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1、【成才之路】2013-2014 学年高中化学 1-3 化学反应热的计算课时达标作业 新人教版选修 4 一、选择题 1(2013北京东城期末检测)碘与氢气反应的热化学方程式是 I2(g)H2(g)=2HI(g)H9.48 kJmol1 I2(s)H2(g)=2HI(g)H26.48 kJmol1 下列说法正确的是()A的产物比的产物稳定 BI2(s),I2(g)H17.00 kJmol1 C的反应物总能量比的反应物总能量低 D1 mol I2(g)中通入 1 mol H2(g)，发生反应时放热 9.48 kJ 解析：本题考查化学与能量的关系，考查考生对热化学知识的掌握能力。难度中等。两个反应的产
2、物完全相同，A 错；由可得：I2(s),I2(g)H35.96 kJmol1，B 错；由于反应为可逆反应，1 mol I2(g)中通入 1 mol H2(g)，反应物不可能完全反应，故反应放热小于 9.48 kJ，D 错。答案：C 2(2013黄冈质检)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CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)HQ1 kJmol1，室温下，若将 1 mol 无水硫酸铜溶解为溶液时放热 Q2 kJ，则()AQ1Q2 BQ1Q2 CQ10。HQ1 kJmol1，HQ2 kJmol1。由盖斯定律 H总HHQ1 kJmol1(Q2 kJmol1)0，
3、则 Q1Q2。答案：A 3(2013石家庄质检)已知 CO(g)、H2(g)和 CH3OH(l)的燃烧热(H)分别为283.0 kJmol1、285.8 kJmol1和726.5 kJmol1，则由 CO(g)和 H2(g)反应生成 1 mol CH3OH(l)的 H为()A128.1 kJmol1 B141.1 kJmol1 C157.7 kJmol1 D175.7 kJmol1 解析：本题考查盖斯定律，考查考生对盖斯定律的应用能力。难度中等。CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)，由盖斯定律和三种物质的燃烧热化学方程式可知，该反应的 H反应物的总燃烧热一生成物的燃烧热，即 H283 kJ
4、/mol285.8 kJ/mol2(726.5 kJ/mol)128.1 kJ/mol。答案：A 4(2013太原调研)已知：2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJ/mol C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 14/mol 则制备水煤气的反应 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的 H 为()A131.3 kJ/mol B131.3 kJ/mol C373.1 kJ/mol D3731 kJ/mol 解析：本题考查考生运用盖斯定律计算反应热的能力。难度中等。根据盖斯定律，由()2 可得：C(s)H2
5、O(g)=CO(g)H2(g)，则 H(221 kJ/mol483.6 kJ/mol)2131.3 kJ/mol。答案：A 5(2013天津河西区质检)已知：H2O(g)=H2O(l)H1Q1 kJmol1(Q10)C2H5OH(g)=C2H5OH(l)H2Q2 kJmol1(Q10)C2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H3Q3 kJmol1(Q30)若使 23 g 液态乙醇完全燃烧，最后恢复室温，则放出的热量为(单位为 kJ)()AQ1Q2Q3 B1.5Q10.5Q20.5Q3 C0.5(Q1Q2Q3)D0.5Q11.5Q20.5Q3 解析：本题考查盖斯定律的应用，考
6、查考生的运算能力。难度中等。将三个方程式分别标号为，则3可得：C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)，根据盖斯定律，H(3Q1Q2Q3)kJmol1,23 g 乙醇物质的量为 0.5 mol，则放出的热量为(1.5Q10.5Q20.5Q3)kJ，B 正确。答案：B 6(2013安庆联考)用 CH4催化还原 NOx可以消除氮氧化物的污染。已知 CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJmol1，CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 160 kJmol1。若在标准状况下 4.48 L CH4恰好能将一定量N
7、O2还原成 N2和 H2O(g)，则整个过程中放出的热量为()A114.8 kJ B232 kJ C368.8 kJ D173.4 kJ 解析：由盖斯定律知：CH4还原 NO2生成 N2和 H2O(g)的热化学方程式为 CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1，所以 0.2 mol CH4参加反应，放出的热量为 173.4 kJ。答案：D 7(2013经典习题选萃)已知：1 mol 晶体硅中含有 2 mol SiSi 键。工业上可通过下列反应制取高纯硅：SiCl4(g)2H2(g)高温,Si(s)4HCl(g)，根据下表列举的化学键的键能数据，判断
