化学第一章化学反应与能量第3节化学反应热的计算综合训练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综合训练含解析新人教版选修4

第3节 化学反应热的计算 一、选择题 ‎1．下列关于盖斯定律描述不正确的是(　　)‎ A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B．盖斯定律遵守能量守恒定律 C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热 D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 答案　A 解析　化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关。‎ ‎2．已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184．6 kJ·mol－1，则反应HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的ΔH为(　　)‎ A．＋184．6 kJ·mol－1 B．－92．3 kJ·mol－1‎ C．＋92．3 kJ D．＋92．3 kJ·mol－1‎ 答案　D 解析　ΔH＝＝＋92．3 kJ·mol－1，C项单位不对。‎ ‎3．已知稀溶液中：①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH1＝－57．3 kJ·mol－1；②Ba(OH)2(aq)＋H2SO4(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH2。‎ 下列结论正确的是(　　)‎ A．中和反应的ΔH＝－57．3 kJ·mol－1‎ B．ΔH2<ΔH1‎ C．ΔH2>ΔH1‎ D．中和热的数值与实际发生反应的酸碱量有关 答案　B 解析　中和热是指稀溶液中强酸与强碱反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，故其数值与实际发生反应的酸碱量无关，D项错误；57．3 kJ·mol－1只与反应“H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)”相对应，并不是所有的中和反应的ΔH均为－57．3 kJ·mol－1，A项错误；从离子反应的角度上看，反应②相对于反应①多生成了BaSO4，故反应②放出的热量多于57．3 kJ，B项正确，C项错误。‎ ‎　比较反应热的大小时常出现的错误 ‎(1)不能确定反应是吸热反应还是放热反应，不能确定ΔH的正负。‎ ‎(2)比较ΔH的大小时，忽视ΔH的正负。‎ - 5 -‎ ‎(3)不能结合热化学方程式确定反应热的等量关系或大小关系。‎ ‎4．关于反应：‎ ‎①‎2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2600 kJ·mol－1‎ ‎②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1‎ ‎③CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋216 kJ·mol－1‎ 下列叙述正确的是(　　)‎ A．CO的燃烧热为－283 kJ·mol－1‎ B．在③进行时，若加入催化剂，可以使ΔH减小 C．若有3．‎2 g CH4与足量水蒸气按③反应，则放出的热量是43．2 kJ D．若生成相同质量的CO2，C2H2放出的热量大于CO 答案　D 解析　CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，A项错误；对于一个确定的化学反应，ΔH与是否加入催化剂无关，B项错误；根据③可知，CH4与足量水蒸气反应的过程吸热，C项错误；根据①和②可知，D项正确。‎ ‎5． 根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图，下列说法正确的是(　　)‎ A．ΔH5>0‎ B．ΔH1＋ΔH2＝0‎ C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5‎ D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0‎ 答案　D 解析　水蒸气变成液态水会放出热量，ΔH5<0，故A错误；氢氧化钙分解生成氧化钙固体和水蒸气与液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙不是可逆过程，因此ΔH1＋ΔH2≠0，故B错误；由图可知，ΔH3>0，ΔH4<0，ΔH5<0，故ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，故C错误；根据盖斯定律，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正确。‎ ‎6．根据以下3个热化学方程式：‎ ‎①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝Q1 kJ·mol－1‎ ‎②2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)ΔH＝Q2 kJ·mol－1‎ ‎③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g)ΔH＝Q3 kJ·mol－1‎ 判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是(　　)‎ A．Q3>Q2>Q1 B．Q1>Q2>Q3‎ - 5 -‎ C．Q1>Q3>Q2 D．Q2>Q1>Q3‎ 答案　A 解析　H2S(g)在O2(g)中完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l)，在O2(g)中不完全燃烧生成S(s)和H2O(l)，均为放热反应，则有ΔH<0；由于等量H2S(g)完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量，则有Q2>Q1。等量H2O(g)具有的总能量高于H2O(l)具有的总能量，则等量H2S(g)反应生成S(s)和H2O(l)放出热量比生成S(s)和H2O(g)放出热量多，故有Q3>Q2，综上所述可得Q1、Q2、Q3的关系为Q3>Q2>Q1。‎ ‎7．联氨(N2H4)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。‎ 已知：①N2H4(l)＋N2O4(l)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－546．45 kJ·mol－1；‎ ‎②H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44．0 kJ·mol－1。则2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)的ΔH的值是(　　)‎ A．－916．9 kJ·mol－1 B．－458．45 kJ·mol－1‎ C．＋916．9 kJ·mol－1 D．＋458．