第一章　第二节　反应热的计算

第二节反应热的计算课后·训练提升基础巩固1.已知:①H2O(g)H2O(l)ΔH1=-Q1kJ·mol-1②CH3OH(g)CH3OH(l)ΔH2=-Q2kJ·mol-1③2CH3OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)ΔH3=-Q3kJ·mol-1Q1、Q2、Q3均大于0。若要使32g液态甲醇完全燃烧,最后恢复到室温,放出的热量为(单位:kJ)()。A.Q1+Q2+Q3B.0.5Q3-Q2+2Q1C.0.5Q3+Q2-2Q1D.0.5(Q1+Q2+Q3)答案:B解析:根据③-2×②+4×①得出:2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=ΔH3-2ΔH2+4ΔH1=(-Q3+2Q2-4Q1)kJ·mol-1,若32g液态甲醇完全燃烧,放出热量为(0.5Q3-Q2+2Q1)kJ,B项正确。2.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8kJ·mol-1、1411.0kJ·mol-1和1366.8kJ·mol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为()。A.-44.2kJ·mol-1B.+44.2kJ·mol-1C.-330kJ·mol-1D.+330kJ·mol-1答案:A解析:已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是1411.0kJ·mol-1和1366.8kJ·mol-1,则有①C2H4(g)+3O2(g)2H2O(l)+2CO2(g)ΔH=-1411.0kJ·mol-1;②C2H5OH(l)+3O2(g)3H2O(l)+2CO2(g)ΔH=-1366.8kJ·mol-1;根据盖斯定律①-②可得:C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH(l)ΔH=-44.2kJ·mol-1,A项正确。3.关于如图所示转化关系(X代表卤素),下列说法不正确的是()。A.2H(g)+2X(g)2HX(g)ΔH3<0B.生成HX的反应热与途径无关,所以ΔH1=ΔH2+ΔH3C.Cl、Br、I的非金属性依次减弱,所以途径Ⅱ吸收的热量依次增多D.生成HCl放出的热量比生成HBr的多,说明HCl比HBr稳定答案:C解析:非金属性越弱,X2越不稳定,破坏化学键吸收的能量越少,C项错误。4.已知:H2SO4(aq)与Ba(OH)2(aq)反应生成1molBaSO4时的ΔH1=-1584.2kJ·mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应生成1molH2O(l)时的ΔH2=-57.3kJ·mol-1。则反应Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s)的焓变ΔA.-1526.9kJ·mol-1B.-1469.6kJ·mol-1C.+1469.6kJ·mol-1D.+1526.9kJ·mol-1答案:B解析:根据题意可写出下列热化学方程式:①2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH1=-1584.2kJ·②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH2=-57.3kJ·mol-1①-②×2,得Ba2+(aq)+SO42-(aq)BaSO4(s),其ΔH=ΔH1-2ΔH2=-1584.2kJ·mol-1-2×(-57.3kJ·mol-1)=-1469.6kJ·mol5.已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+180.5kJ·mol-1②2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)ΔH=+196.6kJ·mol-1则表示汽车尾气转化的热化学方程式为()。A.2SO2(g)+2NO(g)N2(g)+2SO3(g)ΔH=+377.1kJ·mol-1B.2SO2(g)+2NO(g)N2(g)+2SO3(g)ΔH=+16.1kJ·mol-1C.2SO2(g)+2NO(g)N2(g)+2SO3(g)ΔH=-16.1kJ·mol-1D.2SO2(g)+2NO(g)N2(g)+2SO3(g)ΔH=-377.1kJ·mol-1答案:D解析:①+②得热化学方程式为N2(g)+2SO3(g)2NO(g)+2SO2(g)ΔH=+(180.5+196.6)kJ·mol-1=+377.1kJ·mol-1。汽车尾气转化的热化学方程式是该热化学方程式的逆反应,故ΔH=-377.1kJ·mol-1,所以D项正确。6.表示氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)和甲烷(CH4)燃烧热的热化学方程式如下:①H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1②CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1③C8H18(l)+252O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5518kJ·mol-1④CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1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(l) D.CH4(g)答案:B解析:假设它们的质量均为1g,则它们燃烧时放出的热量分别为H2:1g2g·mol-1×285.8CO:1g28g·mol-1×283.0C8H18:1g114g·mol-1×5518CH4:1g16g·mol-1×890.3kJ·mol7.已知热化学方程式:①3Fe(s)+2O2(g)Fe3O4(s)ΔH1②4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)ΔH2则ΔH1和ΔH2的关系一定正确的是()。A.3ΔH1<2ΔH2B.ΔH2<ΔH1C.3ΔH1>2ΔH2D.ΔH2>ΔH1答案:C解析:由铝热反应放出大量的热量可知,8Al(s)+3Fe3O4(s)4Al2O3(s)+9Fe(s)ΔH<0。题中提供的两个热化学方程式,用②×2-①×3即得铝热反应的热化学方程式,所以:ΔH=2ΔH2-3ΔH1<0,即3ΔH1>2ΔH2,C项正确。8.已知胆矾溶于水时,溶液温度降低。在室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时,放出的热量为Q1kJ,而胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)ΔH=+Q2kJ·mol-1,则Q1与Q2的关系是()。A.Q1>Q2B.Q1<Q2C.Q1=Q2D.无法确定答案:B解析:由已知得①CuSO4·5H2O(s)Cu2+(aq)+SO42-(aq)+5H2O(l)ΔH=+QkJ·mol-1,由溶液温度降低,可知胆矾溶于水为吸热过程,则Q>0,②CuSO4(s)Cu2+(aq)+SO42-(aq)ΔH=-Q1kJ·mol-1(Q1>0),③CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)ΔH=+Q2kJ·mol-1,根据盖斯定律:①-②=③,则Q1+Q=Q2,即Q1<Q9.在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:①H2S(g)+32O2(g)SO2(g)+H2O(g)ΔH1②2H2S(g)+SO2(g)32S2(g)+2H2O(g)ΔH2③H2S(g)+12O2(g)S(g)+H2O(g)ΔH3④2S(g)S2(g)ΔH4则ΔH4的正确表达式为()。