2021_2022版高中化学课时分层作业4化学反应热的计算含解析新人教版选修.doc

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1、化学反应热的计算(30分钟50分)一、选择题(本题包括5小题,每小题8分,共40分)1.(2019临沂高二检测)下列关于盖斯定律描述不正确的是()A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关,也与反应的途径有关B.盖斯定律遵守能量守恒定律C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热【解析】选A。化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,故A错误;反应物和生成物能量一定,变化过程中的能量变化是依据能量守恒的分析体现,盖斯定律是能量守恒定律的具体体现,故B正确;利用盖斯定律可以从已经精确测定的反应热效应来计算

2、难于测定或不能测定的反应的热效应,或有副反应发生的反应的反应热,故C、D正确。2.已知1 mol白磷转化为红磷时放出18.39 kJ的热量。在下列两个反应中:4P(白磷,s)+5O2(g)2P2O5(s)H=-a kJmol-1(a0)4P(红磷,s)+5O2(g)2P2O5(s)H=-b kJmol-1(b0)a和b的关系为()A.abD.无法确定【解析】选C。此题可利用盖斯定律法进行比较,由-整理得4P(白磷,s)4P(红磷,s)H=(b-a) kJmol-1。根据题中信息可知,白磷转化为红磷时会放出热量,故b-ab。【方法规律】盖斯定律法比较H大小,是指比较两个热化学方程式相减所得物质变

3、化或新的热化学方程式的H是大于0还是小于0,可以用来判断原来两个反应的H的大小。【补偿训练】(2019合肥高二检测)在298 K、100 kPa时,已知:2H2O(g)O2(g)+2H2(g)H1Cl2(g)+H2(g)2HCl(g) H22Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g) H3则H3与H1和H2间的关系正确的是()A.H3=H1+2H2B.H3=H1+H2C.H3=H1-2H2D.H3=H1-H2【解析】选A。令2H2O(g)O2(g)+2H2(g) H1Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)H22Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g)H3根据盖斯定律,

4、将反应+反应2即可求得反应,因此有H3=H1+2H2,故A项正确。3.(2019天门山高二检测)已知下列热化学方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H=-25 kJmol-13Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)H=-47 kJmol-1则Fe3O4(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式为()A.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2H=-14 kJmol-1B.Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)H=-22 kJmol-1C.Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)H=+14 kJmol-1D.Fe

5、3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)H=-14 kJmol-1【解析】选D。Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H=-25 kJmol-1,3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)H=-47 kJmol-1,将3-得:2Fe3O4(s)+8CO(g)6Fe(s)+8CO2(g)H=-25 kJmol-13+47 kJmol-1=-28 kJmol-1,将方程式两边同除以2得:Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)H=-14 kJmol-1,所以A、B、C、D四个选项中,只有D项中的热化学方程式正确。【补偿训练】1

6、.已知:Zn(s)+O2(g)ZnO(s)H1=-351.1 kJmol-1Hg(l)+O2(g)HgO(s)H2=-90.7 kJmol-1则反应Zn(s)+HgO(s)ZnO(s)+Hg(l)的焓变是()A.-441.8 kJmol-1B.-254.6 kJmol-1C.-438.9 kJmol-1D.-260.4 kJmol-1【解析】选D。据盖斯定律-式可得:Zn(s)+HgO(s)ZnO(s)+Hg(l)H=-351.1 kJmol-1-(-90.7 kJmol-1)=-260.4 kJmol-1。2.(2019衡水高二检测)将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。

7、已知:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g)H=+140.5 kJmol-1C(s,石墨)+O2(g)CO(g)H=-110.5 kJmol-1则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)TiCl4(l)+2CO(g)的H是()A.+80.5 kJmol-1B.+30.0 kJmol-1C.-30.0 kJmol-1D.-80.5 kJmol-1【解析】选D。按题干顺序给两个热化学方程式编号为、,根据盖斯定律,+2,得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)TiCl4(l)+2CO(g)H=-80.5 kJmol-1,D正确。4.(2019阜阳高二检测)

