金学案高中化学选修四鲁科练习：第章第节第课时热化学方程式反应焓变的计算 含解析

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1．下列热化学方程式书写正确的是()
A．2SO2＋O2
催化剂
△
2SO3ΔH＝－196.6 kJ·mol－1 B．H2(g)＋
1
2O2(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
解析：A中未注明各物质的聚集状态，C中ΔH的单位不正确，应为kJ·mol－1，D中反应是放热反应，ΔH＜0。

答案：B
2．0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O时，放出445 kJ 的热量，则下列热化学方程式中正确的是()
A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890 kJ·mol－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋890 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·mol－1
D.
1
2CH4(g)＋O2(g)===
1
2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－890 kJ·mol－1
解析：A项，水的状态为液态，应标注“l”，错误；B项，该反
应放热，焓变的符号应为“－”，错误；D项，焓变的数值与化学计量数不对应，错误。

答案：C
3．请你写出298 K、101 kPa时，下列反应的热化学方程式。

(1)1 mol C与1 mol水蒸气反应生成1 mol CO和1 mol H2，吸热131.5 kJ：
______________________________________________________。

(2)用3 mol CO(g)还原1 mol Fe2O3(s)，放热24.8 kJ：
_____________________________________________________。

(3)1 mol HgO(s)分解生成液态汞和氧气时，吸热90.7 kJ：
_____________________________________________________。

解析：1 mol C与1 mol H2O(g)反应生成CO和H2时吸收131.5 kJ 热量，则反应的ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1。

(2)用CO(g)还原1 mol Fe2O3(s)，放热24.8 kJ，则反应的ΔH＝－24.8 kJ·mol－1。

(3)1 mol HgO(s)分解生成液态汞和O2，吸热90.7 kJ，则反应的ΔH＝＋90.7 kJ·mol－1。

答案：(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1
(2)3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)
ΔH＝－24.8 kJ·mol－1
(3)HgO(s)===Hg(l)＋1
2O2(g)
ΔH＝＋90.7 kJ·mol－1
4．在298 K时下述反应的有关数据：
C(s)＋12
O 2(g)===CO(g) ΔH 1＝－110.5 kJ·mol －1 C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2＝－393.5 kJ·mol －1
则C(s)＋CO 2(g)===2CO(g)的ΔH 为( )
A ．＋283.5 kJ·mol －1
B ．＋172.5 kJ·mol －1
C ．－172.5 kJ·mol －1
D ．－504 kJ·mol －1
解析：由已知热化学方程式可得：2C(s)＋O 2(g)===2CO(g)
ΔH ＝2ΔH 1＝－221 kJ·mol －1①
CO 2(g)===C(s)＋O 2(g) ΔH ＝－ΔH 2＝＋393.5 kJ ·mol －1②
依据盖斯定律，反应①＋②可得：C(s)＋CO 2(g)===2CO(g)
ΔH ＝－221 kJ·mol －1＋393.5 kJ·mol －1＝＋172.5 kJ·mol －1。

答案：B
5．红磷P(s)和Cl 2(g)发生反应生成PCl 3(g)和PCl 5(g)。

反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH 表示生成1 mol 产物的数据)。

据图回答下列问题：
(1)P 和Cl 2反应生成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分两步反应生成1 mol PCl 5的ΔH 3＝________，P 和
Cl2一步反应生成 1 mol PCl5的ΔH4______(填“＞”“＜”或“＝”)ΔH3。

解析：(1)由题图可知，1 mol P在Cl2中燃烧生成PCl3(g)放出的热量为306 kJ，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为P(s)
＋3
2Cl2(g)===PCl3(g)ΔH＝－306 kJ·mol
－1。

(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ΔH＝－93 kJ·mol－1，所以PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93 kJ·mol－1。

(3)由盖斯定律可知，一步生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即ΔH3＝ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＝－399 kJ·mol－1。

答案：(1)P(s)＋3
2Cl2(g)===PCl3(g)ΔH＝－306 kJ·mol
－1
(2)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93 kJ·mol－1
(3)－399 kJ·mol－1＝
(时间：40分钟分值：100分)
一、选择题(本题包括7个小题，每小题8分，共56分。

每小题只有一个选项符合题意)
1．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1表示()
A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量
C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和
1 mol氢气，吸收热量131.3 kJ
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
解析：依据反应热的概念，反应热表示按照热化学方程式中化学计量数的物质的量反应时，吸收或放出的热量，单位是kJ·mol－1，该热化学方程式表示：1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol 一氧化碳气体和1 mol氢气，并吸收131.3 kJ的热量。

