红对勾45分钟人教化学选修131高中化学.docx
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红对勾45分钟人教化学选修131高中化学
课后作业
一、选择题(每小题4分,每小题有1~2个正确选项,共44分)
1.能源问题是人类社会面临的重大课题,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为285.8kJ·mol-1、282.5kJ·mol-1、726.7kJ·mol-1。
已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)。
则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为( )
A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)
ΔH=-127.4kJ·mol-1
B.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l)
ΔH=+127.4kJ·mol-1
C.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH=-127.4kJ·mol-1
D.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH=+127.4kJ·mol-1
解析:
根据题给三种物质的燃烧热可以写出:
H2(g)+
O2(g)===H2O(l)
ΔH1=-285.8kJ·mol-1①
CO(g)+
O2(g)===CO2(g)
ΔH2=-282.5kJ·mol-1②
CH3OH(l)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH3=-726.7kJ·mol-1③
运用盖斯定律进行计算,即①×2+②-③可得:
CO(g)+2H2(g)===CH3OH(l) ΔH=2ΔH1+ΔH2-ΔH3=2×(-285.8kJ·mol-1)+(-282.5kJ·mol-1)-(-726.7kJ·mol-1)=-127.4kJ·mol-1。
答案:
A
2.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
已知:
①Sn(s,白)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1
②Sn(s,灰)+2HCl(aq)===SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2
③Sn(s,灰)
Sn(s,白) ΔH3=+2.1kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2
B.锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D.锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中,会自行毁坏
解析:
由②-①得③,即ΔH3=ΔH2-ΔH1=+2.1kJ·mol-1
∴ΔH1<ΔH2;锡在常温下以白锡状态存在;灰锡转变为白锡是吸热反应;锡制器皿(白锡)长期处于低于13.2℃时,由白锡转变为灰锡时,因体积骤然膨胀,锡器碎裂成粉末,也叫“锡疫”。
答案:
D
3.已知:
H2O(g)===H2O(l) ΔH1=Q1kJ·mol-1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2=Q2kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH=Q3kJ·mol-1。
若使用23g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 B.0.5(Q1+Q2+Q3)
C.0.5Q1-0.5Q2+0.5Q3D.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3
答案:
D
4.已知:
CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)―→4CO2(g)+5H2O(l)
ΔH=-2878kJ·mol-1
(CH3)2CHCH3(g)+6.5O2(g)―→4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2869kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B.正丁烷的稳定性大于异丁烷
C.异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D.异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
解析:
将两式相减得:
CH3CH2CH2CH3→(CH3)2CHCH3
ΔH=-9kJ·mol-1,则A正确,C错误;体系能量越低稳定性越强,稳定性异丁烷大于正丁烷;分子中氢原子数相同,二者分子中碳氢键数相同。
答案:
A
5.已知:
①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221.0kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1
则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)的ΔH为( )
A.+262.6kJ·mol-1B.-131.3kJ·mol-1
C.-352.3kJ·mol-1D.+131.3kJ·mol-1
解析:
据盖斯定律,把已知两个反应相减,可求得制备水煤气反应的ΔH。
①-②,得
2C(s)+O2(g)-2H2(g)-O2(g)===2CO(g)-2H2O(g)
ΔH=-221.0kJ·mol-1-(-483.6kJ·mol-1),即
2C(s)+2H2O(g)===2H2(g)+2CO(g)
ΔH=+262.6kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)的ΔH为+262.6kJ·mol-1÷2=+131.3kJ·mol-1。
答案:
D
6.S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。
已知:
①S(s,单斜)+O2(g)===SO2(g)
ΔH1=-297.16kJ·mol-1
②S(s,正交)+O2(g)===SO2(g)
ΔH2=-296.83kJ·mol-1
③S(s,单斜)===S(s,正交) ΔH3。
下列说法正确的是( )
A.ΔH3=+0.33kJ·mol-1
B.单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C.S(s,单斜)===S(s,正交) ΔH3<0,正交硫比单斜硫稳定
D.S(s,单斜)===S(s,正交) ΔH3>0,单斜硫比正交硫稳定
解析:
