人教版化学选修4第一章第三节--化学反应热的计算习题

第三节化学反响热的计算
A组
1.:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3 kJ·mol-1;H2(g)+1
2
O2(g)H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1。

CO2与H2反响生成甲烷气体与液态水的热化学方程式为CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(l) ΔH3,那么ΔH3为( )
A.-252.9 kJ·mol-1
B.+252.9 kJ·mol-1
C.-604.5 kJ·mol-1
D.+604.5 kJ·mol-1
解析:由盖斯定律可知ΔH3=4ΔH2-ΔH1=(-285.8 kJ·mol-1)×4+890.3 kJ·mol-1=-252.9 kJ·mol-1。

答案:A
2.热化学方程式:
①C2H2(g)+5
2
O2(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)+1
2
O2(g)H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
那么反响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
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。

答案:A
3.:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1,Na2O2(s)+CO2(g)Na2CO3(s)+1
2O2(g)
ΔH=-226 kJ·mol-1。

根据以上热化学方程式判断,以下说法正确的选项是( )
A.CO的燃烧热为283 kJ
B.如下图可表示由CO生成CO2的反响过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ·mol-1
D.CO(g)与Na2O2(s)反响放出509 kJ热量时,电子转移数为6.02×1023
解析:A选项中燃烧热单位错误,应为kJ·mol-1;B项图中没有表示出ΔH=-566 kJ·mol-1时,对应的反响物与生成物物质的量的关系及聚集状态,B项错;由于2Na2O2(s)+2CO2(g)
2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-452 kJ·mol-1,固态CO2转化为气态CO2需吸收热量,所以
2Na2O2(s)+2CO2(s)2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH>-452 kJ·mol-1,C项正确;根据盖斯定律,将的两个热化学方程式分别编号①②并作1
2
×①+②运算得:CO(g)+Na2O2(s)Na2CO3(s) ΔH=-509 kJ·mol-1,可知当放出509 kJ热量时,消耗1 mol CO(g),电子转移数为2×6.02×1023,D项错误。

答案:C
4.:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,实验室测得4 mol SO2发生上述化学反响时放出314.3 kJ热量,参加反响的SO2的物质的量为( ) A.1.6 mol B.2.0 mol C.3.2 mol D.3.6 mol
解析:参加反响的SO2为314.3kJ×2mol
196.6kJ
≈3.2 mol。

答案:C
5.:2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1;CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1。

现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),假设实验测得反响放热3 695 kJ。

原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A.1∶1
B.1∶3
C.1∶4
D.2∶3
解析:设H2、CH4的物质的量分别为x、y。

那么x+y=5 mol,571.6 kJ·mol-1x÷2+890 kJ·mol-1y=3 695 kJ,解得x=1.25 mol;y=3.75 mol,两者比为1∶3,应选B项。

答案:B
6.运用盖斯定律,结合下述反响方程式,答复以下问题。

:
(1)NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) ΔH1=-176 kJ·mol-1
(2)NH3(g)+H2O(l)NH3·H2O(aq) ΔH2=-35.1 kJ·mol-1
(3)HCl(g)+H2O(l)HCl(aq) ΔH3=-72.3 kJ·mol-1
(4)NH3(aq)+HCl(aq)NH4Cl(aq) ΔH4=-52.3 kJ·mol-1
(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)NH4Cl(aq) ΔH5
那么第(5)个方程式中的反响热ΔH5是。

解析:根据盖斯定律和上述反响方程式得:(4)+(3)+(2)-(1)=(5),即ΔH5=+16.3 kJ·mol-1。

答案:+16.3 kJ·mol-1
B组
1.H2O(g)H2O(l) ΔH = Q1 kJ·mol-1;C2H5OH(g)C2H5OH(l) ΔH =Q2 kJ·mol-
1;C2H5OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH = Q3 kJ·mol-1。

