2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 第2課時 反應(yīng)焓變的計算作業(yè)1 魯科版選修4

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2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 第2課時 反應(yīng)焓變的計算作業(yè)1 魯科版選修4_第1頁
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1、2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 第2課時 反應(yīng)焓變的計算作業(yè)1 魯科版選修4 [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)] 1.下列說法正確的是(  ) A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B.若反應(yīng)為放熱反應(yīng),則該反應(yīng)不必加熱就可發(fā)生 C.放熱反應(yīng)比吸熱反應(yīng)容易發(fā)生 D.化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化 解析:選D。反應(yīng)開始時需加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng),也可能是放熱反應(yīng),選項A、B錯誤;反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小,而反應(yīng)發(fā)生的難易程度與反應(yīng)吸熱還是放熱無關(guān),選項C錯誤。 2.25℃、101 kPa 下:①2Na

2、(s)+O2(g)===Na2O(s) ΔH1=-414 kJ·mol-1 ②2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s) ΔH2=-511 kJ·mol-1 下列說法正確的是(  ) A.①和②產(chǎn)物的陰陽離子個數(shù)比不相等 B.①和②生成等物質(zhì)的量的產(chǎn)物,轉(zhuǎn)移電子數(shù)不同 C.常溫下Na與足量O2反應(yīng)生成Na2O,隨溫度升高生成Na2O的速率逐漸加快 D.25 ℃、101 kPa 下,Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s) ΔH=-317 kJ·mol-1 解析:選D。Na2O中,Na+與O2-個數(shù)比為2∶1;Na2O2中,Na+與O個數(shù)比也為2∶1,A錯。①和②

3、反應(yīng)中,若生成等物質(zhì)的量的產(chǎn)物,轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相同,B錯。當(dāng)溫度升高時,Na與O2反應(yīng)會生成Na2O2,C錯。①×2-②即可得到要求的方程式,D正確。 3.已知:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)ΔH=571.6 kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1。當(dāng)1 g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水時,對其熱量變化的下列描述:①放出;②吸收;③2.44 kJ;④4.88 kJ;⑤88 kJ。其中正確的是(  ) A.②和⑤ B.①和③ C.②和④ D.②和③ 解析:選D。2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=571

4、.6 kJ·mol-1① 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)ΔH=-483.6 kJ·mol-1② 得總反應(yīng):H2O(l)===H2O(g) ΔH=44 kJ·mol-1,則1 g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水,要吸收熱量 kJ≈2.44 kJ。 4.相同溫度時,下列兩個反應(yīng)的反應(yīng)熱分別用ΔH1和ΔH2表示,即 ①H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1 ②2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH2=Q2 kJ·mol-1 則(  ) A.Q1>Q2   B.Q1=Q2 C.2Q1<Q2 D.Q2=Q1 解析:選C。本題考查熱

5、化學(xué)方程式的意義,物質(zhì)變化伴隨著能量變化,即方程式系數(shù)和能量數(shù)據(jù)要對應(yīng)。將①式×2得2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH3=-2Q1 kJ·mol-1,再變化為2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=2Q1 kJ·mol-1。②式中H2O為液態(tài),生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水放出的熱量多,故2Q1<Q2。 5.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述中,正確的是(  ) A.含20.0 g NaOH的稀溶液與鹽酸完全中和,放出28.7 kJ的熱量,則表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式為NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)   ΔH=57.4 kJ/mol

6、 B.已知P4(s,白磷)===4P(s,紅磷) ΔH<0,則白磷比紅磷穩(wěn)定 C.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,則H2燃燒熱為241.8 kJ/mol D.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2;則ΔH1<ΔH2 解析:選D。A項中和反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0;B項白磷轉(zhuǎn)化為紅磷為放熱反應(yīng),故白磷能量高,穩(wěn)定性較差;C項氣態(tài)水不是穩(wěn)定產(chǎn)物。 6.肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ):NN為942、

7、O===O為500、N—N為154,則斷裂1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是(  ) A.194 B.391 C.516 D.658 解析:選B。由題圖可知ΔH3=-(ΔH2-ΔH1)=E(N—N)+E(O===O)+4E(N—H)=2 752 kJ/mol-534 kJ/mol,則E(N—H)= kJ/mol=391 kJ/mol,B項正確。 7.肼可做為火箭發(fā)動機的燃料,與氧化劑N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣。 已知:①N2(g)+2O2(g)===N2O4(l) ΔH1=-19.5 kJ·mol-1 ②N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g

8、) ΔH2=-534.2 kJ·mol-1 寫出肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________________________。 解析:根據(jù)蓋斯定律②×2-①可得:2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 048.9 kJ·mol-1。 答案:2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 048.9 kJ·mol-1 8.已知:H2(g)+O2(g)===H2O(g)  ΔH=-241.8 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)===CO(g)  ΔH=-110.5 kJ·mol

9、-1 寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=(-110.5 kJ·mol-1)-(-241.8 kJ·mol-1)=131.3 kJ·mol-1。 答案:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.3 k

10、J·mol-1 [能力提升] 9.已知膽礬溶于水時溶液溫度降低,室溫下將1 mol無水硫酸銅制成溶液時放出的熱量為Q1 kJ,又知膽礬分解的熱化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH=Q2 kJ·mol-1,則Q1和Q2的關(guān)系為(  ) A.Q1<Q2 B.Q1>Q2 C.Q1=Q2 D.無法確定 解析:選A。由已知得CuSO4(s)===Cu2+(aq)+SO(aq) ΔH=-Q1 kJ·mol-1;CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH=Q2 kJ·mol-1,二式相加得CuSO4·5H2O(s)

