化学人教版选修4达标训练：第一章第三节　化学反应热的计算 Word版含解析(5页).doc

-化学人教版选修4达标训练：第一章第三节化学反应热的计算 Word版含解析-第 5 页更上一层楼基础·巩固·达标1.在相同温度下，下列3个反应放出的热量分别以Q1、Q2、Q3表示，则Q1、Q2、Q3的关系是()（1）2H2（g）+O2（g）2H2O（g）H =Q1（2）2H2（g）+O2（g）2H2O（l）H =Q2（3）H2（g）+O2（g）H2O（g）H =Q3A.Q1>Q2,Q2=2Q3B.Q1=Q2=Q3C.Q1>Q2，Q3=Q1D.无法比较解析：因为水蒸气冷凝为液态水放出热量，当温度不变时，每摩水蒸气冷凝成液态水时放出43.9 kJ的热量，而方程（1）和（3）分别表示2 mol和1 mol H2燃烧时放出的热量，所以Q3=1/2Q1。答案：C2.已知2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)H571.6 kJ·mol-1C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2OH2 220 kJ·mol-1设有氢气和丙烷的混合气体5 mol，完全燃烧时放出热量3 847 kJ，则混合气体中H2和丙烷的体积比是（）A.13B.31C.14D.11解析：本题主要考查根据燃烧热计算反应物的组成。可以用三种解题方法解答本题：估算法，十字交叉法和列方程组求解法。解法一：假设二者的物质的量之比以11混合，则2.5 mol丙烷燃烧放出的热已大于3 847 kJ，则A、C、D均不可能正确。解法二：已知：1 mol H2燃烧所放出的热量=kJ·mol-11 mol混合气体燃烧放出的热量=kJ·mol-1解法三：设混合气体H2、C3H8的物质的量分别为x、y解之：答案：B3.科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特殊反应的热效应。（1）P4（s，白磷）+5O2(g) P4O10 (s)H=-2 983.2 kJ·mol-1（2）P(s，红磷)+O2(g)P4O10(s)H2=-738.5 kJ·mol-1 则白磷转化为红磷的热化学方程式。相同的状况下，能量较低的是 ；白磷的稳定性比红磷（填“高”或“低”）。解析：依题意求：P4(s，白磷) 4P(s，红磷)H=？可设计如下反应过程：P4(s，白磷) P4O104P(s，红磷)；据盖斯定律有H=H1+(-)4H2=（-2 983.2+4×738.5）kJ·mol-1=-29.2 kJ·mol-1，即P4(s，白磷) 4P(s，红磷)H=-29.2 kJ·mol-1。白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）。答案：P4(s，白磷) 4P(s，红磷)H=-29.2 kJ·mol-1红磷低4.已知甲烷和一氧化碳的混合气体共0.75 mol，完全燃烧后，生成二氧化碳气体和18 g液态水，并放出515 kJ的热量，若甲烷的燃烧热化学方程式为CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l);H=890 kJ·mol-1，则CO气体燃烧的热化学方程式为 。解析：要写出CO燃烧的热化学方程式，关键在于算出混合气体中CO为多少摩，燃烧后放出多少热量，由混合气体燃烧产生18 g水以及CH4的热化学方程式可计算出CH4的物质的量及燃烧放出的热量。这样就可算出混合气体中CO的物质的量及其燃烧放出的热量，从而写出CO燃烧的热化学方程式。答案：设混合气体中含CH4的物质的量为x，燃烧产生的热量为y。由CH4燃烧的热化学方程式可知：CH42H2O(l)H1 mol 2×18 g -890 kJX 18 g y得：x1 mol=18 g(2×18) g=y890 kJ解之得：x=0.5 mol；y=445 kJ故CO燃烧放出的热量为515 kJ445 kJ=70 kJ因为CO占0.75 mol0.5 mol=0.25 mol，由其燃烧放出的热为70 kJ可求得1 mol CO燃烧放出的热量为70 kJ/0.25 mol=280 kJ。故CO燃烧的热化学方程式为：2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)H =560 kJ·mol。5.已知断裂1 mol HH键，需要吸收热量436 kJ；断裂1 mol NN键，需要吸收热量946 kJ；生成1 mol NH键，会放出热量391 kJ。试求下列反应的反应热。N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)解析：根据反应热与化学键断裂和形成的关系，在题述反应中，有1 mol NN键断裂，3 mol HH键断裂，6 mol NH键生成。则有：6×391 kJ(946 kJ+3×436 kJ)92 kJ，该反应是放热反应，H92 kJ·mol-1。答案：H92 kJ·mol-1。6.在101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890 kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？1 000 L CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少？解析：燃烧热是101 kPa 1mol CH4完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。依据热化学方程式可求出燃烧1 000 L(标准状况)CH4所产生的热量。根据题意，在101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890 kJ·mol-1。即CH4的燃烧热为890 kJ·mol-1。1 000 L CH4(标准状况)的物质的量为：n(CH4)=44.6 mol1 mol CH4完全燃烧放出890 kJ的热量，44.6 mol CH4完全燃烧放出的热量为：44.6 mol×890 kJ·mol-1=3.97×104kJ答案：CH4的燃烧热为890 kJ·mol-1，1 000 L CH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.97×104kJ。7.1840年，瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。