（课堂设计）高中化学 1.1.3 反应焓变的计算同步练习 鲁科版选修4

1.1.3反应焓变的计算同步练习鲁科版选修41．下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是()A．甲烷的标准燃烧热为－890.3kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1B．500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(500℃、30Mpa))2NH3(g)ΔH＝－38.6kJ·mol－1C．氯化镁溶液与氨水反应：Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓D．氧化铝溶于NaOH溶液：Al2O3＋2OH－＋3H2O=2[Al(OH)4]－解析：A项，水应是液态。B项，题述反应为可逆反应，所放出的热量不是38.6kJ·mol－1。C项，NH3·H2O是弱电解质，应写分子式。D项正确。答案：D2．在298K、100kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)＋2H2(g)ΔH1Cl2(g)＋H2(g)=2HCl(g)ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g)ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是()A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2解析：根据盖斯定律，第二个热化学方程式乘以2，再和第一个热化学方程式相加，即得出第三个热化学方程式。答案：A3．科学家发现，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，该反应的热效应是相同的。已知在25℃，105Pa时，石墨、一氧化碳的燃烧热分别是393.5kJ·mol－1和283.0kJ·mol－1，下列说法或方程式正确的是()A．在相同条件下：2C(石墨，s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1B．1mol石墨不完全燃烧，生成CO2和CO混合气体时，放热504.0kJC．在相同条件下：C(石墨，s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝172.5kJ·mol－1D．若金刚石的燃烧热大于石墨的燃烧热，则石墨转变为金刚石需要放热解析：A选项中C(石墨，s)的物质的量是2mol，则相应的ΔH也加倍；B中1mol石墨完全燃烧放出393.5kJ的热量，不完全燃烧放出的热量小于393.5kJ；C中将C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1与2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)ΔH＝566kJ·mol－1相加就得到：C(石墨，s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝172.5kJ·mol－1；D中若金刚石的燃烧热大于石墨的燃烧热，说明金刚石的能量比较高，石墨转变为金刚石需要吸热。答案：C4．已知25℃、101kPa条件下：①4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)ΔH＝－2834.9kJ·mol－1②4Al(s)＋2O3(g)=2Al2O3(s)ΔH＝－3119.1kJ·mol－1由此得出的正确结论是()A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应B．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应C．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应D．O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应解析：据盖斯定律，①式－②式得：3O2(g)=2O3(g)ΔH＝284.2kJ·mol－1即等质量的O2比O3能量低，O2比O3稳定，O2变O3为吸热反应。答案：A5．已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH＝＋Q1kJ·mol－1，室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则()A．Q1＞Q2B．Q1＝Q2C．Q1＜Q2D．无法比较解析：胆矾溶于水包括分解和溶解两个过程，最终使溶液温度降低即分解时吸收的热量大于溶解时放出的热量。答案：A6．100g炭粉燃烧所得气体中，CO占eq\f(1,3)，CO2占eq\f(2,3)，且C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－110.35kJ·mol－1，CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－282.57kJ·mol－1，与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是()A．392.92kJ B．2489.44kJC．784.92kJ D．3274.3kJ解析：100g炭粉不完全燃烧时产生CO为eq\f(100,12)×eq\f(1,3)mol，因为炭完全燃烧可分两步，先生成CO同时放热，CO再生成CO2再放热，总热量即为完全燃烧时放出的热。因此与100g炭完全燃烧相比，损失的热量即为eq\f(100,12)×eq\f(1,3)molCO燃烧放出的热，设为x。CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－282.57kJ·mol1mol282.57kJeq\f(100,12)×eq\f(1,3)molxx＝eq\f(100,12)×eq\f(1,3)×282.57kJ＝784.92kJ。答案：C7．已知A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1，D(g)＋B(g)=E(g)ΔH2，且ΔH1＜ΔH2，若A和D的混合气体1mol完全与B反应，反应热为ΔH3，则A和D的物质的量之比为()A.eq\f(ΔH3－ΔH2,ΔH3－ΔH1) B.eq\f(ΔH2－ΔH3,ΔH3－ΔH1)C.eq\f(ΔH2－ΔH3,ΔH1－ΔH3) D.eq\f(ΔH3－ΔH1,ΔH2－ΔH3)解析：设A的物质的量为xmol，则D的物质的量为(1－x)mol由反应的热化学方程式：A(g)～ΔH1D(g)～ΔH21molΔH11molΔH2xmolΔH1x(1－x)molΔH2(1－x)所以ΔH1x＋ΔH2(1－x)＝ΔH3，x＝eq\f(ΔH3－ΔH2,ΔH1－ΔH2)，所以eq\f(nA,nD)＝eq\f(ΔH3－ΔH2,ΔH1－ΔH3)＝eq\f(ΔH2－ΔH3,ΔH3－ΔH1)。