8、已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H=-12.1 kJmol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H=-55.6 kJmol-1。则HCN在水溶液中电离的H等于()A.-67.7 kJmol-1B.-43.5 kJmol-1C.+43.5 kJmol-1D.+67.7 kJmol-1【解析】选C。根据题意可得如下热化学方程式:HCN(aq)+OH-(aq)CN-(aq)+H2O(l)H=-12.1 kJmol-1,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-55.6 kJmol-1,依据盖斯定律得到HCN(aq)H+(aq)+CN-(aq)H=(-12.1 kJmol-1)-

9、(-55.6 kJmol-1)=+43.5 kJmol-1。5.氯原子对O3分解有催化作用:O3+ClClO+O2H1ClO+OCl+O2H2大气臭氧层的分解反应是O3+O2O2H,该反应的能量变化如图:下列叙述中,正确的是()A.反应O3+O2O2的H=E1-E3B.O3+O2O2是吸热反应C.H=H1+H2D.H=E3-E20【解析】选C。A项,H=生成物总能量-反应物总能量=E3-E2;B项,由E2E3知反应物总能量大于生成物总能量,故O3+O2O2为放热反应;C项,据盖斯定律将两式相加得H=H1+H2;D项,由于O3+O2O2放热,故H=E3-E20,H20B.H30,H40C.H2=

10、H4+H5 D.H3=H1-2H2【解析】选D。2H2(g)+O2(g)2H2O(g)和H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)均为放热反应,H10,H20,A错误;N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为放热反应,H40,B错误;根据盖斯定律:(+)3=,则H2=(H4+H5)3,C错误;根据盖斯定律:=2,则H3=H1-2H2,D正确。2.标准生成热指的是在某温度下,由标准状态的各种元素的最稳定的单质生成标准状态下1 mol某纯物质的热效应,单位常用 kJmol-1表示。已知在25 时:Ag2O(s)+2HCl(g)2AgCl(s)+H2O(l)H1=-324.4 kJmol-12Ag(s)

11、+O2(g)Ag2O(s)H2=-30.56 kJmol-1H2(g)+Cl2(g)HCl(g)H3=-92.21 kJmol-1H2(g)+O2(g)H2O(l)H4=-285.6 kJmol-1则25 时氯化银的标准生成热为()A.-126.89 kJmol-1B.-324.4 kJmol-1C.-30.56 kJmol-1D.题中数据不足,无法计算【解析】选A。先根据标准生成热的定义写出热化学方程式:Ag(s)+Cl2(g)AgCl(s)H,再利用盖斯定律进行计算,H=(H1+H2+2H3-H4),将数据代入,得H为-126.89 kJmol-1。2.(2019朝阳高二检测)今有如下3个

12、热化学方程式:(1) H2(g)+O2(g)H2O(g)H1=-a kJmol-1(2) H2(g)+O2(g)H2O(l)H2=-b kJmol-1(3) 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H3=-c kJmol-1关于它们在下列表述中的原因和结论都正确的是()选项原因结论AH2的燃烧是放热反应a、b、c均大于零B方程式(1)和(2)的物质种类和系数均相同a=bC方程式(1)和(3)中H2O的状态不同,系数不同a、c不会有任何关系D方程式(3)的系数是(2)的2倍H2H3,D项错误。【补偿训练】(2019太原高二检测)根据以下三个热化学方程式:2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+

13、2H2O(l)H=-Q1 kJmol-1,2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l)H=-Q2 kJmol-1,2H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(g)H=-Q3 kJmol-1。判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是()A.Q1Q2Q3B.Q1Q3Q2C.Q3Q2Q1D.Q2Q1Q3【解析】选A。假设已知三个方程式分别为、,则、相比可知为H2S完全燃烧的热化学方程式,故放出热量比多,即Q1Q2,、相比H2O的状态不同,因为等量的水,H2O(l)比H2O(g)能量低,故放出热量Q2Q3,则有Q1Q2Q3。3.(2019南昌高二检测)H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,

14、它们的燃烧热依次为285.8 kJmol-1、282.5 kJmol-1、726.7 kJmol-1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为()A.CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)H=-127.4 kJmol-1B.CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)H=+127.4 kJmol-1 C.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=-127.4 kJmol-1D.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=+127.4 kJmol-1【解析】选A。根据题给三种物质的燃烧热可以写出:H2(g)+O2(g

