2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 同步課時(shí)分層作業(yè)2 熱化學(xué)方程式 反應(yīng)焓變的計(jì)算 魯科版選修4.doc

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課時(shí)分層作業(yè)(二)　熱化學(xué)方程式　反應(yīng)焓變的計(jì)算 (建議用時(shí)：45分鐘) [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練] 1．下列對H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH(101 kPa、298 K)＝－184.6 kJmol－1的敘述正確的是 (　　) A．1分子H2和Cl2反應(yīng)，放出熱量184.6 kJ B．1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反應(yīng)生成2 mol HCl(g)，放出的熱量為184.6 kJ C．在101 kPa、298 K的條件下，1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反應(yīng)生成2 mol HCl(g)，放出的熱量為184.6 kJ D．在101 kPa、298 K的條件下，1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)完全反應(yīng)生成2 mol HCl(g)，吸收的熱量為184.6 kJ C　[熱化學(xué)方程式中ΔH的值與具體化學(xué)反應(yīng)相對應(yīng)，在反應(yīng)中各物質(zhì)前的化學(xué)系數(shù)不再表示粒子數(shù)目，只表示各物質(zhì)的物質(zhì)的量，所以A錯(cuò)誤；在描述反應(yīng)時(shí)應(yīng)說明外界條件，而B中沒有說明溫度和壓強(qiáng)，B錯(cuò)誤；ΔH<0時(shí)，反應(yīng)放熱而非吸熱，D錯(cuò)誤。] 2．已知1 mol白磷(s)轉(zhuǎn)化成1 mol紅磷(s)，放出18.39 kJ熱量，又知： 4P(白，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH1 4P(紅，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH2 則ΔH1和ΔH2的關(guān)系正確的是(　　) A．ΔH1＝ΔH2　　　　 B．ΔH1＞ΔH2 C．ΔH1＜ΔH2 D．無法確定 C　[兩熱化學(xué)方程式相減得4P(白，s)===4P(紅，s)，又因白磷(s)轉(zhuǎn)化成紅磷(s)為放熱反應(yīng)，則ΔH＝ΔH1－ΔH2＜0，即ΔH1＜ΔH2。] 3．已知熱化學(xué)方程式：SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH＝－98.32 kJmol－1。在此條件下向某容器中充入2 mol SO2和1 mol O2充分反應(yīng)后，最終放出的熱量為 (　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722016】 A．196.64 kJ　　　　 B．196.64 kJmol－1 C．＜196.64 kJ D．>196.64 kJ C　[注意此反應(yīng)雖為可逆反應(yīng)，但熱化學(xué)方程式給出的數(shù)據(jù)是其完全反應(yīng)時(shí)的數(shù)據(jù)。2 mol SO2和1 mol O2充分反應(yīng)，由于反應(yīng)進(jìn)行不徹底，最終放出的熱量必小于196.64 kJ。此類可逆反應(yīng)的熱化學(xué)方程式書寫時(shí)也可以直接用“===”號(hào)。] 4．已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為： ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJmol－1 ②CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH2＝－870.3 kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　 ΔH3＝－285.8 kJmol－1 則反應(yīng)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反應(yīng)熱(焓變)為(　　) A．488.3 kJmol－1 B．－488.3 kJmol－1 C．－244.15 kJmol－1 D．244.15 kJmol－1 B　[將①2＋③2－②即得到待求的熱化學(xué)方程式，故ΔH＝(－393.5 kJmol－1)2＋(－285.8 kJmol－1)2－(－870.3 kJmol－1)＝－488.3 kJmol－1。] 5．50 g碳在氧氣中燃燒，得到等體積的CO和CO2。 已知：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.35 kJmol－1，CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.57 kJmol－1。和完全燃燒相比，該反應(yīng)燃燒損失的能量與實(shí)際放出的能量之比大約是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722017】 A．283∶503 B．55∶141 C．141∶196 D．1∶1 A　[假設(shè)C為2 mol，由題意可知2 mol C全部轉(zhuǎn)化成2 mol CO后，只有1 mol CO轉(zhuǎn)化成1 mol CO2，損失的能量和實(shí)際放出的能量之比為282.57∶(110.352＋282.57)≈283∶503。故當(dāng)C為50 g時(shí)，損失的能量和實(shí)際放出的能量之比約為283∶503。] 6．已知①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝a kJmol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝b kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝c kJmol－1 ④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝d kJmol－1 下列關(guān)系式正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722018】 A．a(chǎn)＜c＜0 B．b＞d＞0 C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0 C　[氫氣燃燒是放熱反應(yīng)，ΔH＜0；生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水時(shí)放出的熱量多，ΔH更小，即c＜a＜0,0＞b＞d；②中各物質(zhì)的物質(zhì)的量是①的2倍，則ΔH2＝2ΔH1。] 7．下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的ΔH前者小于后者的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722019】 ①C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 ②S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4 ③CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH5 CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH6 A．