1∶2
C.1∶1D.2∶3
由生成3.6gH2O(l)知,
n(H2)=
=0.2mol,
则n(CO)=
则n(H2)∶n(CO)=1∶1,故选C。
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
17.(9分)
(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术,反应①为主反应,反应②和③为副反应。
①1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g)
ΔH1=-47.3kJ·
②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)
ΔH2=+210.5kJ·
③CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g)
ΔH3=-86.2kJ·
反应2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的ΔH=__________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)已知:
25℃、101kPa时,
Mn(s)+O2(g)===MnO2(s) ΔH=-520kJ·
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297kJ·
Mn(s)+S(s)+2O2(g)===MnSO4(s)
ΔH=-1065kJ·
则SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是_____________________。
(1)根据盖斯定律,由①×
4+②+③×
2可得目标热化学方程式,故有ΔH=4ΔH1+ΔH2+2ΔH3。
(2)将给定的三个热化学方程式依次编为①②③,将三个方程式按照③-①-②处理后可得热化学方程式MnO2(s)+SO2(g)===MnSO4(s) ΔH=-248kJ·
答案:
(1)4ΔH1+ΔH2+2ΔH3
(2)MnO2(s)+SO2(g)===MnSO4(s)ΔH=-248kJ·
18.(14分)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g),反应过程中的能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。
根据如图回答下列问题:
(1)P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式是
___________________________________________________________。
(2)PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式是
(3)P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1molPCl5(g)的ΔH3=____,P(s)和Cl2(g)一步反应生成1molPCl5(g)的ΔH4____(填“大于”“小于”或“等于”)ΔH3。
(1)联系图像找出生成1molPCl3(g)时放出的热量为306kJ。
(2)联系图像找出PCl3(g)和Cl2(g)反应生成1molPCl5(g)时放出93kJ的热量,则1molPCl5(g)分解为PCl3(g)和Cl2(g)时应吸收93kJ的热量。
(3)根据盖斯定律可知由P(s)和Cl2(g)生成1molPCl5(g)的ΔH3=ΔH1+ΔH2=-399kJ·
mol-1,不管该反应是一步完成还是分几步完成,反应的热效应不变。
(1)
Cl2(g)+P(s)===PCl3(g)ΔH=-306kJ/mol
(2)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93kJ/mol
(3)-399kJ/mol 等于
19
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