人教版选修4 第1章第3节 化学反应热的计算 作业 (7).doc

第3节 化学反应热的计算(25分钟50分)一、选择题(本题包括7小题，每小题4分，共28分)1.盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关。物质a在一定条件下可发生一系列转化，由下图判断下列关系错误的是()a.af，h=-h6b.h1+h2+h3+h4+h5+h6=1c.cf，|h|=|h1+h2+h6|d.h1+h2+h3=-h4-h5-h6【解析】选b。fa，h=h6，则af，h=-h6，a正确；6个h全部相加，是aa的h，应等于零，即h1+h2+h3+h4+h5+h6=0，b错误；fc的h=h6+h1+h2，则cf的h=-(h6+h1+h2)，c正确；ad的h=h1+h2+h3，da的h=h4+h5+h6，二者的绝对值相等，符号相反，即|h1+h2+h3|=|h4+h5+h6|，d正确；答案选b。2.(2015汕头高二检测)工业生产硫酸过程中，so2在接触室中被催化氧化为so3气体，已知该反应为放热反应。现将2 mol so2、1 mol o2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3 kj，此时测得so2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是()a.2so2(g)+o2(g)2so3(g)h=-196.6 kjmol-1b.2so2(g)+o2(g)2so3(g)h=-98.3 kjmol-1c.so2(g)+12o2(g)so3(g)h=+98.3 kjmol-1d.so2(g)+12o2(g)so3(g)h=-196.6 kjmol-1【解析】选a。将2 mol so2、1 mol o2充入一密闭容器中充分反应后，放出热量98.3kj，此时测得so2的物质的量为1 mol，说明反应是可逆反应，不能进行彻底，实际发生反应的二氧化硫为1 mol，1 mol二氧化硫全部反应放热98.3kj，热化学方程式为2so2(g)+o2(g)2so3(g)h=-196.6 kjmol-1或so2(g)+12o2(g)so3(g)h=-98.3 kjmol-1，故a项正确。【易错提醒】可逆反应的热量变化与h的关系热化学方程式中的h是指反应进行完全时所放出或吸收的热量。可逆反应不能进行完全，所以可逆反应达到平衡时，反应放出或吸收的热量的数值小于热化学方程式中h的数值。3.(2015邯郸高二检测)在298 k、100 kpa时，已知：cl2(g)+h2(g)2hcl(g)h12h2o(g)2h2(g)+o2(g)h22cl2(g)+2h2o(g)4hcl(g)+o2(g)h3则h3与h2和h1之间的关系正确的是()a.h3=2h1-h2b.h3=h1+h2c.h3=2h1+h2d.h3=h2-h1【解析】选c。根据盖斯定律，将cl2(g)+h2(g)2hcl(g)的2倍与2h2o(g)2h2(g)+o2(g)相加即可得到2cl2(g)+2h2o(g)4hcl(g)+o2(g)，所以h3=2h1+h2，答案选c。4.已知25、101 kpa条件下：4al(s)+3o2(g)2al2o3(s)h1=-2 834.9 kjmol-14al(s)+2o3(g)2al2o3(s)h2=-3 119.1 kjmol-1由此得出的正确结论是()a.等质量的o2比o3能量高，由o2变为o3为放热反应b.等质量的o2比o3能量低，由o2变为o3为吸热反应c.o3比o2稳定，由o2变为o3为吸热反应d.o2比o3稳定，由o2变为o3为放热反应【解析】选b。已知25、101kpa条件下：4al(s)+3o2(g)2al2o3(s)h1=-2 834.9 kjmol-14al(s)+2o3(g)2al2o3(s)h2=-3 119.1 kjmol-1，根据盖斯定律-得到：3o2(g)2o3(g)h=h1-h2=-2 834.9 kjmol-1-(-3 119.1 kjmol-1)=+284.2 kjmol-1，氧气转化为臭氧是吸热反应，3 mol氧气生成2 mol臭氧吸收的热量284.2kj，故a错误；等质量的o2比o3的能量低，由o2变为o3是吸热反应，故b正确；由o2变为o3的化学反应为吸热反应，氧气的能量低，故氧气比臭氧稳定，故c、d错误；答案选b。5.sf6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在sf键。已知：1 mol s(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kj，断裂1 mol ff、sf键需吸收的能量分别为160 kj、330 kj。