8、该反应的反应热(H)为()化学键 SiO SiCl HH HCl SiSi SiC 键能/kJmol1 460 360 436 431 176 347 A.412 kJmol1 B412 kJmol1 C236 kJmol1 D236 kJmol1 解析：反应热等于反应物的键能之和生成物的键能之和，则工业上制取高纯硅的反应热 H4360 kJmol12436 kJmol1(2176 kJmol14431 kJmol1)236 kJmol1。答案：C 8已知热化学方程式 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H10，则关于 2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2的说法不正确的是()A热化学方
9、程式中的化学计量数只表示分子数 B该反应的 H2应大于零 C该反应的 H2H1 D该反应可表示 36 g 液态水完全分解生成气态氢气和氧气的热效应 解析：热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量的多少，A 项错误；题干中的两个热化学方程式是相反的两个变化过程，热效应符号相反，而数值相等，B、C项正确；D 项描述符合热化学方程式的意义，D 项正确。答案：A 点拨：由盖斯定律可知：对于两个逆向的化学反应方程式，其反应热的数值相等，而符号相反。9假定反应体系的始态为 S，终态为 L，它们之间变化如图所示：SH1H2L，则下列说法不正确的是()A若 H10 B若 H10，则 H20 CH1
10、和 H2的绝对值相等 DH1H20 答案：B 10 1 mol CH4气体完全燃烧放出的热量为 802 kJ，但当不完全燃烧生成 CO 和 H2O 时，放出的热量为 519 kJ。如果 1 mol CH4与一定量 O2燃烧生成 CO、CO2、H2O，并放出 731.25 kJ 的热量，则一定量 O2的质量为()A40 g B56 g C60 g D无法计算 解析：CH4的燃烧可分为两部分，由题意写出热化学方程式：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H802 kJ/mol CH4(g)32O2(g)=CO(g)2H2O(l)H519 kJ/mol 本题的解法可有几种，可采用列方程
11、组的方法，也可用十字交叉法，下面用十字交叉法解答此题。即两者比为 3:1，即在两反应中参加反应的 CH4的比例为 3:1，故消耗 O2的质量为 m(O2)342143232 g/mol60 g。解析：解此类题的依据是热化学方程式，运用热化学方程式中反应物的量和反应热的定量关系列比例式或列方程组计算。若已知反应物的量可求反应热，也可由已知反应热求反应物的量。计算时要特别注意热化学方程式中，反应物化学计量数。答案：C 11乙醇的燃烧热为 H1，甲醇的燃烧热为 H2，且 H1C6H6：3 29578；D 项，依盖斯定律：3得 3C2H2(g)=C6H6(g)H605 kJ/mol。答案：D 二、非选
12、择题 13(2013贵阳市高三期末考试)据粗略统计，我国没有处理排放的焦炉煤气已超过 250亿立方米，这不仅是能源的浪费，也对环境造成极大污染。为解决这一问题，我国在 2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚，其中甲醇产量在 2012 年末已达到 500600 万吨。请回答下列问题：(1)已知 CO 中的 C 与 O 之间为三键连接，且合成甲醇的主要反应原理为 CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H1。下表所列为常见化学键的键能数据：化学键 CC CH HH CO CO HO 键能/kJmol1 348 414 436 326.8 1 032 464 则该反应的 H1_。(2)二甲醚是一
13、种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂做制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。已知利用焦炉气合成二甲醚的三步反应如下：.2H2(g)CO(g)=CH3OH(g)H1.2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H223.5 kJmol1.CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H341.3 kJmol1 总反应：3H2(g)3CO(g)=CH3OCH3(g)CO2(g)的 H_。解析：(1)依据 H(生成物的总键能反应物的总键能)求解。(2)方程式：2可得总方程式，H 带符号做同样的加减。答案：(1)128.8 kJmol1(2)322.4 kJmol1 14(2013黄冈质检)红磷 P(s)
14、和 Cl2(g)发生反应生成 PCl3(g)和 PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的 H 表示生成 1 mol 产物的数据)。根据图回答下列问题：(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 1 mol PCl5的 H3_，P 和 Cl2一步反应生成 1 mol PCl5的 H4_(填“”“”或“”)H3。解析：(1)由题图看出，1 mol P(s)在 Cl2(g)中燃烧生成 PCl3(g)放出的热量为 306 kJ/mol，所以P 与Cl2反应生成PCl3的热化学方程式
