2024高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計算達(dá)標(biāo)訓(xùn)練含解析新人教版選修4

PAGE6-第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計算1．物質(zhì)A在肯定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化，由圖推斷下列關(guān)系錯誤的是()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，則A→F，ΔH＝－ΔH6，A正確；6個ΔH全部相加，ΔH＝0，B錯誤；C→F的ΔH＝－(ΔH6＋ΔH1＋ΔH2)，C正確；A→D的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，D→A的ΔH＝ΔH4＋ΔH5＋ΔH6，二者的肯定值相等，符號相反，D正確。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則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：總反應(yīng)可由方程式①－②－③得到，依據(jù)蓋斯定律可得：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。蒸發(fā)1molH2O(l)須要汲取的能量為44kJ，其他相關(guān)數(shù)據(jù)如表：物質(zhì)NH3(g)O2(g)NO(g)H2O(g)1mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時須要汲取的能量/kJabzd則表中z(用x、a、b、d表示)的大小為()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：依據(jù)題意可知蒸發(fā)1molH2O(l)須要汲取的能量為44kJ，因此6molH2O(g)變成液態(tài)水須要放出的能量為6×44kJ。依據(jù)ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能可知，在反應(yīng)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。現(xiàn)有炭粉和氫氣組成的懸浮氣0.2mol，在氧氣中完全燃燒，共放出63.53kJ熱量，則懸浮氣中C與H2的物質(zhì)的量之比為()A．1∶1B．1∶2C．2∶3D．3∶2解析：設(shè)懸浮氣中炭粉的物質(zhì)的量為xmol，氫氣的物質(zhì)的量為ymol，則eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(x＋y＝0.2，,393.5x＋241.8y＝63.53，))解方程組得：x＝0.1，y＝0.1，即兩者的物質(zhì)的量之比為1∶1。答案：A5．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ΔH表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。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______________________________________________________________________。(3)P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1molPCl5的ΔH3＝_____kJ·mol－1，P和Cl2一步反應(yīng)生成1molPCl5的ΔH4________ΔH3(填“＞”“＜”或“＝”)。解析：(1)由題圖可知，1molP在Cl2中燃燒生成PCl3(g)放出的熱量為306kJ，所以P與Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式為P(s)＋eq\f(3,2)Cl2(g)=PCl3(g)ΔH＝－306kJ·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ΔH＝－93kJ·mol－1，所以PCl5(g)=PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93kJ·mol－1。(3)由蓋斯定律可知，一步生成PCl5和兩步生成PCl5的總熱效應(yīng)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＝時間：40分鐘[A級基礎(chǔ)鞏固]1．下列關(guān)于蓋斯定律的說法不正確的是()A．不管反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱相同B．反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)C．有些反應(yīng)的反應(yīng)熱不能干脆測得，可通過蓋斯定律間接計算得到D．依據(jù)蓋斯定律，熱化學(xué)方程式中ΔH干脆相加即可得總反應(yīng)熱解析：依據(jù)蓋斯定律，熱化學(xué)方程式的ΔH，須由已知的化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過合理的“變形”(如加減或乘除等)，還要留意正負(fù)號的改變。答案：D2．室溫下，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度上升，熱效應(yīng)為ΔH2；CuSO4·5H2O(s)受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up14(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3。則下列推斷正確的是()A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3解析：依據(jù)題意知，CuSO4·5H2O(s)溶于水溫度降低，反應(yīng)為CuSO4·5H2O(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋5H2O(l)ΔH1＞0，CuSO4(s)溶于水溫度上升，反應(yīng)為CuSO4(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH2＜0，依據(jù)蓋斯定律知，CuSO4·5H2O(s)受熱分解的熱化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up14(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0。