则s(s)+3f2(g)sf6(g)的反应热h为()a.-1 780 kjmol-1b.-1 220 kjmol-1c.-450 kjmol-1d.+430 kjmol-1【解析】选b。反应热就是断键吸收的能量和成键放出的能量的差值，因此该反应的h是280 kjmol-1+3160 kjmol-1-6330 kjmol-1=-1 220 kjmol-1，答案选b。6.已知h2(g)、c2h4(g)和c2h5oh(l)的燃烧热分别是285.8 kjmol-1，1 411.0 kjmol-1和1 366.8 kjmol-1，则由c2h4(g)和h2o(l)反应生成c2h5oh(l)的h为()a.-44.2 kjmol-1b.+44.2 kjmol-1c.-330 kjmol-1d.+330 kjmol-1【解析】选a。已知h2(g)、c2h4(g)和c2h5oh(l)的燃烧热分别是285.8 kjmol-1，1 411.0 kjmol-1和1 366.8 kjmol-1，因此有热化学方程式h2(g)+12o2(g)h2o(l)h=-285.8 kjmol-1，c2h4(g)+3o2(g)2h2o(l)+2co2(g)h=-1 411.0 kjmol-1，c2h5oh(l)+ 3o2(g)3h2o(l)+2co2(g)h=-1 366.8 kjmol-1，则根据盖斯定律可知，-即可得到c2h4(g)+h2o(l)c2h5oh(l)，所以反应热h=(-1 411.0 kjmol-1)-(-1 366.8 kjmol-1)=-44.2 kjmol-1，答案选a。7.(2015苏州高二检测)已知h2(g)+12o2(g)h2o(l)h= -285.8 kjmol-1co(g)+12o2(g)co2(g)h= -282.9 kjmol-1，某h2和co的混合气体完全燃烧时放出113.74 kj热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中h2和co的物质的量之比为()a.21b.12c.11d.23【解析】选c。水的物质的量为3.6 g18 gmol-1=0.2 mol，由2h2+o22h2o可知，n(h2)=n(h2o)=0.2 mol，由2h2(g)+o2(g)2h2o(l)h=-571.6 kjmol-1可知0.2 mol h2燃烧放出的热量为57.16 kj，则co燃烧放出的热量为113.74 kj-57.16 kj=56.58 kj，设混合气体中co的物质的量为x，则x=56.58 kj282.9 kjmol-1=0.2 mol，原混合气体中h2和co的物质的量均为0.2 mol，h2和co的物质的量之比为11，答案选c。【互动探究】(1)若将题目中“同时生成3.6 g液态水”改为“混合气体中h2和co的总物质的量是0.4 mol”，计算二者的物质的量分别是多少？(设混合气体中h2和co的物质的量分别为x、y，只列出二元一次方程即可)提示：x+y=0.4 mol，285.8x+282.9y=113.74。(2)若将题目中“同时生成3.6 g液态水”改为“混合气体中h2和co的物质的量相等”，计算混合气体中co物质的量是多少？提示：设混合气体中co的物质的量为x，则：285.8x+282.9x=113.74，解得x=0.2 mol。二、非选择题(本题包括2小题，共22分)8.(10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图所示(图中的h表示生成1 mol产物的数据)。根据上图回答下列问题：(1)p(s)和cl2反应生成pcl3(g)的热化学方程式是_。(2)pcl5(g)分解成pcl3(g)和cl2的热化学方程式是_。(3)p(s)和cl2分两步反应生成1 mol pcl5(g)的h3=_，p(s)和cl2一步反应生成1 mol pcl5(g)的h4_h3(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，结合图象可知，pcl3和反应物p和cl2的能量差值为306 kj，因此该热化学反应方程式为p(s)+32cl2(g)pcl3(g)h=-306 kjmol-1。(2)根据图象可知pcl5和pcl3之间的能量差值为93 kj，因此pcl5分解成pcl3和cl2的热化学方程式为pcl5(g)pcl3(g)+cl2(g)h=+93 kjmol-1。(3)根据盖斯定律求得h3=-399 kjmol-1，且h3=h4，与反应的途径无关，只与起始物质、终态物质有关。