A.ΔH4=23(ΔH1+ΔH2-3ΔH3B.ΔH4=23(3ΔH3-ΔH1-ΔH2C.ΔH4=32(ΔH1+ΔH2-3ΔH3D.ΔH4=32(ΔH1-ΔH2-3ΔH3答案:A解析:根据盖斯定律,由①×23+②×23-③×2可得反应④,则ΔH4=ΔH1×23+ΔH2×23-ΔH3×2=23(ΔH1+ΔH2-310.高炉冶铁过程中,甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁,有关反应为①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+260kJ·mol-1已知:②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-566kJ·mol-1写出CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式。答案:2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)ΔH=-46kJ·mol-1解析:反应①×2+②得:2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)ΔH=-46kJ·mol-1。11.已知:C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1。现有由炭粉和氢气组成的悬浮气0.2mol,在氧气中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(g),共放出63.53kJ热量,求悬浮气中C与H2的物质的量之比。答案:1∶1解析:设悬浮气中炭粉的物质的量为x,氢气的物质的量为y,则:x解方程组得:x=0.1mol,y=0.1mol,即两者的物质的量之比为1∶1。能力提升1.已知下列热化学方程式:①C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g)ΔH1②C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)ΔH2③C(s,石墨)C(s,金刚石)ΔH3=+1.9kJ·mol-1下列说法正确的是()。A.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应B.金刚石比石墨稳定C.ΔH3=ΔH1-ΔH2D.ΔH1>ΔH2答案:A解析:由盖斯定律,③=②-①,即ΔH3=ΔH2-ΔH1=+1.9kJ·mol-1>0,石墨比金刚石稳定,A项正确,B、C、D三项错误。2.煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,会污染大气。采用NaClO、Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。下列说法正确的是()。①SO2(g)+2OH-(aq)SO32-(aq)+H2O(l)ΔH1=akJ·②ClO-(aq)+SO32-(aq)SO42-(aq)+Cl-(aq)ΔH2=③CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)ΔH3=ckJ·④SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)ΔH4=dkJ·mol-1A.随着反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐减小B.反应①、②均为氧化还原反应C.反应Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)CaSO4(s)+2H2O(l)的ΔH=-ckJ·mol-1D.d=a+b+c答案:A解析:由反应①和④可知,随着反应的进行,不断消耗OH-,因此吸收剂溶液的pH逐渐减小,A项正确;反应①为非氧化还原反应,B项错误;C项中反应除了生成CaSO4还生成了H2O,故ΔH≠-ckJ·mol-1,C项错误;根据盖斯定律,反应④=①+②-③,所以d=a+b-c,D项错误。3.氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是()。A.已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1<0B.相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小C.相同条件下,HCl的ΔH3+ΔH4比HI的大D.一定条件下,气态原子生成1molH—X放出akJ能量,则该条件下ΔH2=akJ·mol-1答案:D解析:A项,已知HF气体溶于水放热,则HF气体溶于水的逆过程吸热,即HF的ΔH1>0,错误;B项,由于HCl比HBr稳定,所以相同条件下HCl的ΔH2比HBr的大,错误;C项,ΔH3+ΔH4代表H+(aq)H(g)的焓变,与是HCl的还是HI的无关,错误;D项,一定条件下,气态原子生成1molH—X放出akJ能量,则断开1molH—X形成气态原子吸收akJ的能量,即为ΔH2=akJ·mol-1,正确。4.已知:①H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH1=-241.8kJ·mol-1②C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH2=-110.5kJ·mol-1由此可知焦炭与水蒸气反应的热化学方程式为③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH3,则ΔH3为()。A.+131.3kJ·mol-1B.-131.3kJ·mol-1C.+352.3kJ·mol-1D.-352.3kJ·mol-1答案:A解析:根据盖斯定律,③=②-①,则ΔH3=ΔH2-ΔH1=-110.5kJ·mol-1-(-241.8kJ·mol-1)=+131.3kJ·mol-1,A项正确。5.已知:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH1②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH2③2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH3室温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气11.2L(已折算为标准状况),经完全燃烧后恢复至室温,放出的热量为()。A.-(0.4mol×ΔH1+0.05mol×ΔH3)B.-(0.4mol×ΔH1+0.05mol×ΔH2)C.-(0.4mol×ΔH1+0.1mol×ΔH3)D.-(0.4mol×ΔH1+0.1mol×ΔH2)答案:A解析:先算出甲烷和氢气各自的体积,再根据热化学方程式分别求算它们各自完全燃烧放出的热量,就可求出放出的总热量。也可以求出甲烷和氢气按体积比4∶1燃烧的热化学方程式,列比例式来求反应放出的总热量。n(气体)=11.2L22.4L·mol-1=0.5mol,n(CH4)=0.5mol×45=0.4mol,n(H2)=0.5mol×15=0.1mol。燃烧后恢复至室温,H2O为液态,所以放出热量:Q=0.4mol×(-ΔH1)+0.1mol×(-ΔH36.(1)下列三个反应在某密闭容器中进行:①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)ΔH1=akJ·mol-1②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH2=bkJ·mol-1③2Fe(s)+O2(g)2FeO(s)ΔH3=kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。

