2020-2021学年化学苏教版选修4课时分层作业：2　反应热的测量与计算　能源的充分利用

2020-2021学年化学苏教版选修4课时分层作业：2　反应热的测量与计算　能源的充分利用

www.ks5u.com 课时分层作业(二)　反应热的测量与计算　能源的充分利用 ‎(建议用时：45分钟)‎ ‎1．右图是近年来我国化石燃料和其他能源的消耗构成示意图，下列说法正确的是(　　)‎ A．当今人类所需的能量绝大部分是由化学反应产生的 B．煤、石油、天然气的成分都是烃 C．为消除温室效应，应禁用煤、石油、天然气等含碳能源 D．核能、氢能、太阳能是当今社会的主要能源 A　[当今人类所需能量的绝大部分是由化学反应产生的，并且化石能源仍然是当今社会的主要能源。]‎ ‎2．下列说法中正确的是(　　)‎ A．只要强酸与强碱在稀溶液中反应生成1 mol水时的反应热就是中和热 B．可以用保温杯代替烧杯做有关中和热测定的实验 C．在测定中和热的实验中，至少需要测定并记录3次温度 D．测定中和热的实验中，若所使用的NaOH的物质的量稍大于HCl，则会导致所测得的中和热数值偏高 B　[如果是硫酸与氢氧化钡反应，除生成水外还会生成硫酸钡沉淀，放出更多热量；保温杯完全可以代替烧杯，而且防止散热效果更好；需测定稀盐酸、稀NaOH溶液的温度以及反应后混合液的最高温度，即一次实验需要测定并记录3次温度，但对于定量实验，需进行重复实验；为了提高实验的准确度，在实验中通常使一种物质稍过量。]‎ ‎3．为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是(　　)‎ ‎①酸溶液的浓度和体积　②碱溶液的浓度和体积　③比热容　④反应后溶液的质量(单位：g)　⑤生成水的物质的量　⑥反应前后温度变化　⑦操作所需的时间 A．①②③⑥　　 B．①③④⑤‎ C．③④⑤⑥ D．全部 C　[根据ΔH＝－可知，C正确。]‎ ‎4．含NaOH 20.0 g的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出28.7 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是(　　)‎ A．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)‎ ΔH＝28.7 kJ·mol－1‎ B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)‎ ΔH＝－28.7 kJ·mol－1‎ C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)‎ ΔH＝57.4 kJ·mol－1‎ D．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)‎ ΔH＝－57.4 kJ·mol－1‎ D　[含NaOH 20.0 g的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出28.7 kJ的热量，则含1 mol NaOH的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出57.4 kJ的热量。A项，焓变的符号应为“－”、数值与化学计量数不对应，错误；B项，焓变的数值与化学计量数不对应，错误；C项，焓变的符号应为“－”，错误；D项正确。]‎ ‎5．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 ℃，101 kPa)：‎ ‎①C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)‎ ΔH＝－2 878 kJ·mol－1‎ ‎②C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)‎ ΔH＝－2 658 kJ·mol－1‎ ‎③C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)‎ ΔH＝－1 746 kJ·mol－1‎ ‎④C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)‎ ΔH＝－1 526 kJ·mol－1‎ 由此判断，正丁烷的标准燃烧热ΔH为(　　)‎ A．－2 878 kJ·mol－1 B．－2 658 kJ·mol－1‎ C．－1 746 kJ·mol－1 D．－1 526 kJ·mol－1‎ A　[标准燃烧热是指在25 ℃、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。因此正丁烷完全燃烧产物应为CO2(g)和H2O(l)，所以正丁烷的标准燃烧热为ΔH＝－2 878 kJ·mol－1。]‎ ‎6．在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是(　　)‎ A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　‎ ΔH＝725.76 kJ·mol－1‎ B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　‎ ΔH＝－1 451.52 kJ·mol－1‎ C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　‎ ΔH＝－725.76 kJ·mol－1‎ D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　‎ ΔH＝1 451.52 kJ·mol－1‎ B　[1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，则2 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热为22.68 kJ×64＝1 451.52 kJ，B项正确。]