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课时提升作业(十八)
(40分钟 100分)
一、单项选择题(本大题共8小题,每小题5分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)
1.下列说法不正确的是( )
①在热化学方程式中无论是反应物还是生成物都必需标明状态
②全部的化学反应都伴随着能量变化
③放热反应发生时不必加热
④吸热反应在加热后才能发生
⑤化学反应的热效应数值只与参与反应的物质的多少有关
⑥一般来说,吸热反应在确定条件下也能发生
A.②③⑥ B.③④⑤
C.④⑤ D.③④
2.已知:H2(g)+F2(g)====2HF(g) ΔH=-546.6 kJ·mol-1,下列说法中不正确的
是( )
A.44.8 L氟化氢气体分解成22.4 L的氢气和22.4 L的氟气吸取546.6 kJ热量
B.1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量大于546.6 kJ
C.相同条件下,1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和高于2 mol氟化氢气体的能量
D.2 mol H—F键的键能比1 mol H—H键和1 mol F—F键的键能之和大546.6 kJ
3.(2022·大纲版全国卷)反应A+BC(ΔH<0)分两步进行:①A+BX
(ΔH>0),②XC(ΔH<0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
4.下列关于反应能量的说法正确的是( )
A.Zn(s)+CuSO4(aq)====ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,反应物总能量<生成物总能量
B.相同条件下,假如1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,则2E1>E2
C.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)====2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
D.H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ的热量
5.(2021·汕尾模拟)下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1。则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)====2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=
+2×283.0 kJ·mol-1
C.C2H6的燃烧热为QkJ·mol-1,则表示C2H6燃烧热的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g)====4CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-2QkJ·mol-1
D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
6.已知:2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1①
2CH3OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 452 kJ·mol-1②
H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1③
下列说法正确的是( )
A.H2(g)的燃烧热ΔH=-571.6 kJ·mol-1
B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
C.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)====BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
D.3H2(g)+CO2(g)====CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+135.9 kJ·mol-1
7.(力气挑战题)下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此推断下列说法中正确的是( )
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.S(g)+O2(g)====SO2(g) ΔH1 S(s)+O2(g)====SO2(g) ΔH2
则ΔH1>ΔH2
D.CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g) ΔH1>0
8.(2021·广州模拟)下列热化学方程式或叙述正确的是( )
A.1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气,放出642 kJ的热量:
N2H4(l)+O2(g)====N2(g)+2H2O(g)
ΔH=+642 kJ·mol-1
B.12 g石墨转化为CO时,放出110.5 kJ的热量:
2C(石墨,s)+O2(g)====2CO(g)
ΔH=-110.5 kJ·mol-1
C.已知:H2(g)+O2(g)====H2O(l)
ΔH=-286 kJ·mol-1,
则:2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)的
ΔH=+572 kJ·mol-1
D.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则在确定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出46.2 kJ的热量
二、双项选择题(本大题共2小题,每小题6分,共12分。在每小题给出的四个选项中,有两个选项符合题目要求)
9.(2021·佛山模拟)已知化学反应A2(g)+B2(g)====2AB(g)的能量变化如图所示,推断下列叙述中不正确的是( )
A.每生成2分子AB吸取bkJ热量
B.该反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1
C.该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量
D.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键,放出akJ能量
10.(2021·茂名模拟)下列说法中正确的是( )
