2018《试吧》高中全程训练计划·化学课练21热化学方程式、盖斯定律及有关计算.doc

课练21　热化学方程式、盖斯定律及有关计算

1．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(　　)
A．任何化学反应的反应热都可直接测定
B．利用盖斯定律，可计算某些反应的反应热
C．化学反应的反应热与化学反应的始态有关，与终态无关
D．一个化学反应中，经过的步骤越多，放出的热量就越多
2．已知反应CH3CHO(g)＋aO2(g)===X＋bH2O(l)　ΔH，X为下列何种物质时ΔH最小(　　)
A．CH3COOH(l) B．CH3COOH(g)
C．CO(g) D．CO2(g)
3．航天燃料从液态变为固态，是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时能放出巨大的能量，已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式是(　　)
A．Be＋O2===BeO　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1
B．Be(s)＋O2===BeO(s)　ΔH＝＋564.3 kJ·mol－1
C．Be(s)＋O2===BeO(s)　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1
D．Be(s)＋O2===BeO(g)　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1

4．X、Y、Z、W有如图所示的转化关系，已知焓变：ΔH＝ΔH1＋ΔH2，则X、Y可能是(　　)
①C、CO　②AlCl3、Al(OH)3　③Fe、Fe(NO3)2
④Na2CO3、NaHCO3
A．①②③④ B．①②
C．③④ D．①②③
5．已知C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH1＝＋172 kJ·mol－1　①
CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH2＝＋206 kJ·mol－1　②
CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH3＝＋165 kJ·mol－1　③
则反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH为(　　)
A．＋131 kJ·mol－1 B．－131 kJ·mol－1
C．＋262 kJ·mol－1 D．－262 kJ·mol－1
6．25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是－393.5 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1、－890.3 kJ·mol－1、－2800 kJ·mol－1。则下列热化学方程式正确的是(　　)
A．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
D.C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
7．2CO(g)＋4H2(g)===2CH4(g)＋O2(g)　ΔH＝＋71 kJ·mol－1　①
CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－90.5 kJ·mol－1　②
已知甲烷的燃烧热为890 kJ·mol－1，则甲醇的燃烧热ΔH为(　　)
A．－1 528 kJ·mol－1 B．－764 kJ·mol－1
C．－382 kJ·mol－1 D．无法计算
8．环境问题是一个全球性热点问题，引起环境问题的常见气体有CO2、NOx、SOx等。对这些气体加以利用既能解决对环境的伤害，又解决了部分能源危机问题。
(1)二氧化碳导致的环境问题是____________________，目前人们处理二氧化碳的方法之一是使其与H2反应合成CH3OH，该反应的化学方程式为____________________________。
(2)在高温下CO可将SO2还原为单质硫。已知：CO的燃烧热为－283.0 kJ·mol－1；O2(g)＋S(s)===SO2(g)　ΔH＝－296.0 kJ·mol－1。
则CO与SO2反应生成单质硫的热化学方程式为____________。
(3)CH4在催化条件下可以将NO2还原为N2。已知：
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－889.6 kJ·mol－1；
②N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1。
则CH4还原1 mol NO2生成水蒸气和氮气时，转移电子的物质的量是________，放出的热量是________。
9．根据题意回答问题：
(1)已知H2S转化为SO的反应历程如图所示：

则1 mol H2S(g)全部被氧化成SO(aq)的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)除去H2中微量CO的做法是在混合气体中通入少量SO2，其原理如图所示：

不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是________________________________________________________________________。
反应SO2(g)＋2CO(g)===S(s)＋2CO2(g)的ΔH＝________。
10．化学反应中的能量变化在工农业生产和日常生活中有着广泛的应用。
(1)燃料的燃烧会释放热量，可燃性气体与空气混合点燃可能会爆炸，故点燃可燃性气体前应先____________________。
(2)已知在101 kPa时，CO的燃烧热为－283 kJ·mol－1，CH4的燃烧热为－890 kJ·mol－1。
①写出CO燃烧的热化学方程式：________________________________________________________________________。
②1 mol CO与CH4的混合气体充分燃烧后释放的热量为435 kJ，则CO和CH4的体积比为________。
(3)火箭的二级燃料主要使用液态氢，已知：
H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.00 kJ·mol－1
H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.80 kJ·mol－1
请写出液态氢在氧气中燃烧生成气态水的热化学方程式：____________________________________。
(4)下图是一种获得氢能源最经济的循环体系，它类似于生物的光合作用，由于太阳能和水是用之不竭的，而且价格低廉。现在急需解决的是________________________。碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为____________________。