‎ ‎7．已知热化学方程式：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH1＝－57.3 mol·L－1；H2SO4(浓)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH2＝m，下列说法不正确的是(　　)‎ A．上述热化学方程式中的计量数表示分子数 B．ΔH1＞ΔH2‎ C．ΔH2应为H2SO4(浓)溶于水的能量变化与中和热之和 D．|ΔH1|＜|ΔH2|‎ A　[热化学方程式中的计量数表示物质的量，A项错误；浓硫酸溶于水放热，故含mol H2SO4的浓硫酸与1 mol NaOH反应时，放出的热量大于57.3 kJ，但焓变为负值，所以ΔH1＞ΔH2，B项正确；根据盖斯定律，ΔH2为H2SO4‎ ‎(浓)溶于水的能量变化与中和热之和，C项正确；浓硫酸溶于水放热，故含mol H2SO4的浓硫酸与1 mol NaOH反应时，放出的热量大于57.3 kJ，所以|ΔH1|＜|ΔH2|，D项正确。]‎ ‎8．在25 ℃、101 kPa条件下，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热(ΔH)分别为－393.5 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1、－870.3 kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为(　　)‎ A．－488.3 kJ·mol－1 B．488.3 kJ·mol－1‎ C．－191 kJ·mol－1 D．191 kJ·mol－1‎ A　[由题意可知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)‎ ΔH＝－393.5 kJ·mol－1　 ①‎ H2(g)＋O2(g)===H2O(l)‎ ΔH＝－285.8 kJ·mol－1　 ②‎ CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)‎ ΔH＝－870.3 kJ·mol－1　 ③‎ ‎①×2＋②×2－③即得：‎ ‎2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)‎ ΔH＝－488.3 kJ·mol－1。]‎ ‎9．根据下列两个热化学方程式，回答下列问题：‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)‎ ΔH＝－2 220 kJ·mol－1‎ ‎(1)H2的标准燃烧热(ΔH)为________，C3H8的标准燃烧热(ΔH)为________。‎ ‎(2)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 363.2 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________。‎ 解析：(1)H2的燃烧热ΔH为－285.8 kJ·mol－1，C3H8的燃烧热ΔH为－2 220 kJ·mol－1。‎ ‎(2)设H2和C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有 解得：n1＝4 mol，n2＝1 mol 在相同温度和压强时，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝4∶1。‎ 答案：(1)－285.8 kJ·mol－1　－2 220 kJ·mol－1　(2)4∶1‎ ‎10．“神七”登天谱写了我国航天事业的新篇章。火箭升空需要高能的燃料，通常用肼(N2H4)作为燃料，N2O4作氧化剂。‎ 已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)‎ ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1(1)‎ N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)‎ ΔH＝－534.0 kJ·mol－1(2)‎ ‎2NO2(g) N2O4(g)　ΔH＝－52.7 kJ·mol－1(3)‎ 试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：__________________________________________。‎ 解析：根据盖斯定律：(2)×2－(1)－(3)可得：‎ ‎2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH＝－1 083 kJ·mol－1‎ 答案：2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH＝－1 083 kJ·mol－1‎ ‎11．四氯化钛是乙烯聚合催化剂的重要成分，制备反应如下：‎ ‎①TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)‎ ΔH1＝175.4 kJ·mol－1‎ ‎②C(s)＋O2(g)===CO(g)‎ ΔH2＝－110.45 kJ·mol－1‎ 下列说法中正确的是(　　)‎ A．C的燃烧热为110.45 kJ·mol－1‎ B．反应①若使用催化剂，ΔH1会变小 C．反应①中的能量变化如下图所示 D．