精品高一化学上册课时作业4.docx
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精品高一化学上册课时作业4
课时作业(四) 化学反应热的计算
[基础巩固]
1.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )
A.生成物总能量一定低于反应物总能量
B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C.应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变
D.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
解析:
A项,吸热反应中生成物总能量大于反应物总能量,放热反应中生成物总能量小于反应物总能量;B项,化学反应速率与该反应是放热反应还是吸热反应没有关系;C项,反应的焓变只与反应的始态和终态有关,与反应过程和途径无关;D项,同一反应焓变相同。
答案:
C
2.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( )
解析:
①A+B―→XΔH>0,X具有的能量大于A、B能量总和,A、C错误,②X―→CΔH<0,A+B―→CΔH<0,C具有的能量小于X具有的能量,也小于A、B能量总和,D正确,B错误。
答案:
D
3.已知:
HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1kJ·mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-55.6kJ·mol-1。
则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( )
A.-67.7kJ·mol-1B.-43.5kJ·mol-1
C.+43.5kJ·mol-1D.+67.7kJ·mol-1
解析:
HCN与NaOH中和放出的热量和HCl与NaOH中和放出的热量的差值就是HCN电离时要吸收的热量,故HCN电离的ΔH=-12.1kJ·mol-1-(-55.6kJ·mol-1)=+43.5kJ·mol-1。
答案:
C
4.25℃、101kPa下:
①2Na(s)+
O2(g)===Na2O(s) ΔH1=-414kJ/mol
②2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s)
ΔH2=-511kJ/mol
下列说法正确的是( )
A.①和②产物的阴、阳离子个数比不相等
B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同
C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D.25℃、101kPa下,Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s) ΔH=-317kJ/mol
解析:
Na2O中,Na+与O2-个数比为2∶1;Na2O2中,Na+与O
个数比也为2∶1,A错。
①和②反应中,若生成等物质的量的产物,转移电子数目相同,B错。
当温度升高时,Na与O2反应会生成Na2O2,C错。
①×2-②即可得到要求的方程式,D正确。
答案:
D
5.下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则该反应中和热的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(aq) ΔH=+57.4kJ/mol
B.已知P4(白磷,s)===4P(红磷,s)ΔH<0,则白磷比红磷稳定
C.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6kJ/mol,则H2燃烧热ΔH为-241.8kJ/mol
D.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
解析:
A项中和反应为放热反应,ΔH<0;B项白磷转化为红磷为放热反应,故白磷能量高,稳定性较差;C项气态水不是稳定产物。
答案:
D
6.硫有多种单质,单斜硫和正交硫是其中的两种同素异形体。
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
下列说法不正确的是( )
A.ΔH3<0
B.正交硫比单斜硫稳定
C.单斜硫转化为正交硫是吸热反应
D.质量相等时,单斜硫能量比正交硫能量大
解析:
根据盖斯定律,ΔH3=ΔH1-ΔH2=-297.16kJ·mol-1-(-296.83kJ·mol-1)=-0.33kJ·mol-1<0;由热化学方程式可知,单斜硫转化为正交硫是放热反应;正交硫比单斜硫稳定;质量相等时,单斜硫比正交硫能量大。
即选C。
答案:
C
7.在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
H2S(g)+
O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)===
S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+
O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A.ΔH4=
(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
B.ΔH4=
(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=
(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
D.ΔH4=
(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
解析:
根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系。
将前三个热化学方程式分别标为①、②、③,根据盖斯定律,由
×①+
×②-2×③可得:
2S(g)===S2(g)ΔH4=
(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。
答案:
A
8.已知CO(g)和CH3OH(l)燃烧的燃烧热ΔH分别为-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1。
甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为__________________________________。
解析:
首先依据信息书写热化学方程式:
①CO(g)+
O2(g)===CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1
②CH3OH(l)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH2=-726.5kJ·mol-1
所求热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l),分析CH3OH(l)都在等号左边,所以+②式,CO(g)位置不同(一个在左边、一个在右边),所以-①式,即②式-①式就是所求热化学方程式,ΔH=ΔH2-ΔH1。
答案:
CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l)ΔH=-443.5kJ·mol-1
9.
