还剩5页未读，
继续阅读
所属成套资源：高一化学同步练习(鲁科版选择性必修第一册)
成套系列资料，整套一键下载
第1章 第1节 第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算 试卷
展开
这是一份第1章 第1节 第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算，共8页。
第1章化学反应与能量转化
第1节 化学反应的热效应
第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算
课后篇素养形成
必备知识基础练
1.下列说法正确的是( )
A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可
B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应
C.表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫作热化学方程式
D.氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-483.6 kJ
答案C
解析热化学方程式还应注明各物质的聚集状态,A项错误;有的放热反应也需要点燃或加热才能发生,B项错误;ΔH的单位为kJ·mol-1,D项错误。
2.下列关于2C4H10(g)+13O2(g)8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-5 800 kJ·mol-1的叙述错误的是( )
A.该反应的反应热ΔH=-5 800 kJ·mol-1,是放热反应
B.该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C.该热化学方程式表示在25 ℃、101 kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出5 800 kJ热量
D.该反应表明2 mol丁烷燃烧时一定会放出5 800 kJ的热量
答案D
解析由热化学方程式表示的意义可知,A、B项正确;在热化学方程式没有标明温度、压强的情况下,对应的温度、压强为常温、常压,C项正确;2 mol丁烷在常温常压下完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量才是5 800 kJ,D项错误。
3.下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.2SO2+O22SO3 ΔH=-196.6 kJ·mol-1
B.H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ
D.C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=+393.5 kJ·mol-1
答案B
解析逐项分析如下:
A
没标明物质的聚焦状态
错误
B
符合书写要求
正确
C
ΔH的单位是kJ·mol-1
错误
D
放热反应ΔH为“-”
错误
4.化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是( )
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=2(b-a) kJ·mol-1
C.12N2(g)+32H2(g)NH3(l) ΔH=(b+c-a) kJ·mol-1
D.12N2(g)+32H2(g)NH3(g) ΔH=(a+b) kJ·mol-1
答案A
解析由图像知12 mol N2(g)和32 mol H2(g)变为氮原子和氢原子吸收a kJ热量,而1 mol 氮原子和3 mol氢原子结合成气态氨放出b kJ的热量,1 mol气态氨液化为液态氨又放出c kJ热量,则由N2(g)和H2(g)生成液态NH3的热化学方程式为
N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a) kJ·mol-1=2(a-b-c) kJ·mol-1或12N2(g)+32H2(g)NH3(l) ΔH=(a-b-c) kJ·mol-1;生成气态氨的热化学方程式,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=2(a-b) kJ·mol-1或12N2(g)+32H2(g)NH3(g) ΔH=(a-b) kJ·mol-1。
5.298 K时,下列对热化学方程式“12H2(g)+12I2(g)HI(g) ΔH=+26 kJ·mol-1”的叙述正确的是( )
A.1 mol氢气与1 mol碘蒸气完全反应需要吸收26 kJ的热量
B.1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52 kJ的热量
C.1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应生成2 mol的HI气体需吸收52 kJ的热量
D.12 mol H2(g)与12 mol I2(g)完全反应放出26 kJ的热量
答案C
解析题中热化学方程式表示298 K时,12 mol H2(g)和12 mol I2(g)反应生成1 mol HI(g)吸收26 kJ热量,故A、B项错误,C项正确;D项中应为吸收26 kJ热量。
6.在298 K、101 kPa下,1 g乙醇燃烧生成CO2和液态水时放热29.71 kJ,下列热化学方程式正确的是( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=+1 366.66 kJ·mol-1
B.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 366.66 kJ·mol-1
C.12C2H5OH(l)+32O2(g)CO2+32H2O(l) ΔH=-29.71 kJ·mol-1
D.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-29.71 kJ·mol-1
答案B
解析乙醇燃烧是放热反应,ΔH应为“-”,A不正确;1 g C2H5OH燃烧放出29.71 kJ热量,则1 mol(46 g)C2H5OH燃烧放出的热量为1 366.66 kJ。
7.能源问题是人类社会面临的重大课题,H2、CO、CH3OH(l)都是重要的能源物质,它们的摩尔燃烧焓(ΔH)依次为-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1、-726.7 kJ·mol-1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为( )
A.CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH=-127.9 kJ·mol-1
B.CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH=127.9 kJ·mol-1
C.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-127.9 kJ·mol-1
D.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=127.9 kJ·mol-1
答案A
解析根据题给三种物质的摩尔燃烧焓可以写出:
H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ·mol-1①
CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1②
CH3OH(l)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-726.7 kJ·mol-1③
运用盖斯定律进行计算,由①×2+②-③可得:CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH=2ΔH1+ΔH2-ΔH3=2×(-285.8 kJ·mol-1)+(-283.0 kJ·mol-1)-(-726.7 kJ·mol-1)=-127.9 kJ·mol-1。
8.(1)甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和水蒸气。已知室温下1 g 甲硅烷自燃放出热量44.6 kJ,写出此反应的热化学方程式: 。
(2)使Cl2(g)和H2O(g)通过灼热的炭层生成HCl(g)和CO2(g)的反应是放热反应,当1 mol Cl2(g)参与反应时释放145 kJ的热量,写出此反应的热化学方程式: 。
(3)家用液化气中的主要成分之一是丁烷,当10 kg丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时,放出的热量是5×105 kJ,试写出丁烷燃烧的热化学方程式: 。
答案(1)SiH4(g)+2O2(g)SiO2(s)+2H2O(g)
ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1
(2)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJ·mol-1
(3)C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2 900 kJ·mol-1
解析(1)1 mol SiH4完全燃烧生成SiO2(s)和H2O(g)时,放出热量为32×44.6 kJ=1 427.2 kJ,故该反应的热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)SiO2(s)+2H2O(g) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1。
(2)由题意可知Cl2、H2O和C发生反应的化学方程式为2Cl2+2H2O+C4HCl+CO2,2 mol Cl2参加反应释放出的热量为2×145 kJ=290 kJ,故其热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g)
ΔH=-290 kJ·mol-1。
(3)1 mol丁烷完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出的热量为58 g×5×105kJ10×103g=2 900 kJ,故丁烷燃烧的热化学方程式为C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2 900 kJ·mol-1。
关键能力提升练
9.已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-1,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1。H—H键、OO键和O—H键的键能分别为436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1和462 kJ·mol-1,则a为( )
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
答案D
解析根据盖斯定律,由第一个反应×2-第二个反应可得2H2O(g)O2(g)+2H2(g) ΔH=(2a+220) kJ·mol-1。根据反应焓变与键能的关系计算,则2a+220=4×462-(436×2+496),解得a=+130。
10.已知下列热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-24.8 kJ·mol-1
Fe2O3(s)+13 CO(g)23Fe3O4(s)+13CO2(g) ΔH=-15.73 kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+640.4 kJ·mol-1
则14 g CO气体还原足量FeO固体得到单质Fe和CO2气体时对应的ΔH约为( )
A.-218 kJ·mol-1 B.-109 kJ·mol-1
C.+218 kJ·mol-1 D.+109 kJ·mol-1
答案B
解析14 g CO气体的物质的量为12 mol。该问题可以转化为求反应12CO(g)+12FeO(s)12Fe(s)+12CO2(g)的焓变。把已知给出的3个热化学方程式按照顺序依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由[(①-②)×32-③]×16可得,12CO(g)+12FeO(s)12Fe(s)+12CO2(g) ΔH≈-109 kJ·mol-1。
11.根据下列能量变化示意图得出的结论正确的是( )
A.1 mol C完全燃烧生成CO2时放出的热量为393.5 kJ
B.2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·mol-1
C.2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=+283.0 kJ·mol-1
D.C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=+393.5 kJ·mol-1
答案B
解析由题图可知,C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1,C、D两项都错误,而A项中未说明碳单质的聚集状态,由盖斯定律可知,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·mol-1,B项正确。
12.(双选)已知:C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1,CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2,2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3,4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)
ΔH4,3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4<0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
答案BC
解析C、CO的燃烧都是放热反应,故ΔH1<0、ΔH3<0,A错误;CO2与C生成CO的反应为吸热反应,则ΔH2>0,铁的氧化为放热反应,则ΔH4<0,B正确;将第二、第三两个热化学方程式相加可得第一个热化学方程式,C正确;将第五个热化学方程式乘2后与第四个热化学方程式相加,再除以3可得第三个热化学方程式,故ΔH3=ΔH4+2ΔH53,D错误。
13.已知热化学方程式:
①C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1 301.0 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
则反应④2C(s)+H2(g)C2H2(g)的ΔH为( )
