2023新教材人教版化学作业与测评第1章 第2节

化学选择性必修1［人教版］作业与测评第二节反应热的计算[预习作业](建议用时：15分钟)1．盖斯定律是指不管化学反应____________________，其反应热是________的。或者说，在一定条件下化学反应的反应热只与__________________有关，而与________无关。答案是一步完成的还是分几步完成的相同反应体系的始态和终态反应的途径2．若有，则ΔH＝________。答案ΔH1＋ΔH21．假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法错误的是()A．|ΔH1|一定大于|ΔH2|B．|ΔH1|<|ΔH3|C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0D．甲→丙过程的ΔH＝ΔH1＋ΔH2答案A2．已知：Fe2O3(s)＋eq\f(3,2)C(s)=eq\f(3,2)CO2(g)＋2Fe(s)ΔH＝＋234.1kJ/mol；C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol；则2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)的ΔH是()A．－824.4kJ/mol B．－627.6kJ/molC．－744.7kJ/mol D．－169.4kJ/mol答案A解析观察题给热化学方程式并依次编号为①、②，②×eq\f(3,2)－①可得2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)，则ΔH＝eq\f(3,2)ΔH2－ΔH1＝－824.35kJ/mol≈－824.4kJ/mol。3．钛被称为“第三金属”，其制取原料为金红石(TiO2)，制取步骤为TiO2→TiCl4eq\o(→,\s\up10(镁，800℃，Ar))Ti。已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2③TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)＋O2(g)ΔH3则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH为()A．ΔH3＋2ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＋2ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2D．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2答案C解析由③＋①×2－②可得：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)ΔH＝ΔH3＋2ΔH1－ΔH2。4．已知：CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH1C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH3CuO(s)＋CO(g)=Cu(s)＋CO2(g)ΔH42CuO(s)＋C(s)=2Cu(s)＋CO2(g)ΔH5下列关于上述反应焓变的判断不正确的是()A．ΔH1>0 B．ΔH2>0C．ΔH2<ΔH3 D．ΔH5＝2ΔH4＋ΔH1答案C解析从上到下依次给热化学方程式编号①、②、③、④、⑤，ΔH1>0，ΔH2>0，根据盖斯定律②－③＝①，即ΔH2－ΔH3＝ΔH1>0，则ΔH2>ΔH3，故C错误。5．2022年2月北京冬奥会“飞扬”火炬的燃料是丙烷(C3H8)，而1996年亚特兰大奥运会火炬的燃料是丙烯(C3H6)。已知：①C3H8(g)=CH4(g)＋C2H2(g)＋H2(g)ΔH1＝＋255.7kJ/mol②C3H6(g)=CH4(g)＋C2H2(g)ΔH2＝＋131.5kJ/mol则丙烷脱氢制丙烯反应：C3H8(g)=C3H6(g)＋H2(g)ΔH＝__________________。答案＋124.2kJ/mol[课时分层练](建议用时：40分钟)[学习·理解]1．下列说法不正确的是()A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同B．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C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到D．根据盖斯定律，热化学方程式中ΔH直接相加即可得总反应热答案D解析根据盖斯定律，须由已知的化学反应经过合理的“变形”(如“加减或乘除”等)，才能得到目标热化学方程式的ΔH。2．已知热化学方程式：H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋241.8kJ/mol①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol②当1g液态水变为水蒸气时，其热量变化是()A．吸热88kJ B．吸热2.44kJC．放热44kJ D．吸热44kJ答案B解析由－(①＋②)得H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ/mol，所以当1g液态水变为水蒸气时，约要吸收2.44kJ的热量。3．已知：2Zn(s)＋O2(g)=2ZnO(s)ΔH＝－701.0kJ·mol－12Hg(l)＋O2(g)=2HgO(s)ΔH＝－181.6kJ·mol－1则反应Zn(s)＋HgO(s)=ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为()A．＋519.4kJ·mol－1B．＋259.7kJ·mol－1C．－259.7kJ·mol－1D．－519.4kJ·mol－1答案C解析将题给热化学方程式依次编号为①、②。根据盖斯定律，由(①－②)×eq\f(1,2)可得：Zn(s)＋HgO(s)=ZnO(s)＋Hg(l)ΔH＝[(－701.0kJ·mol－1)－(－181.6kJ·mol－1)]×eq\f(1,2)＝－259.7kJ·mol－1。4．