2020-2021学年高二化学(人教版)选修4双基限时练3化学反应热的计算.docx

双基限时练(三)　化学反应热的计算
1．已知
(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝a kJ·mol－1
(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝b kJ·mol－1
(3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝c kJ·mol－1
(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝d kJ·mol－1
下列关系式中正确的是(　　)
A．a<c<0 B．b>d>0
C．2a＝b<0 D．2c＝d>0
答案　C
解析　氢气的燃烧是一个放热过程，所以其ΔH<0，即a、b、c、d均小于0，水由气态到液态的过程，也是一个放热过程，故b>d，a>c。由(1)、(2)及(3)、(4)反应中物质的量及物质的聚集状态知，b＝2a，d＝2c。所以答案为C项。对热化学反应方程式中的热量值进行比较时，应留意比较的是ΔH还是仅比较数值的大小。若比较ΔH，则还应留意该反应是吸热反应还是放热反应，若为放热反应，还要考虑ΔH前的负号。
2．已知热化学方程式：
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1①
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2②
C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH3＝＋1.9 kJ·mol－1③
下列说法正确的是(　　)
A．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应
B．金刚石比石墨稳定
C．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
D．ΔH1>ΔH2
答案　A
解析　由方程式③中ΔH3＝＋1.9 kJ·mol－1>0得出石墨比金刚石稳定，故A项对，B项错；C项中正确结论应为ΔH3＝ΔH2－ΔH1；ΔH1与ΔH2均小于零，石墨具有的能量低于金刚石，故都生成CO2时ΔH1<ΔH2，D项错。
3．由氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气放出60.45 kJ的热量，则反应：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH为(　　)
A．－483.6 kJ·mol－1 B．－241.8 kJ·mol－1
C．－120.6 kJ·mol－1 D．＋241.8 kJ·mol－1
答案　A
解析　生成4.5 g H2O(g)时放出60.45 kJ的热量，依据热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)，可知ΔH＝－(36 g/4.5 g)×60.45 kJ·mol－1＝－483.6 kJ·mol－1。
4．已知：①H2O(g)===H2O(l)　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1
②CH3OH(g)===CH3OH(l)　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1
③2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1(Q1、Q2、Q3均大于0)
若要使32 g液态甲醇完全燃烧，最终恢复到室温，放出的热量为(　　)
A．(Q1＋Q2＋Q3)kJ B．(0.5Q3－Q2＋2Q1)kJ
C．(0.5Q3＋Q2－2Q1)kJ D．(0.5(Q1＋Q2＋Q3))kJ
答案　B
解析　由③－2×②＋4×①得
2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－(Q3－2Q2＋4Q1)kJ·mol－1　32 g CH3OH为1mol，放出的热量为kJ＝(0.5Q3－Q2＋2Q1)kJ。
5.

已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关，下列各对应的反应热关系中不正确的是(　　)
A．A→F　ΔH＝－ΔH6
B．A→D　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0
D．ΔH1＋ΔH6＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
答案　D
解析　由题给各转化关系知F→A　ΔH＝＋ΔH6，A→F　ΔH＝－ΔH6，A项正确；A→D其过程为A→B→C→D，故ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，B项正确；由转化可知A→D其过程可以为A→B→C→D，也可设计为A→F→E→D，故ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH6＋ΔH5＋ΔH4)，可推导出C项正确，D项错误。
6．已知2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。试验测得4mol SO2发生上述化学反应时放出314.3 kJ的热量，SO2的转化率最接近于(　　)
A．40% B．50%
C．80% D．90%
答案　C
解析　设放出314.3 kJ的热量时反应的SO2的物质的量为x
2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
2mol 196.6 kJ
x 314.3 kJ
列比例＝，解得x＝3.2mol
SO2的转化率为×100%＝80%。
7．1mol CH4气体完全燃烧生成CO2和H2O(g)放出的热量是802 kJ，但当不完全燃烧生成CO和H2O(g)时，放出的热量为519 kJ，假如将1mol CH4与肯定量的O2燃烧生成CO、CO2和H2O(g)，并释放出731.25 kJ的热量，那么肯定量的O2为(生成物均为气态)(　　)
A．48 g B．56 g
C．60 g D．64 g
答案　C
解析　由题目信息可写出甲烷燃烧分别生成CO2和H2O及CO和H2O时热化学方程式为
CH4(g)＋2O2(g)===2H2O(g)＋CO2(g)
ΔH＝－802 kJ·mol－1
CH4(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋CO(g)
ΔH＝－519 kJ·mol－1
设生成CO2和CO的物质的量分别为x、y，由题意得

