2024高中化学第一章化学反应与能量第三节化学反应热的计算达标训练含解析新人教版选修4

PAGE6-第三节化学反应热的计算1．物质A在肯定条件下可发生一系列转化，由图推断下列关系错误的是()A．A→F，ΔH＝－ΔH6B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1C．C→F，|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|D．|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|解析：F→A，ΔH＝ΔH6，则A→F，ΔH＝－ΔH6，A正确；6个ΔH全部相加，ΔH＝0，B错误；C→F的ΔH＝－(ΔH6＋ΔH1＋ΔH2)，C正确；A→D的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，D→A的ΔH＝ΔH4＋ΔH5＋ΔH6，二者的肯定值相等，符号相反，D正确。答案：B2．已知：①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH1＝－23.9kJ·mol－1②2CH3OH(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－29.1kJ·mol－1③C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)ΔH3＝＋50.7kJ·mol－1则C2H4(g)＋H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔH()A．－45.5kJ·mol－1 B．＋45.5kJ·mol－1C．－55.9kJ·mol－1 D．＋55.9kJ·mol－1解析：总反应可由方程式①－②－③得到，依据盖斯定律可得：ΔH＝－23.9kJ·mol－1＋29.1kJ·mol－1－50.7kJ·mol－1＝－45.5kJ·mol－1。答案：A3．已知4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(l)ΔH＝－xkJ·mol－1。蒸发1molH2O(l)须要汲取的能量为44kJ，其他相关数据如表：物质NH3(g)O2(g)NO(g)H2O(g)1mol分子中的化学键断裂时须要汲取的能量/kJabzd则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为()A.eq\f(x＋4a＋5b－6d－44,4) B.eq\f(x＋12a＋5b－12d－264,4)C.eq\f(x＋4a＋5b－6d－264,4) D.eq\f(x＋12a＋5b－12d－44,4)解析：依据题意可知蒸发1molH2O(l)须要汲取的能量为44kJ，因此6molH2O(g)变成液态水须要放出的能量为6×44kJ。依据ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能可知，在反应4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(l)ΔH＝－xkJ·mol－1＝4akJ·mol－1＋5bkJ·mol－1－4zkJ·mol－1－6dkJ·mol－1－6×44kJ·mol－1，解得z＝eq\f(x＋4a＋5b－6d－264,4)。答案：C4．已知：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1；2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1。现有炭粉和氢气组成的悬浮气0.2mol，在氧气中完全燃烧，共放出63.53kJ热量，则悬浮气中C与H2的物质的量之比为()A．1∶1B．1∶2C．2∶3D．3∶2解析：设悬浮气中炭粉的物质的量为xmol，氢气的物质的量为ymol，则eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x＋y＝0.2，,393.5x＋241.8y＝63.53，))解方程组得：x＝0.1，y＝0.1，即两者的物质的量之比为1∶1。答案：A5．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。据图回答下列问题：(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为_____________________________________________________________________。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为______________________________________________________________________。(3)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的ΔH3＝_____kJ·mol－1，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的ΔH4________ΔH3(填“＞”“＜”或“＝”)。解析：(1)由题图可知，1molP在Cl2中燃烧生成PCl3(g)放出的热量为306kJ，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为P(s)＋eq\f(3,2)Cl2(g)=PCl3(g)ΔH＝－306kJ·mol－1。(2)中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其ΔH＝－93kJ·mol－1，所以PCl5(g)=PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93kJ·mol－1。(3)由盖斯定律可知，一步生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即ΔH3＝ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＝－399kJ·mol－1。答案：(1)P(s)＋eq\f(3,2)Cl2(g)=PCl3(g)ΔH＝－306kJ·mol－1(2)PCl5(g)=PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93kJ·mol－1(3)－399＝时间：40分钟[A级基础巩固]1．下列关于盖斯定律的说法不正确的是()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干脆测得，可通过盖斯定律间接计算得到D．依据盖斯定律，热化学方程式中ΔH干脆相加即可得总反应热解析：依据盖斯定律，热化学方程式的ΔH，须由已知的化学反应经过合理的“变形”(如加减或乘除等)，还要留意正负号的改变。答案：D2．