答案：B8．化学反应N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3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(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1C.eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(l)ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1D.eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1解析：通过图分析起点eq\f(1,2)molN2(g)＋eq\f(3,2)molH2(g)，变化三阶段为①吸收能量akJ；②放出能量bkJ；③放出能量ckJ到1molNH3(l)。故可得热化学方程式：eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(l)ΔH＝(a－b－c)kJ·mol－1，扩大计量数后得到A。答案：A9．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：①Sn(s，白)＋2HCl(aq)=SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH1②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)=SnCl2(aq)＋H2(g)ΔH2③Sn(s，灰)eq\o(,\s\up7(>13.2℃),\s\do5(<13.2℃))Sn(s，白)ΔH3＝2.1kJ·mol－1下列说法正确的是()A．ΔH1>ΔH2B．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．锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中，会自行毁坏解析：由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，当温度低于13.2℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰)，所以A、B、C都错，只能选D。答案：D10．将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：C(s)＋O2(g)=CO2(g)；ΔH＝－393.5kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)；ΔH＝－242.0kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)；ΔH＝－283.0kJ·mol－1请回答：(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：________________________________________________________________________。(2)比较反应热数据可知，1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和比1molC(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出下列循环图：并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成：①甲醇②甲醛③甲酸④乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应，合成上述________(填序号)物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。解析：根据盖斯定律将方程式合并即可得C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝131.5kJ·mol－1，由此可知煤转化成水煤气是吸热反应，而甲正是忽略了这个问题，才误认为“煤转化成水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。CO和H2按1∶1反应合成物质时，可达到零排放，符合“绿色化学”的要求，则合成的物质的最简式应满足CH2O，则②、④符合。答案：(1)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝131.5kJ·mol－1(2)乙甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，且ΔH2>0)(3)①减少污染②燃烧充分③方便运输(任选两个作答)(4)②④11．根据下图所示，写出反应的热化学方程式并回答问题。(1)反应过程(1)的热化学方程式：________________________________________________________________________。(2)反应过程(2)的热化学方程式：________________________________________________________________________。(3)Q与Q1的关系：Q________Q1(填“大于”“等于”或“小于”)。解析：图中已清楚指明两个反应的反应物、生成物和反应热，热化学方程式不难写，但两个反应互为可逆反应，因此两反应的反应热数值相等，符号相反。答案：(1)A2(g)＋B2(g)=C(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(2)C(g)=A2(g)＋B2(g)ΔH＝＋Q1kJ·mol－1(3)等于12．下表是几种常用燃料(1mol)完全燃烧时放出的热量：物质炭粉(C)一氧化碳(CO)氢气(H2)甲烷(CH4)乙醇(C2H5OH)状态固体气体气体气体液体热量(kJ)392.8282.6285.8890.31367(1)从热量角度分析，目前最适合家庭使用的优质气体燃料是________。(2)写出管道煤气中的一氧化碳燃烧的热化学方程式________________________。1mol一氧化碳充分燃烧，需消耗氧气的物质的量是________mol。(3)充分燃烧1mol表中各种燃料，排放出二氧化碳的量最多的是__________