2018-2019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.doc

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第2課時 反應(yīng)焓變的計算 [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(s)＋O2(g)===Na2O(s)　ΔH1＝－414 kJmol－1 ②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH2＝－511 kJmol－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 kJmol－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。①2－②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 kJmol－1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJmol－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＝571.6 kJmol－1① 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.6 kJmol－1② 得總反應(yīng)：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝44 kJmol－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 kJmol－1 ②2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH2＝Q2 kJmol－1 則(　　) A．Q1＞Q2　　 B．Q1＝Q2 C．2Q1＜Q2 D.Q2＝Q1 解析：選C。本題考查熱化學(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 kJmol－1，再變化為2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝2Q1 kJmol－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 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、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(jī)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 kJmol－1 ②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJmol－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②2－①可得：2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 048.9 kJmol－1。 答案：2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 048.9 kJmol－1 8．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　 ΔH＝－241.8 kJmol－1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　 ΔH＝－110.5 kJmol－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 kJmol－1)－(－241.8 kJmol－1)＝131.3 kJmol－1。 答案：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝131.3 kJmol－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CuSO45H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝Q2 kJmol－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 kJmol－1；CuSO45H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝Q2 kJmol－1，二式相加得CuSO45H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH＝(Q2－Q1)kJmol－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 kJmol－1； (CH3)2CHCH3(g)＋6.5O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－2 869 kJmol－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 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 Lmol－1)＝0.5 mol，其中n(CH4)＝0.5 mol4/5＝0.4 mol；n(H2)＝0.5 mol1/5＝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0.1Q3＝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(　　) A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJmol－1 B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝2(b－a) kJmol－1 C.N2(g)＋H2(g)===NH3(l) ΔH＝2(b＋c－a) kJmol－1 D.N2(g)＋H2(g)===NH3(g) ΔH＝(a＋b) kJmol－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 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) kJmol－1或N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH＝(a－b)kJmol－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) kJmol－1或N2(g)＋H2(g)===NH3(l)　ΔH＝(a－b－c) kJmol－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 kJmol－1 (2)P(s，紅磷)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2＝－738.5 kJmol－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＋4738.5)kJmol－1＝－29.2 kJmol－1，即： P4(s，白磷)===4P(s，紅磷)　ΔH＝－29.2 kJmol－1。 答案：P4(s，白磷)===4P(s，紅磷)　ΔH＝－29.2 kJmol－1　紅磷　低 14．“西氣東輸”是西部開發(fā)的重點(diǎn)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________。 (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(diǎn)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 kJmol－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 kJmol－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(hù)環(huán)境