2012届高三化学基础复习针对测试：6.2燃烧热能源反应热的计算

(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．(2010·天津高考)以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措．下列做法违背发展低碳经济的是( )A．发展氢能和太阳能学科网ZXXK]B．限制塑料制品的使用C．提高原子利用率，发展绿色化学D．尽量用纯液态有机物代替水作溶剂解析：本题考查资源的合理利用，意在考查考生知识的运用能力．氢能和太阳能都属于清洁能源，能够起到节能减排作用，A项正确．塑料制品是石油化工产品，消耗大量的化石燃料，限制其使用可以实现社会的可持续发展，B项正确．绿色化学的目标是达到100%的原子利用率，实现零排放，C项正确．液态有机物作为溶剂，不仅浪费资源，而且容易造成环境污染，D项不正确．答案：D2．白磷与氧可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10.已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P a kJ/mol、P—O b kJ/mol、P===O c kJ/mol、O===O d kJ/mol.根据右图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是( )A．(6a＋5d－4c－12b) kJ/molB．(4c＋12b－6a－5d) kJ/molC．(4c＋12b－4a－5d) kJ/molD．(4a＋5d－4c－12b) kJ/mol解析：根据P4和P4O10的分子结构得出P4分子中有6个P—P键，P4O10分子中有4个P===O键和12个P—O 键．ΔH等于反应物键能的总和减去生成物键能的总和，即ΔH＝E反应物－E生成物，根据反应方程式P4＋5O2===P4O10和模型图分析可知，该反应的反应热ΔH＝(6a＋5d－4c－12b) kJ/mol.答案：A3．已知：①101 kP a时，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH1＝－110.5 kJ/mol；②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH2＝－57.3 kJ/mol.下列结论正确的是( )A．若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3<ΔH1B．若碳的燃烧热用ΔH3来表示，则ΔH3>ΔH1C．浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ/molD．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出的热量大于57.3 kJ解析：ΔH本身有正负之分，放热为负值，吸热为正值．A、B项，燃烧热是指生成稳定氧化物时的反应热，碳燃烧生成的稳定氧化物为CO2，因为CO燃烧生成CO2是放热反应，因此，ΔH3<ΔH1；C项，浓硫酸溶于水要放热，因此，浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热要小于－57.3 kJ/mol；D项，醋酸是弱电解质，电离过程要吸热，故稀醋酸与稀NaOH 溶液反应生成1 mol 水，放出的热量要小于57.3 kJ.答案：A4．(2009·天津高考)已知：2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH ＝－566 kJ/mol Na 2O 2(s)＋CO 2(g)===Na 2CO 3(s)＋12O 2(g) ΔH ＝－226 kJ/mol根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是( )A ．CO 的燃烧热为283 kJB ．右图可表示由CO 生成CO 2的反应过程和能量关系C ．2Na 2O 2(s)＋2CO 2(s)===2Na 2CO 2(s)＋O 2(g) ΔH >－452 kJ/molD ．CO(g)与Na 2O 2(s)反应放出509 kJ 热量时，电子转移数为6.02×1023解析：A 错，燃烧热的单位应是kJ/mol.B 项，图中没有标注物质的系数．C 项，由CO 2(s)===CO 2(g) ΔH >0及盖斯定律可知C 项正确．D 项，当反应放出509 kJ 热量时，参加反应的CO 为1 mol ，电子转移数为2×6.02×1023.答案：C5．已知：(1)H 2(g)＋1/2O 2(g)===H 2O(g) ΔH 1＝a kJ/mol (2)2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH 2＝b kJ/mol (3)H 2(g)＋1/2O 2(g)===H 2O(l) ΔH 3＝c kJ/mol (4)2H 2O ＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 4＝d kJ/mol 下列关系式中正确的是( ) A ．a ＜c ＜0 B ．b ＞d ＞0 C ．2a ＝b ＜0D ．2c ＝d ＞0解析：反应放热，ΔH ＜0，B 、D 错误．(1)(2)式反应物、生成物的状态均相同，(1)×2－(2)，即2ΔH 1＝ΔH 2,2a ＝b ，C 项符合题意．由于气态水转变为液态水要放热，有ΔH ＝－a ＋c ＜0，即c ＜a ，A 项错误．答案：C6．(2011·江苏金陵中学月考)已知下列热化学反应方程式： ①Fe 2O 3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO 2(g)ΔH ＝－24.8 kJ/mol②Fe 2O 3(s)＋1/3CO(g)===2/3Fe 3O 4(s)＋1/3CO 2(g)ΔH ＝－15.73 kJ/mol③Fe 3O 4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO 2(g)ΔH ＝＋640.4 kJ/mol则14 g CO 气体还原足量FeO 固体得到固体Fe 和CO 2气体时对应的ΔH 为( ) A ．－218 kJ/mol B ．－109 kJ/mol C ．＋218 kJ/molD ．＋109 kJ/mol解析：CO 气体还原足量FeO 固体得到固体Fe 和CO 2气体的反应为FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO 2(g)，根据盖斯定律，该反应可以通过①×12－②×12－③×13得到，其反应热ΔH ＝(－24.8×12＋15.73×12－640.4×13) kJ/mol ＝－218 kJ/mol.则14 g CO 气体还原足量FeO 固体得到固体Fe 和CO 2气体时对应的ΔH为－109 kJ/mol.答案：B7．(2010·重庆高考)已知H 2(g)＋Br 2(l)===2HBr(g) ΔH ＝－72 k J/mol ，蒸发1 mol Br 2(l)需要吸收的能量为30 kJ ，其他相关数据如下表：则表中a 为( ) A ．404 B ．