2022-2022学年高二化学成才之路1-3-0《化学反应热的计算》课时达标作业新人教版选修4.docx

2022-2022学年高中化学 1-3化学反响热的计算课时达标作业新人教版选修4
一、选择题
1．(2022·北京东城期末检测)碘与氢气反响的热化学方程式是
①I2(g)＋H2(g)===2HI(g)ΔH＝－9.48 kJ·mol－1
②I2(s)＋H2(g)===2HI(g)ΔH＝＋26.48 kJ·mol－1
以下说法正确的选项是()
A．①的产物比②的产物稳定
B．I2(s),I2(g)ΔH＝＋17.00 kJ·mol－1
C．②的反响物总能量比①的反响物总能量低
D．1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g)，发生反响时放热9.48 kJ
解析：此题考查化学与能量的关系，考查考生对热化学知识的掌握能力。难度中等。
两个反响的产物完全相同，A错；由②－①可得：I2(s),I2(g)ΔH＝＋35.96 kJ·mol－1，B错；由于反响为可逆反响，1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g)，反响物不可能完全反响，故反响放热小于9.48 kJ，D错。
答案：C
2．(2022·黄冈质检)胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH＝＋Q1 kJ·mol－1，室温下，假设将1 mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2 kJ，那么()
A．Q1>Q2B．Q1＝Q2
C．Q1<Q2D．无法比较
解析：根据盖斯定律，可设计以下分步反响：
依题意，胆矾溶于水时，溶液温度降低，说明该过程为吸热反响，ΔH总>0。ΔH＝＋Q1 kJ·mol－1，ΔH′＝－Q2 kJ·mol－1。由盖斯定律ΔH总＝ΔH＋ΔH′＝＋Q1 kJ·mol－1＋(－Q2 kJ·mol－1)>0，那么Q1>Q2。
答案：A
3．(2022·石家庄质检)CO(g)、H2(g)和CH3OH(l)的燃烧热(ΔH)分别为－283.0 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1，那么由CO(g)和H2(g)反响生成1 mol CH3OH(l)的ΔH为()
A．－128.1 kJ·mol－1B．－141.1 kJ·mol－1
C．－157.7 kJ·mol－1D．＋175.7 kJ·mol－1
解析：此题考查盖斯定律，考查考生对盖斯定律的应用能力。难度中等。
CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)，由盖斯定律和三种物质的燃烧热化学方程式可知，该反响的ΔH＝反响物的总燃烧热一生成物的燃烧热，即ΔH＝－283 kJ/mol－285.8 kJ/mol×2－(－726.5 kJ/mol)＝－128.1 kJ/mol。
答案：A
4．(2022·太原调研)：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221.0 kJ/mol
②C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ/mol
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.6 14/mol
那么制备水煤气的反响C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH为()
A．＋131.3 kJ/mol B．－131.3 kJ/mol
C．＋373.1 kJ/mol D．－3731 kJ/mol
解析：此题考查考生运用盖斯定律计算反响热的能力。难度中等。
根据盖斯定律，由(①－③)÷2可得：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g )，那么ΔH＝(－221 kJ/mol＋483.6 kJ/mol)÷2＝＋131.3 kJ/mol。
答案：A
5．(2022·天津河西区质检)：H2O(g)===H2O(l)ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1(Q1>0)
C2H5OH(g)===C2H5OH(l)ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1(Q1>0)
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1(Q3>0)
假设使23 g液态乙醇完全燃烧，最后恢复室温，那么放出的热量为(单位为kJ)()
A．Q1＋Q2＋Q3B．1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3
C．0.5(Q1＋Q2＋Q3) D．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3
解析：此题考查盖斯定律的应用，考查考生的运算能力。难度中等。
将三个方程式分别标号为①②③，那么3×①－②＋③可得：C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)，根据盖斯定律，ΔH＝(－3Q1＋Q2－Q3)kJ·mol－1,23 g乙醇物质的量为0.5 mol，那么放出的热量为(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3)kJ，B正确。
答案：B
6．(2022·安庆联考)用CH4催化复原NOx可以消除氮氧化物的污染。CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574 kJ·mol－1，CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1 160 kJ·mol－1。假设在标准状况下4.48 L CH4恰好能将一定量NO2复原成N2和H2O(g)，那么整个过程中放出的热量为()
A．114.8 kJ B．232 kJ
C．368.8 kJ D．173.4 kJ
解析：由盖斯定律知：CH4复原NO2生成N2和H2O(g)的热化学方程式为CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－867 kJ·mol－1，所以0.2 mol CH4参加反响，放出的热量为173.4 kJ。
答案：D
7．(2022·经典习题选萃)：1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。工业上可通过以下反响制取高纯硅：SiCl4(g)＋2H2(g)高温,Si(s)＋4HCl(g)，根据下表列举的化学键的键能数据，判断该反响的反响热(ΔH)为()
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/