根据盖斯定律得③=①-②,则ΔH3=ΔH1-ΔH2=-0.33kJ·mol-1,说明反应③为放热反应,单斜硫的能量比正交硫高,正交硫更稳定。
答案:
C
7.已知下列反应的反应热:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)
ΔH1=-870.3kJ·mol-1
(2)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5kJ·mol-1
(3)H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH3=-285.8kJ·mol-1
则下列反应的反应热为( )
2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)
A.ΔH=+488.3kJ·mol-1
B.ΔH=-244.15kJ·mol-1
C.ΔH=-977.6kJ·mol-1
D.ΔH=-488.3kJ·mol-1
解析:
所求反应由
(2)×2+(3)×2-
(1)所得,则ΔH=ΔH2×2+ΔH3×2-ΔH1=-488.3kJ·mol-1。
答案:
D
8.根据碘与氢气反应的热化学方程式
(1)I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-9.48kJ
(2)I2(s)+H2(g)2HI(g) ΔH=+26.48kJ
下列判断正确的是( )
A.254gI2(g)中通入2gH2(g),反应放热9.48kJ
B.1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ
C.反应
(1)的产物比反应
(2)的产物稳定
D.反应
(2)的反应物总能量比反应
(1)的反应物总能量低
解析:
反应是可逆反应,反应物不能完全转化,A项错误;利用盖斯定律可得出1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ,B项错误,D项正确;同一种物质在相同条件下,能量一样多,C项错误。
答案:
D
9.已知:
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566kJ/mol ①
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890kJ/mol ②
H2(g)+
O2(g)===H2O(g)
ΔH=-akJ/mol ③
H2(g)+
O2(g)===H2O(l)
ΔH=-(a+44)kJ/mol ④
则3molCH4气体在空气中不完全燃烧,生成CO和气态H2O时的ΔH是( )
A.-1214kJ/molB.-1038kJ/mol
C.-1557kJ/molD.-1840kJ/mol
解析:
3molCH4气体在空气中不完全燃烧,生成CO和气态H2O,由盖斯定律,[(②×2-①)+(③-④)×4]×3/2得:
3CH4(g)+
O2(g)===3CO(g)+6H2O(g) ΔH=-1557kJ/mol。
答案:
C
10.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8kJ·mol-1、1411.0kJ·mol-1和1366.8kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )
A.-44.2kJ·mol-1B.+44.2kJ·mol-1
C.-330kJ·mol-1D.+330kJ·mol-1
解析:
由题意知①H2(g)+
O2(g)===H2O(l)
ΔH1=-285.8kJ·mol-1
②C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)
ΔH2=-1411.0kJ·mol-1
③C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH3=-1366.8kJ·mol-1
则:
④C2H4(g)+H2O(l)===C2H5OH(l) ΔH,由盖斯定律得:
④=②-③,则ΔH=ΔH2-ΔH3=-1411.0kJ·mol-1-(-1366.8kJ·mol-1)=-44.2kJ·mol-1,故选A。
答案:
A
11.已知:
N2(g)+O2(g)===2NO(g)
ΔH1=+180.5kJ/mol ①
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2=-221.0kJ/mol ②
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=-393.5kJ/mol ③
则能表示汽车尾气转化的热化学方程式为( )
A.2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)
ΔH=-746.5kJ/mol
B.2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)
ΔH=+746.5kJ/mol
C.2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)
ΔH=-1493kJ/mol
D.2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)
ΔH=+1493kJ/mol
解析:
能表示汽车尾气转化的反应方程式为2NO+2CO===N2+2CO2,则根据盖斯定律:
③×2-①-②即可得出要求的反应,其ΔH=2ΔH3-ΔH1-ΔH2=-746.5kJ/mol,所以NO与CO反应的热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.5kJ/mol。
答案:
A
二、非选择题(共56分)
12.(20分)比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。
(1)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
ΔH1__________ΔH2
(2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
ΔH1__________ΔH2
(3)4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1
4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH2
ΔH1__________ΔH2
(4)煤作为燃料有2种途径:
途径1——直接燃烧:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
途径2——先制水煤气:
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2>0
再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3<0
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0
ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是__________。
解析:
(1)中两式相减得:
S(s)===S(g) ΔH=ΔH1-ΔH2>0(固态硫变为硫蒸气是吸热过程),所以ΔH1>ΔH2(气态硫比固体硫燃烧放出的热量多);
(2)中两式相减得:
2H2O(g)===2H2O(l) ΔH=ΔH1-ΔH2<0(水蒸气变为液态水是放热过程),所以ΔH1<ΔH2(生成液态水比生成水蒸气放出的热量多);(3)中两式相减得:
4Al(s)+2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)+4Fe(s) ΔH=ΔH1-ΔH2<0(铝热反应很剧烈,是典型而熟悉的放热反应),所以ΔH1<ΔH2;(4)中将途径2的后两个热化学方程式分别乘以
后与第一个热化学方程式相加得:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ΔH2+
(ΔH3+ΔH4),即ΔH1=ΔH2+
(ΔH3+ΔH4)。
(两种途径的ΔH完全相同)。
答案:
(1)>
(2)< (3)<
(4)ΔH1=ΔH2+
(ΔH3+ΔH4)
13.(16分)红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。
反应过程和能量关系如下图所示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。
根据图回答下列问题:
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是__________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是_________________
____________________________________________________________________________________________________________________。
(3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的ΔH3=________,P和Cl2一步反应生成1molPCl5的ΔH4________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
解析:
(1)产物的总能量减去反应物的总能量就等于反应热,结合图像可知,PCl3与反应物P和Cl2的能量差值为306kJ,因此该热化学反应方程式为P(s)+3/2Cl2(g)===PCl3(g) ΔH=-306kJ·mol-1。
(2)根据图像可知PCl5和PCl3之间的能量差值为93kJ,因此PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93kJ·mol-1。
(3)根据盖斯定律求得:
ΔH3=-399kJ·mol-1。
且ΔH3=ΔH4,与反应的途径无关,只与起始物质、最终物质的状态有关。
答案:
(1)
Cl2(g)+P(s)===PCl3(g)
ΔH=-306kJ·mol-1
(2)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+93kJ·mol-1
(3)-399kJ·mol-1 等于
14.(20分)2011年11月14日20时许,“天宫一号”与“神舟八号”成功进行了第二次交会对接,为我国在轨建成600吨级载人空间站提供了可靠数据,其中,将“天宫一号”送上天的是有着“神箭”之称的“长征二号F”运载火箭。
已知火箭发射是以联氨(N2H4)为燃料,NO2为推进剂,燃烧生成氮气和水蒸气为动力的。
已知:
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7kJ·mol-1①
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-534kJ·mol-1②
H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1③
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g)
ΔH=-196.4kJ·mol-1④
H2(g)+
F2(g)===HF(g) ΔH=-269kJ·mol-1⑤
H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH=-242kJ·mol-1⑥
请回答下列问题:
(1)对N2H4和NO2反应的说法不正确的是____。
A.N2H4与NO2反应时NO2作氧化剂
B.氮气既是氧化产物,又是还原产物
C.生成1molN2转移8mol电子
D.该反应的热化学方程式为
2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1135.7kJ·mol-1
(2)以往也曾用H2O2为助燃剂。
试写出N2H4和H2O2反应生成气态水的热化学方程式:
______________________________。
若生成1mol液态水,放出热量________kJ。
(3)有人认为若用氟气代替NO2作氧化剂,则反应释放的能量更大。
试写出联氨与氟气反应的热化学方程式:
____________________
_____________________________________________________________________________________________________________________。
解析:
(1)
NO2是氧化剂,N2既是还原产物又是氧化产物,若生成3molN2则转移8mol电子,若生成1molN2转移电子数为
mol,所以A、B两项正确,C项错误。
由2×②-①可得,2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ·mol-1,D项正确。
(2)由②+④-③×2可得,N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642.4kJ·mol-1。
由②+④+③×2可得,N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-818.4kJ·mol-1,所以生成1molH2O(l)时放热
=204.6kJ。
(3)由②+⑤×4-⑥×2可得,N2H4(g)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g) ΔH=-1126kJ·mol-1。
答案:
(1)C
(2)N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-642.4kJ·mol-1 204.6
(3)N2H4(g)+2F2(g)===N2(g)+4HF(g)
ΔH=-1126kJ·mol-1
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