15、为P(s)32Cl2(g)=PCl3(g)H306 kJ/mol。(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 H93 kJ/mol，所以热化学方程式 PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJ/mol。(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 H3H1H2399 kJ/mol。答案：(1)P(s)32Cl2(g)=PCl3(g)H306 kJ/mol(2)PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJ/mol(3)399 kJ/mol 点拨：本题主要考查了学生的审图能力。书写热化学方程式时，若
16、不注意物质的状态，H 的“”“”及单位也很容易出错。15(2013经典习题选萃)甲醇是人们开发利用的一种新能源，已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.8 kJmol1 CH3OH(g)1/2O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1。CH3OH(l),CH3OH(g)H337.4 kJmol1(1)写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_(2)H2的燃烧热为_。(3)二甲醚也是一种新型燃料，1 mol二甲醚蒸气完全燃烧生成CO2和液态水时放出1 455 kJ 热量，若 1 mol 二甲醚和甲醇的混合气体完全燃烧生成 CO2和液态水时共放出 1 224.9 kJ热量
17、，则混合气体中甲醇和二甲醚的物质的量之比为_。解析：(1)根据盖斯定律，由可得液态甲醇完全燃烧的热化学方程式。书写表示物质燃烧热的热化学方程式时，需注意反应条件为 25、101 kPa，可燃物的化学计量数为 1，且产物中 H2O 为液态。(2)根据燃烧热的定义和反应的 H 可计算出 H2的燃烧热为 285.9 kJmol1。(3)根据盖斯定律，由可得：CH3OH(g)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJmol1，设混合气体中甲醇的物质的量分数为 n，则 n764.7 kJmol1(1n)1 455 kJmol11 224.9 kJ，解得 n1/3，则甲醇和二甲醚的物质
18、的量之比为 12。答案：(1)CH3OH(l)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H727.3 kJmol1(2)285.9 kJmol1(3)12 1620 年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展，像电一样，氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二级能源”，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源，如煤、石油、太阳能和原子能等。(1)为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是()A电解水 B锌和稀硫酸反应 C光解海水 D以石油、天然气为原料(2)氢气燃烧时耗氧量小，发
19、热量大。已知碳和氢气燃烧的热化学方程式为：C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1 H2(g)12O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1 试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是_。(3)氢能源有可能实现能源的贮存，也有可能实现经济、高效的输送。研究表明过渡金属型氢化物(又称间充氢化物)，在这类氢化物中，氢原子填充在金属的晶格间隙之间，其组成不固定，通常是非化学计量的，如：LaH2.76、TiH1.73、CeH2.69、ZrH1.98、PrH2.85、TaH0.78。已知标准状况下，1 体积的钯粉大约可吸收 896 体积的氢气(钯粉的密度为 10.64
20、gcm3，相对原子质量为 106.4)，试写出钯(Pd)的氢化物的化学式_。解析：(1)光解海水法：利用特殊催化剂，模拟生物光合作用制取氢气，是经济且资源可持续使用的制氢方法。(2)由热化学方程式可知，相同质量的氢气和碳完全燃烧时放出的热量之比为(285.8 kJmol11 g2 gmol1):(393.5 kJmol11 g12 gmol1)4.36:1。(3)由 题 意 可 知，1 cm3钯 粉 可 吸 收896 cm3的 氢 气，n(Pd)n(H)1 cm310.64 gcm3106.4 gmol1:0.896 L22.4 Lmol121:0.8，故氢化物的化学式为 PdH0.8。答案：
21、(1)C(3)4.36:1(3)PdH0.8 盖斯简介 盖斯，瑞士化学家，1802 年 8 月 8 日生于瑞士日内瓦市一个画家家庭，三岁时随父亲定居俄国莫斯科，因而在俄国上学和工作。1825 年毕业于多尔帕特大学医学系，并获得医学博士学位。1826 年弃医专攻化学，并到瑞典斯德哥尔摩柏济力阿斯实验室专修化学，从此与柏济力阿斯结成了深厚的友谊。回国后到乌拉尔做地质调查和勘探工作，后又到伊尔库茨克研究矿物。1828 年由于在化学上的卓越贡献被选为圣彼得堡科学院院士，旋即被聘为圣彼得堡工艺学院理论化学教授兼中央师范学院和矿业学院教授。盖斯早年从事分析化学的研究，曾对巴库附近的矿物和天然气进行分析，作出了一定成绩，之后还曾发现蔗糖可氧化成糖二酸。1830 年专门从事化学热效应测定方法的改进，曾改进拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较准确地测定了化学反应中的热量。1840 年经过许多次实验，他总结出一条规律：在任何化学反应过程中的热量，不论该反应是一步完成的还是分步进行的，其总热量变化是相同的。这就是举世闻名的盖斯定律。