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(shí) 反應(yīng)焓變的計(jì)算作業(yè)2 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(shí) 反應(yīng)焓變的計(jì)算作業(yè)2 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(shí) 反應(yīng)焓變的計(jì)算作業(yè)2 魯科版選修4 [基礎(chǔ)溫故] 1.下列說法正確的是(  ) A.已知反應(yīng)X+Y===M+N為放熱反應(yīng),則該反應(yīng)不必加熱就可發(fā)生 B.能源是提供能量的資源,它包括化石燃料(煤、石油、天然氣),不包括陽光、海水 C.對(duì)于同一個(gè)化學(xué)反應(yīng),無論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)的焓變相同 D.在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 答案:C 2.已知如圖所示關(guān)系,下列關(guān)系式正確的是(  ) A.ΔH3=ΔH1+ΔH2 B.ΔH1=ΔH2

2、+ΔH3 C.ΔH3=ΔH1=ΔH2 D.ΔH2=ΔH1+ΔH3 解析:選A。如圖關(guān)系中物質(zhì)起始狀態(tài)為2 mol N2(g)、6 mol H2(g)、5 mol O2(g),最終生成物為4 mol NO(g)、6 mol H2O(l),根據(jù)蓋斯定律:ΔH3=ΔH1+ΔH2。 3.在298 K、100 kPa時(shí),已知: ①2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1 ②Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2 ③2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3 則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關(guān)系正確的是(  ) A.ΔH3=ΔH1+2ΔH

3、2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2 C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2 解析:選A。根據(jù)蓋斯定律,將第一個(gè)反應(yīng)式+第二個(gè)反應(yīng)式×2即可得到第三個(gè)反應(yīng)式,因此有ΔH3=ΔH1+2ΔH2,故A項(xiàng)正確。 4.已知3.6 g碳在6.4 g氧氣中燃燒,至反應(yīng)物耗盡,測得放出熱量a kJ。又已知12.0 g碳完全燃燒,放出的熱量為b kJ。則熱化學(xué)方程式C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=(  ) A.-(a-b) kJ·mol-1 B.-(a+b) kJ·mol-1 C.-(5a-0.5b) kJ·mol-1 D.-(10a-b) kJ·mol-1 解析:選

4、C。根據(jù)題意得以下兩式:①3C(s)+2O2(g)===2CO(g)+CO2(g) ΔH=-10a kJ·mol-1, ②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-b kJ·mol-1, 則(①-②)×整理得:C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-(5a-0.5b) kJ·mol-1。 5.已知在298 K時(shí),Zn(s)+O2(g)===ZnO(s) ΔH=-351.1 kJ·mol-1 Hg(l)+O2(g)===HgO(s) ΔH=-90.7 kJ·mol-1。 由此可知Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l)的ΔH為(  ) A.-441.8

5、 kJ·mol-1 B.260.4 kJ·mol-1 C.-254.6 kJ·mol-1 D.-260.4 kJ·mol-1 解析:選D。Zn(s)+O2(g)===ZnO(s) ΔH=-351.1 kJ·mol-1?、? Hg(l)+O2(g)===HgO(s) ΔH=-90.7 kJ·mol-1?、? ①-②得: Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l) ΔH=-260.4 kJ·mol-1。 6.已知熱化學(xué)方程式: C(s,金剛石)+O2(g)===CO2(g) ΔH1?、? C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH2?、? C(s,石墨)==

6、=C(s,金剛石) ΔH3=1.9 kJ·mol-1?、? 下列說法正確的是(  ) A.石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B.金剛石比石墨穩(wěn)定 C.ΔH3=ΔH1-ΔH2 D.ΔH1>ΔH2 解析:選A。由熱化學(xué)方程式③中ΔH3=1.9 kJ·mol-1>0得出結(jié)論:石墨比金剛石穩(wěn)定,故A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由蓋斯定律可得ΔH3=ΔH2-ΔH1,因ΔH3>0,可得ΔH2>ΔH1,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 7.已知下列熱化學(xué)方程式: ①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1 ②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mo

