学年鲁科版选修4 第一单元第一节 化学反应的热效应第3课时 作业 1.docx
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学年鲁科版选修4第一单元第一节化学反应的热效应第3课时作业1
第一节化学反应的热效应
第3课时反应焓变的计算
一、选择题
1.已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-1452kJ·mol-1
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1
下列说法正确的是()
A.H2(g)的燃烧热为571.6kJ·mol-1
B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
C.1/2H2SO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq)=1/2BaSO4(s)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1
D.3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)ΔH=+135.9kJ·mol-1
2.已知:
Fe2O3(s)+
C(s)===
CO2(g)+2Fe(s)ΔH=+234.14kJ/mol,
C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol,
则2Fe(s)+
O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是()
A.-824.4kJ/molB.-627.6kJ/mol
C.-744.7kJ/molD.-169.4kJ/mol
3.根据键能数据估算CH4(g)+4F2(g)═CF4(g)+4HF(g)的反应热△H为()
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(kJ
mol-1)
414
489
565
155
A.-485kJ
mol-1B.+485kJ
mol-1C.+1940kJ
mol-1D.-1940kJ
mol-1
4.通过以下反应均可获取H2。
下列有关说法正确的是()
①太阳光催化分解水制氢:
2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH1=+571.6kJ·mol–1
②焦炭与水反应制氢:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3kJ·mol–1
③甲烷与水反应制氢:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1kJ·mol–1
A.反应①中电能转化为化学能
B.反应②为放热反应
C.反应③使用催化剂,ΔH3减小
D.反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8kJ·mol–1
5.SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S-F键。
已知:
1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。
则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热△H为()
A.-1780kJ/molB.-1220kJ/mol
C.-450kJ/molD.+430kJ/mol
6.已知反应:
①25℃、101kPa时,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ/mol;
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol。
下列结论正确的是()
A.碳的燃烧热ΔH<-110.5kJ/mol
B.①的反应热为221kJ/mol
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热ΔH=-(2×57.3)kJ/mol
D.稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1molH2O,放出57.3kJ的热量
7.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是()
A.氢气的燃烧热为285.5kJ·mol-1,则水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)ΔH=+285.5kJ·mol-1
B.已知2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-221kJ·mol-1,则石墨的燃烧热为110.5kJ·mol-1
C.已知N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,则在一定条件下将1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4kJ的热量
D.已知乙醇和乙烯的燃烧热分别为1366.8kJ·mol-1和1411.0kJ·mol-1,则乙烯水化制乙醇的热化学方程式为C2H4(g)+H2O(l)===C2H5OH(l)ΔH=-44.2kJ·mol-1
8.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) ΔH12H2S(g)+SO2(g)===
S2(g)+2H2O(g)ΔH2
H2S(g)+
O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH32S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为()
A.ΔH4=
(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)B.ΔH4=
(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
C.ΔH4=
(ΔH1+ΔH2+3ΔH3)D.ΔH4=
(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
9.已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ·mol-1
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+1/2O2(g)ΔH=-266kJ·mol-1
根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是()
A.CO的标准燃烧热为283kJ
B.下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)ΔH>-532kJ·mol-1
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出549kJ热量时,电子转移数为6.02×1023
10.下列说法正确的是()
A.H2(g)的燃烧热△H=-285.8kJ/mol,则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ/mol
B.反应物的总能量低于生成物的总能量时,该反应为放热反应
C.由石墨比金刚石稳定可知:
c(金刚石,s)=c(石墨,s)△H<0
D.已知:
298K时,N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-92.0kJ/mol。