ΔH2＜0，ΔH3＞0，所以A錯誤；由ΔH1＝ΔH3＋ΔH2可知B正確，C、D錯誤。答案：B3．已知熱化學(xué)方程式：C(金剛石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1①C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2②C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH3＝＋1.9kJ·mol－1③下列說法正確的是()A．石墨轉(zhuǎn)化成金剛石的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B．金剛石比石墨穩(wěn)定C．ΔH3＝ΔH1－ΔH2D．ΔH1＞ΔH2解析：由熱化學(xué)方程式③中ΔH3＝＋1.9kJ·mol－1＞0得出石墨比金剛石穩(wěn)定，故A項正確，B項錯誤；C項中正確結(jié)論應(yīng)為ΔH3＝ΔH2－ΔH1；ΔH1與ΔH2均小于零，石墨具有的能量低于金剛石，故都生成CO2時ΔH1＜ΔH2，D項錯誤。答案：A4．物質(zhì)的生成熱可定義為：由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol物質(zhì)所放出的熱量，如CO2氣體的生成熱就是1molC完全燃燒生成CO2氣體時放出的熱量，已知下列幾種化合物的生成熱分別是化合物葡萄糖H2O(l)CO2生成熱/(kJ·mol－1)1259.8285.8393.5則1kg葡萄糖在人體內(nèi)完全氧化生成CO2氣體和液態(tài)水，最多可供應(yīng)的能量為()A．3225kJ B．2816kJC．6999kJ D．15644kJ解析：依據(jù)生成熱的定義得下面三個熱化學(xué)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)完全氧化時放出的熱量為2816×eq\f(1000,180)kJ≈15644kJ。答案：D5．100gC不完全燃燒所得氣體中，CO和CO2的體積比為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則與100gC完全燃燒相比，損失的熱量是()A．392.92kJ B．2489.42kJC．784.92kJ D．3274.3kJ解析：所謂不完全燃燒就是指C燃燒生成了CO，沒有完全生成CO2，而損失的能量就是這部分CO燃燒生成CO2所釋放的能量。100gC不完全燃燒得到CO氣體的物質(zhì)的量為100g÷(12g·mol－1)×eq\f(1,3)＝eq\f(25,9)mol，由熱化學(xué)方程式②可知，1molCO燃燒生成CO2放出282.57kJ的熱量，則可求得損失的熱量是eq\f(25,9)mol×282.57kJ·mol－1＝784.92kJ，故C選項正確。答案：C6．下圖是金屬鎂和鹵素反應(yīng)的能量改變圖(反應(yīng)物和產(chǎn)物均為298K時的穩(wěn)定狀態(tài))。下列選項不正確的是()A．在所給出的鹵化鎂中MgI2最不穩(wěn)定B．MgF2(s)＋Br2(l)=MgBr2(s)＋F2(g)ΔH＝＋600kJ·mol－1C．MgBr2與Cl2反應(yīng)的ΔH＜0D．化合物的熱穩(wěn)定性依次：MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2解析：A項，據(jù)題圖知，鹵化鎂中MgI2的能量最高，最不穩(wěn)定，正確；B項，Mg(s)＋F2(g)=MgF2(s)ΔH＝－1124kJ·mol－1，Mg(s)＋Br2(l)=MgBr2(s)ΔH＝－524kJ·mol－1，將其次個方程式與第一個方程式相減得MgF2(s)＋Br2(l)=MgBr2(s)＋F2(g)ΔH＝＋600kJ·mol－1，故正確；C項，氯化鎂的能量小于溴化鎂的能量，氯氣的能量大于溴的能量，所以MgBr2與Cl2反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即ΔH＜0，故正確；D項，能量越小的物質(zhì)越穩(wěn)定，所以化合物的熱穩(wěn)定性依次為MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，故錯誤。答案：D[B級實力提升]7．計算焓變ΔH的方法有多種：(1)利用蓋斯定律。已知熱化學(xué)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寫出FeO(s)被CO(g)還原成Fe(s)和CO2(g)的熱化學(xué)方程式_____________________________________________________。(2)利用鍵能計算：鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵H—HN—HN≡N鍵能/(kJ·mol－1)436391946已知反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，且該反應(yīng)的ΔH＝akJ·mol－1，則a＝__________________________________________。解析：(1)依據(jù)①×3－②－③×2得到：6FeO(s)＋6CO(g)=6Fe(s)＋6CO2(g)ΔH＝－66kJ·mol－1；從而得到：FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11kJ·mol－1。(2)ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能＝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．探討化學(xué)反應(yīng)中的能量改變有重要意義。請依據(jù)學(xué)過的學(xué)問回答下列問題：已知一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)過程的能量改變?nèi)缦聢D所示：(1)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________________。(2)已知：C(s)