A.+228.2 kJ·mol-1 B.-228.2 kJ·mol-1
C.+1 301.0 kJ·mol-1 D.+621.7 kJ·mol-1
答案A
解析热化学方程式①②③和④之间存在如下关系:
2×②+③-①=④。
所以2ΔH2+ΔH3-ΔH1=ΔH=-2×393.5 kJ·mol-1-285.8 kJ·mol-1+1 301.0 kJ·mol-1=+228.2 kJ·mol-1。
14.已知:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1,②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2,③2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH3。
常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体0.5 mol,经完全燃烧恢复至室温,放出的热量为( )
A.-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH3)
B.-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH2)
C.-(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH3)
D.-(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH2)
答案A
解析CH4的物质的量为0.5 mol×45=0.4 mol,H2的物质的量为0.5 mol×15=0.1 mol,混合气体完全燃烧放出的热量为-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH3)。
15.根据以下3个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1
2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ·mol-1
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是( )
A.Q1>Q2>Q3 B.Q1>Q3>Q2
C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3
答案A
解析后两个反应可理解为反应产物的状态不同,而第一个反应可理解为在第二个反应的基础上,S进一步与O2反应,这是S的燃烧,该反应是放热反应。故可以作图如下:
由图可知A项正确。
16.按要求进行填空。
(1)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64.39 kJ·mol-1
2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.46 kJ·mol-1
H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH=-285.84 kJ·mol-1
在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为 。
(2)已知O2(g)-e-O2+(g) ΔH1=+1 175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+e-PtF6-(g) ΔH2=-771.1 kJ·mol-1
O2+PtF6-(s)O2+(g)+PtF6-(g) ΔH3=+482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g)O2+PtF6-(s)的ΔH= kJ·mol-1。
答案(1)Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68 kJ·mol-1
(2)-77.6
解析(1)在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的离子方程式为:Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O,结合题目所给热化学方程式可知,反应物Cu、H2O2、H+可由前两个方程式直接相加得到,结合化学式前面的系数应将第二个方程式整理为H2O2(l)H2O(l)+12O2(g) ΔH=-98.23 kJ·mol-1,作为中间产物的H2和O2可与第三个方程式相加消去,即ΔH=+64.39 kJ·mol-1+(-196.46 kJ·mol-1)×12+(-285.84 kJ·mol-1)=-319.68 kJ·mol-1。故热化学方程式应为Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68 kJ·mol-1。
(2)观察题目所给方程式与要求的方程式的关系可知在已知方程式中O2+PtF6-(s)为反应物,而在要求方程式中其为反应产物,因此应将第三个方程式变形为O2+(g)+PtF6-(g)O2+PtF6-(s) ΔH3'=-482.2 kJ·mol-1,然后再与第一个和第二个方程式相加,即可得所求方程式,故ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3=+1 175.7 kJ·mol-1+(-771.1 kJ·mol-1)-(+482.2 kJ·mol-1)=-77.6 kJ·mol-1。
学科素养拔高练
17.“西气东输”是西部开发的重点工程,这里的“气”是指天然气,其主要成分是甲烷。工业上将C与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,两者的体积比约为1∶1。
已知:1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量;1 mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量;1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ热量。
(1)写出H2完全燃烧生成液态水的热化学方程式: ;若1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出的热量 (填“>”“=”或“<”)890 kJ。
(2)忽略水煤气中的其他成分,相同状况下(生成CO2和液态水)若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为 ;燃烧生成的CO2的质量比约为 。
(3)以上数据和计算说明,以天然气代替水煤气作民用燃料,突出的优点是 。
答案(1)2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1 < (2)3∶1 3∶2 (3)燃烧放出的热量多,减少了CO2的排放量,有利于保护环境
解析(1)1 mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,根据热化学方程式的书写要求,则2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1。因气态水变为液态水要放热,故1 mol CH4完全燃烧生成CO2和水蒸气,放出的热量小于890 kJ。
(2)设放出的热量为890 kJ,所需CH4的体积为Vm,则所需水煤气的体积为890 kJ283 kJ+285.8 kJ×2Vm≈3Vm,故V(水煤气)V(CH4)=3VmVm=31。由CO~CO2、CH4~CO2可知,3体积水煤气得1.5体积CO2,1体积甲烷可得1体积CO2,故燃烧生成的CO2质量比为1.51=32。