答案：(1)32cl2(g)+p(s)pcl3(g)h=-306 kjmol-1(2)pcl5(g)pcl3(g)+cl2(g)h=+93 kjmol-1(3)-399 kjmol-1等于9.(12分)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(n2h4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时，立即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应，生成水蒸气和氮气，放出256.652 kj的热量。(1)反应的热化学方程式为_。(2)已知h2o(l)h2o(g)h=+44 kjmol-1，则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是_kj。(3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是_。(4)发射卫星可用肼为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和水蒸气。已知：n2(g)+2o2(g)2no2(g)h=+67.7 kjmol-1n2h4(g)+o2(g)n2(g)+2h2o(g)h=-534 kjmol-1肼和二氧化氮反应的热化学方程式为_。【解析】(1)0.4 mol液态肼反应放热256.652 kj，则1 mol液态肼反应应放热641.63 kj。(2)16 g液态肼的物质的量为0.5 mol。由方程式知生成水的物质的量n(h2o)=0.5 mol4=2 mol，则16 g液态肼与液态双氧水反应生成h2o(l)放热为641.63 kjmol-10.5 mol+2 mol44 kjmol-1=408.815 kj。(3)产物为n2(g)和h2o，无污染。(4)由所提供方程式，利用盖斯定律，将-2可得肼和二氧化氮反应的热化学方程式。答案：(1)n2h4(l)+2h2o2(l)n2(g)+4h2o(g)h=-641.63 kjmol-1(2)408.815(3)产物不会造成环境污染(4)n2h4(g)+no2(g)32n2(g)+2h2o(g)h=-567.85 kjmol-1(30分钟50分)一、选择题(本题包括4小题，每小题6分，共24分)1.(2015曲阜高二检测)已知：zn(s)+12o2(g)zno(s)h=-350 kjmol-12ag(s)+12o2(g)ag2o(s)h=-25 kjmol-1则zn(s)+ag2o(s)zno(s)+2ag(s)的h等于()a.-375 kjmol-1b.-325 kjmol-1c.+375 kjmol-1d.+325 kjmol-1【解析】选b。根据盖斯定律将-得到所求热化学方程式，所以zn(s)+ag2o(s)zno(s)+2ag(s)的h=-350 kjmol-1-(-25 kjmol-1)=-325 kjmol-1，答案选b。2.已知：2h2(g)+o2(g)2h2o(g)h13h2(g)+fe2o3(s)2fe(s)+3h2o(g)h22fe(s)+32o2(g)fe2o3(s)h32al(s)+32o2(g)al2o3(s)h42al(s)+fe2o3(s)al2o3(s)+2fe(s)h5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()a.h10b.h50，h4h3c.h1=h2+h3d.h3=h4+h5【解析】选b。a项，反应2fe(s)+32o2(g)fe2o3(s)为放热反应，h30，错误；b项，反应2al(s)+fe2o3(s)al2o3(s)+2fe(s)为放热反应，h50，依据盖斯定律，由-可得反应，故h5=h4-h3h4，正确；c项，根据盖斯定律：=(+)23，h1=(h2+h3)23，错误；d项，根据盖斯定律：=，h3=h4h5，错误。3.(2015沧州高二检测)n2和h2合成nh3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是()a.n2(g)+3h2(g)2nh3(g)h=2(b-a)kjmol-1b.n2(g)+3h2(g)2nh3(l)h=2(a-b-c)kjmol-1c.12n2(g)+32h2(g)nh3(l)h=(b+c-a)kjmol-1d.12n2(g)+32h2(g)nh3(g)h=(a+b)kjmol-1【解析】选b。