A.在相同条件下,将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量多
B.由“C(s,石墨)====C(s,金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1”可知,金刚石比石墨稳定
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含
0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式可表示为:2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
三、非选择题(本大题共3小题,共48分)
11.(12分)到目前为止,由化学能转变为热能或电能照旧是人类使用最主要的能源。
(1)化学反应中放出的热能(焓变,ΔH)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸取和放出能量的大小有关。
已知:H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g) ΔH=-185 kJ·mol-1,断裂1 mol H—H键吸取的能量为436 kJ,断裂1 mol Cl—Cl键吸取的能量为247 kJ,则形成1 mol
H—Cl键放出的能量为 。
(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知:
①CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3 kJ·mol-1
②C(s,石墨)+O2(g)====CO2(g)
ΔH=-393.5 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)
ΔH=-571.6 kJ·mol-1
标准状况下22.4 L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧反应放出588.05 kJ的热量,原混合气体中氢气的质量是 。依据以上三个热化学方程式,计算C(s,石墨)+2H2(g)====CH4(g)的反应热ΔH为 。
12.(16分)(2021·济南模拟)合成气(CO和H2为主的混合气体)不但是重要的燃料也是重要的化工原料,制备合成气的方法有多种,用甲烷制备合成气的反应为:
①CH4(g)+O2(g)====CO(g)+2H2(g)
ΔH1=-36 kJ·mol-1
②CH4(g)+H2O(g)====CO(g)+3H2(g)
ΔH2=+216 kJ·mol-1
(1)氢气与氧气反应生成水蒸气的热化学方程式为 。
(2)现有1 mol由H2O(g)与O2组成的混合气,且O2的体积分数为x,将此混合气与足量CH4充分反应。
①若x=0.2,反应①放出的能量为 kJ。
②若x=0.5,反应①与② (填“放出”或“吸取”)的总能量为 kJ。
③若x= 时,反应①与②放出(或吸取)的总能量为0。
13.(20分)(力气挑战题)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径Ⅰ C(s)+O2(g)====CO2(g) ΔH1<0
途径Ⅱ 先制水煤气:
C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g) ΔH2>0
再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)====2CO2(g) ΔH3<0
2H2(g)+O2(g)====2H2O(g) ΔH4<0
请回答下列问题:
(1)推断两种途径放热:途径Ⅰ放出的热量 途径Ⅱ放出的热量(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系是 。
(3)由于制取水煤气的反应里,反应物具有的总能量 (填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要 能量才能转化为生成物,因此其反应条件为 。
(4)已知:Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-25 kJ·mol-1①
3Fe2O3(s)+CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2=-47 kJ·mol-1②
Fe3O4(s)+CO(g)====3FeO(s)+CO2(g) ΔH3=+19 kJ·mol-1③
请写出CO还原FeO的热化学方程式: 。
答案解析
1.【解析】选B。放热反应有时需要加热才能实现,如燃烧反应,③错误;有些吸热反应不需要加热就能发生,如铵盐与Ba(OH)2混合研磨就能反应,④错误;化学反应的热效应不仅与反应物的多少有关,还与物质的状态有关,⑤错误。
2.【解析】选A。只有在标准状况下,A才正确;1 mol H2(g)和1 mol F2(g)反应生成2 mol HF(g)放出546.6 kJ热量,而HF(g)HF(l)是放热过程,B对;因反应是放热反应,C对;ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和
=-546.6 kJ·mol-1,D对。
3.【解析】选D。依据已知条件可知,反应①是吸热反应,因此反应物的总能量低于生成物的总能量;反应②是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,故选D。
4.【解析】选B。A项,放热反应,生成物的总能量<反应物总能量,A错;C项,氢气的燃烧热是指1 mol氢气完全燃烧生成稳定的氧化物(液态水)所放出的热量,题中是氢气燃烧生成气态水放出的热量,故不正确;D项,中和热是指稀酸与稀碱反应的放热,浓硫酸稀释本身就可以放出大量的热量,故不正确。
【误区警示】对燃烧热和中和热的理解易出错误
(1)中和热、燃烧热是两种特定形式的反应热,须留意其生成物(或反应物)的物质的量是否为1 mol。
(2)ΔH=-57.3 kJ·mol-1是稀的强酸与强碱的中和热,如有弱酸或弱碱参与反应,反应热数值小于57.3 kJ·mol-1。若酸、碱反应有沉淀生成时,反应热数值一般大于57.3 kJ·mol-1。
5.【解析】选B。中和热指稀的强酸、强碱中和生成1 mol水时所放出的热量,与生成物的物质的量多少无关,A项错误;CO的燃烧热为283.0 kJ·mol-1,所以
2 mol CO燃烧时ΔH=-2×283.0 kJ·mol-1,题目所给为CO2的分解,所以ΔH数值相等但符号相反,B正确;表示燃烧热的热化学方程式应以1 mol可燃物为标准,C项错误;燃烧热中强调燃料燃烧必需生成稳定的化合物,其中液态水才是稳定的,所以D项错误。
