人教版高中化学选择性必修第一册第1章化学反应的热效应第2节反应热的计算作业含解析

1、第2节 反应热的计算A级·基础达标练一、选择题1已知H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJ·mol1，则反应HCl(g)=H2(g)Cl2(g)的H为(D)A184.6 kJ·mol1B92.3 kJ·mol1C369.2 kJ·mol1D92.3 kJ·mol1解析：依据热化学方程式的书写原则和方法，已知热化学方程式为H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJ·mol1，改变方向，焓变变为正值，方程式系数除以2，焓变也除以2，得热化学方程式为：HCl(g)=H2(g)Cl2(g)H92.3

2、kJ·mol1，故选D。2已知298 K时，合成氨反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.0 kJ·mol1，将此温度下的1 mol N2和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) (D)A一定大于92.0 kJ B无法确定C一定等于92.0 kJ D一定小于92.0 kJ解析：合成氨是可逆反应，反应物不能完全转化，热化学方程式中的焓变是生成物与反应物的能量差，1 mol N2和3 mol H2不能完全转化为氨气，所以放热少于92 kJ，故选D。3已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJ

3、·mol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJ·mol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJ·mol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJ·mol1则a、b、c、d的关系正确的是(C)Aa<c<0Bb>d>0C2ab<0D2cd>0解析：反应和相比，放出热量多，a大于c，A项错；氢气的燃烧是放热反应，b和d均为负值，B项错；反应是的二倍，故b2a，而且燃烧放热，即b2a<0，C项正确；氢气的燃烧是放热反应，c和d均为负值，故D项错误。4在25 、101 kPa条件下，C(s)

4、、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ·mol1、285.8 kJ·mol1、870.3 kJ·mol1，则2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为(A)A488.3 kJ·mol1B488.3 kJ·mol1C191 kJ·mol1D191 kJ·mol1解析：据燃烧热，则有：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ·mol1，C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1，CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2

5、O(l)H870.3 kJ·mol1，由盖斯定律可知，×2×2可得反应2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)H2×(285.8 kJ·mol1)2×(393.5 kJ·mol1)870.3 kJ·mol1488.3 kJ·mol1，故选A。5钛被称为“第三金属”。用钛合金制成的“钛潜艇”，可潜入4 500米的深度。“钛飞机”坚实又轻便，时速每小时可超过300千米。在航天事业中，钛可制成飞船的“外衣”，防高温的侵袭。将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：TiO2(s

6、)2Cl2(g)=TiCl4(l)O2(g)H140.5 kJ·mol1C(石墨，s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ·mol1则反应TiO2(s)2Cl2(g)2C(石墨，s)=TiCl4(l)2CO(g)的H是(D)A80.5 kJ·mol1B30.0 kJ·mol1C30.0 kJ·mol1D80.5 kJ·mol1解析：按题干顺序给两个热化学方程式编号为，根据盖斯定律，×2，得到TiO2(s)2Cl2(g)2C(石墨，s)=TiCl4(l)2CO(g)H80.5 kJ·mol1。6半导体工业用石英砂

7、作原料通过三个重要反应生产单质硅：SiO2(s)2C(s)=Si(s)2CO(g)(石英砂) (粗硅)H682.44 kJ·mol1Si(s)2Cl2(g)=SiCl4(g)H657.01 kJ·mol1SiCl4(g)2Mg(s)=2MgCl2(s)Si(s) (纯硅)H625.63 kJ·mol1生产1.00 kg纯硅的总反应热约为(D)A2.43×104 kJB2.35×104 kJC2.23×104 kJD2.14×104 kJ解析：利用盖斯定律将可得：SiO2(s)2C(s)2Cl2(g)2Mg(s)=Si(s)2

8、CO(g)2MgCl2(s)H600.2 kJ·mol1生产1.00 kg纯硅时总反应热为600.2 kJ·mol1×2.14×104 kJ。二、非选择题7断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为AB键的键能。下表列出了一些化学键的键能E：化学键HHClClO=OCClCHOHHClE/(kJ·mol1)436247x330413463431请回答下列问题：(1)如图表示某反应的能量变化关系，则该反应为_放热_(填“吸热”或“放热”)反应，其中H_(ab)kJ·mol1_(用含有a、b

9、的关系式表示)。(2)若图示中表示反应H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ·mol1，则b_926_ kJ·mol1，x_496.4_kJ·mol1。(3)历史上曾用“地康法”制氯气，这一方法是用CuCl2作催化剂，在450 利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气，反应的化学方程式为_O24HCl2Cl22H2O_。若忽略温度和压强对反应热的影响，根据上题中的有关数据，计算当反应中有1 mol电子转移时，反应的能量变化为_放出能量31.4 kJ_。解析：(1)反应物的能量高于生成物，因此是放热反应。反应热为反应物与生成物的能量之差，即H(ab)kJ&#

10、183;mol1。(2)b表示H、O原子结合为气态水时的能量变化，其数值为463×2926；436x926241.8，则x496.4。(3)根据题意写出方程式。反应的H(496.4431×4247×2463×4)kJ·mol1125.6 kJ·mol1，则转移1 mol电子时反应放出的能量为31.4 kJ。8黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2的途径之一，反应的化学方程式为4FeS211O22Fe2O38SO2。在25 和101 kPa时，1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放

