化学人教版选修4自主练习：第一章第三节化学反应热的计算Word版含解析

1、自主广场我夯基我达标1.下列说法或表示方法中正确的是()A.等质量的硫蒸气和硫磺分别完全燃烧，后者放出的热量多B.氢气的燃烧热为285.8 kJ mol-1,则氢气燃烧的热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H 2O(l)-1AH = 285.8 kJ mol 1C.Ba(OH) 2 - 8H2O(s)+2NH 4cl(s) =BaCl 2(s)+2NH 3(g)+10H 2O(l)AHV0D.已知中和热为 57.3 kJ mol1,若将含0.5 mol H 2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混 合，放出的热量要大于57.3 kJ思路解析：硫磺变成硫蒸气需要吸收热量；在101

2、 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫彳鲂亥物质的燃烧热；Ba(OH) 2 - 8H2O固体与NH4Cl固体反应是吸热反应，则AH>0; H2SO4的浓溶液与NaOH溶液混合时要放热。答案：D2.已知 299 K 时，合成氨反应 N2 (g) +3H2(g) =2NH 3(g) A H= 92.0 kJ - mol-1,将此温 度下的0.1 mol N2和0.3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放 出的热量为(假定测量过程中没有能量损失)()A. 一定小于92.0 kJB. 一定大于92.0 kJC.一定等于92.0 kJD.无

3、法确定思路解析：反应热是指反应完全进行时放出或吸收的热量，可逆反应是不能进行到底的，因 此可逆反应放出或吸收的热量一定小于反应热。答案：A3.100 g碳燃烧所得气体中，CO占1体积，CO2占2体积，且C(s)+ 1 O2(g)=CO(g)A332H=-110.35 kJ - mol-1,CO(g)+ 1 O2(g)=CO 2(g) A H= -282.57 kJ - mol-1。与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是()A.392.92 kJB.2 489.44 kJC.784.92 kJD.3 274.3 kJ思路解析:100 g碳燃烧所得气体中 CO的物质的量为 一100g,这些物质的量

4、CO完12g *mol 3全燃烧放出的能量为 一100g J1 X 282.57 kJ - mol-1=784.92 kJ。12g *m ol 3答案：C4 .氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的热化学方程式分别为()H2(g)+ 1 O2(g)=H 2O(l) A H = - 285.8 kJ - mol-1CO(g)+ 1 O2(g) =CO 2(g) AH = - 283.0 kJ - mol-12C8H i8(1)+ 25O2(g) =8CO 2(g)+9H 2O(l) A H= 5 518 kJ - mol-12_ _ -1CH 4(g)+2O 2(g

5、) =CO 2(g)+2H 2O(l)A H= 890.3 kJ - mol相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是()A.H2(g)B.CO(g)C.C8H18(1)D.CH 4(g)思路解析：1 gH2、CO、C8H18、CH4完全燃烧，放出热量依次为:X 285.8 kJ,X 283.028kJ X 5 518 kJ,2X 890.3 kJ。比较可知答案为 Bo11416CO2生成正盐，需5 mol LD.2QKOH与丁烷的燃烧热AH的答案：B5 .充分燃烧一定量丁烷气体放出的热量为Q,完全吸收它生成的的KOH溶液100 mL,则丁烷的燃烧热为()A.16QB

6、.8QC.4Q思路解析：先列出丁烷、CO2、KOH与AH的反应关系，找出 摩尔关系，列比例式即可求出丁烷的燃烧热。据关系式C4H io 4CO2 8KOH A H8 molA H0.5 molQ知 A H=16Q。答案：A6 .已知： 2c(s)+O2(g)=2CO(g) A H= -221.0 kJ - mol-1;2H2(g)+O2(g) =2H 2O(g) A H= 483.6 kJ -mol-1。则制备水煤气的反应 C(s)+H 2O(g) =CO(g)+H 2(g)的 A H 为()A.+262.6 kJ - mol-1 B.131.3 kJ - mol-1C. 352.3 kJ -