在相同温度下,向密闭容器中通入0.5molN2和1.5molH2,达到平衡时放出46.0kJ的热量
11.化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)ΔH,其能量变化如图所示,下列叙述正确的是()
A.断裂1molA2和1molB2中的化学键,放出akJ能量
B.ΔH=+(a-b)kJ·mol-1
C.每生成2个AB分子吸收bkJ热量
D.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
12.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·mol-1
B.H2(g)转变成H2O(g)的化学反应一定要释放能量
C.由反应①、②可知上图所示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2kJ·mol-1
D.根据②推知反应H2(g)+
O2(g)=H2OΔH>-241.8kJ·mol-1
13.已知反应:
①H2O(g)===H2O(l)ΔH=-44kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1
若标准状况下2.24L的H2恰好与足量O2反应生成H2O(l),则整个过程放出的热量为()
A.28.58kJB.24.18kJC.57.16kJD.48.36kJ
14.己知:
(1)Zn(s)+1/2O2(g)=ZnO(s),△H=-350kJ·mol-1,
(2)2Ag(s)+1/2O2(g)=Ag2O(s),△H=-25kJ·mol-1,
则Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的△H等于()
A.-375kJ·mol-1B.-325kJ·mol-1C.+375kJ·mol-1D.+325kJ·mol-1
二、非选择题
15.燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的矛盾话题。
(1)我国北方冬季烧煤供暖所产生的废气是雾霾的主要来源之一。
经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为:
2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H
若①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1=+180.5kJ·mol-1
②2CO(g)═2C(s)+O2(g)△H2=+221kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)═CO2(g)△H3=﹣393.5kJ·mol-1
则△H=kJ·mol-1;
(2)为了提高燃料的利用率,可以将甲醇设计为燃料电池,写出熔融K2CO3做电解质时,甲醇燃料电池的负极反应式:
___________________;该电池负极与水库的铁闸相连时,可以保护铁闸不被腐蚀,这种方法叫做________________。
(3)含有甲醇的废水随意排放会造成水污染,可用ClO2将其氧化为CO2,然后再加碱中和即可。
写出处理甲醇酸性废水过程中,ClO2与甲醇反应的离子方程式:
___________________;
(4)机动车的尾气也是雾霾形成的原因之一。
①近几年有人提出在催化剂条件下,利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质。
请写出该过程的化学方程式:
;
②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一。
其中CO传感器的工作原理如上图所示,则对电极的电极反应式为。
16.研究碳及其化合物的相互转化对能源的充分利用、低碳经济有着重要的作用。
⑴已知:
①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)△H1=+206.1kJ·mol-1
②2H2(g)+CO(g)
CH3OH(l)△H2=-128.3kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)
2H2O(g)△H3=-483.6kJ·mol-1
25℃时,在合适的催化剂作用下,采用甲烷和氧气一步合成液态甲醇的热化学方程式为;
⑵利用反应①来制备氢气,为了探究温度、压强对反应①速率、转化率的影响,某同学设计了以下三组对比实验(温度为400℃或500℃,压强为101kPa或404kPa)。
实验序号
温度℃
压强/kPa
CH4初始浓度/mol·L
-1
H2O初始浓度/mol·L-1
1
400
p
3.0
7.0
2
t
101
3.0
7.0
3
400
101
3.0
7.0
①实验2和实验3相比,其平衡常数关系是K2K3(填“>”、“<”或“=”)。
②将等物质的量的CH4和水蒸气充入1L恒容密闭容器中,发生上述反应,在400℃下达到平衡,平衡常数K=27,此时容器中CO物质的量为0.10mol,则CH4的转化率为;
⑶科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图1所示。
①“重整系统”发生的反应中n(FeO):
n(CO2)=6:
1,则FexOy的化学式为______________;
②“热分解系统”中每分解lmolFexOy,转移电子的物质的量为___________;
图1图2
⑷pC类似pH,是指极稀溶液中的溶质浓度的常用负对数值。
若某溶液中溶质的浓度为1×10-3mol·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×10-3)=3
。
如图2为25℃时H2CO3溶液的pC-pH图。
请回答下列问题(若离子浓度小于10-5mol/L,可认为该离子不存在):
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-____________(填“能”或“不能”)大量共存。
②求H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1=________________;
③人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系
可以抵消少量酸或碱,维持pH=7.4。
当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的
最终将_________。
A.变大B.变小C.基本不变D.无法判断
17.乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。
回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。
再水解生成乙醇。
写出相应反应的化学方程式;
(2)已知:
甲醇脱水反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH1=-23.9kJ·mol-1
甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g)ΔH2=-29.1kJ·mol-1
乙醇异构化反应C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)ΔH3=+50.7kJ·mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔH=kJ·mol-1与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是:
。
18.
