人教版化學(xué)選修4化學(xué)反應(yīng)熱的計算習(xí)題

1、第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計算A組1.已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H1=-890.3 kJ·mol-1;H2(g)+12O2(g)H2O(l) H2=-285.8 kJ·mol-1。CO2與H2反應(yīng)生成甲烷氣體與液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) H3,則H3為( ) A.-252.9 kJ·mol-1B.+252.9 kJ·mol-1C.-604.5 kJ·mol-1D.+604.5 kJ·mol-1解析:由蓋斯定律可知H3=4H2-H1=(-285.8 kJ&#

2、183;mol-1)×4+890.3 kJ·mol-1=-252.9 kJ·mol-1。答案:A2.已知熱化學(xué)方程式:C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O(l) H1=-1 301.0 kJ·mol-1C(s)+O2(g)CO2(g) H2=-393.5 kJ·mol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l) H3=-285.8 kJ·mol-1則反應(yīng)2C(s)+H2(g)C2H2(g)的H為( )A.+228.2 kJ·mol-1B.-228.2 kJ·mol-1C.+1 301.0 kJ

3、3;mol-1D.+621.7 kJ·mol-1解析:熱化學(xué)方程式和之間存在如下關(guān)系:2×+-=。所以2H2+H3-H1=H=-2×393.5 kJ·mol-1-285.8 kJ·mol-1+1 301.0 kJ·mol-1=+228.2 kJ·mol-1。答案:A3.已知:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) H=-566 kJ·mol-1,Na2O2(s)+CO2(g)Na2CO3(s)+12O2(g)H=-226 kJ·mol-1。根據(jù)以上熱化學(xué)方程式判斷,下列說法正確的是( )A.CO的燃燒熱為

4、283 kJB.如圖所示可表示由CO生成CO2的反應(yīng)過程和能量關(guān)系C.2Na2O2(s)+2CO2(s)2Na2CO3(s)+O2(g) H>-452 kJ·mol-1D.CO(g)與Na2O2(s)反應(yīng)放出509 kJ熱量時,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為6.02×1023解析:A選項中燃燒熱單位錯誤,應(yīng)為kJ·mol-1;B項圖中沒有表示出H=-566 kJ·mol-1時,對應(yīng)的反應(yīng)物與生成物物質(zhì)的量的關(guān)系及聚集狀態(tài),B項錯;由于2Na2O2(s)+2CO2(g)2Na2CO3(s)+O2(g) H=-452 kJ·mol-1,固態(tài)CO2轉(zhuǎn)化為氣態(tài)CO

5、2需吸收熱量,所以2Na2O2(s)+2CO2(s)2Na2CO3(s)+O2(g) H>-452 kJ·mol-1,C項正確;根據(jù)蓋斯定律,將已知的兩個熱化學(xué)方程式分別編號并作12×+運算得:CO(g)+Na2O2(s)Na2CO3(s) H=-509 kJ·mol-1,可知當(dāng)放出509 kJ熱量時,消耗1 mol CO(g),電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2×6.02×1023,D項錯誤。答案:C4.已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H=-196.6 kJ·mol-1,實驗室測得4 mol SO2發(fā)生上述化學(xué)反應(yīng)時放出314.3

6、 kJ熱量,參加反應(yīng)的SO2的物質(zhì)的量為( )A.1.6 molB.2.0 molC.3.2 molD.3.6 mol解析:參加反應(yīng)的SO2為314.3 kJ×2mol196.6 kJ3.2 mol。答案:C5.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l) H=-571.6 kJ·mol-1;CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) H=-890 kJ·mol-1?，F(xiàn)有H2與CH4的混合氣體112 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),使其完全燃燒生成CO2和H2O(l),若實驗測得反應(yīng)放熱3 695 kJ。原混合氣體中H2與CH4的物質(zhì)的量之比是( )A.11B.13C

7、.14D.23解析:設(shè)H2、CH4的物質(zhì)的量分別為x、y。則x+y=5 mol,571.6 kJ·mol-1x÷2+890 kJ·mol-1y=3 695 kJ,解得x=1.25 mol;y=3.75 mol,兩者比為13,故選B項。答案:B6.運用蓋斯定律,結(jié)合下述反應(yīng)方程式,回答問題。已知:(1)NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s) H1=-176 kJ·mol-1(2)NH3(g)+H2O(l)NH3·H2O(aq) H2=-35.1 kJ·mol-1(3)HCl(g)+H2O(l)HCl(aq) H3=-72.3 kJ&

8、#183;mol-1(4)NH3(aq)+HCl(aq)NH4Cl(aq) H4=-52.3 kJ·mol-1(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)NH4Cl(aq) H5則第(5)個方程式中的反應(yīng)熱H5是 。 解析:根據(jù)蓋斯定律和上述反應(yīng)方程式得:(4)+(3)+(2)-(1)=(5),即H5=+16.3 kJ·mol-1。答案:+16.3 kJ·mol-1B組1.已知H2O(g)H2O(l) H = Q1 kJ·mol-1;C2H5OH(g)C2H5OH(l) H =Q2 kJ·mol-1;C2H5OH(g)+3O2(g) 2CO

9、2(g)+3H2O(g) H = Q3 kJ·mol-1。若使23 g酒精液體完全燃燒,最后恢復(fù)到室溫,則放出的熱量為( )A.(Q1+Q2+Q3) kJB.0.5(Q1+Q2+Q3) kJC.(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3) kJD.(1.5Q1-0.5Q2 +0.5Q3) kJ解析:23 g酒精的物質(zhì)的量為0.5 mol,生成1.5 mol氣態(tài)H2O,冷至室溫放熱為-1.5Q1 kJ,酒精汽化時吸收的熱量為-0.5Q2 kJ, 故反應(yīng)放出的熱量應(yīng)為(-1.5Q1+0.5Q2-0.5Q3) kJ。答案:C2.酸性氧化物和堿反應(yīng)生成酸式鹽的反應(yīng)很難直接測其反應(yīng)熱。已知常溫常壓下