7、 mol-1D.+131.3 kJ - mol-1思路解析：据盖斯定律，把已知两个反应相加减，可求得制备水煤气的反应的AHo，得2c(s)+O2(g) 2H2(g) O2(g)=2CO(g) 2HzO(g)A H= 221.0 kJ - mol-1- ( 483.6kJ - mol-1),即_ -12c(s)+2H2O(g)=2H 2(g)+2CO(g)A H=+262.1 kJ molC(s)+H2O(g) =CO(g)+H 2(g)的 A H 为 262.1 kJ - mol-1 + 2=+131.3 kJ - mol-1。答案：D7 .已知 2H2O (l) =2H 2(g)+O 2(g

8、)A H=+517.6 kJ mol-1 ,CH 4(g)+2O 2(g) =CO 2(g)+2H 2O(l)A H=890.3 kJ - mol-1。1 g氢气分别燃烧后，放出的热量之比约是()A.1 : 34B.1 : 17C.2.3 ： 1D.4.6 ： 1思路解析：根据已知两个反应的热化学方程式，可求得1g氢气和1 g甲烷完全燃烧放出的热口八口 517.61890.3-j口重分别为 =256.8 kJ和 =55.64 kJ,比值约是 4.6： 1。答案：D8 .已知下列热化学方程式：_ _ -1(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g) AH=-25 kJ m

9、ol-1(2)3Fe2O3 (s) +CO(g)=2Fe 3O4(s)+CO2(g) A H= - 47 kJ . mol _ _ _ -1(3)Fe3O4(s)+CO(g) =3FeO(s)+CO 2(g) AH=+19 kJ - mol写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO?的热化学方程式： 。 思路解析：依据盖斯定律，化学反应不管是一步完成还是分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。我们可从所给的有关方程式分析：从方程式(3)与方程式(1)可看出有我们需要的物质。但方程式(3)必须通过方程式(2)有关物质才能和方程式(1)结合在一起。将方程式(3)X 2+方程式(2),得：(4)Fe2O

10、3 (s) +CO(g)=2FeO(s)+CO 2(g) A H= 9 kJ mol -将一(4)得：FeO(s)+CO(g) =Fe(s)+CO 2(g)A H= 16 kJ - mol -1答案：FeO(s)+CO(g) =Fe(s)+CO 2(g) A H= 16 kJ - mol-19.某石油液化气由丙烷和丁烷组成，其质量分数分别为80%和20%。已知：1C3H8 (g) +5O 2(g) =3CO 2(g)+4H2O(g)A H= 2 200 kJ - mol_ _-12c4H 10(g)+13O 2(g) =8CO 2(g)+10H 2O(g)A H= 5 800 kJ - mol

11、现有一质量为0.80 kg、容积为4.0 L的铝壶，将一壶 20 c的水烧开需消耗 0.056 kg石油液化气，试计算该燃料的利用率。已知水的比热容为4.2 kJ kg-1 C -1,铝的比热容为 0.88kJ - kg-1 , C -1 o思路解析：本题把物理学中的热学知识与化学中的反应热结合在一起考查，应用能量守恒原 理即可解决。由热化学方程式可知，C3H8的燃烧热为2 200 kJ - mol-1, C4H10的燃烧热为2 900 kJ - mol-1, 故可先计算液化气燃烧放出的热量。56g 80%-1 56 g 20%-1q 放=三 * 2 200 kJ - mol +三 * 2 9

12、00 kJ - mol =2 800 kJ。44g *m ol58g * mol再根据物理学知识计算：Q">=mcAt= 4.0 LX1 kg L-1X4.2 kJ - kg-1 - C-1+0.80 kg X 0.88 kJ - (kg C)-11 X (100 C 20 C)=1 400 kJ。所以，该燃料的利用率为1400kJ x 100%=50%o2800kJ答案：50%-110.已知 CaCO3(s) =CaO(s)+CO 2(g) A H=175.7 kJ - mol一,、_,、 . -1C(s)+O2(g) =CO 2(g)A H= 393.5 kJ - mol求