解得
1mol CH4含氢原子4mol生成水2mol，依据氧原子守恒可得氧气的物质的量为＋＝1.875mol，氧气的质量为：32 g·mol－1×1.875mol＝60 g。
8．不管化学反应过程是一步完成还是分为数步完成，这个过程的热效应是相同的。
已知：
H2O(g)===H2O(l)　ΔH1＝Q1 kJ·mol－1　①
C2H5OH(g)===C2H5OH(l)　ΔH2＝Q2 kJ·mol－1　②
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH3＝Q3 kJ·mol－1　③
若使23 g酒精液体完全燃烧，最终恢复到室温，则放出的热量为(　　)
A．Q1＋Q2＋Q3
B．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3
C．0.5(Q1＋Q2＋Q3)
D．1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3
答案　D
解析　依据盖斯定律，③－②＋①×3得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)，该反应的ΔH＝(3Q1－Q2＋Q3) kJ·mol－1。题给23 g C2H5OH的物质的量为0.5mol，故完全燃烧时放出的热量Q＝0.5(3Q1－Q2＋Q3)kJ＝(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3)kJ。
9．已知下列热化学方程式：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1　
②H2O(g)===H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋241.8 kJ·mol－1　
③C(s)＋O2(g)===CO(g)　
ΔH＝－110.5 kJ·mol－1　
④C(s)＋O2(g)===CO2(g)　
ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
回答下列问题。
(1)上述反应中属于放热反应的是________(填序号)。
(2)H2的燃烧热为________，C的燃烧热为________。
(3)燃烧10 g H2生成气态水，放出的热量为________。
(4)写出CO燃烧的热化学方程式：________________。
答案　(1)①③④
(2)285.8 kJ·mol－1　393.5 kJ·mol－1
(3)1209 kJ
(4)CO(g)＋O2(g)＝CO2(g)
ΔH＝－283 kJ·mol－1
解析　(1)放热反应的ΔH<0，故①、③、④为放热反应。
(2)依据热化学方程式可推断出H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，C的燃烧热为393.5 kJ·mol－1。
(3)H2的物质的量为＝5mol，由②反应方程式可知H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，燃烧5mol H2放出的热量为241.8 kJ·mol－1×5mol＝1209 kJ。
(4)利用盖斯定律由④－③可得CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1。
10．在火箭推动器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2，当它们混合时产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热，已知0.4mol液态肼与足量液态H2O2反应生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。
(1)写出热化学方程式：__________________________。
(2)已知H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1，则16 g液态肼与足量液态H2O2反应生成氮气和液态水时，放出的热量是______kJ。
答案　(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.625 kJ·mol－1
(2)408.81
解析　0.4mol液态肼与H2O2反应放出256.65 kJ热量，则1mol肼反应产生641.625 kJ的热量；水由气态变为液态时又放出热量，因此16 g肼(0.5mol)与H2O2反应放出的热量为641.62 kJ·mol－1×0.5mol＋44 kJ·mol－1×2mol＝408.81 kJ。
11．将煤转化为煤气的主要化学反应为：
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ/mol
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ/mol
请回答：
(1)依据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式：_________________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知，1mol CO(g)和1mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1mol 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”；乙同学依据盖斯定律作出下列循环图：

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是________(填“甲”或“乙”)；推断的理由是________________________________。
(3)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料。CO和H2在肯定条件下可以合成：①甲醇
②甲醛　③甲酸　④乙酸。试分析当CO和H2按1:1的体积比混合反应，合成上述________(填序号)物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。
答案　(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1
(2)乙　甲同学忽视了煤转化为水煤气时需要吸取热量(或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3且ΔH2>0)
(3)②④
解析　(1)运用盖斯定律，用C(s)完全燃烧的热化学方程式减去CO(g)完全燃烧的热化学方程式，再减去H2(g)完全燃烧的热化学方程式，即可得出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式。
(2)利用盖斯定律可推断出。
(3)CO和H2按1:1的体积比混合，若满足绿色化学要求，其生成物应符合通式(CH2O)n，在给出各项物质中只有甲醛、乙酸符合题意。