假设使23 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,那么放出的热量为( )
A.(Q1+Q2+Q3) kJ
B.0.5(Q1+Q2+Q3) kJ
C.(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3) kJ
D.(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3) kJ
解析:23 g酒精的物质的量为0.5 mol,生成1.5 mol气态H2O,冷至室温放热为-1.5Q1 kJ,酒精汽化时吸收的热量为-0.5Q2 kJ, 故反响放出的热量应为(-1.5Q1+0.5Q2-0.5Q3) kJ。

答案:C
2.酸性氧化物和碱反响生成酸式盐的反响很难直接测其反响热。

常温常压下,将22 g CO2通入750 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中充分反响,测得反响放出x kJ的热量。

在该条件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1的NaOH溶液中充分反响放出y kJ热量,那么CO2与NaOH溶液反响生成NaHCO3的热化学方程式为( )
A.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(2y-x) kJ·mol-1
B.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(2x-y) kJ·mol-1
C.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1
D.2CO2(g)+2NaOH(l)2NaHCO3(l) ΔH=-(8x-2y) kJ·mol-1
解析:0.5 mol CO2与0.75 mol NaOH反响,CO2过量,故反响生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3,放出x kJ的热量,假设生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3应放出4x kJ的热量。

1 mol CO2通入2 mol NaOH溶液中恰好生成1 mol Na2CO3,放出y kJ的热量,由盖斯定律可得:CO2和NaOH生成1 mol NaHCO3时放出热量为(4x-y) kJ,D项中标错了物质的状态。

答案:C
3.H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:
那么以下说法正确的选项是( )
A.2HBr(g)H2(g)+Br2(g) ΔH<0
B.Br2(l)Br2(g) ΔH=-30 kJ·mol-1
C.H—H键的键能为436 kJ
D.a =200
解析:A 项,2HBr(g)H 2(g)+Br 2(g)应为吸热反响,ΔH >0;B 项,液体变成气体,应吸收热量,ΔH >0,故B 项错误;C 项,单位错,H —H 键的键能应为436 kJ·mol -1,故C 项错误;D 项,H 2(g)+Br 2(g)2HBr(g) ΔH =-72 kJ·mol -1,蒸发1 mol Br 2(l)需要吸收的能量为30 kJ,那么有
H 2(g)+Br 2(g)2HBr(g) ΔH =-102 kJ·mol -1,
反响热等于反响物的总键能减去生成物的总键能,那么有436 kJ+a -2×369 kJ=-102 kJ,a =200 kJ,故D 项正确。

应选D 。

答案:D
4.废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。

废旧印刷电路板经粉碎别离,能得到非金属粉末和金属粉末。

用H 2O 2和H 2SO 4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。

:
Cu(s)+2H +(aq)Cu 2+(aq)+H 2(g) ΔH =+64.39 kJ·mol -1
2H 2O 2(l)2H 2O(l)+O 2(g) ΔH =-196.46 kJ·mol -1 H 2(g)+12O 2(g)H 2O(l) ΔH =-285.84 kJ·mol -1
在H 2SO 4溶液中,Cu 与H 2O 2反响生成Cu 2+和H 2O 的热化学方程式为 。

解析:热化学方程式中①+12×②+③得: Cu(s)+2H +(aq)+H 2O 2(l)Cu 2+(aq)+2H 2O(l) ΔH =-319.68 kJ·mol -1 ΔH =ΔH 1+12×ΔH 2+ΔH 3=+64.39 kJ·mol -1+12×(-196.46 kJ·mol -1)+(-285.84 kJ·mol -1)=-319.68 kJ·mol -1
答案:Cu(s)+H 2O 2(l)+2H +(aq)Cu 2+(aq)+2H 2O(l) ΔH =-319.68 kJ·mol -1
5.红磷P(s)和Cl 2(g)发生反响生成PCl 3(g)和PCl 5(g)。

反响过程和能量关系如下图(图中的ΔH 表示生成1 mol 产物的数据)。

根据图答复以下问题:
(1)P 和Cl 2反响生成PCl 3的热化学方程式为 。

(2)PCl 5分解成PCl 3和Cl 2的热化学方程式为 。

(3)P 和Cl 2分两步反响生成1 mol PCl 5的ΔH 3= ,P 和Cl 2一步反响生成1 mol PCl 5的ΔH 4 (填“>〞“<〞或“=〞)ΔH 3。