260 C ．230D ．200解析：本题考查键能与反应热之间的关系．旨在通过本题考查学生对反应本质的理解，及化学基本计算能力．H 2(g)＋Br 2(l)===2HBr(g) ΔH ＝－72 kJ/mol ① Br 2(l)===Br 2(g) ΔH ＝30 kJ/mol ② 热化学方程式①－热化学方程式②，得 H 2(g)＋Br 2(g)===2HBr(g) ΔH ＝－102 kJ/mol 所以有：a ＋436－369×2＝－102 得a ＝200. 答案：D8．(2011·青岛高三检测)通常人们把拆开1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能．键能的大小可用于估算化学反应的焓变(ΔH )，化学反应的ΔH 等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差.则下列热化学方程式不．正确的是( ) A.12H 2(g)＋12Cl 2(g)===HCl(g)ΔH ＝－91.5 kJ/molB ．H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g ) ΔH ＝－183 kJ/molC.12H 2(g)＋12Cl 2(g)===HCl(g)ΔH ＝＋91.5 kJ/molD ．2HCl(g)===H 2(g)＋Cl 2(g) ΔH ＝＋183 kJ/mol解析：一个反应的焓变等于反应物的化学键键能之和－生成物的化学键键能之和．C 项应为：12H 2(g)＋12Cl 2(g)===HCl(g) ΔH ＝－91.5 kJ/mol. 答案：C9．半导体工业用石英砂做原料通过三个重要反应生产单质硅( ) SiO 2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g) (石英砂) (粗硅)ΔH 1＝682.44 kJ·mol －1Si(s)＋2Cl 2(g)===SiCl 4(l) ΔH 2＝－657.01 kJ·mol －1(粗硅)SiCl 4(l)＋2Mg(s)===2MgCl 2(s)＋Si(s) (纯硅)ΔH 3＝－625.63 kJ·mol －1生产1.00 kg 纯硅放出的热量为( ) A ．－21435.71 kJ B ．－600.20 kJ C ．＋21435.71 kJD ．＋1965.10 kJ解析：首先将由石英制纯硅的不同途径图示如下：根据盖斯定律：ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3＝－600.20 kJ·mol －1，生成 1.00 kg 纯硅放出热量为：1000 g/28 g·mol－1×600.20 kJ·mol －1＝21435.71 kJ.答案：C10．(2011·潍坊质检)已知热化学方程式：2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g) ΔH ＝－Q kJ/mol(Q ＞0)．下列说法正确的是( )A ．相同条件下，2 mol SO 2(g)和1 mol O 2(g)所具有的能量小于2 mol SO 3(g)所具有的能量B ．将2 mol SO 2(g)和1 mol O 2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出热量为Q kJC ．增大压强或升高温度，该平衡都向逆反应方向移动D ．如将一定量SO 2(g)和O 2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ ，则此过程中有2 mol SO 2(g)被氧化解析：由于SO 2和O 2反应放热，所以相同条件下，2 mol SO 2(g)和1 mol O 2(g)所具有的能量大于2 molSO 3(g)所具有的能量，A 错误．SO 2和O 2的反应是可逆反应，将2 mol SO 2(g)和1 mol O 2(g)置于一密闭容器中充分反应后，参加反应的SO 2小于2 mol ，放出的热量小于Q kJ ，B 错误．增大压强，该平衡向正反应方向移动，C 错误．答案：D二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(8分)(2011·西城模拟)能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料． (1)在25℃、101 kPa 时，16 g CH 4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ ，则CH 4燃烧的热化学方程式是________________________________________________．(2)已知：C(s)＋O 2(g)===CO 2(g)ΔH ＝－437.3 kJ/molH 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g)ΔH ＝－285.8 kJ/molCO(g)＋12O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－283.0 kJ/mol则煤的气化主要反应的热化学方程式是：C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH ＝________ kJ/mol. 解析：(1)根据提供信息，1 mol 甲烷完全燃烧生成液态水放出890.31 kJ 的热量，因此其热化学方程式为：CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－890.31 kJ/mol.(2)设提供的三个反应分别为①、②、③，根据盖斯定律，C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g)可以通过①－②－③得到，因此该反应的ΔH ＝－437.3 kJ/mol －(－285.8 kJ/mol)－(－283.0 kJ/mol)＝＋131.5 kJ/mol.答案：(1)CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－890.31 kJ/mol (2)＋131.512．(12分)化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化．这种能量的变化常以热量的形式表现出来，叫做反应热．由于反应的情况不同，反应热可以分为许多种，如燃烧热和中和热等．(1)许多化学反应的反应热可以直接测量，其测量的仪器叫做________．(2)下列ΔH 表示物质燃烧热的是________；表示物质中和热的是________(填“ΔH 1”、“ΔH 2”或“ΔH 3”等)．A ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 1B ．C(s)＋1/2 O 2(g)===CO(g) ΔH 2C ．CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH 3D ．C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 4 学,科,E ．