化学第一章化学反应与能量第3节化学反应热的计算作业含解析新人教版选修4

化学第一章化学反应与能量第3节化学反应热的计算作业含解析新人教版选修4

化学反应热的计算 ‎1．下列关于盖斯定律的说法不正确的是(　　)‎ A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 B．反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关 C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到 D．根据盖斯定律，热化学方程式中ΔH直接相加即可得总反应热 答案　D 解析　根据盖斯定律，热化学方程式的ΔH，须由已知的化学反应经过合理的“变形”(如“加减或乘除”等)，才能得到热化学方程式的ΔH。‎ ‎2．已知热化学方程式：‎ H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋241．8 kJ/mol　①‎ H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285．8 kJ/mol　②‎ 当‎1 g液态水变为水蒸气时，其热量变化是(　　)‎ A．吸热88 kJ B．吸热2．44 kJ C．放热44 kJ D．吸热44 kJ 答案　B 解析　由－(①＋②)得H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ/mol，所以当‎1 g液态水变为水蒸气时，约要吸收2．44 kJ的热量。故选B。‎ ‎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<0‎ B．生成HX的反应热与途径无关，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3‎ C．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错误。‎ ‎4．已知：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)ΔH＝－701．0 kJ·mol－1‎ ‎2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)　ΔH＝－181．6 kJ·mol－1‎ 则反应Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为(　　)‎ - 5 -‎ A．＋519．4 kJ·mol－1 B．＋259．7 kJ·mol－1‎ C．－259．7 kJ·mol－1 D．－519．4 kJ·mol－1‎ 答案　C 解析　由题给热化学方程式可得：①Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s)　ΔH＝－350．5 kJ·mol－1　②Hg(l)＋O2(g)===HgO(s)　ΔH＝－90．8 kJ·mol－1。根据盖斯定律，由①－②可得：Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)　ΔH＝(－350．5 kJ·mol－1)－(－90．8 kJ·mol－1)＝－259．7 kJ·mol－1。‎ ‎5．已知：①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180．5 kJ·mol－1；‎ ‎②2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋196．6 kJ·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＝＋377．1 kJ·mol－1‎ B．2SO2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2SO3(g)ΔH＝＋16．1 kJ·mol－1‎ C．2SO2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2SO3(g)ΔH＝－16．1 kJ·mol－1‎ D．2SO2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2SO3(g)ΔH＝－377．1 kJ·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＝＋377．1 kJ·mol－1。汽车尾气转化的热化学方程式是上面热化学方程式的逆反应，故ΔH＝－377．1 kJ·mol－1，所以D项正确。‎ ‎1．根据盖斯定律书写热化学方程式“四则运算”要领 ‎(1)确定待求反应的热化学方程式。‎ ‎(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。‎ ‎(3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。‎ ‎(4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。‎ ‎(5)实施叠加并确定反应热的变化。‎ ‎2．应用盖斯定律计算反应热的注意事项 ‎(1)反应热的数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时改变相同倍数。‎ ‎(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。‎ ‎(3)正逆反应的反应热数值相等，符号相反。‎ ‎6．氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)和甲烷(CH4)的热化学方程式如下：‎ - 5 -‎ H2(g)＋O2(g)===H2O(l)‎ ΔH＝－285．8 kJ·mol－1‎ CO(g)＋O2(g)===CO2(g)‎ ΔH＝－283．0 kJ·mol－1‎ C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518 kJ·mol－1‎ CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890．3 kJ·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‎1 g，则它们放出的热量分别为H2：×285．8 kJ·mol－1＝142．9 kJ，‎ CO：×283．0 kJ·mol－1≈10．1 kJ，‎ C8H18：×5518 kJ·mol－1≈48．4 kJ，‎ CH4：×890．3 kJ·mol－1≈55．6 kJ，答案为B。‎ ‎7．(原创题)已知热化学反应方程式：‎ ‎①3Fe(s)＋2O2(g)Fe3O4(s)　ΔH1；‎ ‎②4Al(s)＋3O2(g)2Al2O3(s)　ΔH2。‎ 则ΔH1和ΔH2的关系一定正确的是(　　)‎ A．3ΔH1<2ΔH2 B．ΔH2<ΔH1‎ C．3ΔH1>2ΔH2 D．ΔH2>ΔH1‎ 答案　C 解析　由铝热反应：8Al(s)＋3Fe3O4(s)4Al2O3(s)＋9Fe(s)可知，其反应热ΔH<0，(放出大量的热量)。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，故C正确。‎ ‎　比较反应热大小时的注意事项 ‎(1)比较反应热的大小时，不能只比较ΔH数值的大小，应带“＋”“－”进行比较。‎ ‎(2)可逆反应不能进行到底，实际反应放出或吸收的热量小于热化学方程式中反应热的绝对值。‎ - 5 -‎ ‎(3)对于放热反应，可利用状态迅速比较反应热的大小。当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少；当反应物状态不同，生成物状态相同时，反应物为固体时反应放热最少，反应物为气体时反应放热最多。‎ ‎8．已知胆矾溶于水时，溶液温度降低。在室温下将1 mol 无水硫酸铜制成溶液时，放出热量为Q1kJ，而胆矾分解的热化学方程式uSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝＋Q2 kJ·mol－1，则Q1与Q2的关系是(　　)‎ A．Q1>Q2 B．Q10)　①，CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1(Q1>0)　②，①－②得CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝＋(Q1＋Q) kJ·mol－1，根据盖斯定律：Q1＋Q＝Q2，故B项正确。‎ ‎9．一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ(Q>0)，经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5 mol·L－1 KOH溶液100 mL，且恰好生成正盐，则此条件下反应：C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为(　　)‎ A．＋8Q kJ·mol－1 B．＋16Q kJ·mol－1‎ C．－8Q kJ·mol－1 D．－16Q kJ·mol－1‎ 答案　D 解析　根据CO2＋2KOH===K2CO3＋H2O，n(CO2)＝n(KOH)＝×5 mol·L－1×0．‎1 L＝0．25 mol，则生成4 mol CO2(g)放出的热量为×Q kJ＝16Q kJ，故所给反应的ΔH＝－16Q kJ·mol－1。‎ ‎10．(1)下列三个反应在某密闭容器中进行：‎ 反应①：Fe(s)＋CO2(g)===FeO(s)＋CO(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1‎ 反应②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1‎ 反应③：2Fe(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：‎ 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49．58 kJ·mol－1‎ 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41．19 kJ·mol－1‎ 反应Ⅲ：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)　ΔH3‎ 则反应Ⅲ的ΔH3＝________ kJ·mol－1。‎ - 5 -‎ ‎(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：‎ ‎①CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝＋210．5 kJ·mol－1‎ ‎②CaSO4(s)＋CO(g)CaS(s)＋CO2(g)ΔH2＝－47．3 kJ·mol－1‎ 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＝‎2a kJ·mol－1＋b kJ·mol－1＝(‎2a＋b) kJ·mol－1。‎ ‎(2)分析反应Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ，根据盖斯定律，由反应Ⅰ－Ⅱ可得CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，则有ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝(－49．58 kJ·mol－1)－(＋41．19 kJ·mol－1)＝－90．77 kJ·mol－1。‎ ‎(3)根据盖斯定律，由②×4－①可得CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)，则有ΔH＝4ΔH2－ΔH1＝(－47．3 kJ·mol－1)×4－(＋210．5 kJ·mol－1)＝－399．7 kJ·mol－1。‎ - 5 -‎