13、1 t CaCO3分解生成生石灰理论上需要含杂质10%的焦炭多少千克？思路解析：根据热化学方程式知：1 mol CaCO3(100 g)分解要吸收175.7 kJ的热量，所以1 t106 g6CaCO3分解时吸热 一gx 175.7 kJ=1.757 X 106 kJ,1 mol纯净的炭(12 g)燃烧时放出393.5100g1.757 1 06kJ4kJ的热量，所以需含杂质10%的焦炭:393.5kJ 父(1-10%) =5.95 * 10 g=59.5 kg 0 12g答案：59.5 kg11.化工生产中用烷烧和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体，这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨，

14、对甲烷而言，有如下两个主要反应：CH4 (g) + O2(g) =CO(g)+2H 2(g) AHi = 36 kJ - mol-12CH4(g)+H2O(g) =CO(g)+3H 2(g) AH2=+216 kJ - mol-1由反应推出总反应热为零的总反应方程式，并求进料气中空气(。2的体积分数为21%)与水蒸气的体积比。思路解析：从所给的热化学方程式可看出：21636=6,将X 6得出式子与相加： 6CH4+3O2=6CO+12H 2+)CH4+H2O=CO+3H 27CH4+3O2+H2O=7CO+15H 2。所以总反应式为7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)=7CO(g)+15

15、H 2(g) A H=0其中“出=，则口空气)=工=100。V(H2O) 1V(H2O)21%71答案：100 : 7我综合我发展12 .已知 723 K 时，2SO2(g)+O2(g)=2SO 3(g) A H= Q kJ mol-1。在相同条件下，向一密闭容器中通入 2 mol SO2和1 mol O2,达平衡时放出热量为 Q1；向另一体积相同的密闭容 器中通入1 mol SO2和0.5 mol O2达到平衡时放出的热量为Q2,则Q1、Q2、Q满足的关系是( )A.Q=Q 1/2B.Q2<Qi/2C.Q2<Qi<QD.Q=Qi>Q2思路解析：Q指生成2 mol SO

16、3完全反应时放出的热。若把2 mol SO2和1 mol O2混合，达平衡时生成的SO3小于2 mol,则Qi<q；若将反应物的量减半，由于其他条件相同，压强减 小，SO2的转化率减小，生成 SO3的量比第一容器的一半少，放出的热量Q2<Q1/2。答案：BC13 .钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白 (TiO2)是目前最好的白色颜料。制备 TiO2和 Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。 含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3) 制取TiO2的流程如下：图1-5(1)Ti的原子序数为22, Ti位于元素周期表中第 周期，第 族。(2)步骤加Fe的目的是

17、： 步骤冷却的目的是： (3)上述制备 TiO2的过程中，可以利用的副产物是 ；考虑成本和废 物综合利用因素，废液中应加入 处理。(4)由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及的步骤为： MgTiO2r TiC14K'。J Ti已知： C(S)+O2(g)=CO 2(g); A H=-393.5 kJ - mol -12CO(g)+O 2(g) =2CO 2(g); A H=-566 kJ - mol 1TiO2(S)+2Cl2(g) =TiCl 4(s)+O2(g); A H=+141 kJ - mol-1则 TiO 2(s)+2Cl 2(g)+2C(s)=TiCl 4(s)+2CO(