11、===Cu2+(aq)+SO(aq)+5H2O(l) ΔH=(Q2-Q1)kJ·mol-1,依題意,Q2-Q1>0,所以Q2>Q1。 10.已知:CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)===4CO2(g)+ 5H2O(l) ΔH=-2 878 kJ·mol-1; (CH3)2CHCH3(g)+6.5O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2 869 kJ·mol-1。 10.下列說法正確的是(  ) A.正丁烷分子儲存的能量大于異丁烷分子 B.正丁烷的穩(wěn)定性大于異丁烷 C.異丁烷轉(zhuǎn)化為正丁烷的過程是一個放熱過程 D.異丁烷分子中的碳?xì)滏I比正丁烷的多

12、解析:選A。根據(jù)題意知,正丁烷的能量大于異丁烷的能量,能量越大,物質(zhì)越不穩(wěn)定,所以正丁烷的穩(wěn)定性小于異丁烷的穩(wěn)定性,故A正確,B錯誤;根據(jù)能量守恒得,異丁烷轉(zhuǎn)化為正丁烷的過程是一個吸熱過程,故C錯誤;正丁烷和異丁烷是同分異構(gòu)體,所以含有的氫原子數(shù)相同,即碳?xì)滏I數(shù)目相同,故D錯誤。 11.已知CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-Q1 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-Q2 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-Q3 常溫下,取體積比為4∶1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)到常溫,則放出的

13、熱量為(  ) A.0.4Q1+0.05Q3 B.0.4Q1+0.05Q2 C.0.4Q1+0.1Q3 D.0.4Q1+0.2Q2 解析:選A。n(氣體)=11.2 L/(22.4 L·mol-1)=0.5 mol,其中n(CH4)=0.5 mol×4/5=0.4 mol;n(H2)=0.5 mol×1/5=0.1 mol。據(jù)有關(guān)熱化學(xué)方程式得知0.4 mol CH4與0.1 mol H2分別完全燃燒恢復(fù)到常溫放熱為0.4Q1和0.1×Q3=0.05Q3,放出總熱量為0.4Q1+0.05Q3。 12.化學(xué)反應(yīng)N2+3H2===2NH3的能量變化如圖所示,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是(

14、  ) A.N2(g)+3H2(g)===2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1 B.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=2(b-a) kJ·mol-1 C.N2(g)+H2(g)===NH3(l) ΔH=2(b+c-a) kJ·mol-1 D.N2(g)+H2(g)===NH3(g) ΔH=(a+b) kJ·mol-1 解析:選A。由圖示可知,a kJ能量是 mol N2(g)和 mol H2(g)斷鍵所吸收的,b kJ能量是1 mol N和3 mol H形成1 mol NH3(g)所放出的能量,1 mol NH3(g)變?yōu)? mol

15、NH3(l)釋放c kJ能量。若生成NH3(g),熱化學(xué)方程式應(yīng)為N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=2(a-b) kJ·mol-1或N2(g)+H2(g)===NH3(g) ΔH=(a-b)kJ·mol-1;若生成NH3(l),熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H3(g)===2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1或N2(g)+H2(g)===NH3(l) ΔH=(a-b-c) kJ·mol-1,綜上所述應(yīng)選A。 13.(實際應(yīng)用題)利用蓋斯定律可測某些特殊反應(yīng)的熱效應(yīng)。 (1)P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH1=-2 983.2

16、 kJ·mol-1 (2)P(s,紅磷)+O2(g)===P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJ·mol-1 則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________ ________。相同的狀況下,能量較低的是________;白磷的穩(wěn)定性比紅磷________(填“高”或“低”)。 解析:求:P4(s,白磷)===4P(s,紅磷) ΔH=? 據(jù)蓋斯定律有ΔH=ΔH1-4ΔH2=(-2 983.2+4×738.5)kJ·mol-1=-29.2 kJ·m

17、ol-1,即: P4(s,白磷)===4P(s,紅磷) ΔH=-29.2 kJ·mol-1。 答案:P4(s,白磷)===4P(s,紅磷) ΔH=-29.2 kJ·mol-1 紅磷 低 14.“西氣東輸”是西部開發(fā)的重點工程,這里的氣是指天然氣,其主要成分是甲烷。工業(yè)上將C與水在高溫下反應(yīng)制得水煤氣,水煤氣的主要成分是CO和H2,兩者的體積比約為1∶1。 已知:1 mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283 kJ熱量;1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ熱量;1 mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890 kJ熱量。 (1)寫出H2完全燃燒生成

18、液態(tài)水的熱化學(xué)方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 若1 mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣,放出的熱量________890 kJ(填“>”、“=”或“<”)。 (2)忽略水煤氣中其他成分,相同狀況下若得到相等的熱量,所需水煤氣與甲烷的體積比約為________;燃燒生成的CO2的質(zhì)量比約為________。

19、 (3)以上數(shù)據(jù)和計算說明,以天然氣代替水煤氣做民用燃料,突出的優(yōu)點是________________________________________________________________________。 解析:(1)1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ熱量,根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫要求,則2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1。因氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水要放熱,故1 mol CH4完全燃燒生成CO2和水蒸氣,放出的熱量小于890 kJ。 (2)設(shè)放出的熱量為890 kJ所需CH4的體積為Vm,則所需水煤氣的體積為× 2Vm≈3Vm,故==。 由CO~CO2 CH4~CO2知3體積水煤氣得1.5體積CO2,1體積甲烷得1體積CO2,故燃燒生成的CO2質(zhì)量比為=。 (3)使用天然氣做燃料,燃燒熱值高,且減少了CO2的排放。 答案:(1)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1?。? (2)3∶1 3∶2 (3)燃燒熱值高,減少了CO2的排放量,有利于保護環(huán)境

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