6.【解析】选B。A项,H2(g)的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1,错误;B项,同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出热量多,正确;C项,因有BaSO4(s)生成,该反应的ΔH≠-57.3 kJ·mol-1,错误;D项,×(①×3-②)得3H2(g)+CO2(g)====CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.4 kJ·mol-1,错误。
【方法技巧】热化学方程式的计算
热化学方程式的计算叠加时应遵循数学运算规章:
(1)当需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计量数时,各物质前的化学计量数和ΔH需同乘以该化学计量数。当某物质或ΔH移到“====”另一边时就变为异号。
(2)“ΔH”在进行加、减、乘等运算时,确定要留意其符号的转变,即ΔH的运算包括数值和符号的双重运算。
7.【解析】选A。从图像1可知,金刚石所具有的能量高于石墨,A正确;能量越高越不稳定,B错;因S(s)→S(g),要吸取热量,故ΔH1<ΔH2,C错;由图4可以看出,反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量,故表现为放热,ΔH1<0,D错。
8.【解题指南】解答本题时应留意以下2点:
(1)推断热化学方程式的正误时要留意细节,如A选项错在是放热反应,应为“-”号;
(2)可逆反应的热化学方程式表示的是反应进行到底时的反应热,而依据确定量混合的反应物是不能完全转化的。
【解析】选C。A项,放热反应,ΔH<0,错误;B项,12 g C的物质的量为1 mol,ΔH=-221.0 kJ·mol-1,错误;C项,已知反应为放热,则其逆反应为吸热,ΔH为“+”,ΔH与化学计量数成正比,正确;D项,反应是可逆反应,0.5 mol N2和
1.5 mol H2不能完全反应,错误。
【方法技巧】书写热化学方程式口诀
热化方程要点多,漏掉一点分不得;
标清状态配好平,焓变正负千焦摩;
系数反热成正比,反应变向焓变号。
9.【解析】选A、D。观看题目给出的图像可以得到,上述反应的反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应,其中反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1。故A项错误;B、C项正确。化学反应过程中,化学键断裂,为吸热过程,化学键的形成为放热过程,故D项错误。
10.【解析】选A、C。固态硫变成气态硫时要吸热,即气态硫所具有的能量高,因此等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧时,前者放出的热量多,故A项正确。依据给出的热化学方程式得知石墨的能量小于金刚石,由于能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定,故B项错误。浓硫酸溶于水的过程中,要放出大量的热,故C项正确。2 g H2的物质的量为1 mol,故D项中正确的热化学方程式应为2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1。
11.【解题指南】解答本题时应留意以下2点:
(1)依据ΔH=旧键断裂吸取的能量-新键形成放出的能量,可以求断键或成键吸取或放出的能量。
(2)依据求解的反应C(s,石墨)+2H2(g)====CH4(g),找出可用的已知热化学方程式①②③,然后将热化学方程式进行相应的调整,然后进行加和即得。
【解析】(1)H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g) ΔH=-185 kJ·mol-1,该反应的ΔH=旧键断裂吸取的能量-新键形成放出的能量,设形成1 mol H—Cl键放出的能量为x,则每发生这样的反应1 mol,ΔH=436 kJ·mol-1+247 kJ·mol-1-2x=
-185 kJ·mol-1,解得x=434 kJ·mol-1,所以每形成1 mol H—Cl键放出434 kJ的热量。
(2)设混合气体中CH4的物质的量为a,H2的物质的量为b,a+b=1 mol
890.3 kJ·mol-1×a+571.6 kJ·mol-1×b/2=588.05 kJ,解得a=0.5 mol,b=0.5 mol,所以H2的质量为0.5 mol×2 g·mol-1=1.0 g。
依据反应C(s,石墨)+2H2(g)====CH4(g)可知,②+③-①即得,所以该反应的反应热为 ΔH=-571.6 kJ·mol-1-393.5 kJ·mol-1+890.3 kJ·mol-1=-74.8 kJ·mol-1。
答案:(1)434 kJ (2)1.0 g -74.8 kJ·mol-1
12.【解析】(1)由①-②得:H2(g)+O2(g)====H2O(g) ΔH=-252 kJ·mol-1。
(2)①若x=0.2,则n(O2)=0.2 mol,反应①放出的热量为0.2×kJ=14.4 kJ;②若x=0.5,则n(O2)=0.5 mol,n(H2O)=0.5 mol,反应①放出的热量为36 kJ,反应②吸取的能量为0.5 mol×216 kJ·mol-1=108 kJ,反应吸取的总能量为108 kJ
-36 kJ=72 kJ;③由反应①和②可知,当O2与H2O的物质的量之比为3∶1时,反应①与②放出的总能量为0。
答案:(1)2H2(g)+O2(g)====2H2O(g) ΔH=-504 kJ·mol-1
(2)①14.4 ②吸取 72 ③0.75
13.【解题指南】解答本题时应明确以下2点:
(1)依据盖斯定律,一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
(2)生疏盖斯定律应用中的几个原则。
【解析】(1)由盖斯定律可知,反应焓变只与始态和终态有关,而与反应的途径无关。通过观看可知途径Ⅰ和途径Ⅱ是等效的,所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量。
(2)由盖斯定律,将途径Ⅱ的三个化学方程式分别调整系数后叠加可得:ΔH1=
ΔH2+(ΔH3+ΔH4)。
(3)由于C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g) ΔH>0,所以在制取水煤气的反应中,反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量,在发生反应时,反应物需要吸取能量转化为生成物,因此其反应条件为高温。
(4)由盖斯定律可得
=-11 kJ·mol-1。
答案:(1)等于
(2)ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)
(3)小于 吸取 高温
(4)FeO(s)+CO(g)====Fe(s)+CO2(g) ΔH=-11 kJ·mol-1
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