(3)由(2)中结论可知,使用天然气作为燃料,相同条件下比水煤气燃烧放出的热量多,且减少了CO2的排放,有利于保护环境。
第1章化学反应与能量转化
第1节 化学反应的热效应
第2课时 热化学方程式 反应焓变的计算
课后篇素养形成
必备知识基础练
1.下列说法正确的是( )
A.书写热化学方程式时,只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可
B.凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应
C.表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫作热化学方程式
D.氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-483.6 kJ
答案C
解析热化学方程式还应注明各物质的聚集状态,A项错误;有的放热反应也需要点燃或加热才能发生,B项错误;ΔH的单位为kJ·mol-1,D项错误。
2.下列关于2C4H10(g)+13O2(g)8CO2(g)+10H2O(l) ΔH=-5 800 kJ·mol-1的叙述错误的是( )
A.该反应的反应热ΔH=-5 800 kJ·mol-1,是放热反应
B.该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C.该热化学方程式表示在25 ℃、101 kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出5 800 kJ热量
D.该反应表明2 mol丁烷燃烧时一定会放出5 800 kJ的热量
答案D
解析由热化学方程式表示的意义可知,A、B项正确;在热化学方程式没有标明温度、压强的情况下,对应的温度、压强为常温、常压,C项正确;2 mol丁烷在常温常压下完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量才是5 800 kJ,D项错误。
3.下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.2SO2+O22SO3 ΔH=-196.6 kJ·mol-1
B.H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ
D.C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=+393.5 kJ·mol-1
答案B
解析逐项分析如下:
A
没标明物质的聚焦状态
错误
B
符合书写要求
正确
C
ΔH的单位是kJ·mol-1
错误
D
放热反应ΔH为“-”
错误
4.化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是( )
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=2(b-a) kJ·mol-1
C.12N2(g)+32H2(g)NH3(l) ΔH=(b+c-a) kJ·mol-1
D.12N2(g)+32H2(g)NH3(g) ΔH=(a+b) kJ·mol-1
答案A
解析由图像知12 mol N2(g)和32 mol H2(g)变为氮原子和氢原子吸收a kJ热量,而1 mol 氮原子和3 mol氢原子结合成气态氨放出b kJ的热量,1 mol气态氨液化为液态氨又放出c kJ热量,则由N2(g)和H2(g)生成液态NH3的热化学方程式为
N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=-2(b+c-a) kJ·mol-1=2(a-b-c) kJ·mol-1或12N2(g)+32H2(g)NH3(l) ΔH=(a-b-c) kJ·mol-1;生成气态氨的热化学方程式,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=2(a-b) kJ·mol-1或12N2(g)+32H2(g)NH3(g) ΔH=(a-b) kJ·mol-1。
5.298 K时,下列对热化学方程式“12H2(g)+12I2(g)HI(g) ΔH=+26 kJ·mol-1”的叙述正确的是( )
A.1 mol氢气与1 mol碘蒸气完全反应需要吸收26 kJ的热量
B.1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52 kJ的热量
C.1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应生成2 mol的HI气体需吸收52 kJ的热量
D.12 mol H2(g)与12 mol I2(g)完全反应放出26 kJ的热量
答案C
解析题中热化学方程式表示298 K时,12 mol H2(g)和12 mol I2(g)反应生成1 mol HI(g)吸收26 kJ热量,故A、B项错误,C项正确;D项中应为吸收26 kJ热量。
6.在298 K、101 kPa下,1 g乙醇燃烧生成CO2和液态水时放热29.71 kJ,下列热化学方程式正确的是( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=+1 366.66 kJ·mol-1
B.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 366.66 kJ·mol-1
C.12C2H5OH(l)+32O2(g)CO2+32H2O(l) ΔH=-29.71 kJ·mol-1
D.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-29.71 kJ·mol-1
答案B
解析乙醇燃烧是放热反应,ΔH应为“-”,A不正确;1 g C2H5OH燃烧放出29.71 kJ热量,则1 mol(46 g)C2H5OH燃烧放出的热量为1 366.66 kJ。
7.能源问题是人类社会面临的重大课题,H2、CO、CH3OH(l)都是重要的能源物质,它们的摩尔燃烧焓(ΔH)依次为-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1、-726.7 kJ·mol-1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为( )
A.CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH=-127.9 kJ·mol-1
B.CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH=127.9 kJ·mol-1
C.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-127.9 kJ·mol-1
D.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=127.9 kJ·mol-1
答案A
解析根据题给三种物质的摩尔燃烧焓可以写出:
H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ·mol-1①
CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1②
CH3OH(l)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-726.7 kJ·mol-1③