解析:(1)由题图看出,1 mol P 在Cl 2中燃烧生成PCl 3(g)放出的热量为306 kJ,所以P 与Cl 2反响生
成PCl 3的热化学方程式为P(s)+32Cl 2(g)PCl 3(g) ΔH =-306 kJ·mol -1。

(2)中间产物PCl 3和未完全
反响的Cl 2的总能量高于最终产物PCl 5的能量,其ΔH =-93 kJ·mol -1,所以PCl 5(g)PCl 3(g)+Cl 2(g) ΔH =+93 kJ·mol -1。

(3)由盖斯定律可知,一步生成PCl 5和两步生成PCl 5的热效应相等,即ΔH 3=ΔH 4=ΔH 1+ΔH 2=-399 kJ·mol -1。

答案:(1)P(s)+32Cl 2(g)PCl 3(g) ΔH =-306 kJ·mol -1
(2)PCl 5(g)PCl 3(g)+Cl 2(g) ΔH =+93 kJ·mol -1
(3)-399 kJ·mol -1 =
6.将煤转化为水煤气的主要化学反响为C(s)+H 2O(g)
CO(g)+H 2(g);C(s)、CO(g)和H 2(g)完全
燃烧的热化学方程式为
C(s)+O 2(g)CO 2(g) ΔH =-393.5 kJ·mol -1 H 2(g)+12O 2(g)H 2O(g) ΔH =-242.0 kJ·mol -1
CO(g)+12O 2(g)CO 2(g) ΔH =-283.0 kJ·mol -1
请答复:
(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反响的热化学方程式: 。

(2)比拟反响热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H 2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。

甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量〞;乙同学根据盖斯定律做出以下循环图:
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等〞。

请分析:甲、乙两同学观点正确的选项是 (填“甲〞或“乙〞);判断的理由是。

(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点。

解析:根据盖斯定律将方程式合并即可得C(s)+H 2O(g)CO(g)+H 2(g) ΔH =+131.5 kJ·mol -1,由此可知煤转化为水煤气是吸热反响,而甲正是忽略了这个问题,才误认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量。

〞
答案:(1)C(s)+H 2O(g)CO(g)+H 2(g) ΔH =+131.5 kJ·mol -1
(2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH 1=ΔH 2+ΔH 3且ΔH 2>0)
(3)①减少污染,②燃烧充分,③方便运输(答两点即可)
7.断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A 原子和气态B 原子所吸收的能量称为A —B Cl O
O C x 330请答复以下问题:
(1)如图表示某反响的能量变化关系,那么此反响为 (填“吸热〞或“放热〞)反响,其中ΔH = (用含有a 、b 的关系式表示)。

(2)假设图示中表示反响H 2(g)+12O 2(g)H 2O(g) ΔH =-241.8 kJ·mol -1,那么b = kJ·mol -1,x = 。

(3)历史上曾用“地康法〞制氯气,这一方法是用CuCl 2作催化剂,在450 ℃利用空气中的氧气与氯化氢反响制氯气。

反响的化学方程式为 。

假设忽略温度和压强对反响热的影响,根据上题中的有关数据,计算当反响中有1 mol 电子转移时,反响的能量变化为 。

解析:(1)反响物的能量高于生成物,因此是放热反响。

反响热为反响物断键吸收的能量与生成物成键放出的能量之差,即ΔH =(a-b ) kJ·mol -1。

(2)b 表示H 、O 原子结合为气态水时的能量变化,其
数值为463×2=926;436+12x -926=-241.8,那么x =496.4。

(3)根据题意易写出化学方程式。

反响的ΔH =(496.4+431×4-247×2-463×4) kJ·mol -1=-125.6 kJ·mol -1,那么转移1 mol 电子时反响放出的能
量为31.4 kJ 。

答案:(1)放热 (a-b ) kJ·mol -1
(2)926 496.4
(3)O2+4HCl2Cl2+2H2O 放出能量31.4 kJ。