2019_2020学年高中化学第1章化学反应与能量第3节化学反应热的计算课后提能层级练新人教版选修415593.pdf

第三节 化学反应热的计算 课后提能 层级练 层级一 基础达标练 1下列关于盖斯定律描述不正确的是()A化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B盖斯定律遵守能量守恒定律 C利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热 D利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 解析：选 A 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。2假定反应体系的始态为 S，终态为 L，它们之间变化如图所示：SH1H2L，则下列说法不正确的是()A若 H10 B若 H10，则 H20 CH1和 H2的绝对值相等 DH1H20 解析：选 B 正、逆反应的 H数值相等，符号相反。若 H1Q2Q3 BQ1Q3Q2 CQ3Q2Q1 DQ2Q1Q3 解析：选 A 设已知三个方程式分别为，则相比，可知为 H2S 完全燃烧的热化学方程式，故放出热量比多，即Q1Q2；相比，H2O 的状态不同，因为等量的水，H2O(l)比 H2O(g)能量低，故放出热量Q2Q3，则有 Q1Q2Q3。4已知葡萄糖的燃烧热是 2 804 kJ/mol，当它氧化生成 1 g 水时放出的热量是()A26.0 kJ B51.9 kJ C155.8 kJ D467.3 kJ 解析：选 A 葡萄糖的燃烧热的热化学方程式：C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H2 804 kJ/mol，由此可知，生成 6 mol18 g/mol108 g 水放出 2 804 kJ 热量，则生成 1 g 水时放出的热量为 2 804 kJ10826.0 kJ。5已知热化学方程式：H2O(g)=H2(g)12O2(g)H241.8 kJ/mol H2(g)12O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol 当 1 g 液态水变为水蒸气时，其热量变化是()AH88 kJ/mol BH2.44 kJ/mol CH4.98 kJ/mol DH44 kJ/mol 解析：选 B 将两式相加得 H2O(g)=H2O(l)H44 kJ/mol，所以每 1 g 液态水变成水蒸气需要吸收的热量为4418 kJ2.44 kJ。6已知：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H130 kJmol1 2C(s)O2(g)=2CO(g)H220 kJmol1 断开 1 mol HH 键、O=O 键分别需要吸收 436 kJ、496 kJ 的热量，则断开 1 mol OH键需要吸收的热量为()A332 kJ B118 kJ C462 kJ D360 kJ 解析：选 C 热化学方程式2热化学方程式得 2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H(130)2(220)kJmol1480 kJmol14E(OH)E(O=O)2E(HH)4E(OH)496 kJmol12436 kJmol1，解得E(OH)462 kJmol1，C 正确。7某同学发现在灼热的煤炭上洒少量水，煤炉中会产生淡蓝色火焰，煤炭燃烧更旺，因此该同学得出结论“煤炭燃烧时加少量水，可使煤炭燃烧放出更多的热量。”(已知煤炭的燃烧热 H为393.15 kJmol1，氢气的燃烧热 H为242 kJmol1，一氧化碳的燃烧热 H为283 kJmol1)(1)写出该同学看到燃烧现象所涉及的所有反应的热化学方程式：_。(2)你认为该同学的结论是否正确，请简要说明其理由：_。答案：(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H393.15 kJmol1 H2(g)12O2(g)=H2O(l)H242 kJmol1 CO(g)12O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1 C(g)H2O(l)=CO(g)H2(g)H131.85 kJmol1(2)不正确。根据盖斯定律，反应过程中的热效应与途径无关，只与反应物和生成物的状态有关 8(2019安泽高二检测)红磷 P(s)和 Cl2(g)发生反应生成 PCl3(g)和 PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的 H表示生成 1 mol 产物的数据)。根据图回答下列问题：(1)P 和 Cl2反应生成 PCl3的热化学方程式为_。(2)PCl5分解成 PCl3和 Cl2的热化学方程式为_。(3)P 和 Cl2分两步反应生成 1 mol PCl5的 H3_，P 和 Cl2一步反应生成 1 mol PCl5的 H4_(填“”“”或“”)H3。解析：(1)由题图看出，1 mol P 在 Cl2中燃烧生成 PCl3(g)放出的热量为 360 kJ，所以P 与 Cl2反应生成 PCl3的热化学方程式为 P(s)32Cl2(g)=PCl3(g)H306 kJmol1。(2)中间产物 PCl3和未完全反应的 Cl2的总能量高于最终产物 PCl5的能量，其 H93 kJmol1，所以 PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJmol1。(3)由盖斯定律可知，一步生成 PCl5和两步生成 PCl5的热效应相等，即 H3H4H1H2399 kJmol1。答案：(1)P(s)32Cl2(g)=PCl3(g)H306 kJmol1(2)PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJmol1(3)399 kJmol1 层级二 应试提能练 1在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2Q1的是()A 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)HQ1 kJ/mol,2H2(g)O2(g)=2H2O(g)HQ2 kJ/mol BS(g)O2(g)=SO2(g)HQ1 kJ/mol，S(s)O2(g)=SO2(g)HQ2 kJ/mol CC(s)12O2(g)=CO(g)HQ1 kJ/mol，C(s)O2(g)=CO2(g)HQ2 kJ/mol DH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)HQ1 kJ/mol，12H2(g)12Cl2(g)=HCl(g)HQ2 kJ/mol 解析：选 C A 项，生成 H2O(l)放出热量多，Q1Q2；B 项，S(g)燃烧生成 SO2(g)放出热量多，Q1Q2；C 项，碳燃烧生成 CO2比生成 CO 时放出热量多，Q1Q2；D 项，生成 2 mol HCl比生成 1 mol HCl 时放出热量多，Q1Q2。2灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：Sn(白，s)2HCl(aq)=SnCl2(aq)H2(g)H1 Sn(灰，s)2HCl(aq)=SnCl2(aq)H2(g)H2 Sn(灰，s)13.2 0，则 H2H1，当温度低于 13.2 时 Sn(白)自动转化为 Sn(灰)，而灰锡是以粉末状存在，所以 A、B、C都错，只能选 D。