10、,將22 g CO2通入750 mL 1 mol·L-1 NaOH溶液中充分反應(yīng),測得反應(yīng)放出x kJ的熱量。已知在該條件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L-1的NaOH溶液中充分反應(yīng)放出y kJ熱量,則CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式為( )A.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) H=-(2y-x) kJ·mol-1B.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) H=-(2x-y) kJ·mol-1C.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq) H=-(4x-y) kJ·mo

11、l-1D.2CO2(g)+2NaOH(l)2NaHCO3(l) H=-(8x-2y) kJ·mol-1解析:0.5 mol CO2與0.75 mol NaOH反應(yīng),CO2過量,故反應(yīng)生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3,放出x kJ的熱量,若生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3應(yīng)放出4x kJ的熱量。1 mol CO2通入2 mol NaOH溶液中恰好生成1 mol Na2CO3,放出y kJ的熱量,由蓋斯定律可得:CO2和NaOH生成1 mol NaHCO3時放出熱量為(4x-y) kJ,D項中標(biāo)錯了物質(zhì)的狀態(tài)。答案:C3.已知H2(

12、g)+Br2(g)2HBr(g) H=-72 kJ·mol-1,蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的能量為30 kJ,其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ436a369則下列說法正確的是( )A.2HBr(g)H2(g)+Br2(g) H<0B.Br2(l)Br2(g) H=-30 kJ·mol-1C.HH鍵的鍵能為436 kJD.a=200解析:A項,2HBr(g)H2(g)+Br2(g)應(yīng)為吸熱反應(yīng),H>0;B項,液體變成氣體,應(yīng)吸收熱量,H>0,故B項錯誤;C項,單位錯,HH鍵的鍵

13、能應(yīng)為436 kJ·mol-1,故C項錯誤;D項,已知H2(g)+Br2(g)2HBr(g) H=-72 kJ·mol-1,蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的能量為30 kJ,則有H2(g)+Br2(g)2HBr(g) H=-102 kJ·mol-1,反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能,則有436 kJ+a-2×369 kJ=-102 kJ,a=200 kJ,故D項正確。故選D。答案:D4.廢舊印刷電路板的回收利用可實現(xiàn)資源再生,并減少污染。廢舊印刷電路板經(jīng)粉碎分離,能得到非金屬粉末和金屬粉末。用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板

14、金屬粉末中的銅。已知:Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g) H=+64.39 kJ·mol-12H2O2(l)2H2O(l)+O2(g) H=-196.46 kJ·mol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l) H=-285.84 kJ·mol-1在H2SO4溶液中,Cu與H2O2反應(yīng)生成Cu2+和H2O的熱化學(xué)方程式為 。 解析:已知熱化學(xué)方程式中+12×+得:Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l)Cu2+(aq)+2H2O(l) H=-319.68 kJ·mol-1H=H1+12×H2+H3=+6

15、4.39 kJ·mol-1+12×(-196.46 kJ·mol-1)+(-285.84 kJ·mol-1)=-319.68 kJ·mol-1答案:Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l) H=-319.68 kJ·mol-15.紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示(圖中的H表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。根據(jù)圖回答下列問題:(1)P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式為 。 (2)PCl5分解成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式為

16、。 (3)P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1 mol PCl5的H3= ,P和Cl2一步反應(yīng)生成1 mol PCl5的H4 (填“>”“<”或“=”)H3。 解析:(1)由題圖看出,1 mol P在Cl2中燃燒生成PCl3(g)放出的熱量為306 kJ,所以P與Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式為P(s)+32Cl2(g)PCl3(g) H=-306 kJ·mol-1。(2)中間產(chǎn)物PCl3和未完全反應(yīng)的Cl2的總能量高于最終產(chǎn)物PCl5的能量,其H=-93 kJ·mol-1,所以PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) H=+93 kJ

17、3;mol-1。(3)由蓋斯定律可知,一步生成PCl5和兩步生成PCl5的熱效應(yīng)相等,即H3=H4=H1+H2=-399 kJ·mol-1。答案:(1)P(s)+32Cl2(g)PCl3(g) H=-306 kJ·mol-1(2)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) H=+93 kJ·mol-1(3)-399 kJ·mol-1 =6.將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為C(s)+O2(g)CO2(g) H=-393.5 kJ·mol-1H2(

18、g)+12O2(g)H2O(g) H=-242.0 kJ·mol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g) H=-283.0 kJ·mol-1請回答:(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。 (2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”;乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律做出下列循環(huán)圖:并據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。請分析:甲、乙兩同學(xué)觀點正確的是 (填“甲”或“乙

19、”);判斷的理由是   。 (3)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點,請列舉其中的兩個優(yōu)點  。 解析:根據(jù)蓋斯定律將方程式合并即可得C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) H=+131.5 kJ·mol-1,由此可知煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是吸熱反應(yīng),而甲正是忽略了這個問題,才誤認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量?！贝鸢?(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) H=+131.5 kJ·mol-1(2)乙 甲同學(xué)忽略了煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量(或H1=H2+H3且H2>0)(3)減少污染,燃燒充分,方便運輸(答兩點即可)7.斷開1 mol AB(g)分子中的化學(xué)鍵使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量稱為AB鍵的鍵能。下表列出了一些化學(xué)鍵的鍵能E:化學(xué)鍵HHClClOOCClCHOHHClE/(kJ·mol-1