(2)焦炭与CO、CO2、H2均是重要的化工原料,由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:④CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH4=-49.58kJ·mol-1⑤CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH5=+41.19kJ·mol-1⑥CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH6则反应⑥的ΔH6=kJ·mol-1。

(3)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定下来,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,相关的热化学方程式如下:⑦CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)ΔH7=+210.5kJ·mol-1⑧14CaSO4(s)+CO(g)14CaS(s)+CO2(g)ΔH8=-47.3kJ·mol反应:CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g)的ΔH=kJ·mol-1。

答案:(1)2a+b(2)-90.77(3)-399.7解析:(1)分析反应①和②,根据盖斯定律,由①×2+②可得2Fe(s)+O2(g)2FeO(s),则有ΔH3=2ΔH1+ΔH2=2akJ·mol-1+bkJ·mol-1=(2a+b)kJ·mol-1。(2)分析反应④、⑤和⑥,根据盖斯定律,由④-⑤可得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),则有ΔH6=ΔH4-ΔH5=(-49.58kJ·mol-1)-(+41.19kJ·mol-1)=-90.77kJ·mol-1。(3)根据盖斯定律,由⑧×4-⑦可得CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)CaS(s)+3CO2(g),则有ΔH=4ΔH8-ΔH7=(-47.3kJ·mol-1)×4-(+210.5kJ·mol-1)=-399.7kJ·mol-1。7.煤的气化和液化是煤变为清洁能源的有效途径,煤的气化主要是碳与水反应生成CO和H2,CO与H2的混合气体是合成多种有机化合物(如烃类、醇类等)的原料气。已知:CO、H2、C、CH3OH的燃烧热分别为283.0kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、393.5kJ·mol-1、726.5kJ·mol-1。(1)C(s)与H2O(l)反应生成H2(g)和CO(g)的热化学方程式为