特别要指明水的状态。

答案：C
2．已知在25 ℃、101 kPa时，1 g C8H18燃烧生成CO2和H2O(l)时放出48.40 kJ的热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是()
A．C8H18(l)＋25
2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)
ΔH＝－48.40 kJ·mol－1
B．C8H18(l)＋25
2O2(g)= ==8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
C．C8H18(l)＋25
2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝＋5 518 kJ·mol－1
D．C8H18(l)＋25
2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－48.40 kJ·mol－1
答案：B
3．根据热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝a kJ·mol－1(a＝－297.2)，判断下列说法中不正确的是()
A．S(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝b kJ·mol－1，则a＜b
C．1 mol SO2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和
D．16 g固体硫在氧气中充分燃烧，可放出148.6 kJ热量
解析：从所给热化学方程式分析，ΔH＜0，故反应放热，A项正确；对比可知B项中硫为气态，由S(s)→S(g)要吸热，故S(g)燃烧放出的热量多，故a＞b，B项错误；因为S(s)的燃烧是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故1 mol SO2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和，C项正确；16 g固体硫在氧气中充分燃烧放出热量148.6 kJ，D项正确。

答案：B
4．下列说法或表示方法中正确的是()
A．等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，后者放出的热量多
B．氢气的标准燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1 C．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l)ΔH＜0
D．已知中和反应的反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3 kJ
答案：D
5．根据盖斯定律判断如下图所示的物质转变过程中，正确的等式是()
A．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3＝ΔH4
B．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4
D．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
解析：由盖斯定律知：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，D项正确。

答案：D
6．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。

稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与0.1 mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应，放出的热量与消耗NaOH溶液的体积之间的关系如图所示(CH3COOH电离要吸热)。

则下列描述正确的是()
A．A表示稀硝酸与NaOH溶液的反应
B．B表示稀醋酸与NaOH溶液的反应
C．b＝5.73
D．C表示浓硫酸与NaOH溶液的反应
解析：CH3COOH是弱酸，电离会吸热，浓H2SO4溶解会放出大量的热，这些不属于中和热，所以稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与1.0 L 0. 1 mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应，实际放出的热量的大
小顺序为浓硫酸(A)＞稀硝酸(B)＞稀醋酸(C)，b点表示生成0.1 mol H2O(l)，所以b＝5.73。

答案：C
7．盖斯定律表明：化学反应不管是一步完成还是分数步完成，整个过程的热效应是相同的。

已知：
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
若使23 g液态酒精完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量(kJ)为()
A．Q1＋Q2＋Q3
B．0.5(Q1＋Q2＋Q3)
C．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3
D．1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3
解析：23 g酒精的物质的量为0.5 mol，其完全燃烧，再恢复到室温，可有如图两种途径：
ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝(0.5Q2－0.5Q3－1.5Q1) kJ·mol－1＝－(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3) kJ·mol－1。

所以放出的热量为(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3) kJ。

答案：D
二、非选择题(本题包括2个小题，共44分)
8．(22分)根据下图所示，写出反应的热化学方程式，并回答问题。

(1)反应过程(Ⅰ)的热化学方程式：__________________________
_____________________________________________________。

(2)反应过程(Ⅱ)的热化学方程式：_________________________
______________________________________________________。

(3)Q与Q1的关系Q________Q1(填“大于”“小于”或“等于”)。

解析：由图(Ⅰ)可知，A2(g)与B2(g)化合生成C(g)为放热反应，而图(Ⅱ)中C(g)分解生成A2(g)和B2(g)为图(Ⅰ)反应的逆反应，故二者的ΔH数值相等，符号相反，即Q＝Q1。

答案：(1)A2(g)＋B2(g)===C(g)
ΔH＝－Q kJ·mol－1
(2)C(g)===A2(g)＋B2(g)ΔH＝＋Q1 kJ·mol－1
(3)等于
9．(22分)已知下列两个热化学方程式：
H2(g)＋1
2O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.0 kJ·mol－1
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1
(1)实验测得H 2和C 3H 8的混合气体共5 mol ，完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kJ ，则混合气体中H 2和C 3H 8的体积比为________。

(2)已知：H 2O(l)===H 2O(g) ΔH ＝＋44.0 kJ ·mol －1，写出丙烷燃烧生成CO 2和气态水的热化学方程式：_______________________
_____________________________________________________。

解析：(1)设H 2、C 3H 8的物质的量分别为n 1 mol 、n 2 mol ，则⎩⎨⎧n 1＋n 2＝5，285.0n 1＋2 220.0n 2＝6 262.5，
解得：⎩⎨⎧n 1＝2.5，n 2＝2.5。

由相同p 、T 时，V （H 2）V （C 3H 8）＝n （H 2）n （C 3H 8）＝
2.5 mol 2.5 mol
＝1∶1。

(2)由H 2O(l)===H 2O(g) ΔH ＝＋44.0 kJ·mol －1，则4 mol H 2O(l)变为气态水吸热为176 kJ ，故C 3H 8(g)＋5O 2(g)===3CO 2(g)＋4H 2O(g) ΔH ＝－2 044.0 kJ·mol －1。

答案：(1)1∶1 (2)C 3H 8(g)＋5O 2(g)===3CO 2(g)＋4H 2O(g) ΔH ＝－2 044 kJ·mol －1。