1．(2014·新课标全国卷Ⅱ)室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　)
A．ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3
2．(2013·新课标全国卷Ⅱ)在1 200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应
H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1
2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g)　ΔH2
H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g)　ΔH3
2S(g)===S2(g)　ΔH4
则ΔH4的正确表达式为(　　)
A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
B．ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)
C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
D．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)
3．(2015·重庆卷)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJ·mol－1
已知碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1
S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1
2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1
则x为(　　)
A．3a＋b－c B．c－3a－b
C．a＋b－c D．c－a－b
4．(2014·重庆卷)已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝a kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJ·mol－1
H—H、OO和O—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　)
A．－332　　　B．－118　　　C．＋350　　　D．＋130
5．(2014·江苏卷)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4
3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)
A．ΔH1>0，ΔH3<0 B．ΔH2>0，ΔH4>0
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
6．(2015·高考组合题)
(1)已知25 ℃，101 kPa时：4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH＝－1 648 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393 kJ·mol－1
2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)　ΔH＝－1 480 kJ·mol－1
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是________________________________________________________________________。
(2)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1
②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2
③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3
回答下列问题：
化学键
H—H
C—O

H—O
C—H
E/(kJ·mol－1)
436
343
1076
465
413
由此计算ΔH1＝________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。

7．(2017·宣武质检)下列说法正确的是(　　)
A．1 g H2和4 g O2反应放出71.45 kJ热量，则氢气的燃烧热为142.9 kJ·mol－1
B．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(1)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ
C．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
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
8．(2017·石家庄一模)根据如图关系(图中计量单位为mol)计算2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH为(　　)

A．(a＋b－c－d) kJ·mol－1 B．(c＋a－d－b) kJ·mol－1
C．(c＋d－a－b) kJ·mol－1 D．(c＋d－a－b) kJ·mol－1

9．(2017·东城期末)N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．反应生成1 mol N2时转移4 mol e－
B．反应物能量之和大于生成物能量之和
C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)　ΔH＝－139 kJ·mol－1
D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
10．(2017·大连一模)下表中根据已知条件得出的结论合理的是(　　)

11.(2017·开封模拟)一定条件下，发生反应：
①M(s)＋N(g)R(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
②2R(g)＋N(g)2T(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1(已知Q1、Q2、Q3均为正值)
下列说法正确的是(　　)
A．1 mol R(g)的能量总和大于1 mol M(s)与1 mol N(g)的能量总和
B．将2 mol R(g)与1 mol N(g)在一定条件下充分反应，放出热量Q2 kJ
C．当1 mol M(s)完全转化为T(g)时(假定无热量损失)，放出热量 kJ
D．M(g)＋N(g)R(g)　ΔH＝－Q3 kJ·mol－1，则Q3<Q1
12．(2017·长沙模拟)已知下列反应的热化学方程式为：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1；
②CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2＝－870.3 kJ·mol－1；
③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1
则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热(焓变)为(　　)
A．488.3 kJ·mol－1 B．－488.3 kJ·mol－1
C．－244.15 kJ·mol－1 D．244.15 kJ·mol－1
13．(2017·朝阳一模)表中列出了25 ℃、101 kPa时一些物质的燃烧热数据：
物质
C2H6
C2H4
H2
燃烧热/(kJ·mol－1)
1 559.8
1 411.0
285.8
已知键能：C—C　345.6 kJ·mol－1、C—H 413.4 kJ·mol－1、H—H 436.0 kJ·mol－1。下列叙述正确的是(　　)
A．C===C键键能为599.4 kJ·mol－1
B．C—C键键长小于H—H键
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＝－137.0 kJ·mol－1
课练21　热化学方程式、
盖斯定律及有关计算基础练
1．解析　根据盖斯定律，一个反应一步完成或几步完成，只要始态和终态相同，则放出的热量是相同的。
答案　B
2．解析　CH3CHO(g)完全被氧化时放出的热量最多，ΔH最小，D项正确。
答案　D
3．解析　A项，没有注明各物质的聚集状态，错误；B项，铍的燃烧反应是放热反应，ΔH是负值，错误；D项，生成的BeO应是固态，错误。
答案　C
4．解析