kJ·mol－1
460
360
436
431
176
347
A.＋412 kJ·mol－1B．－412 kJ·mol－1
C．＋236 kJ·mol－1D．－236 kJ·mol－1
解析：反响热等于反响物的键能之和－生成物的键能之和，那么工业上制取高纯硅的反响热ΔH＝4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(2×176 kJ·mol－1＋4×431 kJ·mol－1)＝＋236 kJ·mol－1。
答案：C
8．热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH1<0，那么关于2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH2的说法不正确的选项是()
A．热化学方程式中的化学计量数只表示分子数
B．该反响的ΔH2应大于零
C．该反响的ΔH2＝－ΔH1
D．该反响可表示36 g液态水完全分解生成气态氢气和氧气的热效应
解析：热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量的多少，A项错误；题干中的两个热化学方程式是相反的两个变化过程，热效应符号相反，而数值相等，B、C项正确；D项描述符合热化学方程式的意义，D项正确。
答案：A
点拨：由盖斯定律可知：对于两个逆向的化学反响方程式，其反响热的数值相等，而符号相反。
9．假定反响体系的始态为S，终态为L，它们之间变化如下列图：SL，那么以下说法不正确的选项是()
A．假设ΔH1<0，那么ΔH2>0
B．假设ΔH1<0，那么ΔH2<0
C．ΔH1和ΔH2的绝对值相等
D．ΔH1＋ΔH2＝0
答案：B
10．1 mol CH4气体完全燃烧放出的热量为802 kJ，但当不完全燃烧生成CO和H2O时，放出的热量为519 kJ。如果1 mol CH4与一定量O2燃烧生成CO、CO2、H2O，并放出731.25 kJ的热量，那么一定量O2的质量为()
A．40 gB．56 g
C．60 gD．无法计算
解析：CH4的燃烧可分为两局部，由题意写出热化学方程式：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－802 kJ/mol
②CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－519 kJ/mol
此题的解法可有几种，可采用列方程组的方法，也可用十字交叉法，下面用十字交叉法解答此题。
即两者比为3:1，
即在①②两反响中参加反响的CH4的比例为3:1，故消耗O2的质量为m(O2)＝×32 g/mol＝60 g。
解析：解此类题的依据是热化学方程式，运用热化学方程式中反响物的量和反响热的定量关系列比例式或列方程组计算。假设反响物的量可求反响热，也可由反响热求反响物的量。计算时要特别注意热化学方程式中，反响物化学计量数。
答案：C
11．乙醇的燃烧热为ΔH1，甲醇的燃烧热为ΔH2，且ΔH1<ΔH2，假设乙醇和甲醇的混合物1 mol完全燃烧，反响热为ΔH3，那么乙醇和甲醇的物质的量之比为()
A.B.
C.D.
解析：设乙醇物质的量为x，那么甲醇的物质的量为1－x，x·ΔH1＋(1－x)·ΔH2＝ΔH3
解得x＝，此题也可以用十字交叉法：
那么得乙醇和甲醇的物质的量之比为。
答案：B
12．(2022·南昌市高三调研)乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下所示：
①C2H2(g)＋5/2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－1 300 kJ/mol
②C6H6(g)＋15/2O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－3 295 kJ/mol
以下说法正确的选项是()
A．1 mol C2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热大于1 300 kJ
B．1 mol C6 H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于3 295 kJ
C．相同条件下，等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧，C6H6(g)放热更多
D．C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反响
解析：此题考查热化学方程式，考查考生对盖斯定律的理解能力。难度较大。
A项，水由液态到气态需要吸热，由①知生成气态水放热小于1 300 kJ；B项，由②知放热小于3 295 kJ；C项，等质量时放热，C2H2：>C6H6：；D项，依盖斯定律：3×①－②得3C2H2(g)===C6H6(g)ΔH＝－605 kJ/mol。
答案：D
二、非选择题
13．(2022·贵阳市高三期末考试)据粗略统计，我国没有处理排放的焦炉煤气已超过250亿立方米，这不仅是能源的浪费，也对环境造成极大污染。为解决这一问题，我国在2022年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚，其中甲醇产量在2022年末已到达500～600万吨。请答复以下问题：
(1)CO中的C与O之间为三键连接，且合成甲醇的主要反响原理为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH1。下表所列为常见化学键的键能数据：
化学键
C—C
C—H
H—H
C—O
C≡O
H—O
键能/
kJ·mol－1
348
414
436
326.8
1 032
464
那么该反响的ΔH1＝________。
(2)二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂做制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。利用焦炉气合成二甲醚的三步反响如下：
ⅰ.2H2(g)＋CO(g)===CH3OH(g)ΔH1
ⅱ.2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1
ⅲ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.3 kJ·mol－1
总反响：3H2(g)＋3CO(g)===CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________。
解析：(1)依据ΔH＝－(生成物的总键能－反响物的总键能)求解。(2)方程式：ⅰ×2＋ⅱ＋ⅲ可得总方程式，ΔH带符号做同样的加减。
答案：(1)－128.8 kJ·mol－1
(2)－322.4 kJ·mol－1