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上升，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O(s)受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up14(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列推断正确的是()A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3解析：依据题意知，CuSO4·5H2O(s)溶于水温度降低，反应为CuSO4·5H2O(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋5H2O(l)ΔH1＞0，CuSO4(s)溶于水温度上升，反应为CuSO4(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH2＜0，依据盖斯定律知，CuSO4·5H2O(s)受热分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up14(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0。ΔH2＜0，ΔH3＞0，所以A错误；由ΔH1＝ΔH3＋ΔH2可知B正确，C、D错误。答案：B3．已知热化学方程式：C(金刚石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1①C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2②C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH3＝＋1.9kJ·mol－1③下列说法正确的是()A．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应B．金刚石比石墨稳定C．ΔH3＝ΔH1－ΔH2D．ΔH1＞ΔH2解析：由热化学方程式③中ΔH3＝＋1.9kJ·mol－1＞0得出石墨比金刚石稳定，故A项正确，B项错误；C项中正确结论应为ΔH3＝ΔH2－ΔH1；ΔH1与ΔH2均小于零，石墨具有的能量低于金刚石，故都生成CO2时ΔH1＜ΔH2，D项错误。答案：A4．物质的生成热可定义为：由稳定单质生成1mol物质所放出的热量，如CO2气体的生成热就是1molC完全燃烧生成CO2气体时放出的热量，已知下列几种化合物的生成热分别是化合物葡萄糖H2O(l)CO2生成热/(kJ·mol－1)1259.8285.8393.5则1kg葡萄糖在人体内完全氧化生成CO2气体和液态水，最多可供应的能量为()A．3225kJ B．2816kJC．6999kJ D．15644kJ解析：依据生成热的定义得下面三个热化学方程式：6C(s)＋3O2(g)＋6H2(g)=C6H12O6(s)ΔH＝－1259.8kJ·mol－1①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1②O2(g)＋2H2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1③由②×6＋③×3－①得：C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－2816kJ·mol－1故1kgC6H12O6(s)完全氧化时放出的热量为2816×eq\f(1000,180)kJ≈15644kJ。答案：D5．100gC不完全燃烧所得气体中，CO和CO2的体积比为1∶2，已知：①C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1＝－110.35kJ·mol－1②CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－282.57kJ·mol－1则与100gC完全燃烧相比，损失的热量是()A．392.92kJ B．2489.42kJC．784.92kJ D．3274.3kJ解析：所谓不完全燃烧就是指C燃烧生成了CO，没有完全生成CO2，而损失的能量就是这部分CO燃烧生成CO2所释放的能量。100gC不完全燃烧得到CO气体的物质的量为100g÷(12g·mol－1)×eq\f(1,3)＝eq\f(25,9)mol，由热化学方程式②可知，1molCO燃烧生成CO2放出282.57kJ的热量，则可求得损失的热量是eq\f(25,9)mol×282.57kJ·mol－1＝784.92kJ，故C选项正确。答案：C6．下图是金属镁和卤素反应的能量改变图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。下列选项不正确的是()A．在所给出的卤化镁中MgI2最不稳定B．MgF2(s)＋Br2(l)=MgBr2(s)＋F2(g)ΔH＝＋600kJ·mol－1C．MgBr2与Cl2反应的ΔH＜0D．化合物的热稳定性依次：MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2解析：A项，据题图知，卤化镁中MgI2的能量最高，最不稳定，正确；B项，Mg(s)＋F2(g)=MgF2(s)ΔH＝－1124kJ·mol－1，Mg(s)＋Br2(l)=MgBr2(s)ΔH＝－524kJ·mol－1，将其次个方程式与第一个方程式相减得MgF2(s)＋Br2(l)=MgBr2(s)＋F2(g)ΔH＝＋600kJ·mol－1，故正确；C项，氯化镁的能量小于溴化镁的能量，氯气的能量大于溴的能量，所以MgBr2与Cl2反应是放热反应，即ΔH＜0，故正确；D项，能量越小的物质越稳定，所以化合物的热稳定性依次为MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，故错误。答案：D[B级实力提升]7．计算焓变ΔH的方法有多种：(1)利用盖斯定律。已知热化学方程式：①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－25kJ·mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH＝－47kJ·mol－1③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋19kJ·mol－1写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式_____________________________________________________。(2)利用键能计算：键能数据如下：化学键H—HN—HN≡N键能/(kJ·mol－1)436391946已知反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，且该反应的ΔH＝akJ·mol－1，则a＝__________________________________________。解析：(1)依据①×3－②－③×2得到：6FeO(s)＋6CO(g)=6Fe(s)＋6CO2(g)ΔH＝－66kJ·mol－1；从而得到：FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－1。(2)ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝946kJ·mol－1＋3×436kJ·mol－1－6×391kJ·mol－1＝－92kJ·mol－1。答案：(1)FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－1(2)－92kJ·mol－18．探讨化学反应中的能量改变有重要意义。请依据学过的学问回答下列问题：已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量改变如下图所示：(1)反应的热化学方程式为____________________________________________________________________________________。(2)已知：C(s)