7、l-1 由此可知C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)的ΔH等于(  ) A.-131.3 kJ·mol-1 B.131.3 kJ·mol-1 C.373.1 kJ·mol-1 D.-373.1 kJ·mol-1 解析:選B。由第②個(gè)反應(yīng)可得: ③2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=483.6 kJ·mol-1, ①+③得到:2C(s)+2H2O(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=262.6 kJ·mol-1, 即C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=131.3 kJ·mol-1。 8.已知:(1)CH4(g)+2O

8、2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3 kJ·mol-1 (2)C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1 (3)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1 則由石墨和氫氣反應(yīng)生成甲烷的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________

9、_____。 解析:根據(jù)蓋斯定律知,反應(yīng)焓變只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。把已知反應(yīng)經(jīng)過簡單的代數(shù)運(yùn)算得到所求反應(yīng),以此來算出所求反應(yīng)的熱效應(yīng)。 由(2)+(3)×2-(1)得: C(s,石墨)+2H2(g)===CH4(g) ΔH 則ΔH=ΔH2+2ΔH3-ΔH1=(-393.5 kJ·mol-1)+2×(-285.8 kJ·mol-1)-(-890.3 kJ·mol-1)=-74.8 kJ·mol-1。 答案:C(s,石墨)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-74.8 kJ·mol-1 9.俄國化學(xué)家蓋斯(G.H.Hess)指出,一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)僅與反應(yīng)物的

10、最初狀態(tài)及生成物的最終狀態(tài)有關(guān),而與中間步驟無關(guān),這就是著名的“蓋斯定律”。按此規(guī)律回答下列問題: 已知火箭發(fā)射時(shí)可用肼(N2H4)做燃料,二氧化氮做氧化劑,這兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵狻? 且N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH1=67.7 kJ·mol-1?、? N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1?、? 請(qǐng)計(jì)算1 mol氣體肼和NO2完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量為________kJ。寫出肼與NO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________________________________________________

11、_________ ________________________________________________________________________。 解析:本題是一道信息題,考查對(duì)蓋斯定律的理解和應(yīng)用。根據(jù)題意,要求下列反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH的值: N2H4(g)+NO2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH?、? 根據(jù)蓋斯定律,一個(gè)反應(yīng)僅與其始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與其過程無關(guān),有②-①×=③,即ΔH2-ΔH1×=ΔH。ΔH=(-534 kJ·mol-1)-67.7 kJ·mol-1×=-567.85 kJ·mol-1。 答案:567.85 N2H4(g)+NO2(g)=

12、==N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85 kJ·mol-1 [能力提升] 10.已知:①1 mol H2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436 kJ的能量,②1 mol Cl2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收243 kJ的能量,③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子時(shí)釋放431 kJ的能量。下列敘述正確的是(  ) A.氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) B.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體,反應(yīng)的ΔH=183 kJ·mol-1 C.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體,反應(yīng)的ΔH=-183 kJ·mol-1 D

13、.氫氣和氯氣反應(yīng)生成1 mol氯化氫氣體,反應(yīng)的ΔH=-183 kJ·mol-1 解析:選C。熱化學(xué)方程式應(yīng)表示出該反應(yīng)的焓變,A錯(cuò);1 mol H2與1 mol Cl2反應(yīng)時(shí),斷鍵需吸收436 kJ+243 kJ=679 kJ能量,H原子和Cl原子生成2 mol HCl需放出431 kJ×2=862 kJ能量,故H2和Cl2生成2 mol HCl的ΔH=-183 kJ·mol-1,B錯(cuò)、C對(duì);生成1 mol HCl時(shí),ΔH相應(yīng)變?yōu)樯? mol HCl的,即-91.5 kJ·mol-1,D錯(cuò)。 11.反應(yīng)A+B―→C(ΔH<0)分兩步進(jìn)行:①A+B―→X(ΔH>0),②X―→C(ΔH<0

14、)。下列示意圖中,能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是(  ) 解析:選D。化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化。當(dāng)反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時(shí),該反應(yīng)為放熱反應(yīng);當(dāng)反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時(shí),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。反應(yīng)①的ΔH>0,為吸熱反應(yīng),故可排除A項(xiàng)和C項(xiàng)。反應(yīng)②的ΔH<0,為放熱反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤。 12.已知:一定條件下HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH=-12.1 kJ·mol-1;HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH=-55.6 kJ·mol-1。則該條件下HCN在水溶液中電離的ΔH等于(  ) A.67.7 kJ·mol-1 B.-67.7 kJ·mol-1

