2024-2025学年高中化学专题2.1焓变和反应热盖斯定律的三大应用练习新人教版选修4

PAGE1-专题01焓变和反应热盖、斯定律的三大应用题组1能源及其利用1.下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是()A.化石能源物质内部蕴涵着大量的能量B.绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来C.物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用D.吸热反应没有利用价值【答案】D2.形成节约能源和爱护生态环境的产业结构是人类与自然和谐发展的重要保证，你认为下列行为中有悖于这一保证的是()A.开发太阳能、水能、风能等新能源，削减运用煤、石油等化石燃料B.探讨采煤、采油新技术，提高产量以满意工业生产的快速发展C.在农村推广运用沼气D.削减资源消耗、增加资源的重复运用和资源的循环再生【答案】B【解析】采煤、采油新技术不利于节约能源和爱护生态环境题组2中和热和燃烧热的概念3.25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液中发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1，则下列描述正确的是()A.KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B.NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ·mol－1C.H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热为ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量【答案】A【解析】依据中和热的定义和题意，A正确；中和反应为放热反应，ΔH为负值，B错误；中和热指生成1molH2O(l)时的反应热，C错误；D中醋酸是弱酸，电离要汲取热量，生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ。4.已知反应热：①25℃、101kPa时，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1弱电解质电离时吸热。下列结论正确的是()A.C的燃烧热大于110.5kJ·mol－1B.①的反应热为221kJ·mol－1C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3kJ·mol－1D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量【答案】A题组3热化学方程式书写正误推断5.已知在1.01×105Pa、298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ的热量，下列热化学方程式正确的是()A.H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋242kJ·mol－1B.2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－484kJ·mol－1C.H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝＋242kJ·mol－1D.2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝＋484kJ·mol－1【答案】A【解析】2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，则1mol氢气燃烧生成水蒸气应放出eq\f(1,2)×484kJ＝242kJ热量，放出热量ΔH为“－”，各物质的状态分别是H2(g)、O2(g)、H2O(g)。B项中的H2O的状态应为气态；C、D项中ΔH的符号应为“－”；A项是逆向进行的反应，ΔH为“＋”，数值相等，故应选A。6.已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()A.2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2bkJ·mol－1B.C2H2(g)＋eq\f(5,2)O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝＋2bkJ·mol－1C.2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－4bkJ·mol－1D.2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋bkJ·mol－1【答案】C7.下列热化学方程式正确的是()A.甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol－1，则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1B.500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up9(500℃),\s\do3(30MPa))2NH3(g)ΔH＝－38.6kJ·mol－1C.已知在120℃、101kPa下，1gH2燃烧生成水蒸气放出121kJ热量，其热化学方程式为H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1D.25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1，硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)＋2KOH(aq)=K2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1【答案】C【解析】由燃烧热的定义可知，水应以液态形式存在，A项错误；N2与H2反应生成NH3为可逆反应，不能完全进行，所以19.3kJ不是0.5molN2与1.5molH2完全反应放出的热量，B项错误；D选项，反应物的物质的量与ΔH不对应。题组4盖斯定律在反应热计算中的典型应用8.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8kJ·mol－1、1411.0kJ·mol－1和1366.8kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为()A.－44.2kJ·mol－1 B.＋44.2kJ·mol－1C.－330kJ·mol－1 D.＋330kJ·mol－1【答案】A【解析】本题由已知反应的燃烧热计算新反应的反应热。依据燃烧热的概念，写出热化学方程式。①C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－1411.0kJ·mol－1②C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.8kJ·mol－1①－②得：C2H4(g)＋H2O(l)=C2H5OH(l)ΔH＝－44.2kJ·mol－1，故应选A。9.S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。已知：①S(单斜，s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＝－297.16kJ·mol－1②S(正交，s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1③S(单斜，s)=S(正交，s)ΔH3下列说法正确的是()A.ΔH3＝＋0.33kJ·mol－1B.单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应C.S(单斜，s)=S(正交，s)ΔH3<0，正交硫比单斜硫稳定D.S(单斜，s)=S(正交，s)ΔH3>0，单斜硫比正交硫稳定【答案】C10.已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH＝＋Q1kJ·mol－1，室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则()A.Q1>Q2B.Q1＝Q2C.Q1<Q2D.无法比较【答案】A【解析】依据盖斯定律，可设计下列分步反应：依题意，胆矾溶于水时，溶液温度降低，说明该反应为吸热反应，ΔH总>0。ΔH＝＋Q1，ΔH′＝－Q2。由盖斯定律ΔH总＝ΔH＋ΔH′＝＋Q1＋(－Q2)>0，则Q1>Q2。题组5化学反应与能量有关学问的综合应用11.为了合理利用化学能，确保平安生产，化工设计须要充分考虑化学反应的焓变，并实行相应措施。化学反应的焓变通常用试验进行测定，也可进行理论推算。(1)试验测得，5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：______________________________________。(2)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键须要消耗能量，形成化学键又会释放能量。已知反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝akJ·mol－1。化学键H—HN—HN≡N键能(kJ·mol－1)436391945试依据表中所列键能数据估算a的数值：___________________________________。(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过试验干脆测定的化学反应的焓变进行推算。已知：C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2＝－571.6kJ·mol－1②2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599kJ·mol－1③依据盖斯定律，计算298K时由C(石墨，s)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的焓变：______________________________________________________________________。【答案】(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452.8kJ·mol－1(2)－93(3)ΔH＝＋226.7kJ·mol－1(3)由题意知，需求下述反应的焓变：2C(石墨，s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH，由盖斯定律，将题给热化学方程式加合，(①×4＋②－③)/2得：2C(石墨，s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH＝2ΔH1＋eq\f(ΔH2,2)－eq\f(ΔH3,2)则ΔH＝[2×(－393.5)＋eq\f(－571.6,2)－eq\f(－2599,2)]kJ·mol－1＝＋226.7kJ·mol－1。12.探讨NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：①CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1②S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.0kJ·mol－1此反应的热化学方程式是___________________________________________________。(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：CO(g)＋NO2(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－bkJ·mol－1(b>0)若用标准状况下3.36LCO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为________mol，放出的热量为______________kJ(用含有a和b的代数式表示)。(3)用CH4催化还原NOx也可以