。(2)CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)的ΔH=。

答案:(1)C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g)ΔH=+175.3kJ·mol-1(2)-128.1kJ·mol-1解析:根据题意可写出下列热化学方程式。①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1②CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH2=-283.0kJ·mol-1③H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH3=-285.8kJ·mol-1④CH3OH(l)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH4=-726.5kJ·mol-1根据盖斯定律,(1)①-②-③得热化学方程式:C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g)ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=(-393.5kJ·mol-1)-(-283.0kJ·mol-1)-(-285.8kJ·mol-1)=+175.3kJ·mol-1。(2)②+③×2-④得:ΔH=ΔH2+ΔH3×2-ΔH4=(-283.0kJ·mol-1)+(-285.8kJ·mol-1)×2-(-726.5kJ·mol-1)=-128.1kJ·mol-1。过关检测一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列说法中正确的是()。A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应C.表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式D.氢气在氧气中燃烧生成H2O(g)的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-483.6kJ答案:C解析:热化学方程式需写出物质的聚集状态,A项错误;放热反应也可能在加热或点燃条件下进行,B项错误;D项ΔH的单位错误,应为kJ·mol-1。2.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是()。A.放热反应的发生无需任何条件B.化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关C.化学反应过程都伴随着能量的变化D.硫酸与NaOH的反应是吸热反应答案:C解析:放热反应的发生可能需要条件,例如加热、点燃等,A项错误;化学键的断裂和形成过程中吸收的能量与放出的能量不同,才有化学反应的放热和吸热,B项错误;化学反应过程都伴随着能量的变化,C项正确;酸碱中和反应都是放热反应,D项错误。3.下列关于ΔH的说法正确的是()。A.反应过程中,消耗的反应物越多,ΔH越大B.ΔH>0时反应放热,ΔH<0时反应吸热C.ΔH越大,说明反应放出的热量越多D.能量变化如图所示的化学反应为放热反应,ΔH为“-”答案:D解析:ΔH与化学方程式中的化学计量数有关,与反应物的用量无关,A项错误;ΔH>0时反应吸热,ΔH<0时反应放热,B项错误;反应放出的热量越多,ΔH越小,反应吸收的热量越多,ΔH越大,C项错误;由于反应物的总焓大于生成物的总焓,故由反应物转化为生成物时,该反应为放热反应,ΔH为“-”,D项正确。4.已知强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应,生成1molH2O时的热效应ΔH=-57.3kJ·mol-1。向1L0.5mol·L-1NaOH溶液中分别加入:①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸,恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,其关系正确的是()。A.ΔH1>ΔH3>ΔH2 B.ΔH1=ΔH2=ΔH3C.ΔH1<ΔH3<ΔH2 D.ΔH1=ΔH3<ΔH2答案:A解析:相同浓度、相同体积的NaOH溶液与稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸恰好完全反应,若不考虑弱酸电离吸热和浓硫酸溶于水放热,应放出相同的热量。但实际反应中,浓硫酸溶于水放热;CH3COOH是弱酸,电离过程吸热。比较ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小时,要注意其均为负值。5.下列对H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH=-184.6kJ·mol-1的叙述正确的是()。A.1分子H2和1分子Cl2反应,放出热量184.6kJB.1molH2(g)完全反应生成2molHCl(g),放出的热量为184.6kJC.在25℃和101kPa的条件下,1molH2(g)与1molCl2(g)完全反应生成2molHCl(g),放出的热量为184.6kJD.在25℃和101kPa的条件下,1molH2(g)与1molCl2(g)完全反应生成2molHCl(g),吸收的热量为184.6kJ答案:C解析:热化学方程式中ΔH的值与具体化学反应相对应,在反应中各物质前的化学计量数不再表示粒子数目,只表示物质的“物质的量”,所以A项中分子个数的说法是错误的;在描述反应时应说明外界条件,而B项中没有温度和压强,该说法也是错误的;ΔH<0,反应放热而非吸热,D项错误。6.下列热化学方程式书写正确的是()。A.C2H5OH+3O22CO2+3H2OΔH=-1367.0kJ·mol-1B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=+57.3kJ·mol-1C.S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH=-269.8kJ·mol-1D.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-116.2kJ答案:C解析:热化学反应方程式要标出物质的聚集状态,A项错误;酸碱中和反应放热,ΔH应小于0,B项错误;反应热ΔH的单位是kJ·mol-1,D项错误。7.在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-566kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1由1molCO和3molCH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为()。A.2953kJ B.3236kJC.2588kJ D.1739kJ答案:A解析:根据热化学方程式可知,1molCO完全燃烧放出的热量是283kJ,3molCH4完全燃烧放出的热量是890kJ×3=2670kJ,释放的总热量为283kJ+2670kJ=2953kJ。8.已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1;②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1。下列说法中错误的是()。A.①式表示25℃和101kPa时,2molH2(g)和1molO2(g)完全燃烧生成2molH2O(l)放热571.6kJB.