已知N≡N键的键能为945.6kJ·mol－1，N—H键的键能为391kJ·mol－1，根据热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，可知H—H键的键能是()A．45kJ·mol－1 B．436kJ·mol－1C．1308kJ·mol－1 D．135kJ·mol－1答案B解析根据公式ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝945.6kJ·mol－1＋3(H—H键的键能)－6×391kJ·mol－1＝－92.4kJ·mol－1，计算出H—H键的键能＝436kJ·mol－1，B正确。[重难点拨]依据键能计算ΔH的方法5．已知在稀溶液中：1mol弱酸HX与1molNaOH反应的反应热ΔH＝－12.1kJ·mol－1；HCl与NaOH反应的反应热ΔH＝－57.3kJ·mol－1。则HX在稀溶液中的电离热ΔH(单位：kJ·mol－1)等于()A．＋45.2 B．－45.2C．－69.4 D．＋69.4答案A解析弱酸HX在与NaOH发生中和反应的过程中会发生电离，电离过程吸热，则所求电离热ΔH＝(－12.1＋57.3)kJ·mol－1＝＋45.2kJ·mol－1，故A正确。6．根据如图所示的物质转化关系，下列说法错误的是()A．相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，前者具有的能量较高B．相同质量的NO2(g)和N2O4(g)，破坏两种物质中所有的化学键，后者所需的能量高C．ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4D．N2H4(l)＋NO2(g)=eq\f(3,2)N2(g)＋2H2O(l)ΔH，则ΔH>ΔH4答案D解析N2H4(l)变为N2H4(g)需要吸收热量，故相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，N2H4(g)的能量高于N2H4(l)，A正确；NO2(g)=eq\f(1,2)N2O4(g)ΔH3<0，所以破坏1molNO2所含的化学键需要吸收的能量比破坏0.5molN2O4所含的化学键需要吸收的能量低，B正确；由盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，C正确；N2H4(l)＋NO2(g)=eq\f(3,2)N2(g)＋2H2O(l)ΔH，ΔH＝ΔH3＋ΔH4，因ΔH3<0，故ΔH<ΔH4，D错误。7．(1)下列三个反应在某密闭容器中进行：反应①：Fe(s)＋CO2(g)=FeO(s)＋CO(g)ΔH1＝akJ·mol－1反应②：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2＝bkJ·mol－1反应③：2Fe(s)＋O2(g)=2FeO(s)ΔH3＝________kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。(2)焦炭与CO、CO2、H2均是重要的化工原料，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下：反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.58kJ·mol－1反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.19kJ·mol－1反应Ⅲ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH3则反应Ⅲ的ΔH3＝________kJ·mol－1。(3)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定下来，但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，相关的热化学方程式如下：①CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝＋210.5kJ·mol－1②eq\f(1,4)CaSO4(s)＋CO(g)eq\f(1,4)CaS(s)＋CO2(g)ΔH2＝－47.3kJ·mol－1反应：CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。答案(1)2a＋b(2)－90.77(3)－399.7[重难点拨]应用盖斯定律计算反应热的注意事项(1)反应热的数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时改变相同倍数。(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。(3)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。[应用·实践]8．已知：①2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1；②Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝－226kJ·mol－1，根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是()A．CO的燃烧热为283kJB．反应①反应物总键能与反应产物总键能之差为＋566kJ·mol－1C．反应2Na2O2(s)＋2CO2(s)=2Na2CO3(s)＋O2(g)ΔH>－452kJ·mol－1D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移数为6.02×1023答案C解析CO的燃烧热为283kJ·mol－1，A错误；反应①反应物总键能与反应产物总键能之差为反应热，为－566kJ·mol－1，B错误；题目中方程式②的2倍为2Na2O2(s)＋2CO2(g)=2Na2CO3(s)＋O2(g)ΔH＝－452kJ·mol－1，本题中的CO2(s)变为气体吸热，所以反应放出的热量就少于452kJ，ΔH>－452kJ·mol－1，C正确；题目中eq\f(1,2)×①＋②为Na2O2(s)＋CO(g)=Na2CO3(s)ΔH＝－509kJ·mol－1，此时放热509kJ，因为CO是1mol，所以转移电子数是2×6.02×1023，D错误。