由图示可知：断裂12mol n2(g)和32mol h2(g)中的化学键共吸收akj的能量，由1 mol n和3 mol h生成1 mol nh3(g)放出bkj的能量，由1 mol nh3(g)变为1 mol nh3(l)放出ckj能量，故有12n2(g)+32h2(g)nh3(l)h=(a-b-c)kjmol-1，c错误；式乘以2得n2(g)+3h2(g)2nh3(l)h=2(a-b-c)kjmol-1，b正确；12n2(g)+32h2(g)nh3(g)h=(a-b)kjmol-1，d错误；扩大2倍后得n2(g)+3h2(g)2nh3(g)h=2(a-b)kjmol-1，a错误。【互动探究】(1)根据题目推断反应2nh3(g)n2(g)+3h2(g)的h是多少？提示：因反应12n2(g)+32h2(g)nh3(g)h=-(b-a)kjmol-1，故反应2nh3(g)n2(g)+3h2(g)的h=+2(b-a)kjmol-1。(2)判断nh3(g)nh3(l)的h是多少？提示：h=-ckjmol-1。4.(2015湘潭高二检测)100 g c不完全燃烧所得产物中，co所占体积为1/3，co2为2/3，且：c(s)+12o2(g)co(g)h=-110.35 kjmol-1co(g)+12o2(g)co2(g)h=-282.57 kjmol-1与这些碳完全燃烧相比，损失的热量为()a.39.292 kjb.3 274.3 kjc.784.92 kjd.2 489.44 kj【解析】选c。在100 g c中有1310012mol变成co，有2310012mol变成co2，故与c完全燃烧相比，损失的热量就是co继续燃烧放出的热量，依据热化学方程式知，损失的热量为1310012282.57784.92 kj。【补偿训练】管道煤气的主要成分是h2、co和少量的甲烷。相应的热化学反应方程式：2h2(g)+o2(g)2h2o(l)h=-571.6 kjmol-12co(g)+o2(g)2co2(g)h=-566 kjmol-1ch4(g)+2o2(g)co2(g)+2h2o(l)h=-890.3 kjmol-1当使用管道煤气的用户改用天然气后，在相同条件下燃烧等体积的天然气，理论上所获得的热值，后者大约是前者的多少倍()a.0.8b.1.3c.3.1d.0.32【解析】选c。由生产水煤气的反应可知，煤气中co与h2体积比为11。设燃烧的管道煤气和天然气的物质的量均为4 mol，则燃烧4 mol煤气放热：q1=571.6 kj+566 kj=1 137.6 kj，而燃烧4 mol天然气放热q2=4890.3 kj=3 561.2 kj，后者是前者3 561.2 kj1 137.6 kj=3.1倍。二、非选择题(本题包括2小题，共26分)5.(12分)氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。(1)上图是n2(g)和h2(g)反应生成1 mol nh3(g)过程中能量的变化示意图，请写出n2和h2反应的热化学方程式：_。(2)若已知下列数据：化学键hhnn键能/kjmol-1435943试根据表中及图中数据计算nh的键能：_kjmol-1。(3)用nh3催化还原nox还可以消除氮氧化物的污染。已知：4nh3(g)+3o2(g)2n2(g)+6h2o(g)h1=-akjmol-1n2(g)+o2(g)2no(g)h2=-bkjmol-1求：若1 mol nh3还原no至n2，则该反应过程中的反应热h3=_kjmol-1(用含a、b的式子表示)。【解析】(1)由图象可知，该反应为放热反应，且生成1 mol nh3(g)时，放出的热量为(300-254)kj=46 kj。故n2和h2反应的热化学方程式为n2(g)+3h2(g)2nh3(g)h=-92 kjmol-1。(2)设n-h键能为x，故反应热h=-92 kjmol-1=(3435+943)kjmol-1-6x，x=390 kjmol-1。(3)将3，反写，然后再与相加，可得4nh3(g)+6no(g)5n2(g)+6h2o(g)，故其反应热h=3b-a，故1 mol nh3还原no至n2，反应热为3b-a4kjmol-1。答案：(1)n2(g)+3h2(g)2nh3(g)h=-92 kjmol-1(2)390(3)3b-a46.(14分)白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成p4o6，空气充足时生成p4o10。(1)已知298 k时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为p4(s，白磷)+5o2(g)p4o10(s)h1=-2 983.2 kjmol-1p(s，红磷)+54