(1)反应A(g)+B(g)
C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示(E1>0,E2>0),回答下列问题。
①图中该反应是_________反应(填“吸热”、“放热”)。
反应热△H的表达式为__________;
②在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:
E1_________,E2_________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)丙烷是一种价格低廉的常用燃料,其主要成分是碳和氢两种元素,燃烧后只有二氧化碳和气态水,不会对环境造成污染。
已知1g丙烷完全燃烧放出50.45kJ的热量。
试回答下列问题。
丙烷在室温下燃烧的热化学方程式为_______________;
(3)C3H8(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)△H1=+156.6kJ·mol-1;
CH3CH=CH2(g)→CH4(g)+HC≡CH(g)△H2=+32.4kJ·mol-1。
则相同条件下,反应:
C3H8(g)→CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=kJ·mol-1。
参考答案
1.【答案】B
【解析】试题分析:
A.燃烧热是1mol物质完全燃烧产生稳定的氧化物时所放出的热量,方程式中给出的是2mol的氢气完全燃烧所放出的热量为571.6kJ,A项错误。
B.由方程式可知1gH2燃烧放出热量142.9kJ,1gCH3OH(l)完全燃烧放出热量1452kJ÷32=45.375kJ,则同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多,B项正确;C.在反应1/2H2SO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq)=1/2BaSO4(s)+H2O(l)中除了H+、OH-反应生成水外,还有沉淀产生,放出热量比57.3kJ多,C项错误;D.根据盖斯定律,将(①×3-②)÷2整理可得3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)ΔH=-131.4kJ·mol-1,D项错误;答案选B。
2.【答案】A
【解析】试题分析:
根据盖斯定律,2Fe(s)+
O2(g)===Fe2O3(s)ΔH=-234.14kJ/mol-393.5kJ/mol×
=-824.4kJ/mol,故A正确。
考点:
本题考查盖斯定律。
3.【答案】D
【解析】△H=反应物总键能—生成物总键能,结合图表中键能数据和反应中化学键的判断进行计算,△H=414kJ/mol
4+155kJ
4-(489kJ/mol
4+565kJ/mol
4)=-1940kJ/mol,故答案选D。
4.【答案】D
【解析】A.太阳光催化分解水制氢,太阳能转化为化学能,没有使用电能,故A错误;B.反应②中△H>0,为吸热反应,故B错误;C.催化剂不影响反应的焓变,则反应③使用催化剂,△H3不变,故C错误;D.③-②得到CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=(+206.1kJ.mol-l)-(+131.3kJ.mol-1)=+74.8 kJ.mol-1,故D正确;故选D。
5.【答案】B
【解析】1molS和3molF2完全反应生成1molSF6,1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ,要破坏3molF-F,形成6molS-F,所以
△H=(280+3
160-6
330)kJ/mol=-1220kJ/mol
本题考查的是根据化学键的键能求反应热的计算,△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
代入数据时,不必考虑放热还是吸热,代入键能的数值即可,但是要算清分子的数目和分子中化学键的数目。
6.【答案】A
【解析】
A.由反应①可知,1mol碳燃烧生成CO放出的热量为110.5kJ,CO燃烧生成二氧化碳继续放出热量,故1mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5kJ,碳的燃烧热ΔH<-110.5kJ/mol,故A正确;B.反应热包含符号,①的反应热为-221kJ/mol,故B错误;C.稀的强酸、强碱的中和热为△H=-57.3kJ/mol,稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为△H=-57.3kJ/mol,故C错误;D.醋酸是弱电解质,电离需吸收热量,稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出的热量小于57.3kJ,故D错误;答案为A。
7.【答案】D
【解析】
A.氢气的燃烧热为285.5kJ•mol-1,燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,则水分解的热化学方程式为:
H2O(l)=H2(g)+
O2(g);△H=+285.5kJ•mol-1,故A错误;B.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,已知2C(石墨,s)+O2(g)=2CO(g);△H=-221kJ•mol-1,是的氧化物不稳定,则石墨的燃烧热大于110.5kJ•mol-1,故B错误;C.已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g);△H=-92.4kJ•mol-1,反应是可逆反应,则在一定条件下将1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后,放出热量小于92.4kJ,故C错误;D.已知乙醇和乙烯的燃烧热分别为1366.8kJ•mol-1和1411.0kJ•mol-1;①C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ•mol-1;②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H=-1411.0kJ•mol-1;则乙烯水化制乙醇的热化学方程式依据盖斯定律②-①得到热化学方程式为:
C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l);△H=-44.2kJ•mol-1,故D正确;故选D。
8.【答案】B
【解析】
根据盖斯定律,不管化学反应是一步完成还是几步完成,其反应热是不变的,给题干中的前三个方程式依次标号为①、②、③,然后进行计算:
(①+②)×
-③×2=
×(ΔH1+ΔH2)−2×ΔH3=
(ΔH1+ΔH2-3ΔH3),故A项正确。
答案应选A。
9.【答案】C
【解析】
A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量;已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol,一氧化碳的燃烧热为283kJ/mol,故A错误;B.由热化学方程式,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol,可知图象中一氧化碳和氧气物质的量为1mol、
不符合反应物质的物质的量,故B错误;C.固体二氧化碳变化为气体二氧化碳需要吸热,焓变放热是负值,由2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g)△H=-226kJ/mol,所以反应2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)△H>-532kJ/mol,故C正确;D.已知:
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol;②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+
O2(g)△H=-226kJ/mol;依据盖斯定律②×2+①得到:
2Na2O2(s)+2CO(g)=2Na2CO3(s)△H=-1018kJ/mol;即Na2O2(s)+CO(g)=Na2CO3(s)△H=-509kJ/mol;CO(g)与Na2O2(s)反应放出
×509kJ=254.5kJ热量时,反应的一氧化碳物质的量为0.5mol,电子转移数为6.02×1023,故D错误;故选C。
点睛:
考查热化学方程式的计算应用,盖斯定律的应用,燃烧热概念计算分析,热化学方程式的书写方法和计算应用是解题关键,盖斯定律是指化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的;即化学反应热只与其反应的始态和终态有关,而与具体反应进行的途径无关;盖斯定律的基本使用方法:
①写出目标方程式;②确定“过渡物质”(要消去的物质);③用消元法逐一消去“过渡物质”,平时要多练习,才能熟能生巧。
10.【答案】C
【解析】
A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol,则2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ/mol,故A错误;B.反应物的总能量低于生成物的总能量时,该反应为吸热反应,故B错误;C.石墨比金刚石稳定,所以石墨具有的能量低,C(金刚石,s)=C(石墨,s)△H<0,故C正确;D.向密闭容器中通入0.5 mol N2和1.5 mol H2,达到平衡时放出的热量小于46.0 kJ,故D错误;故选C。
11.【答案】B
【解析】
A.断裂1molA-A键和1molB-B键,吸收akJ能量,故A错误;C.形成化学键放出热量,每生成2molAB放出bkJ热量,故C错误;B.该反应焓变=断裂化学键吸收热量-形成化学键所放出热量,所以焓变为△H=+(a-b)kJ/mol;故B正确;D.反应是吸热反应,依据能量守恒可知,反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,故D错误;故选B。
点睛:
考查反应热量变化的分析判断,图象分析,反应前后的能量守恒应用,化学键的断裂和形成与能量的关系;化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化依据图象分析,结合反应前后能量守恒可知,反应物能量之和小于生成物的能量之和,反应是吸热反应,反应过程中断裂化学键需要吸收能量,形成化学键放出热量。
12.【答案】C
【解析】A、氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成稳定氧化物液态水时放出热量,所以H2的燃烧热要高于241.8kJ•mol-1,故A错误;B、氢气和氧气在点燃的情况下生成水(液态)一定会释放能量,水(液态)气化到气态,则是吸收能量,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B错误;C、化学反应的焓变等于产物和反应物之间的能量差,根据图示知道,该反应是放热的,根据盖斯定律,反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)等于①-②,即反应的焓变=-283.0kJ•mol-1+241.8kJ•mol-1=-41.2 kJ•mol-1,故C正确;D、由于气态水变为液态水是一个放热过程,根据②推知反应H2(g)+
O2(g)
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