反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)‎ ΔH＝－45.5 kJ·mol－1‎ D　[C的燃烧热对应的燃烧产物为CO2，A项错误；使用催化剂不能改变焓变，B项错误；反应①是吸热反应，生成物总能量高于反应物总能量，C项错误；①＋2×②得TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH＝－45.5 kJ·mol－1，D项正确。]‎ ‎12．已知下列热化学方程式：‎ ‎①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)‎ ΔH＝－25 kJ·mol－1‎ ‎②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)‎ ΔH＝－47 kJ·mol－1‎ 则下列关于Fe3O4(s)被CO还原成Fe(s)和CO2的热化学方程式的书写中正确的是(　　)‎ A．Fe3O4＋4CO===3Fe＋4CO2‎ ΔH＝－14 kJ·mol－1‎ B．Fe3O4(s)＋4CO(g)===3Fe(s)＋4CO2(g)‎ ΔH＝－22 kJ·mol－1‎ C．Fe3O4(s)＋4CO(g)===3Fe(s)＋4CO2(g)‎ ΔH＝14 kJ·mol－1‎ D．Fe3O4(s)＋4CO(g)===3Fe(s)＋4CO2(g)‎ ΔH＝－14 kJ·mol－1‎ D　[根据盖斯定律，①×3÷2－②÷2可得Fe3O4(s)＋4CO(g)===3Fe(s)＋4CO2(g)　ΔH＝－14 kJ·mol－1，故D正确。]‎ ‎13．已知下列反应的热化学方程式：‎ ‎①6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l)　ΔH1‎ ‎②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2‎ ‎③C(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3‎ ‎④4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)　ΔH4‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．ΔH4＝12ΔH3＋10ΔH2－2ΔH1‎ B．若将①中H2(g)改为H2(l)则ΔH＞ΔH1‎ C．C(s，金刚石)与C(s，石墨)的标准燃烧热不同 D．ΔH2是H2(g)的标准燃烧热 D　[由盖斯定律：10×②＋12×③－2×①得4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)　ΔH4＝12ΔH3＋10ΔH2－2ΔH1，A项正确；若将①中H2(g)改为H2(l)，氢气由液态转化为气态吸热，则ΔH＞ΔH1，B项正确；C(s，金刚石)与C(s，石墨)所含的能量不同，化学键的断裂吸收的热量不同，故标准燃烧热不同，C项正确；标准燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，水的稳定氧化物是液态水，D项错误。]‎ ‎14．(1)用CrO3作催化剂，CO2重整C2H6制乙烯的反应过程如下：‎ C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1；‎ ‎3H2(g)＋2CrO3(s)===3H2O(g)＋Cr2O3(s)　ΔH2；‎ Cr2O3(s)＋3CO2(g)===3CO(g)＋2CrO3(s)　ΔH3。‎ ‎①反应C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)的ΔH＝________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。‎ ‎②已知部分化学键的键能数据如下表所示，则ΔH1＝________kJ·mol－1。‎ 化学键 C—C C===C C—H H—H 键能/kJ·mol－1‎ ‎348‎ ‎615‎ ‎413‎ ‎436‎ ‎(2)雾霾的主要成分之一是来自汽车尾气的氮氧化物，研究表明CH4可以消除汽车尾气中氮氧化物的污染。‎ ‎①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　‎ ΔH＝－889.6 kJ·mol－1‎ ‎②N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　‎ ΔH＝67.2 kJ·mol－1‎ ‎③2NO2(g)N2O4(g)　‎ ΔH＝－56.9 kJ·mol－1‎ 写出甲烷气体催化还原N2O4气体生成稳定的单质气体、二氧化碳气体和液态水的热化学方程式：___________________________________________‎ ‎____________________________________________________。‎ 解析：(1)①将题述热化学方程式分别用a、b、c表示，(3a＋b＋c)/3得：C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝。‎ ‎②ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和，则ΔH1＝(6×413＋348－4×413－615－436)kJ·mol－1＝123 kJ·mol－1。‎ ‎(2)甲烷还原N2O4生成的稳定的单质气体是N2，根据盖斯定律，①－②－③得：CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－899.9 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)①(3ΔH1＋ΔH2＋ΔH3)/3　②＋123‎ ‎(2)CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－899.9 kJ·mol－1‎