答案　A
5．解析　根据盖斯定律，所求反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH3－ΔH2＝＋131 kJ·mol－1，应选A。
答案　A
6．解析　A项应生成二氧化碳；B项应该是放热；C项应生成液态水。
答案　D
7．解析　2CO(g)＋4H2(g)===2CH4(g)＋O2(g)　ΔH＝＋71 kJ·mol－1　①
CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－90.5 kJ·mol－1　②
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1　③
根据盖斯定律，(③×2＋①/2得：CO(g)＋2H2(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－854.5 kJ·mol－1　④，④－②得甲醇的燃烧热ΔH＝－764 kJ·mol－1。
答案　B
8．答案　(1)温室效应　CO2＋3H2===CH3OH＋H2O
(2)2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)
ΔH＝－270 kJ·mol－1
(3)4 mol　478.65 kJ
9．解析　(1)第一步反应为H2S(g)＋0.5O2(g)===S(s)＋H2O(g)　ΔH＝－221.19 kJ·mol－1，第二步反应为S(s)＋1.5O2(g)＋H2O(g)===SO(aq)＋2H＋(aq)　ΔH＝－585.20 kJ·mol－1，两式相加得所求热化学方程式。
(2)第一步反应为CO(g)＋0.5O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，第二步反应为S(s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH＝－296.0 kJ·mol－1，第一步反应×2－第二步反应即得所求热化学方程式。
答案　(1)H2S(g)＋2O2(g)===SO(aq)＋2H＋(aq)　ΔH＝－806.39 kJ·mol－1
(2)O2与CO混合反应发生爆炸　②－270 kJ·mol－1
10．答案　(1)验纯
(2)①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1
②3∶1
(3)2H2(l)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－481.76 kJ·mol－1
(4)寻找合适的光分解催化剂　O2＋4e－＋2H2O===4OH－
加餐练
1．解析　1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故ΔH2<0,1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水，CuSO4·5H2O的分解为吸热反应，即ΔH3>0，根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1<ΔH3。
答案　B
2．解析　本题考查盖斯定律。将反应依次编定为①、②、③、④，④为目标反应，④中反应物为2S(g)，则需将③×2，添“－”；④中产物为S2(g)，则需将②×，再将叠加式中多余的H2S、SO2等除去，需将①×，叠加规则为：①×＋②×－③×2，根据盖斯定律得：ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。
答案　A
3．解析　由碳的燃烧热知C(s)＋O2===CO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1，将已知两方程式依次标为②③，由盖斯定律知，由①×3＋②－③可得目标热化学方程式，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。
答案　A
4．解析　根据盖斯定律和焓变与键能的关系，解得a＝＋130。
答案　D
5．解析　A项，C(s)、CO(g)在O2(g)中燃烧生成CO2，均为放热反应，则有ΔH1<0、ΔH3<0，错误；B项，CO2(g)与C(s)在高温条件下反应生成CO(g)，该反应为吸热反应，则有ΔH2>0；Fe(s)与O2(g)反应生成Fe2O3(s)为放热反应，则有ΔH4<0，错误；C项，将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，由②＋③可得①，则有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，正确。D项，将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，由③×3－⑤×2可得④，则有ΔH4＝3ΔH3－2ΔH5，错误。
答案　C
6．解析　(1)将所给热化学方程式标号：
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH＝－1 648 kJ·mol－1　①
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393 kJ·mol－1　②
2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)　ΔH＝－1 480 kJ·mol－1　③
根据盖斯定律：①＋②×4－③×2得：4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)，则ΔH＝－1 648 kJ·mol－1－393 kJ·mol－1×4＋1 480 kJ·mol－1×2＝－260 kJ·mol－1。
(2)ΔH1＝反应物的总键能－生成物的总键能＝1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(3×413 kJ·mol－1＋343 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1)＝－99 kJ·mol－1。因③＝②－①，故ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝＋41 kJ·mol－1
答案　(1)4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)　ΔH＝－260 kJ·mol－1　(2)－99　＋41
7．解析　1 g H2和4 g O2反应时，氧气量不足，应按O2的量计算，即氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，A错误；浓硫酸溶于水时放热，B正确；反应中生成微溶物CaSO4，C错误；燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧时生成稳定的氧化物所放出的热量，生成的水应为液态，D错误。
答案　B
8．解析　由图中转化可知，断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(a＋b－c－d) kJ·mol－1。
答案　A
9．解析　该反应的化学方程式为N2O＋NO===N2＋NO2，根据图示，NO被氧化为NO2，N2O被还原为N2，反应中转移的电子数为2e－，A错。ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝－139 kJ·mol－1，故B、C、D均正确。
答案　A
10．解析　A选项燃烧热对应的水的状态为液态；B选项能量越高越不稳定，石墨稳定；C选项热化学方程式中没有注明是稀溶液；D选项完全燃烧放出的热量多，要注意ΔH中含有“－”号。
答案　D
11．解析　A项，因为反应①是放热反应，故反应物的总能量大于生成物的总能量；B项，反应②为可逆反应，2 mol R(g)与1 mol N(g)充分反应不可能生成2 mol T(g)；C项，由盖斯定律得：2M(s)＋3N(g)2T(g)　ΔH＝－(2Q1＋Q2) kJ·mol－1，所以1 mol M(s)完全转化为T(g)时，放出热量为 kJ；D项，M(g)参与反应比M(s)参与反应放出的热量多，所以Q3>Q1。
答案　C
12．解析　由盖斯定律得该反应的反应热ΔH＝①×2＋③×2－②＝(－393.5 kJ·mol－1)×2＋(－285.8 kJ·mol－1)×2－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1。
答案　B
13．解析　表示乙烷燃烧热的热化学方程式：
①C2H6(g)＋7/2O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1 559.8 kJ·mol－1，
表示乙烯燃烧热的热化学方程式：
②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－1 411.0 kJ·mol－1
表示氢气燃烧热的热化学方程式：
③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
根据盖斯定律：①－②－③得：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＝＋137.0 kJ·mol－1，即6×413.4 kJ·mol－1＋345.6 kJ·mol－1－[E(C===C)＋4×413.4 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1]＝137.0 kJ·mol－1，求出E(C===C)＝599.4 kJ·mol－1，故A正确；键能越大，化学键越稳定，键长越小，C—C键键长大于H—H键，故B错误；C项方程式中水的聚集状态应为液态，故C错误；D项，由上述分析知，反应热是正值，故D错误。
答案　A