15、)H2O(l)H1=-285.8 kJmol-1CO(g)+O2(g)CO2(g)H2=-282.5 kJmol-1CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H3=-726.7 kJmol-1运用盖斯定律进行计算,即2+-可得:CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)H=2H1+H2-H3=2(-285.8 kJmol-1)+(-282.5 kJmol-1)-(-726.7 kJmol-1)=-127.4 kJmol-1,A正确;C中CH3OH应为液态。4.根据键能数据计算CH4(g)+4F2(g)CF4(g)+4HF(g)的反应热H为() 化学键CHCFHFFF键能/( kJm

16、ol-1)414489565155A.-1 940 kJmol-1B.+1 940 kJmol-1C.-485 kJmol-1D.+485 kJmol-1【解析】选A。由“H=反应物键能之和-生成物键能之和”可知:H=(4144+1554-4894-5654) kJmol-1=-1 940 kJmol-1。【补偿训练】已知:1 mol晶体硅中含有2 mol SiSi键。工业上可通过下列反应制取高纯硅:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),根据下表列举的化学键的键能数据,判断该反应的反应热(H)为()化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/ kJmol-146036

17、0436431176347A.+412 kJmol-1B.-412 kJmol-1C.+236 kJmol-1D.-236 kJmol-1【解析】选C。反应热等于反应物的键能之和-生成物的键能之和,则工业上制取高纯硅的反应热H=4360 kJmol-1+2436 kJmol-1-(2176 kJmol-1+4431 kJmol-1)=+236 kJmol-1。二、非选择题(本题包括2小题,共22分)5.(12分).科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热H分别为-285.8 kJmol-1、-283.0 kJmo

18、l-1和-726.5 kJmol-1。请回答下列问题:(1)用太阳能分解5 mol水消耗的能量是_kJ。(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_。.利用天然气(主要成分为CH4)合成甲醇。2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)H1=-71 kJmol-1CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)H2=-90.5 kJmol-1CH4(g)+O2(g)CH3OH(l)H3=_ kJmol-1。表示该反应的能量变化曲线是_(选填图中的序号“”)。【解析】.(1)消耗的能量为5 mol285.8 kJmol-1=1 429 kJ。(2)根据已知写出热化学方程式:CO(g

19、)+O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJmol-1CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-726.5 kJmol-1由方程式-可以求得目标方程式。.由已知方程式+得到目标方程式,H3=+H2=- kJmol-1-90.5 kJmol-1=-126 kJmol-1。此反应为放热反应,能量变化曲线是。答案:.(1)1 429(2)CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)H=-443.5 kJmol-1.-1266. (10分)(2019长沙高二检测)断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为AB键的键能。下

20、表列出了一些化学键的键能E:化学键HHClClOOCClE/kJmol-1436247x330化学键CHOHHClE/kJmol-1413463431请回答下列问题:(1)如图表示某反应的能量变化关系,则此反应为_(填“吸热”或“放热”)反应,其中H=_(用含有a、b的关系式表示)。(2)若图示中表示反应H2(g)+O2(g)H2O(g)H=-241.8 kJmol-1,则b=_,x=_。(3)历史上曾用“地康法”制氯气,这一方法是用CuCl2作催化剂,在450 时利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为_。若忽略温度和压强对反应热的影响,根据上题中的有关数据,计算当反应中有1

21、mol电子转移时,反应的热量变化为_。【解析】(1)反应物的能量高于生成物,因此是放热反应。反应热为反应物断键吸收的能量与生成物成键放出的能量之差,即H=(a-b)kJmol-1。(2)b表示H、O原子结合为气态水时的能量变化,其数值为4632=926;436+x-926=-241.8,则x=496.4。(3)根据题意写出化学方程式。反应的H=(496.4+4314-2472-4634) kJmol-1=-125.6 kJmol-1,则转移1 mol电子时反应放出的热量为31.4 kJ。答案:(1)放热(a-b) kJmol-1(2)926496.4(3)O2+4HCl2Cl2+2H2O放出热量31.4 kJ- 13 -