运用盖斯定律进行计算,由①×2+②-③可得:CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH=2ΔH1+ΔH2-ΔH3=2×(-285.8 kJ·mol-1)+(-283.0 kJ·mol-1)-(-726.7 kJ·mol-1)=-127.9 kJ·mol-1。
8.(1)甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和水蒸气。已知室温下1 g 甲硅烷自燃放出热量44.6 kJ,写出此反应的热化学方程式: 。
(2)使Cl2(g)和H2O(g)通过灼热的炭层生成HCl(g)和CO2(g)的反应是放热反应,当1 mol Cl2(g)参与反应时释放145 kJ的热量,写出此反应的热化学方程式: 。
(3)家用液化气中的主要成分之一是丁烷,当10 kg丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时,放出的热量是5×105 kJ,试写出丁烷燃烧的热化学方程式: 。
答案(1)SiH4(g)+2O2(g)SiO2(s)+2H2O(g)
ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1
(2)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJ·mol-1
(3)C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2 900 kJ·mol-1
解析(1)1 mol SiH4完全燃烧生成SiO2(s)和H2O(g)时,放出热量为32×44.6 kJ=1 427.2 kJ,故该反应的热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)SiO2(s)+2H2O(g) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1。
(2)由题意可知Cl2、H2O和C发生反应的化学方程式为2Cl2+2H2O+C4HCl+CO2,2 mol Cl2参加反应释放出的热量为2×145 kJ=290 kJ,故其热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g)
ΔH=-290 kJ·mol-1。
(3)1 mol丁烷完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出的热量为58 g×5×105kJ10×103g=2 900 kJ,故丁烷燃烧的热化学方程式为C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2 900 kJ·mol-1。
关键能力提升练
9.已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-1,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1。H—H键、OO键和O—H键的键能分别为436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1和462 kJ·mol-1,则a为( )
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
答案D
解析根据盖斯定律,由第一个反应×2-第二个反应可得2H2O(g)O2(g)+2H2(g) ΔH=(2a+220) kJ·mol-1。根据反应焓变与键能的关系计算,则2a+220=4×462-(436×2+496),解得a=+130。
10.已知下列热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-24.8 kJ·mol-1
Fe2O3(s)+13 CO(g)23Fe3O4(s)+13CO2(g) ΔH=-15.73 kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+640.4 kJ·mol-1
则14 g CO气体还原足量FeO固体得到单质Fe和CO2气体时对应的ΔH约为( )
A.-218 kJ·mol-1 B.-109 kJ·mol-1
C.+218 kJ·mol-1 D.+109 kJ·mol-1
答案B
解析14 g CO气体的物质的量为12 mol。该问题可以转化为求反应12CO(g)+12FeO(s)12Fe(s)+12CO2(g)的焓变。把已知给出的3个热化学方程式按照顺序依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由[(①-②)×32-③]×16可得,12CO(g)+12FeO(s)12Fe(s)+12CO2(g) ΔH≈-109 kJ·mol-1。
11.根据下列能量变化示意图得出的结论正确的是( )
A.1 mol C完全燃烧生成CO2时放出的热量为393.5 kJ
B.2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·mol-1
C.2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=+283.0 kJ·mol-1
D.C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=+393.5 kJ·mol-1
答案B
解析由题图可知,C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1,C、D两项都错误,而A项中未说明碳单质的聚集状态,由盖斯定律可知,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·mol-1,B项正确。
12.(双选)已知:C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1,CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2,2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3,4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)
ΔH4,3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4<0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
答案BC
解析C、CO的燃烧都是放热反应,故ΔH1<0、ΔH3<0,A错误;CO2与C生成CO的反应为吸热反应,则ΔH2>0,铁的氧化为放热反应,则ΔH4<0,B正确;将第二、第三两个热化学方程式相加可得第一个热化学方程式,C正确;将第五个热化学方程式乘2后与第四个热化学方程式相加,再除以3可得第三个热化学方程式,故ΔH3=ΔH4+2ΔH53,D错误。
13.已知热化学方程式:
①C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1 301.0 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
则反应④2C(s)+H2(g)C2H2(g)的ΔH为( )
A.+228.2 kJ·mol-1 B.-228.2 kJ·mol-1
C.+1 301.0 kJ·mol-1 D.+621.7 kJ·mol-1
答案A
解析热化学方程式①②③和④之间存在如下关系:
2×②+③-①=④。