11、出853 kJ的热量。这些热量(工业中叫做“废热”)在生产过程中得到了充分利用，大大降低了生产成本，对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。(1)请写出黄铁矿燃烧的热化学方程式。(2)计算理论上1 kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。答案：(1)FeS2(s)O2(g)Fe2O3(s)2SO2(g)(2)6 397.5 KJH853 KJ·mol1解析：(1)根据题意，黄铁矿燃烧的热化学方程式为FeS2(s)O2(g)=Fe2O3(s)2SO2(g)H853 kJ·mol1(2)FeS2的摩尔质量为120 g·mol1。1 kg黄铁矿含FeS2

12、的质量为1 000 g×90%900 g。900 g FeS2的物质的量为7.5 mol。理论上1 kg黄铁矿完全燃烧放出的热量为7.5 mol×853 kJ·mol16 397.5 kJ。B级·能力提升练一、不定项选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1硫酸是基础化学工业的重要产品，下列为接触法制硫酸的反应：4FeS2(s)11O2(g)=2Fe2O3(s)8SO2(g) H3 412 kJ·mol12SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJ·mol1SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130.3 kJ

13、83;mol1下列说法正确的是(CD)A反应中使用催化剂越多释放出的热量越大B反应中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为3 412 kJC64 g SO2与1 mol O2在密闭容器中发生反应释放出的热量小于98.3 kJDFeS2生成H2SO4的热化学方程式可表示为2FeS2(s)O2(g)4H2O(l)=Fe2O3(s)4H2SO4(l) H2 620.4 kJ·mol1解析：催化剂不影响反应热大小，A项错误；反应中1 mol FeS2(s)参与反应放出的热量为kJ853 kJ，故B项错误；64 g SO2的物质的量为1 mol，由于反应是可逆反应，1 mol SO2不

14、能完全反应，放出热量小于98.3 kJ，C项正确；由盖斯定律×2×4×可得：2FeS2(g)O2(g)4H2O(l)=Fe2O3(s)4H2SO4(l)H2 620.4 kJ·mol1，D项正确。2已知Ca(OH)2固体溶于水放热，与Ca(OH)2体系相关的能量关系如图所示，下列说法正确的是(AC)AH4>0BH1H2>0CH3>H2DH1H2H4H5H60解析：过程Ca(OH)2(s)Ca2(g)2OH(g)，要破坏离子键，且存在固体向气体的变化，该过程吸收热量，H4>0，A项正确；根据盖斯定律知，H1H2H3，Ca(OH)2(

15、s)溶于水放热，H3<0，从而得H1H2<0，B项错；由于H1H2H3，则有H2H3H1，过程Ca(OH)2(s)CaO(s)H2O(l)吸收热量，H1>0，可知H3>H2，C项正确；根据盖斯定律可得：H1H2H4H5H6，H1H2H4H5H60，D项错误。3动画片黑猫警长有一集失踪的纽扣，最终黑猫警长破案，丢失的纽扣是由于锡纽扣在零下33度以下会变成粉末状，而失踪。灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：Sn(白，s)2HCl(aq)=SnCl2(aq)H2(g)H1Sn(灰，s)2HCl(aq)=SnCl2(aq)H2(g)H2Sn(灰，s)Sn(白，

16、s)H32.1 kJ·mol1下列说法正确的是(AD)AH1<H2B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锡制器皿长期处于低于13.2 的环境中，会自行毁坏解析：常温下，灰锡将自发地转化为白锡，说明锡在常温下以白锡状态存在。锡制器皿(白锡)长期处于低于13.2 的环境中，会发生白锡向灰锡转化的反应，由于灰锡以粉末状存在，所以锡制器皿会自行毁坏，B项错误，D项正确；H3H2H1>0，也可知C项错误，A正确。41,3丁二烯CH2=CHCH=CH2和2丁炔CH3CCCH3是有机合成工业中常用的不饱和烃原材料，分别与氢气反应的热化学方程式如下：CH2=CHCH

17、=CH2(g)2H2(g)CH3CH2CH2CH3(g) H236.6 kJ·mol1CH3CCCH3(g)2H2(g)CH3CH2CH2CH3(g)H272.7 kJ·mol1下列说法错误的是(CD)A可计算出1,3丁二烯和2丁炔相互转化的焓变HB可比较1,3丁二烯和2丁炔分子的稳定性C不能比较1,3丁二烯和2丁炔的燃烧热数值的相对大小D可计算出2丁炔中一个碳碳三键键能与1,3丁二烯中两个碳碳双键键能之和的差值解析：由题给热化学方程式可得CH2=CHCH=CH2(g)CH3CCCH3(g)H36.1 kJ·mol1，由此可以得出其相互转化的焓变，故A正确；相同条

18、件下2丁炔转化为正丁烷放出热量比1,3丁二烯多，说明1,3丁二烯能量低，稳定，故B正确；1,3丁二烯能量低，燃烧热数值也低，故C错误；1,3丁二烯和2丁炔所含的碳碳单键数目不同，所以不能判断一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键的键能大小，故D错误。二、非选择题5(1)奥运会火炬采用常温下为气态的丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题：如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，在图中的括号内填入的是_(“”或“”)。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：_C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H12 215

19、.0 kJ·mol1_。二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为_13_。(2)盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成还是分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：已知：H2O(g)=H2O(l)H1Q1 kJ·mol1C2H5OH(g)=C2H5OH(l)HQ2 kJ·mol1C2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H3Q3 kJ·mol1。若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为_(Q33Q1Q2)_kJ。碳(s)在氧气供应不充足时，生成CO同时还生成CO2，因此无法通过实验直接测得反应：C(s)O2(g)=CO(g)的H。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的H，计算时需要测得的实验数据有_碳和一氧化碳的燃烧热_。解析：(1)图像是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，丙烷燃烧反应放热，H553.75 kJ·mol1。根据丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能