(1)CH3OH(l)汽化时吸收的热量为27kJ·mol-1,CH3OH(g)的燃烧热ΔH为-677kJ·mol-1,请写出CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式____________________________________________________。
(2)以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,CO2加氢可制取乙醇,H2(g)和CH3CH2OH(l)燃烧的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ·mol-1和-1365.5kJ·mol-1,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:
2CO2(g)+6H2(g)===CH3CH2OH(l)+3H2O(l)ΔH=________。
解析:
(2)依据燃烧热可知①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH1=-571.6kJ·mol-1,②CH3CH2OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)ΔH2=-1365.5kJ·mol-1,①式×3-②式可得所求热化学方程式。
答案:
(1)CH3OH(l)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-650kJ·mol-1
(2)-349.3kJ·mol-1
[能力提升]
10.生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12000~20000倍,在大气中的寿命可长达740年之久,以下是几种化学键的键能:
化学键
N≡N
F—F
N—F
键能/kJ·mol-1
941.7
154.8
283.0
下列说法中正确的是( )
A.过程N2(g)―→2N(g)放出能量
B.过程N(g)+3F(g)―→NF3(g)放出能量
C.反应N2(g)+3F2(g)===2NF3(g)的ΔH>0
D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应
解析:
选项A是拆键的过程,吸收能量,A错。
选项B是成键的过程,放出能量,B正确。
选项C中反应的ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和=941.7+3×154.8-6×283.0=-291.9(kJ·mol-1),因此C错。
化学反应过程中必有键的断裂与生成,所以D错。
若NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成,则只是物理变化。
答案:
B
11.已知CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-Q1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=-Q2
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-Q3
常温下,取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况),经完全燃烧后恢复到常温,则放出的热量为( )
A.0.4Q1+0.05Q3B.0.4Q1+0.05Q2
C.0.4Q1+0.1Q3D.0.4Q1+0.2Q2
解析:
n(气体)=11.2L/(22.4L·mol-1)=0.5mol,其中n(CH4)=0.5mol×4/5=0.4mol;n(H2)=0.5mol×1/5=0.1mol。
据有关热化学方程式得知,0.4molCH4与0.1molH2分别完全燃烧恢复到常温放热为0.4Q1和0.1×
Q3=0.05Q3,放出总热量为0.4Q1+0.05Q3。
答案:
A
12.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时放出的热量为Q1kJ,又知胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l)ΔH=Q2kJ·mol-1,则Q1和Q2的关系为( )
A.Q1
C.Q1=Q2D.无法确定
解析:
由已知得CuSO4(s)===Cu2+(aq)+SO
(aq)ΔH=-Q1kJ·mol-1;CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l)ΔH=Q2kJ·mol-1,二式相加得CuSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+SO
(aq)+5H2O(l)ΔH=(Q2-Q1)kJ·mol-1,依题意,Q2-Q1>0,所以Q2>Q1。
答案:
A
13.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如下所示。
已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):
N≡N为942、OO为500、N—N为154,则断裂1molN—H键所需的能量(kJ)是( )
A.194B.391C.516D.658
解析:
由图可知:
ΔH3=-(ΔH2-ΔH1)=
E(N—N)+E(O===O)+4E(N—H)=2752kJ/mol-534kJ/mol,则E(N—H)=
kJ/mol=391kJ/mol,B项正确。
答案:
B
14.大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。
将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:
①I-(aq)+O3(g)===IO-(aq)+O2(g)ΔH1
②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq)ΔH2
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l) ΔH3
总反应的化学方程式为____________,其反应热ΔH=________。
解析:
根据盖斯定律,将三个反应相加,可得总反应:
2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)===I2(aq)+O2(g)+H2O(l),则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
答案:
2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)===I2(aq)+O2(g)+H2O(l)ΔH1+ΔH2+ΔH3
15.已知拆开1mol氢气中的化学键需要消耗436kJ能量,拆开1mol氧气中的化学键需要消耗498kJ能量,根据下面的能量图,回答下列问题:
(1)分别写出①②的数值:
①________;②________。
(2)生成H2O(g)中的1molH—O键放出________kJ的能量。
(3)已知:
H2O(l)===H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1,试写出2mol氢气在足量氧气中完全燃烧生成液态水的热化学方程式:
_________________________________________________________。
解析:
(1)2molH2和1molO2断键吸收能量为436kJ×2+498kJ=1370kJ,即①表示的数值;对于反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)的反应热ΔH=Q(吸)-Q(放),即有等式1370kJ-Q(放)=-482kJ,解得Q(放)=1852kJ。
(2)因为生成2molH2O(g),即4molH—O键放出1852kJ热量,则生成1molH—O键时放出
kJ=463kJ的热量。
(3)因为2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=-482kJ·mol-1①,
H2O(l)===H2O(g)
ΔH=+44kJ·mol-1②,
将①-②×2得:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-482kJ·mol-1-44kJ·mol-1×2=-570kJ·mol-1。
答案:
(1)①1370②1852
(2)463
(3)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-570kJ·mol-1
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