45 kJ·mol－1‎ 答案　A 解析　分析已知信息和目标热化学方程式，根据盖斯定律，由①×2－②×4可得2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)，则有ΔH＝(－546．45 kJ·mol－1×2)－(－44．0 kJ·mol－1×4)＝－916．9 kJ·mol－1。‎ ‎8．已知下列热化学方程式：‎ ‎①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝－26．7 kJ·mol－1‎ ‎②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝－50．75 kJ·mol－1‎ ‎③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝－36．5 kJ·mol－1‎ 则反应FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)的焓变为(　　)‎ A．＋7．28 kJ·mol－1 B．－7．28 kJ·mol－1‎ C．＋43．65 kJ·mol－1 D．－43．65 kJ·mol－1‎ 答案　A 解析　根据盖斯定律，首先考虑目标反应与三个已知反应的关系，三个反应中，FeO、CO、Fe、CO2是要保留的，而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过方程式的叠加处理予以消去：因此将①×3－②－③×2得到：‎ ‎6FeO(s)＋6CO(g)===6Fe(s)＋6CO2(g)ΔH＝＋43．65 kJ·mol－1‎ 化简：FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)ΔH≈＋7．28 kJ·mol－1。‎ ‎　利用盖斯定律解题的步骤及思路 - 5 -‎ ‎(1)基本步骤：①确定目标热化学方程式的反应物、中间产物和生成物；②依据质量守恒定律，对已知热化学方程式进行处理，消去中间产物；③利用盖斯定律计算目标热化学方程式的ΔH。‎ ‎(2)基本思路：目标热化学方程式和已知热化学方程式找出目标热化学方程式的反应物、中间产物和生成物对已知热化学方程式进行处理(加、减、乘、除)，消去中间产物计算目标热化学方程式的ΔH。‎ ‎9．已知如下热化学方程式：‎ ‎①MnO2(s)＋C(s)===MnO(s)＋CO(g)ΔH1＝＋24．4 kJ·mol－1‎ ‎②MnO2(s)＋CO(g)===MnO(s)＋CO2(g)ΔH2＝－148．1 kJ·mol－1‎ ‎③2MnO2(s)＋C(s)===2MnO(s)＋CO2(g)ΔH3‎ 则下列判断正确的是(　　)‎ A．ΔH1<ΔH2‎ B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2‎ C．反应①的活化能为24．4 kJ·mol－1‎ D．反应③一定是吸热反应 答案　B 解析　分析题给热化学方程式可知，ΔH1>0、ΔH2<0，则有ΔH1>ΔH2，A错误。根据盖斯定律，由①＋②可得2MnO2(s)＋C(s)===2MnO(s)＋CO2(g)，则有ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，B正确。反应①的反应热ΔH为＋24．4 kJ·mol－1，等于正、逆反应的活化能之差，故反应①的活化能不是24．4 kJ·mol－1，C错误。反应③的ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(＋24．4 kJ·mol－1)＋(－148．1 kJ·mol－1)＝－123．7 kJ·mol－1<0，故反应③为放热反应，D错误。‎ ‎10．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知：①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－574 kJ·mol－1；②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1160 kJ·mol－1。若在一定条件下标准状况下体积为4．‎48 L的CH4恰好与一定量的NO2反应生成N2、CO2和H2O(g)，则整个过程中放出的热量为(　　)‎ A．114．8 kJ B．232 kJ C．368．8 kJ D．173．4 kJ 答案　D 解析　根据盖斯定律，由(①＋②)得，CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1，所以0．2 mol CH4参加反应时放出的热量为173．4 kJ。‎ 二、非选择题 ‎11．(1)下列说法中不正确的是________。‎ ‎①1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热 ‎②在101 kPa时，1 mol硫燃烧放出的热量就是硫的燃烧热 - 5 -‎ ‎③一个反应一步完成和分几步完成，两者相比，经过的步数越多，放出的热量越多 ‎④生物质能属于新能源 ‎⑤需要加热才能进行的反应一定是吸热反应 ‎(2)已知下列热化学反应方程式：‎ ‎①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－870．3 kJ·mol－1‎ ‎②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393．5 kJ·mol－1‎ ‎③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285．8 kJ·mol－1‎ 试计算下列反应的反应热：‎2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)　ΔH＝________。‎ ‎(3)‎25 ℃‎、101 kPa下：‎ ‎①2Na(s)＋O2(g)===Na2O(s)ΔH1＝－414 kJ·mol－1‎ ‎②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)ΔH2＝－511 kJ·mol－1‎ 则‎25 ℃‎、101 kPa下，Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)的反应热为____________________。‎ 答案　(1)①②③⑤　(2)－488．3 kJ·mol－1‎ ‎(3)－317 kJ·mol－1‎ 解析　(1)中和热是指在一定条件下的稀溶液中，强酸和强碱反应生成1 mol水时所放出的热量，所以①不正确。在‎25 ℃‎、101 kPa时，1 mol硫完全燃烧生成SO2放出的热量才是硫的燃烧热，因此②不正确。由盖斯定律知③错误。④正确，生物质能属于新能源，具有资源丰富、可再生、没有污染或很少污染的特点。⑤不正确。‎ ‎(2)根据盖斯定律可知，③×2＋②×2－①即得到反应‎2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)，所以该反应的反应热ΔH＝(－285．8 kJ·mol－1)×2－393．5 kJ·mol－1×2＋870．3 kJ·mol－1＝－488．3 kJ·mol－1。‎ ‎(3)根据盖斯定律可知，①×2－②即得到Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)' ΔH＝(－414 kJ·mol－1)×2＋511 kJ·mol－1＝－317 kJ·mol－1。‎ - 5 -‎