所以2ΔH2+ΔH3-ΔH1=ΔH=-2×393.5 kJ·mol-1-285.8 kJ·mol-1+1 301.0 kJ·mol-1=+228.2 kJ·mol-1。
14.已知:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1,②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2,③2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH3。
常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体0.5 mol,经完全燃烧恢复至室温,放出的热量为( )
A.-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH3)
B.-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH2)
C.-(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH3)
D.-(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH2)
答案A
解析CH4的物质的量为0.5 mol×45=0.4 mol,H2的物质的量为0.5 mol×15=0.1 mol,混合气体完全燃烧放出的热量为-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH3)。
15.根据以下3个热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ·mol-1
2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ·mol-1
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是( )
A.Q1>Q2>Q3 B.Q1>Q3>Q2
C.Q3>Q2>Q1 D.Q2>Q1>Q3
答案A
解析后两个反应可理解为反应产物的状态不同,而第一个反应可理解为在第二个反应的基础上,S进一步与O2反应,这是S的燃烧,该反应是放热反应。故可以作图如下:
由图可知A项正确。
16.按要求进行填空。
(1)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶解印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64.39 kJ·mol-1
2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.46 kJ·mol-1
H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH=-285.84 kJ·mol-1
在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为 。
(2)已知O2(g)-e-O2+(g) ΔH1=+1 175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+e-PtF6-(g) ΔH2=-771.1 kJ·mol-1
O2+PtF6-(s)O2+(g)+PtF6-(g) ΔH3=+482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g)O2+PtF6-(s)的ΔH= kJ·mol-1。
答案(1)Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68 kJ·mol-1
(2)-77.6
解析(1)在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的离子方程式为:Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O,结合题目所给热化学方程式可知,反应物Cu、H2O2、H+可由前两个方程式直接相加得到,结合化学式前面的系数应将第二个方程式整理为H2O2(l)H2O(l)+12O2(g) ΔH=-98.23 kJ·mol-1,作为中间产物的H2和O2可与第三个方程式相加消去,即ΔH=+64.39 kJ·mol-1+(-196.46 kJ·mol-1)×12+(-285.84 kJ·mol-1)=-319.68 kJ·mol-1。故热化学方程式应为Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68 kJ·mol-1。
(2)观察题目所给方程式与要求的方程式的关系可知在已知方程式中O2+PtF6-(s)为反应物,而在要求方程式中其为反应产物,因此应将第三个方程式变形为O2+(g)+PtF6-(g)O2+PtF6-(s) ΔH3'=-482.2 kJ·mol-1,然后再与第一个和第二个方程式相加,即可得所求方程式,故ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3=+1 175.7 kJ·mol-1+(-771.1 kJ·mol-1)-(+482.2 kJ·mol-1)=-77.6 kJ·mol-1。
学科素养拔高练
17.“西气东输”是西部开发的重点工程,这里的“气”是指天然气,其主要成分是甲烷。工业上将C与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,两者的体积比约为1∶1。
已知:1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283 kJ热量;1 mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量;1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890 kJ热量。
(1)写出H2完全燃烧生成液态水的热化学方程式: ;若1 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气,放出的热量 (填“>”“=”或“<”)890 kJ。
(2)忽略水煤气中的其他成分,相同状况下(生成CO2和液态水)若得到相等的热量,所需水煤气与甲烷的体积比约为 ;燃烧生成的CO2的质量比约为 。
(3)以上数据和计算说明,以天然气代替水煤气作民用燃料,突出的优点是 。
答案(1)2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1 < (2)3∶1 3∶2 (3)燃烧放出的热量多,减少了CO2的排放量,有利于保护环境
解析(1)1 mol H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量,根据热化学方程式的书写要求,则2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1。因气态水变为液态水要放热,故1 mol CH4完全燃烧生成CO2和水蒸气,放出的热量小于890 kJ。
(2)设放出的热量为890 kJ,所需CH4的体积为Vm,则所需水煤气的体积为890 kJ283 kJ+285.8 kJ×2Vm≈3Vm,故V(水煤气)V(CH4)=3VmVm=31。由CO~CO2、CH4~CO2可知,3体积水煤气得1.5体积CO2,1体积甲烷可得1体积CO2,故燃烧生成的CO2质量比为1.51=32。
(3)由(2)中结论可知,使用天然气作为燃料,相同条件下比水煤气燃烧放出的热量多,且减少了CO2的排放,有利于保护环境。
相关资料
更多