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)中ΔH>-571.6kJ·mol-1C.将含1molNaOH的水溶液与50g98%的浓硫酸混合后放出的热量为57.3kJD.将含1molNaOH的稀溶液与含1molCH3COOH的稀溶液混合后放出的热量小于57.3kJ答案:C解析:C项过程还伴随着浓硫酸稀释所放出的热量,故放出的热量大于57.3kJ。9.氧气(O2)和臭氧(O3)是氧元素的两种同素异形体。已知热化学方程式:①4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)ΔH1②4Al(s)+2O3(g)2Al2O3(s)ΔH2③3O2(g)2O3(g)ΔH3下列关系式正确的是()。A.ΔH1-ΔH2=ΔH3 B.ΔH1+ΔH2=ΔH3C.ΔH2-ΔH1=ΔH3 D.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0答案:A解析:根据盖斯定律可知:反应式①-②得③,所以ΔH3=ΔH1-ΔH2。10.已知反应X+YM+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是()。A.X的能量一定高于MB.Y的能量一定高于NC.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生反应答案:C解析:该反应为放热反应,所以反应物的总能量大于生成物的总能量,即X和Y的总能量一定高于M和N的总能量,A、B两项错误,C项正确;反应的放热、吸热与反应条件(如加热)无关,某些放热反应也需要加热才能反应,如氢气和氧气的反应,D项错误。11.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-1②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH2=+131.3kJ·mol-1③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1kJ·mol-1A.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使用不同的催化剂,ΔH3不同D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8kJ·mol-1答案:D解析:太阳光催化分解水制氢气,是光能转化为化学能,A项错误;反应②的ΔH2>0,故该反应为吸热反应,B项错误;ΔH3只与反应的始态和终态有关,使用不同的催化剂,ΔH3相同,C项错误;根据盖斯定律,目标反应CH4(g)C(g)+2H2(g)相当于③-②,故ΔH=ΔH3-ΔH2,ΔH=206.1kJ·mol-1-131.3kJ·mol-1=74.8kJ·mol-1,D项正确。12.将1gH2与4gO2在点燃条件下充分反应,放出71.45kJ热量。在相同条件下,1molH2在足量O2中完全燃烧放出的热量是()。A.71.45kJ B.142.9kJC.571.6kJ D.285.8kJ答案:D解析:1gH2与4gO2反应时,H2剩余,实际参加反应的H2为0.5g,1molH2的质量为2g,因此1molH2在O2中完全燃烧放出的热量为71.45kJ×4=285.8kJ。13.已知热化学方程式:①C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O(l)ΔH1=-1301.0kJ·mol-1②C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH2=-393.5kJ·mol-1③H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH3=-285.8kJ·mol-1则反应④2C(s)+H2(g)C2H2(g)的ΔH为()。A.+228.2kJ·mol-1 B.-228.2kJ·mol-1C.+1301.0kJ·mol-1 D.+621.7kJ·mol-1答案:A解析:热化学方程式①②③和④之间存在如下关系:2×②+③-①=④。所以2ΔH2+ΔH3-ΔH1=ΔH=-2×393.5kJ·mol-1-285.8kJ·mol-1+1301.0kJ·mol-1=+228.2kJ·mol-1。14.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、OO为500、N—N为154,则断裂1molN—H所需的能量(kJ)是()。A.194B.391C.516D.658答案:B解析:利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2752kJ-534kJ=2218kJ。1molN2H4和1molO2断键变为原子时要断裂1molN—N、4molN—H、1molOO,设断裂1molN—H所需的能量为x,所以1×154kJ+4x+1×500kJ=2218kJ,解得x=391kJ。15.用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染,例如:①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol-1②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol-1下列说法不正确的是(设NA表示阿伏加德罗常数的值)()。A.由反应①可推知CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)ΔH>-574kJ·mol-1B.反应①②转移的电子数相同C.若用标准状况下4.48LCH4将NO2还原为N2,同时生成气态水,放出的热量为173.4kJD.若用标准状况下4.48LCH4将NO2还原为N2,整个过程中转移电子总数为1.6NA答案:A解析:水蒸气冷凝为液态水需要释放热量,所以CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)ΔH<-574kJ·mol-1,A项错误;两个反应中,碳元素的化合价均由-4价升高到+4价,则等物质的量的CH4分别参加反应①②,转移的电子数相同,B项正确;由题给热化学方程式,根据盖斯定律,由(①+②)×12可以得出CH4将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ·mol-1,标准状况下4.48LCH4的物质的量为0.2mol,则0.2molCH4反应放出的热量为867kJ·mol-1×0.2mol=173.4kJ;在此过程中CH4中C元素的化合价由-4价升高到+4价,转化为CO2,失去电子的总物质的量为0.2mol×8=1.6mol,故转移电子总数为1.6NA,C项正确,D项正确。二、非选择题(本题共5小题,共55分)16.(8分)煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热;b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为:a.①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=E1b.②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=E2③H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=E3④CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=E4试回答下列问题。(1)与途径a相比,途径b有较多的优点,即。

