高中化学人教版化学反应原理第一章化学反应与能量 第1章第3节

第一章第三节基础巩固1．同温同压下，下列各热化学方程式中反应热数值最小的是eq\x(导学号68732113)(C)A．2A(l)＋B(l)=2C(g)ΔH＝＋Q1kJ·mol－1B．2A(g)＋B(g)=2C(g)ΔH＝＋Q2kJ·mol－1C．2A(g)＋B(g)=2C(l)ΔH＝＋Q3kJ·mol－1D．2A(l)＋B(l)=2C(l)ΔH＝＋Q4kJ·mol－1解析：因气态(g)要比液态(l)的能量高，反应又是吸热，所以我们可以画一张图：用后面减去前面就可以得到ΔH，所以各热化学方程式中反应热数值最小的是：2A(g)＋B(g)=2C(l)ΔH＝＋Q3kJ·mol－1；故选C。2．化学反应N2＋3H2＝2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是eq\x(导学号68732114)(A)A．N2(g)＋3H2(g)=2NH3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1C．eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)=NH3(l)ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1D．eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)=NH3(g)ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1解析：由图象知eq\f(1,2)molN2和eq\f(3,2)molH2变为氮原子和氢原子吸收热量akJ，而1molN原子和3mol氢原子结合成气态氨放出bkJ的热量，1mol气态氨液化为液态氨又放出ckJ热量，则由N2和H2生成液态NH3的热化学方程式写作：N2(g)＋3H2(g)=2NH3(l)ΔH＝－2(b＋c－a)kJ·mol－1＝2(a－b－c)kJ·mol－1或eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)=NH3(l)ΔH＝(a－b－c)kJ·mol－1生成气态氨的热化学方程式，N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝2(a－b)kJ·mol－1或eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)=NH3(g)ΔH＝(a－b)kJ·mol－1。3．已知：NH3·H2O(aq)与H2SO4(aq)反应生成1mol正盐的ΔH＝－kJ·mol－1；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热为ΔH＝－kJ·mol－1。则NH3·H2O在水溶液中电离的ΔH等于eq\x(导学号68732115)(D)A．－kJ·mol－1 B．－kJ·mol－1C．＋kJ·mol－1 D．＋kJ·mol－1解析：根据题意先写出热化学方程式：2NH3·H2O(aq)＋H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1。再由盖斯定律得，NH3·H2O(aq)=NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋OH－(aq)ΔH＝＋kJ·mol－1，D正确。4．将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)ΔH＝＋kJ/molC(s，石墨)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝－kJ/mol则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)=TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是eq\x(导学号68732116)(D)A．＋kJ/mol B．＋kJ/molC．－kJ/mol D．－kJ/mol解析：认真观察已知反应和目标反应，将已知反应分别记为①、②，应用盖斯定律，由反应①＋②×2即可解题。5．已知：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝akJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－220kJ·mol－1H—H、O=O和O—H键的键能分别为436、496和462kJ·mol－1，则a为eq\x(导学号68732117)(D)A．－332 B．－118C．＋350 D．＋130解析：本题考查盖斯定律和反应热的相关计算，意在考查考生的化学计算能力。根据盖斯定律由题给的两个热化学方程式可得：2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋(2a＋220)kJ·mol－1，则有：4×462kJ·mol－1－2×436kJ·mol－1－496kJ·mol－1＝(2a＋220)kJ·mol－1，解得6．室温下，将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1mol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)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是eq\x(导学号68732118)(B)A．ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3解析：由题给条件可知：①CuSO4·5H2O(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋5H2O(l)ΔH1>0，②CuSO4(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH2<0，由①－②可得CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH3＝ΔH1－ΔH2>0，选B。7．已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下所示：①C2H2(g)＋5/2O2(g)→2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－1300kJ/mol②C6H6(g)＋15/2O2(g)→6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－3295kJ/mol下列说法正确的是eq\x(导学号68732119)(D)A．1molC2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热大于1300kJB．1molC6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于3295kJC．相同条件下，等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧，C6H6(g)放热更多D．C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应解析：A项，水由液态到气态需要吸热，由①知生成气态水放热小于1300kJ；B项，由②知放热小于3295kJ；C项，等质量时放热，C2H2：eq\f(1300,26)>C6H6：eq\f(3295,78)；D项，依盖斯定律：3×①－②得3C2H2(g)=C6H6(g)ΔH＝－605kJ/mol。8．氢气燃烧生成液态水的热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)=2H2O(1)ΔH＝－572kJ·mol－1。请回答下列问题：eq\x(导学号68732120)(1)生成物能量总和__小于__(填“大于”“小于”或“等于”)反应物能量总和。(2)若2mol氢气燃烧生成水蒸气，则放出的热量__小于__(填“大于”“小于”或“等于”)572kJ。(3)H2的标准燃烧热ΔH＝__－286_kJ·mol－1__。(4)反应2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O的能量变化如图所示。已知拆开1molH2、1molO2和1molH—O中的化学键分别需要消耗436kJ、496kJ和463kJ的能量。