C 6H 12O 6(s)＋6O 2(g)===6CO 2(g)＋6H 2O(l) ΔH 5F ．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H 2O(l) ΔH 6 学,科,网Z,X,X,K]G ．2NaOH(aq)＋H 2SO 4(aq)===Na 2SO 4(aq)＋2H 2O(l) ΔH 7H ．CH 3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH 3COONa(aq)＋H 2O(l) ΔH 8(3)充分燃烧一定量的丁烷放出的热量大小为Q ，生成的CO 2恰好与100 mL 浓度为5 mol/L 的KOH 溶液完全反应．则燃烧1 mol丁烷放出的热量为________．解析：(1)联想中和热的测定方法，可知测量仪器为量热计．(2)根据燃烧热的含义可知ΔH4、ΔH5为燃烧热．根据中和热的含义可知ΔH6为中和热．(3)丁烷燃烧产生的CO2与KOH溶液反应可以生成K2CO3或KHCO3.n(KOH)＝0.1 L×5 mol/L＝0.5 mol，生成K2CO3时需n(CO2)＝0.5 mol÷2＝0.25 mol.1 mol C4H10含碳4 mol，故1 mol C4H10燃烧放热为(4÷0.25)×Q ＝16Q.同理可计算出生成KHCO3时，1 mol C4H10放出的热量为8Q.答案：(1)量热计(2)ΔH4、ΔH5ΔH6(3)8Q或16Q13．(15分)为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施．化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算．(1)实验测得5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________________.(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能．从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键被破坏和生成物的化学键的形成过程．在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量.已知反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝a kJ/mol.试根据表中所列键能数据估算a的数值：________.(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算．已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ/mol2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599 kJ/mol根据盖斯定律，计算298 K时由C(s，石墨)和H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应的焓变：________________________________________________________________________.解析：(1)设2 mol CH3OH(l)完全燃烧生成CO2气体和液态水放出热量为Q.则有5 g32 g/mol113.5 kJ＝2 molQ，解得Q＝1452.8 kJ，所以甲醇燃烧的热化学方程式为2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1452.8 kJ/mol.(2)反应热ΔH＝a＝E(反应物键能)－E(生成物键能)＝3×436 kJ/mol＋945 kJ/mol－6×391 kJ/mol＝－93 kJ/mol.(3)ΔH ＝4ΔH 1＋ΔH 2－ΔH 32＝－＋－－－2＝＋226.7 kJ/mol.答案：(1)2CH 3OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋4H 2O(l) ΔH ＝－1452.8 kJ/mol (2)－93 (3)＋226.7 kJ/mol14．(15分)已知单质硫在通常条件下以S 8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S 2、S 4、S 6及S 8等多种同素异形体，其中S 4、S 6和S 8具有相似的结构特点，其结构如下图所示：(1)在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为80 g/mol ，则该蒸气中S 2分子的体积分数不小于__________．(2)在一定条件下，S 8(s)和O 2(g)发生反应依次转化为SO 2(g)和SO 3(g)．反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的ΔH 表示生成1 mol 产物的数据)．①写出表示S 8燃烧热的热化学方程式_______________________________________ ________________________________________________________________________.②写出SO 3分解生成SO 2和O 2的热化学方程式___________________________________ 学科网ZXXK]________________________________________________________________________.③若已知硫氧键的键能为d kJ/mol ，氧氧键的键能为e kJ/mol ，则S 8分子中硫硫键的键能为____________．解析：(1)采用极值法讨论，因平均摩尔质量为80 g/mol ，所以当混合气体中只含有S 2和S 4时，S 2的体积分数最小，根据十字交叉法求得φ(S 2)＝75%.(2)①燃烧热指的是1 mol 燃料完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量，因此根据定义先写出化学方程式，S 8(s)＋8O 2(g)=====点燃8SO 2(g)，又由于题干中给出的焓变是指生成1 mol 产物的数据，因此该反应的热化学方程式为S 8(s)＋8O 2(g)===8SO 2(g) ΔH ＝－8a kJ/mol.②可根据题中图示直接写出热化学方程式．③设S 8分子中硫硫键的键能为x kJ/mol ，由于反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，结合①可得8x ＋8e －16d ＝－8a ，解得x ＝2d －a －e .答案：(1)75%(2)①S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g) ΔH＝－8a kJ/mol②2SO3(g)===2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋2b kJ/mol③(2d－a－e) kJ/mol。