15、 C.43.5 kJ·mol-1 D.-43.5 kJ·mol-1 解析:選C。反應(yīng)過程為 所以ΔH=-12.1 kJ·mol-1-(-55.6 kJ·mol-1)=43.5 kJ·mol-1。 13.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)  ΔH=-571.6 kJ·mol-1 CO(g)+O2(g)===CO2(g)  ΔH=-282.9 kJ·mol-1 某H2和CO的混合氣體完全燃燒時(shí)放出113.74 kJ熱量,同時(shí)生成3.6 g液態(tài)水,則原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比為(  ) A.2∶1         B.1∶2 C.1∶1 D.2∶

16、3 解析:選C。由生成3.6 g H2O(l)知, n(H2)==0.2 mol, 則n(CO)==0.2 mol, 則n(H2)∶n(CO)=1∶1,故選C。 14.肼(N2H4)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):N≡N為942、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。利用圖示可知1 mol肼和1 mol氧氣變成原子時(shí)斷鍵需要的能量為2 752 kJ-534 kJ=2 218 kJ。1 mol肼和

17、1 mol氧氣斷鍵變?yōu)樵訒r(shí)要斷裂1 mol N—N,4 mol N—H,1 mol O===O鍵,所以1×154 kJ·mol-1+4×(N—H鍵能)+1×500 kJ·mol-1=2 218 kJ·mol-1,解得N—H鍵能為391 kJ·mol-1,選B。 15.2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ·mol-1。 請(qǐng)回答下列問題: (1)該反應(yīng)屬于________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。 (2)圖中A、C分別表示________________、_____

18、___________。 (3)從化學(xué)鍵的角度分析,E、F、ΔH分別表示的意義:E____________________、F____________________、ΔH____________________。 (4)改變反應(yīng)條件可改變E的大小,如加入V2O5做催化劑,可使E值減小。E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱________(填“有”或“無”)影響。 (5)圖中ΔH=________kJ·mol-1。 (6)若已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(l)的ΔH′=-Q kJ·mol-1,則ΔH________(填“>”、“<”或“=”,下同)ΔH′,Q________9

19、9。 解析:(1)ΔH=-99 kJ·mol-1<0,故為放熱反應(yīng)。(2)分析題圖,縱坐標(biāo)為能量變化,橫坐標(biāo)為反應(yīng)過程,則A代表起始能量,即反應(yīng)物的總能量,C代表終態(tài)能量,即反應(yīng)產(chǎn)物的總能量。(3)從化學(xué)鍵的角度分析,化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,故E表示破壞舊化學(xué)鍵吸收的能量,F(xiàn)表示形成新化學(xué)鍵釋放的能量,ΔH表示形成新化學(xué)鍵釋放的能量與破壞舊化學(xué)鍵吸收的能量差即反應(yīng)的熱效應(yīng)。(4)ΔH=反應(yīng)產(chǎn)物的總能量-反應(yīng)物的總能量,由于E改變時(shí)A和C并不發(fā)生變化,故對(duì)反應(yīng)熱無影響。(5)題圖中ΔH表示2 mol SO2(g)完全氧化為2 mol SO3(g)時(shí)的焓變,即ΔH=-99

20、 kJ·mol-1×2=-198 kJ·mol-1。(6)比較ΔH的大小時(shí),要連同“+”、“-”,類似于數(shù)學(xué)上的正負(fù)數(shù)比較,如果只比較反應(yīng)放出或吸收熱量的多少,則只比較數(shù)值大小,與“+”、“-”無關(guān)。由題意可知,SO3的狀態(tài)不同,則反應(yīng)的ΔH也不同。因?yàn)镾O3(g)轉(zhuǎn)化為SO3(l)時(shí)會(huì)放熱,即1 mol SO2(g)生成1 mol SO3(l)釋放的能量比生成1 mol SO3(g)釋放的能量多,即Q>99,但ΔH>ΔH′。 答案:(1)放熱 (2)反應(yīng)物的總能量 反應(yīng)產(chǎn)物的總能量 (3)斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量 形成新化學(xué)鍵釋放的能量 2 mol SO2 (g)完全氧化為2 mol SO3 (g)時(shí)的焓變 (4)無 (5)-198 (6)> >

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