18、g)的 A H=。反应TiCl 4+2Mg=2MgCl 2+Ti在Ar气氛中进行的理由是 。思路解析：本题是一道典型的无机物框图制备题。不仅考查对基础知识的掌握，还主要考查 学科知识的综合应用能力。(1)由原子序数推断元素在周期表中的位置，关键是熟悉元素周期表的结构，即各周期起止元素的原子序数、各族的相对位置等。Ti的原子序数为22,与熟悉的Ca(原子序数为20)相近，由Ca在元素周期表中的位置，分析推断Ti位于第四周期，第IV B族。(2)由框图所示流程分析可知，要将TiO2+与Fe2+、Fe3+分离，需要先加入铁粉将Fe3+还原为Fe2+,趁热过滤除去残渣，再将滤液冷却使FeSO4 - 7

19、H2O析出。制备TiO2过程中的副产物 FeSO4 7H2O在工农业生产和日常生活中有较多的应用。在分离出H2TQ3,的废液中，还含有少量的 TiO2+、Fe2+,可加入石灰(或碳酸钙、废碱)降低H+ 的浓度，使之转化为沉淀析出，进行循环利用。(4)反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体的反应进行的途径无关。将已知热化学方程式相加减 +2 X -得 TiO 2(s)+2Cl 2(g)+2C(s)=TiCl 4(s)+2CO(g),其 A H=141 kJ mol-1+2 x (-393.5 kJ mol-1)-(-566 kJ mol-1)=-80 kJ mol-1。因为在高温下, Mg(T

20、i) 与空气中的。2(或CO2、N2)作用，所以用 Mg还原TiCl 4时要在惰性气体(Ar)中进行。答案：(1)4 WB (2)将Fe2+还原为Fe3+析出(或分离、或得到)FeSO4 7”O (3)FeSO4 7H2O石灰(或碳酸钙、废碱)，、-1(4)-80 kJ mol 1防止高温下Mg(Ti)与空气中的。2(或CO2、N2)作用14 .同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知：P4 (白磷，s) +5O2(g) =P4O10(s) A

21、H= 2 983.2 kJ - mol-1P(红磷,s)+5 O2 (g) = 1 P40io(s) A H= 738.5 kJ mol-144则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下，能量状态较低的是 ;白磷的稳定性比红磷 (填“高”或“低”)。思路解析：X 4得P4 (白磷，s) =4P(红磷,s); AH=29.2 kJ - mol-1,该反应放热， 所以反应物的能量大于生成物的能量，故生成物红磷的能量低，能量越低，越稳定。答案：P4 (白磷，s) =4P (红磷，s); AH=29.2 kJ - mol-1 红磷 低 15.“西气东输”是西部大开发的重点工程，这里的“气”指天然气

22、，其主要成分是甲烷。工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气。水煤气的主要成分是CO和H2,它们的体积比约为1 ： 1,已知：_ -1CH 4(g)+2O 2(g)=CO 2(g)+2H 2O(l) A H = - 890 kJ - molH2(g)+ O2(g) =H 2O(l)2-1AH = - 285.8 kJ - molCO(g)+ O2(g) =CO 2(g)2若不考虑水煤气中其他成分，-1A H = 283 kJ - mol;它们燃烧生成相同状况下要获得相等的热量，所需甲烷与水煤气的体积比约CO2的物质的量之比约为 。以甲烷代替水煤气作民用燃气，其优点之一是思路解析：可设产生的热量同为

23、 m kJ,可分别表示出所用的水煤气及甲烷的物质的量。答案：1 ： 3 2 ： 3等体积的气体，甲烷提供的热量多16.家用液化气中的主要成分之一是丁烷，当10 kg 丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量为5 X 105 kJ,试写出丁烷燃烧反应的热化学方程式。已知1 mol液态水汽化时需要吸收 44 kJ的热量，则1 mol 丁烷完全燃烧并生成气态水时放出的热量为 kJ。思路解析：本题结合反应热在实际生活的应用来考查热化学方程式的书写。正确的热化学方程式有以下几个特点：要标明反应物和生成物的状态。放出热量的用“一”，吸收热量 的用“+”。方程式里的计量数表示物质的物质的量。答案：（1）2C4Hio（g）+13O2（g）8CO2（g）+10H2O（l）A H= -5.8X 103