9．已知：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝571.0kJ·mol－1。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：过程Ⅰ：2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g)ΔH＝313.2kJ·mol－1过程Ⅱ：……下列说法不正确的是()A．过程Ⅰ中每消耗232gFe3O4转移2mol电子B．过程Ⅱ的热化学方程式：3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s)ΔH＝128.9kJ·mol－1C．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能D．铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点答案C解析过程Ⅰ：2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g)，当有2molFe3O4分解时，生成1mol氧气，而232gFe3O4的物质的量为1mol，故生成0.5mol氧气，氧元素由－2价变为0价，故转移2mol电子，故A正确；已知反应①2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝571.0kJ·mol－1和反应②2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g)ΔH＝313.2kJ·mol－1，根据盖斯定律，将①×eq\f(1,2)－②×eq\f(1,2)可得过程Ⅱ的热化学方程式：3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s)ΔH＝128.9kJ·mol－1，故B正确；过程Ⅰ和过程Ⅱ均为吸热反应，不存在将化学能转化为热能的过程，故C错误；反应3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s)的产物中，氢气为气体，而Fe3O4为固体，故铁氧化合物循环制H2的产物易分离，且由于利用太阳能，成本低，故D正确。10．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)＋eq\f(5,2)O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－1300kJ/mol②C6H6(g)＋eq\f(15,2)O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－3295kJ/mol下列说法正确的是()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答案D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，错误；B项，由②知放热小于3295kJ，错误；C项，等质量时放热，C2H2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1300,26)))>C6H6eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3295,78)))，错误；D项，依据盖斯定律：3×①－②得3C2H2(g)=C6H6(g)ΔH＝－605kJ/mol，正确。[重难点拨]比较反应热大小时的注意事项(1)比较反应热的大小时，不能只比较ΔH数值的大小，应带“＋”“－”进行比较。(2)可逆反应不能进行到底，实际反应放出或吸收的热量小于热化学方程式中反应热的绝对值。(3)对于放热反应，可利用状态迅速比较反应热的大小。当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少；当反应物状态不同，生成物状态相同时，反应物为固体时反应放热最少，反应物为气体时反应放热最多。11．2mol金属钠和1mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是()A．ΔH2>0B．ΔH4＋ΔH5＋ΔH8＝ΔH1C．在相同条件下，2K(g)→2K＋(g)的ΔH3′<ΔH3D．ΔH6＋ΔH7＝ΔH8答案B解析金属钠由固态变为气态的过程中需要吸收热量，因此ΔH2>0，A正确；由盖斯定律可知，过程1为2、3、4、5、6、7或2、3、4、5、8的过程之和，则ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH8＝ΔH1，B错误；由钾原子原子核外有4个电子层，其失去最外层一个电子所需的能量较小，因此2K(g)→2K＋(g)的ΔH3′<ΔH3，C正确；由盖斯定律可知ΔH6＋ΔH7＝ΔH8，D正确。12．NASA宣布将发起“CO2转化挑战赛”，这项研究有助于解决在火星上的生存问题。下列说法不正确的是()A．ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3＋ΔH4)B．用工业催化剂代替微生物发酵，ΔH5不变C．葡萄糖的燃烧热ΔH＝－ΔH1D．“人造转化器”所起的作用就是催化剂答案D解析根据盖斯定律可知ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3＋ΔH4)，A正确；催化剂不改变反应热，故用工业催化剂代替微生物发酵，ΔH5不变，B正确；根据图示可知葡萄糖的燃烧热ΔH＝－ΔH1，C正确；“人造转化器”的目的是使非自发反应发生，D错误。13．(1)CH4－CO2通过催化重整反应转化为合成气(CO和H2)，不仅可以达到天然气高效利用的目的，还可有效减少温室气体排放。回答下列问题：已知：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH1CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.0kJ·mol－1化学键H—HC—OC≡OH—OC—HE/(kJ·mol－1)436