14．(2022·黄冈质检)红磷P(s)和Cl2(g)发生反响生成PCl3(g)和PCl5(g)。反响过程和能量关系如以下列图所示(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Cl2反响生成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分两步反响生成1 mol PCl5的ΔH3＝________，P和Cl2一步反响生成1 mol PCl5的ΔH4________(填“>〞“<〞或“＝〞)ΔH3。
解析：(1)由题图看出，1 mol P(s)在Cl2(g)中燃烧生成PCl3(g)放出的热量为306 kJ/mol，所以P与Cl2反响生成PCl3的热化学方程式为P(s)＋Cl2(g)===PCl3(g)ΔH＝－306 kJ/mol。(2)中间产物PCl3和未完全反响的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其ΔH＝－93 kJ/mol，所以热化学方程式PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93 kJ/mol。(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＝ΔH1＋ΔH2＝－399 kJ/mol。
答案：(1)P(s)＋Cl2(g)===PCl3(g)ΔH＝－306 kJ/mol
(2)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93 kJ/mol
(3)－399 kJ/mol　＝
点拨：此题主要考查了学生的审图能力。书写热化学方程式时，假设不注意物质的状态，ΔH的“＋〞“－〞及单位也很容易出错。
15．(2022·经典习题选萃)甲醇是人们开发利用的一种新能源，：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.8 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9 kJ·mol－1。
③CH3OH(l),CH3OH(g)ΔH3＝＋37.4 kJ·mol－1
(1)写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式__________________________________________
(2)H2的燃烧热为_____________________。
(3)二甲醚也是一种新型燃料，1 mol二甲醚蒸气完全燃烧生成CO2和液态水时放出1 455 kJ热量，假设1 mol二甲醚和甲醇的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水时共放出1 224.9 kJ热量，那么混合气体中甲醇和二甲醚的物质的量之比为________。
解析：(1)根据盖斯定律，由①＋②＋③可得液态甲醇完全燃烧的热化学方程式。书写表示物质燃烧热的热化学方程式时，需注意反响条件为25℃、101 kPa，可燃物的化学计量数为1，且产物中H2O为液态。(2)根据燃烧热的定义和反响①的ΔH可计算出H2的燃烧热为285.9 kJ·mol－1。(3)根据盖斯定律，由①＋②可得：CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－764.7 kJ·mol－1，设混合气体中甲醇的物质的量分数为n，那么n×764.7 kJ·mol－1＋(1－n)×1 455 kJ·mol－1＝1 224.9 kJ，解得n＝1/3，那么甲醇和二甲醚的物质的量之比为1∶2。
答案：(1)CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－727.3 kJ·mol－1
(2)285.9 kJ·mol－1
(3)1∶2
16．20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速开展，像电一样，氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二级能源〞，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源，如煤、石油、太阳能和原子能等。
(1)为了有效开展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，以下可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是()
A．电解水　　　　　　B．锌和稀硫酸反响
C．光解海水D．以石油、天然气为原料
(2)氢气燃烧时耗氧量小，发热量大。碳和氢气燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是___________。
(3)氢能源有可能实现能源的贮存，也有可能实现经济、高效的输送。研究说明过渡金属型氢化物(又称间充氢化物)，在这类氢化物中，氢原子填充在金属的晶格间隙之间，其组成不固定，通常是非化学计量的，如：LaH2.76、TiH1.73、CeH2.69、ZrH1.98、PrH2.85、TaH0.78。标准状况下，1体积的钯粉大约可吸收896体积的氢气(钯粉的密度为10.64 g·cm－3，相对原子质量为106.4)，试写出钯(Pd)的氢化物的化学式______________。
解析：(1)光解海水法：利用特殊催化剂，模拟生物光合作用制取氢气，是经济且资源可持续使用的制氢方法。
(2)由热化学方程式可知，相同质量的氢气和碳完全燃烧时放出的热量之比为(285.8 kJ·mol－1×):(393.5 kJ·mol－1×)＝4.36:1。
(3)由题意可知，1 cm3钯粉可吸收896 cm3的氢气，n(Pd)n(H)＝:×2＝1:0.8，故氢化物的化学式为PdH0.8。
答案：(1)C(3)4.36:1(3)PdH0.8
盖斯简介
盖斯，瑞士化学家，1802年8月8日生于瑞士日内瓦市一个画家家庭，三岁时随父亲定居俄国莫斯科，因而在俄国上学和工作。1825年毕业于多尔帕特大学医学系，并获得医学博士学位。1826年弃医专攻化学，并到瑞典斯德哥尔摩柏济力阿斯实验室专修化学，从此与柏济力阿斯结成了深厚的友谊。回国后到乌拉尔做地质调查和勘探工作，后又到伊尔库茨克研究矿物。1828年由于在化学上的卓越奉献被选为圣彼得堡科学院院士，旋即被聘为圣彼得堡工艺学院理论化学教授兼中央师范学院和矿业学院教授。
盖斯早年从事分析化学的研究，曾对巴库附近的矿物和天然气进行分析，作出了一定成绩，之后还曾发现蔗糖可氧化成糖二酸。1830年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测定了化学反响中的热量。1840年经过许屡次实验，他总结出一条规律：在任何化学反响过程中的热量，不管该反响是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的。这就是举世闻名的盖斯定律。