(2)上述四个热化学方程式中ΔH>0的反应有。

(3)等质量的煤分别通过以上两个不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是。

A.a比b多 B.a比b少C.a与b在理论上相同 D.两者无法比较(4)根据能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之间的关系为。

答案:(1)煤的利用率高;变成气体燃料后,使燃料充分燃烧(2)②(3)C(4)E1=E2+E3+E4解析:(2)题给四个反应中①③④为放热反应,ΔH<0;②为吸热反应,ΔH>0。(3)根据盖斯定律,等质量的煤分别通过不同的途径产生的可利用的总能量在理论上相同。(4)根据盖斯定律可知:E1=E2+E3+E4。17.(12分)(1)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH=+11kJ·mol-1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ。

(2)0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28kJ,该反应的热化学方程式为

。

(3)Si与Cl两元素的单质反应生成1molSi的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔点、沸点分别为-69℃和58℃。写出该反应的热化学方程式:。

(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是。

答案:(1)299(2)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)ΔH=-85.6kJ·mol-1(3)Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l)ΔH=-687kJ·mol-1(4)NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)ΔH=-216.0kJ·mol-1解析:(1)设1molHI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x,则2x-436kJ-151kJ=11kJ,解得x=299kJ。(2)根据反应物中元素的种类,可判断还原性气体为CO;另一种物质肯定含有Cl、Ti元素,由反应物中有TiO2、生成物的水解产物为TiO2·xH2O可知,Ti的化合价始终为+4价,即另一种生成物的分子式为TiCl4,由此写出该反应的化学方程式:2Cl2+TiO2+2C2CO+TiCl4,0.1molCl2完全反应放热4.28kJ,则2mol氯气完全反应可放出85.6kJ热量,该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)ΔH=-85.6kJ·mol-1。(3)Si与Cl2反应生成SiCl4,SiCl4的熔点为-69℃,沸点为58℃,说明室温下SiCl4为液体,生成1mol液态SiCl4放热687kJ,据此可写出反应的热化学方程式。(4)根据题中“每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ”可得出此反应的热化学方程式为NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)ΔH=-216.0kJ·mol-1。18.(11分)碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活中的主要能源物质。(1)使Cl2与H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式:。

(2)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与CO2反应生成甲醇。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8kJ·mol-1、283.0kJ·mol-1和726.5kJ·mol-1。则:①利用太阳能分解10mol水消耗的能量是kJ。

②甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式为。

答案:(1)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g)ΔH=-290.0kJ·mol-1(2)①2858②CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)ΔH=-443.5kJ·mol-1解析:(1)根据题意写出反应的化学方程式2Cl2+2H2O+C4HCl+CO2,1molCl2参加反应时释放出145kJ热量,则2molCl2参加反应放出145kJ×2=290kJ热量,反应的热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g)ΔH=-290.0kJ·mol-1。(2)①H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1,所以H2O(l)H2(g)+12O2(g)ΔH=+285.8kJ·mol-1,利用太阳能分解10mol水消耗的能量=285.8kJ·mol-1×10mol=2858kJ。②由题意可知:a.CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1,b.CH3OH(l)+32O2(g)C