则反应过程(Ⅱ)__放出__(填“吸收”或“放出”)__1852__kJ。解析：(1)该反应的ΔH<0，为放热反应，生成物能量总和小于反应物能量总和。(2)由热化学方程式可知，2mol氢气燃烧生成液态水，放出572kJ热量，由于液态水变为水蒸气需要吸收热量，故2mol氢气燃烧生成水蒸气，放出的热量小于572kJ。(3)标准燃烧热ΔH＝－eq\f(572,2)kJ·mol－1＝－286kJ·mol－1。(4)反应过程(1)中，能量由低到高，反应吸收热量，反应过程(Ⅱ)中，能量由高到低，反应放出热量。反应过程(Ⅱ)中形成了4molH—O键，放出的热量为：4×463kJ＝1852kJ。素能拓展1．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1下列说法不正确的是eq\x(导学号68732121)(B)A．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为B．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)ΔH>－574kJ/molC．反应①②转移的电子数相同D．反应②中当molCH4反应完全时转移的电子总数为mol解析：根据盖斯定律，将①②相加得到如下热化学方程式：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－867kJ/mol，标准状况下4.48LCH4的物质的量为mol，放出的热量为mol×867kJ/mol＝kJ；由于液态水变为气态水需要吸收热量，所以生成液态水的反应放出的热量多，放热越多，则ΔH越小，即ΔH<－574kJ/mol；反应②中每1molCH4反应完全时转移的电子总数为8mol,molCH4完全反应时转移的电子总数为mol。2．根据下列热化学方程式：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－kJ/mol②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH2＝－kJ/mol③CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－kJ/mol可以计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为eq\x(导学号68732122)(B)A．ΔH＝＋kJ/mol B．ΔH＝－kJ/molC．ΔH＝－kJ/mol D．ΔH＝＋kJ/mol解析：由①×2＋②×2－③可得：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2－ΔH3＝2×(－kJ/mol)＋2×(－kJ/mol)－(－kJ/mol)＝－kJ/mol。3．已知：1mol晶体硅中含有2molSi—Si键。工业上可通过下列反应制取高纯硅：SiCl4(g)＋2H2(g)eq\o(=,\s\up7(高温))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(ΔH)为eq\x(导学号68732123)(C)化学键Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C键能/kJ·mol－1460360436431176347A．＋412kJ·mol－1 B．－412kJ·mol－1C．＋236kJ·mol－1 D．－236kJ·mol－1解析：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ΔH＝4×360kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－(2×176kJ·mol－1＋4×431kJ·mol－1)＝＋236kJ·mol－1。4．在298K、×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol·L－1NaOH溶液中充分反应，测得反应放热xkJ。已知在该条件下，将1molCO2通入1L2mol·L－1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量。则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式书写正确的是eq\x(导学号68732124)(CA．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(2y－x)kJ·mol－1B．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(2x－y)kJ·mol－1C．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1D．2CO2(g)＋2NaOH(l)=2NaHCO3(l)ΔH＝－(8x－2y)kJ·mol－1解析：由题意可知：molCO2通入到含molNaOH的溶液中充分反应，放出xkJ的热量。根据碳原子守恒和钠原子守恒可计算出，该反应生成molNa2CO3和molNaHCO3，则①eq\f(1,2)CO2(g)＋eq\f(3,4)NaOH(aq)=eq\f(1,4)Na2CO3(aq)＋eq\f(1,4)NaHCO3(aq)＋eq\f(1,4)H2O(l)ΔH＝－xkJ·mol－1。1molCO2通入1L2mol·L－1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量，可得②CO2(g)＋2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)＋H2O(l)ΔH＝－ykJ·mol－1。①×4－②，得CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1，故C项正确。D项中NaOH、NaHCO3存在于溶液中，不是液体，故D项错误。5．(双选)下列反应中Q2>Q1的是eq\x(导学号68732125)(AD)A．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝Q1kJ·mol－1H2(g)＋Br2(g)=2HBr(g)ΔH＝Q2kJ·mol－1B．H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝Q1kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝Q2kJ·mol－1C．P4(s)＋5O2(g)=2P2O5(s)ΔH＝Q1kJ·mol－1P4(g)＋5O2(g)=2P2O5(s)ΔH＝Q2kJ·mol－1D．HCl(aq)＋NaOH(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝Q1kJ·mol－1CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)=CH3COONa(aq)＋H2O(l)ΔH＝Q2kJ·mol－1解析：A项，与H2反应，Cl2比Br2剧烈，产物HCl比HBr稳定，生成HCl时放出的热量多，ΔH小，故Q1<Q2，正确；B项，Q1>0，Q2<0，故Q1>Q2，错误；C项，P4(g)→P4(s)放出热量，故Q1>Q2，错误；D项，CH3COOH为弱酸，反应时电离要吸热，Q2>Q1，正确。6．CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。eq\x(导学号68732126)已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2＝－kJ·mol－1③C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH3＝＋kJ·mol－1则反应CO(g)＋H2(g)＋O2(g)=H2O(g)＋CO2(g)的ΔH＝__－·mol－1。标准状况下的水煤气(CO、H2)33.6L与氧气反应生成CO2和H2O，反应过程中转移__3__解析：根据盖斯定律，将①－③即得CO(g)＋H2(g)＋O2(g)=H2O(g)＋CO2(g)，则ΔH＝－kJ·mol－1－(＋kJ·mol－1)＝－kJ·mol－1。由于在该反应中，1molCO和1molH2均失去2mole－，故标准状况下33.6L水煤气(CO和H2)失电子数为eq\fL,L·mol－1)×2＝3mol。7．将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位。炼铁高炉中发生的关键反应如下：C(s)＋O2(g)=CO2