2022高二化学每课一练13化学反应热的计算第1课时盖斯定律反应热的计算(人教版选修4).docx

1.3 化学反响热的计算
第1课时盖斯定律反响热的计算 每课一练〔人教版选修4〕
1．能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为－285.8kJ·mol－1、－282.5kJ·mol－1、－726.7kJ·mol－1。CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。那么CO与H2反响合成甲醇的热化学方程式为(　　)
A.CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)ΔH＝－127.4kJ·mol－1
B.CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)ΔH＝＋127.4kJ·mol－1
C.CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH＝－127.4kJ·mol－1
D.CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH＝＋127.4kJ·mol－1
答案A
解析根据题给三种物质的燃烧热可以写出：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1①
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－282.5kJ·mol－1②
CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－726.7kJ·mol－1③
运用盖斯定律进行计算，即①×2＋②－③可得：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3＝2×(－285.8kJ·mol－1)＋(－282.5kJ·mol－1)－(－726.7kJ·mol－1)＝－127.4kJ·mol－1。
2．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。
：
①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH1
②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH2
③ΔH3＝＋2.1kJ·mol－1
以下说法正确的选项是(　　)
A．ΔH1>ΔH2
B．锡在常温下以灰锡状态存在
C.灰锡转化为白锡的反响是放热反响
D．锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中，会自行毁坏
答案D
解析由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，当温度低于13.2℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰)，所以A、B、C都错，只能选D。
3．：CH3CH2CH2CH3(g)＋6.5O2(g)―→4CO2(g)＋5H2O(l)＋2878kJ
(CH3)2CHCH3(g)＋6.5 O2(g)―→4CO2(g)＋5H2O(l)＋2 869 kJ
以下说法正确的选项是(　　)
A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B．正丁烷的稳定性大于异丁烷
C.异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D．异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
答案A
解析根据所给反响及其反响热看，正丁烷分子储存的能量大于异丁烷，A正确；能量越高其分子越不稳定，B错；异丁烷转化成正丁烷应该吸热，C错；从两者结构看两者的碳氢键一样多，D错。
4．：
①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221.0kJ·mol－1；
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。
那么制备水煤气的反响C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH为()
A．＋262.6 kJ·mol－1 B．－131.3 kJ·mol－1
C.－352.3 kJ·mol－1 D．＋131.3 kJ·mol－1
答案D
解析根据盖斯定律，由题意知：
①×1/2－②×1/2得：
ΔH＝(－221.0kJ·mol－1)×1/2－(－483.6 kJ·mol－1)×1/2＝＋131.3kJ·mol－1。
5．：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46 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.(0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3) kJ
D．(3Q1－Q2＋Q3) kJ
答案D
解析由盖斯定律和题意可得，乙醇燃烧的热化学方程式：C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝(3Q1－Q2＋Q3) kJ·mol－1。
6．葡萄糖的燃烧热是－2840kJ·mol－1，当它氧化生成1 g水时放出的热量是(　　)
A．26.0kJB．51.9kJ
C.155.8kJD．467.3kJ
答案A
解析要深刻理解燃烧热的概念。从C6H12O6(s)＋6O2(g)―→6CO2(g)＋6H2O(l)可知lmol葡萄糖完全氧化生成108 g水，放出约2840kJ的热量。当它氧化生成1 g水时放出的热量是2840kJ×＝26.0kJ。
7．一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q，它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收，可得100 g CaCO3沉淀，那么完全燃烧1mol无水乙醇时放出的热量是(　　)
A．0.5QB．QC.2QD．5Q
答案　C
解析n(CO2)＝n(CaCO3)＝1mol，所以燃烧的C2H5OH的物质的量为0.5mol，所以1mol无水乙醇燃烧时放出的热量为2Q。
8．以下说法或表示方法中正确的选项是(　　)
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．氢气的燃烧热为－285.8kJ·mol－1，那么氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8kJ·mol－1
C.Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l)ΔH<0
D．中和热为－57.3 kJ·mol－1，假设将含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
解析硫黄变成硫蒸气需要吸收热量；在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热；Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体的反响是吸热反响，那么ΔH>0；H2SO4的浓溶液与NaOH溶液混合时要放热。
9．：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－282.8kJ·mol－1
现有CO、H2、CO2组成的混合气体67.2 L(标准状况)，经完全燃烧后放出的总热量为710.0kJ，并生成18 g液态水，那么燃烧前混合气体中CO的体积分数为(　　)
A．80%B．50%C.60%D．20%
答案B
解析标准状况下混合气体的物质的量为＝3mol，其中有H2＝1mol，1molH2燃烧生成液态水时放热＝285.8kJ。CO燃烧时放出的热量为710.0kJ－285.8kJ＝424.2kJ(CO2不燃烧)，故n(CO)＝＝1.5mol。CO的体积分数为×100%＝50%。
10．依据表达，写出以下反响的热化学方程式。
(1)在25℃、101kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。那么表示甲醇燃烧热的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)假设适量的N2和O2完全反响，每生成23 gNO2需要吸收16.95kJ热量。其热化学方程式为______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反响中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量。其热化学方程式为__________
________________________________________________________________________。
(4)拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，那么N2与H2反响生成NH3的热化学方程式为__________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76kJ·mol－1
(2)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1
(3)C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－1 300 kJ·mol－1
(4)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝－92 kJ·mol－1
解析根据反响热和燃烧热的定义计算出相关的热量，同时注意物质的状态，再书写相应的热化学方程式即可。
11．将煤转化为水煤气的主要化学反响为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＝－393.5kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·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反响方程式：
________________________________________________________________________。
(2)比较反响热数据可知，1mol CO(g)和1molH2(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：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)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在一定条件下可以合成：①甲醇②甲醛③甲酸④乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反响，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＝＋131.5kJ·mol－1
(2)乙甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，且ΔH2>0)
(3)①减少污染②燃烧充分③方便运输(任选两个作答)　(4)②④
解析根据盖斯定律将方程式合并即可得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5kJ·mol－1，由此可知煤转化成水煤气是吸热反响，而甲正是忽略了这个问题，才误认为“煤转化成水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量〞。CO和H2按1∶1反响合成物质时，可到达零排放，符合“绿色化学〞的要求，那么合成的物质的最简式应满足CH2O，那么②、④符合。