②　　　　　　　　 B．①② C．①③ D．②③ D　[①中碳完全燃燒放出的熱量多，所以ΔH1＞ΔH2；②中氣態(tài)硫燃燒放出的熱量多，ΔH3＜ΔH4；③中ΔH5＜0，ΔH6＞0，則ΔH5＜ΔH6，故ΔH前者小于后者的是②③。] 8．寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： (1)N2(g)與H2(g)反應(yīng)生成1 mol NH3(g)，放出46.1 kJ熱量_________。 (2)甲硅烷(SiH4)是一種無色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2和水蒸氣。已知室溫下1 g甲硅烷自燃放出熱量44.6 kJ，其熱化學(xué)方程式是 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 (3)如圖是一定溫度和壓強(qiáng)下N2和H2反應(yīng)生成1 mol NH3的反應(yīng)過程中的能量變化示意圖，寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式： ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ (ΔH的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示)。 [答案]　(1)N2(g)＋H2(g)NH3(g) ΔH＝－46.1 kJmol－1 (2)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(g) ΔH＝－1 427.2 kJmol－1 (3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝2(Q1－Q2) kJmol－1 9．比較下列各組熱化學(xué)方程式中ΔH的大小關(guān)系： (1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2 ΔH1________ΔH2(填“＞”“＜”或“＝”，下同)。 (2)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1 4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH2 ΔH1________ΔH2。 [解析]　(1)水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水是放熱過程，生成液態(tài)水的反應(yīng)放出的熱量多，但ΔH為負(fù)值，所以ΔH1<ΔH2；(2)兩式相減得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2，鋁熱反應(yīng)很劇烈，是典型的放熱反應(yīng)，所以ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。 [答案]　(1)<　(2)< 10．已知下列兩個(gè)熱化學(xué)方程式： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJmol－1 C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220 kJmol－1 根據(jù)上面兩個(gè)熱化學(xué)方程式，試完成下列問題： (1)1 mol H2和2 mol C3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為________。 (2)現(xiàn)有H2和C3H8的混合氣體共5 mol，完全燃燒時(shí)放熱3 847 kJ，則在混合氣體中H2和C3H8的體積比是________。 (3)已知：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJmol－1。試寫出丙烷燃燒生成CO2和水蒸氣時(shí)的熱化學(xué)方程式 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 [解析]　(1)1 mol H2和2 mol C3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為285.8 kJmol－11 mol＋2 220 kJmol－12 mol＝4 725.8 kJ。(2)設(shè)混合氣體中H2的物質(zhì)的量為x，則C3H8的物質(zhì)的量為5 mol－x，所以：285.8 kJmol－1 x＋(5 mol－x)2 220 kJmol－1＝3 847 kJ，解方程得x≈3.75 mol，則5 mol－x＝1.25 mol，故V(H2)∶V(C3H8)＝3.75 mol∶1.25 mol＝3∶1。 (3)給已知方程式編號(hào)： C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　 ΔH＝－2220 kJmol－1　① H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝44.0 kJmol－1 ② 據(jù)蓋斯定律將①＋②4得： C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)　 ΔH＝－2 044 kJmol－1。 [答案]　(1)4 725.8 kJ　(2)3∶1 (3)C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－2 044 kJmol－1 [能力提升練] 11．一定條件下，用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知：①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJmol－1，②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－1 160 kJmol－1。 下列選項(xiàng)不正確的是(　　) A．CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJmol－1 B．CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH3＜ΔH1 C．若用0.2 mol CH4還原NO2至N2，則反應(yīng)中放出的熱量一定為173.4 kJ D．若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L CH4還原NO2至N2，整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的電子為0.8 mol C　[A項(xiàng)，由得出：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝kJmol－1＝－867 kJmol－1，正確；B項(xiàng)，H2O(g)===H2O(l)　ΔH＜0，因此ΔH3＜ΔH1，正確；C項(xiàng)，沒有說明H2O的狀態(tài)，如果是氣態(tài)，則正確，若是液態(tài)，則大于173.4 kJ，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，消耗1 mol CH4轉(zhuǎn)移8 mol e－，則消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L CH4轉(zhuǎn)移電子為0.8 mol，正確。] 12．在298 K、1.01105Pa下，將22 g CO2通入750 mL 1 molL－1的NaOH溶液中充分反應(yīng)，測得反應(yīng)放出x kJ的熱量。