3 已 知：2C(s)O2(g)=2CO(g)H 221.0 kJmol 1；2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1。则制备水煤气的反应 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的 H为()A262.6 kJmol1 B131.3 kJmol1 C352.3 kJmol1 D131.3 kJmol1 解析：选 D 得 2C(s)2H2O(g)=2H2(g)2CO(g)H221.0 kJmol1(483.6 kJmol1)262.6 kJmol1，则 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的 H(262.6 kJmol1)2131.3 kJmol1。4根据下列热化学方程式：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ/mol H2(g)12O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJ/mol CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H3870.3 kJ/mol 可以计算出 2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为()AH244.1 kJ/mol BH488.3 kJ/mol CH996.6 kJ/mol DH996.6 kJ/mol 解析：选 B 由22可得 2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)H2H12H2H32(393.5 kJ/mol)2(285.8 kJ/mol)(870.3 kJ/mol)488.3 kJ/mol。5用 CH4催化还原 NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJmol1 CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 160 kJmol1 下列说法不正确的是()A若用标准状况下 4.48 L CH4还原 NO2生成 N2和水蒸气，放出的热量为 173.4 kJ B 由反应可推知：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(l)H574 kJmol1 C反应转移的电子数相同 D反应中当 4.48 L CH4反应完全时转移的电子总数为 1.60 mol 解析：选 D 根据盖斯定律，将相加得到如下热化学方程式：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1，标准状况下 4.48 L CH4的物质的量为 0.2 mol，放出的热量为 0.2 mol867 kJmol1173.4 kJ；由于气态水生成液态水会放出热量，所以生成液态水的反应放出的热量多，放热越多，则 H越小，即 H574 kJmol1；反应中每 1 mol CH4反应完全时转移的电子总数为 8 mol,4.48 L CH4的物质的量无法求算，因为没有指明气体的温度和压强。6肼(N2H4)可作为火箭发动机的燃料。有关肼化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1 mol 化学键所需的能量(kJ)：NN 为 942、O=O 为 500、NN 为 154，计算断裂 1 mol NH键所需的能量。解析：由图知 N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJmol1 设断裂 1 mol NH 键所需能量为x，则有 154 kJ4x500 kJ2 752 kJ534 kJ，求得x391 kJ。答案：391 kJ 7试运用盖斯定律回答下列问题：(1)已知：H2O(g)=H2O(l)H1Q1 kJ/mol C2H5OH(g)=C2H5OH(l)H2Q2 kJ/mol C2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H3Q3 kJ/mol 若使 46 g 液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为_kJ。(2)碳(s)在氧气供应不充足时，生成 CO 同时还部分生成 CO2，因此无法通过实验直接测得反应：C(s)12O2(g)=CO(g)的 H。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的 H，计算时需要测得的实验数据有_。解 析：(1)将 方 程式 依次 编 号 为 ，则3 可得 C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H4(3Q1Q2Q3)kJ/mol 所以若使 46 g 液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，整个过程中放出的热量为(3Q1Q2Q3)kJ。(2)利用盖斯定律计算反应 C(s)12O2(g)=CO(g)的 H，需要测得的实验数据有碳和CO 的燃烧热。答案：(1)3Q1Q2Q3(2)碳和 CO 的燃烧热 8将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位。炼铁高炉中发生的关键反应如下：C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol CO2(g)C(s)=2CO(g)H172.46 kJ/mol Fe2O3CO FeCO2 若已知：2Fe(s)32O2(g)=Fe2O3(s)H824.21 kJ/mol 根据上面三个热化学方程式，回答下列问题：(1)CO 的燃烧热为_；写出其热化学方程式_。(2)高炉内 Fe2O3被 CO 还原为 Fe 的热化学方程式为_。(3)炼制 1 t(吨)含铁 96%的生铁所需焦炭的理论用量是_t，实际生产中所需焦炭远高于理论用量，其原因是_。解析：由题意：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ/mol CO2(g)C(s)=2CO(g)H2172.46 kJ/mol 2Fe(s)32O2(g)=Fe2O3(s)H3824.21 kJ/mol CO(g)12O2(g)=CO2(g)H4 Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H5 根据盖斯定律：(1)12()，所以 H412(H1H2)12(393.5 kJ/mol172.46 kJ/mol)282.98 kJ/mol。(2)3，所以 H5H43H3(282.98 kJ/mol)3(824.21 kJ/mol)24.73 kJ/mol。(3)设 CO 的质量为x，Fe2O33CO=高温2Fe3CO2 84 112 x 0.96 t x0.72 t 设 C 的质量为y，2CO2=点燃2CO 24 56 y 0.72 t y0.31 t，在实际生产中焦炭没有被充分利用，所以实际生产中所需焦炭远高于理论用量。答案：(1)282.98 kJ/mol CO(g)12O2(g)=CO2(g)H282.98 kJ/mol(2)Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.73 kJ/mol(3)0.31 焦炭没有被充分利用(或其他合理说法也正确)