按此规律，结合下述反应方程式，回答问题。已知：(1)NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)H=176 kJ·mol1(2)NH3(g)+H2O（l）NH3·H2O(aq)H=35.1 kJ·mol1(3)HCl(g)+H2O（l）HCl(aq)H=72.3 kJ·mol1(4)NH3(aq)+HCl(aq) NH4Cl(aq)H=52.3 kJ·mol1 (5)NH4Cl(s)+2H2O(l) NH4Cl(aq)H=Q则第(5)个方程式中的反应热是。解析：根据盖斯定律，方程式之间可以进行数学运算，即(4)+(3)+(2)(1)所得方程式与（5）相同，所以（5）的反应热是+16.3 kJ·mol1。答案：+16.3 kJ·mol1综合·应用·创新8.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6(s)+6O2(g) 6CO2(g)+6H2O(l)H=-2 800 kJ·mol-1葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。解析：根据葡萄糖的热化学方程式，可知燃烧1 mol即180 g葡萄糖所放出的热量为2 800 kJ，即可求出燃烧100 g葡萄糖所放出的热量。根据题意，葡萄糖的燃烧热为2 800 kJ·mol-1。100 g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)=0.556 mol0.556 mol C6H12O6完全燃烧，放出的热量为：0.556 mol×2 800 kJ·mol-1=1 560 kJ答案：1 560 kJ9.“西气东输”是西部大开发的重点工程，这里的“气”指天然气，其主要成分为甲烷。（1）工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，它们的体积比约为11。已知：2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)H=-566 kJ·mol-12H2（g）+O2（g）2H2O(l)H=-572 kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)H=-890 kJ·mol-1若不考虑水煤气中其他成分，相同状况下要获得相等的热量，所需甲烷与水煤气的体积比约为，它们燃烧生成的CO2的物质的量之比约为。以甲烷代替水煤气作民用燃气，其优点是。（2）某化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到CO和H2为主的混合气，这种混合气可用于生产甲醇或合成氨，对甲烷而言，有如下两个主要反应：CH4(g)+O2(g) CO(g)+2H2(g)H1=-36 kJ·mol-1CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)H2=+216 kJ·mol-1由反应推出总反应热为零的总反应方程式为；求进料气中空气（O2的体积分数为21%）与水蒸气的体积比。解析：（1）1 mol水煤气即CO和H2各0.5 mol，已知0.5 mol CO放热141.5 kJ，0.5 mol H2放热143 kJ，共放热284.5 kJ，而1 mol CH4放热890 kJ，即得13（或5691 780）；根据COCO2的关系式，生成（0.5×3） mol CO2，根据CH4CO2的关系式，生成1 mol CO2，从而得到23（或569890）答案：（1）13（或5691 780）23（或569890）优点：燃烧值高（或用气量少；经济实惠；节省投资；减少碳氧化合物排放量；减少燃煤用量；有利于保护环境；提高使用安全性；使煤更多地得以综合利用）（2）根据盖斯定律：n1H1+n2H2=H3=0，所以有：=6总反应热为零的反应方程式为6×+，即7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g) 7CO(g)+15H2(g)H3=0从方程式可知：进料气中V(O2)VH2O(g)=31，则=14.31。10.已知25 ,101 KPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨)+O2(g) CO2(g)H=-393.51 kJ·mol-1，C(金刚石)+ O2(g) CO2(g)H=-395.41 kJ·mol-1。据此判断，下列说法正确的是 ()A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高解析：依据盖斯定律，热化学方程式可以进行加减运算，由第二个反应得CO2(g) C(金刚石)+O2(g)H=+395.41 kJ·mol-1，然后与题目上第一个反应相加得C(石墨) C(金刚石)H=+1.9 kJ·mol-1，因为H>0，所以由石墨制备金刚石的过程是吸热反应，等质量时，石墨的能量比金刚石的能量低，故A选项正确。答案：A11.由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及的步骤为： 已知： C(s)O2(g) CO2(g)H-393.5 kJ·mol-12CO(g)O2(g) 2CO2(g)H-566 kJ·mol-1TiO2(s)2Cl2(g) TiCl4(s)O2(g)H+141 kJ·mol-1则TiO2(s)2Cl2(g)2C(s) TiCl4(s)2CO(g)的H。解析：由盖斯定律得：×2-得：2C(s)O2(g) 2CO(g)且H（-393.5 kJ·mol-1）×2-（-566 kJ·mol-1）=-221 kJ·mol-1，然后与式相加得：TiO2(s)2Cl2(g)2C(s) TiCl4(s)2CO(g)的H-80 kJ·mol-1答案：-80 kJ·mol-112. 分析下图所示各物质能量变化关系，下列热化学方程式正确的是（）A.C(金刚石)+O2(g) CO2(g)H1=a kJ·mol-1(a<0)B.C(石墨)+O2(g) CO2(g)H=b kJ·mol-1(b>0)C.C+O2CO2(g)H3=c kJ·mol-1(c<0)D.C(金刚石) C(石墨)H4=dkJ·mol-1 (d>0)解析：本题综合考查了热化学方程式的书写和盖斯定律。由图象可知，当石墨和氧气反应生成二氧化碳时，能量降低，为放热反应，则b<0,所以B选项错。由金刚石生成石墨能量降低，也为放热反应，则d<0。所以D选项错。正确答案为A、C。答案：AC