已知在該條件下，1 mol CO2通入1 L 2 molL－1的NaOH溶液中充分反應(yīng)，放出y kJ的熱量，則CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：41722020】 A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)　 ΔH＝－(2y－x)kJmol－1 B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)　 ΔH＝－(2x－y)kJmol－1 C．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)　 ΔH＝－(4x－y)kJmol－1 D．2CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l)　 ΔH＝－(8x－2y)kJmol－1 C　[由題意可知，CO2(g)＋NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋NaHCO3(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－x kJmol－1，CO2(g)＋2NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋H2O(l)　ΔH2＝－y kJmol－1，則CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)　ΔH＝ΔH14－ΔH2＝－(4x－y)kJmol－1。] 13．通常人們把斷裂1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量或形成1 mol某化學(xué)鍵所釋放的能量看作該化學(xué)鍵的鍵能，鍵能的大小可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH。已知部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示： 化學(xué)鍵 H—H Cl—Cl H—Cl 鍵能/(kJmol－1) 436 243 431 則下列熱化學(xué)方程式不正確的是(　　) A．H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH＝－91.5 kJmol－1 B．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－183 kJmol－1 C．H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH＝91.5 kJmol－1 D．2HCl===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝183 kJmol－1 C　[反應(yīng)熱＝反應(yīng)物的總鍵能－反應(yīng)產(chǎn)物的總鍵能，根據(jù)表中的鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算可知，H2(g)和Cl2(g)反應(yīng)生成HCl(g)的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH＜0，C項(xiàng)錯(cuò)誤。] 14．(1)處理含CO、SO2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和二氧化碳。已知：①CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1； ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.0 kJmol－1。該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 (2)氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧的主要?dú)怏w。 已知： CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－a kJmol－1(a＞0) 2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－b kJmol－1(b＞0) 若用3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)CO將NO2還原為N2(CO完全反應(yīng))，整個(gè)反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol，放出的熱量為________kJ(用含a、b的代數(shù)式表示)。 (3)用CH4催化還原NOx也可以消除氮氧化物污染。已知： CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJmol－1① CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2② 若1 mol CH4將NO2還原為N2，整個(gè)過程中放出的熱量為867 kJ，則ΔH2＝________。 (4)某氮肥廠含氮廢水中的氮元素多以NH和NH3H2O形式存在，處理過程中NH在微生物的作用下經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO。這兩步反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示： 1 mol NH(aq)全部被氧化成NO(aq)的熱化學(xué)方程式是 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 [解析]　(1)根據(jù)蓋斯定律，由①2－②可得題述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 (2)將題給兩個(gè)反應(yīng)分別編號(hào)為①、②，根據(jù)蓋斯定律，由①2＋②可得4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g) ΔH＝－(2a＋b)kJmol－1，則3.36 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)CO(即0.15 mol CO)還原NO2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子8 mol＝0.3 mol，放出的熱量為(2a＋b)kJmol－1＝kJ。 (3)CH4將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　 ΔH＝－867 kJmol－1，根據(jù)蓋斯定律，ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)，則ΔH2＝－867 kJmol－12－(－574 kJmol－1)＝－1 160 kJmol－1。 (4)第一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋H2O(l)＋2H＋(aq)　ΔH＝－273 kJmol－1，第二步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO(aq)＋O2(g)===NO(aq)　ΔH＝－73 kJmol－1，將上述兩步反應(yīng)相加得到反應(yīng)NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋H2O(l)＋2H＋(aq)　ΔH＝－346 kJmol－1。 [答案]　(1)2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJmol－1 (2)0.3　 (3)－1 160 kJmol－1 (4)NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋H2O(l)＋2H＋(aq) ΔH＝－346 kJmol－1