新教材高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第二節(jié)反應(yīng)熱的計算訓(xùn)練（含解析）新人教版選擇性

第二節(jié)反應(yīng)熱的計算課后篇素養(yǎng)形成必備知識基礎(chǔ)練1.相同溫度時,下列兩個反應(yīng)的反應(yīng)熱分別用ΔH1和ΔH2表示,則()①H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH1=-Q1kJ·mol-1②2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH2=+Q2kJ·mol-1已知Q1、Q2均大于零。A.Q1>Q2 B.Q1=Q2Q1<Q2 D.Q2=2Q1答案C解析將①式改寫成2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH3=-2Q1kJ·mol-1③,將②式改寫成2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH4=-Q2kJ·mol-1④。③式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)與④式相同,但③式中H2O為氣態(tài),④式中H2O為液態(tài),生成液態(tài)水比生成等物質(zhì)的量的氣態(tài)水所放出的熱量多,故2Q1<Q2。2.已知H—H、H—O和OO的鍵能分別為436kJ·mol-1、462.8kJ·mol-1和497.3kJ·mol-1。下列熱化學(xué)方程式正確的是()2O(g)H2(g)+12O2(g)ΔH=-481.9kJ·mol-12O(g)H2(g)+12O2(g)ΔH=+481.9kJ·mol-12(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=+481.9kJ·mol-12(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-481.9kJ·mol-1答案D解析1mol氣態(tài)水分解產(chǎn)生1molH2(g)和12molO2(g)的能量變化為12。因此氣態(tài)水分解的熱化學(xué)方程式可表示為H2O(g)H2(g)+12O2(g)ΔH=+240.95kJ·mol-1。A、B兩項錯誤。若2mol的氣態(tài)水分解可產(chǎn)生2molH2(g)和1molO2(g),則此時反應(yīng)的焓變是2ΔH=+240.95kJ·mol-1×2=+481.9kJ·mol-1。則H2(g)與O2(g)反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式為2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-481.9kJ·mol-1。C項錯誤,D3.根據(jù)下列熱化學(xué)方程式:①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1②H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1③CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-870.3kJ·mol-1可以計算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為()H=+244.1kJ·mol-1H=-488.3kJ·mol-1H=-996.6kJ·mol-1H=+996.6kJ·mol-1答案B解析所求反應(yīng)可以由①×2+②×2-③得到,故所求反應(yīng)的ΔH=-393.5kJ·mol-1×2-285.8kJ·mol-1×2+870.3kJ·mol-1=-488.3kJ·mol-1。4.已知甲烷、氫氣、一氧化碳的燃燒熱ΔH依次為-akJ·mol-1、-bkJ·mol-1、-ckJ·mol-1(a、b、c均大于0)?？衫眉淄榕c二氧化碳或水反應(yīng)制備CO和H2:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1、CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g)ΔH2。試推算()H1=(a-2b+2c)kJ·mol-1H1=(b+c-2a)kJ·mol-1H2=(b+3c-a)kJ·mol-1H2=(3b+c-a)kJ·mol-1答案D解析依題意知①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-akJ·mol-1②H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-bkJ·mol-1③CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-ckJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律知,①-②×2-③×2得:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH1=(2b+2c-a)kJ·mol-1①-②×3-③得:CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g)ΔH2=(3b+c-a)kJ·mol-1。5.已知①H2O(g)H2O(l)ΔH1=Q1kJ·mol-1②C2H5OH(g)C2H5OH(l)ΔH2=Q2kJ·mol-1③C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)ΔH3=Q3kJ·mol-1。若使23g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)kJ.5(Q1+Q2+Q3)kJC.(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3)kJD.(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3)kJ答案C解析由蓋斯定律,可由3×①+③-②得C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=(3Q1+Q3-Q2)kJ·mol-1。則23g酒精液體完全燃燒并恢復(fù)到室溫,放出的熱量為0.5mol×(-ΔHQ2-1.5Q1-0.5Q3)kJ。6.發(fā)射衛(wèi)星時可用肼(N2H4)作為燃料,用二氧化氮作為氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g)ΔH=+67.7kJ·mol-1N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-543kJ·mol-112H2(g)+12F2(g)HF(g)ΔH=-269kJ·molH2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-242kJ·mol-1(1)N2H4(g)和NO2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為;

(2)有人認(rèn)為若用氟單質(zhì)代替二氧化氮作為氧化劑,則反應(yīng)釋放能量更多,N2H4(g)和F2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。

答案(1)2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1153.7kJ·mol-1(2)N2H4(g)+2F2(g)N2(g)+4HF(g)ΔH=-1135kJ·mol-1解析(1)根據(jù)蓋斯定律,結(jié)合已知熱化學(xué)方程式可得:2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)ΔH=(-543kJ·mol-1)×2-67.7kJ·mol-1=-1153.7kJ·mol-1。(2)根據(jù)蓋斯定律,結(jié)合已知熱化學(xué)方程式可得:N2H4(g)+2F2(g)N2(g)+4HF(g),則ΔH=-543kJ·mol-1+(-269kJ·mol-1)×4-(-242kJ·mol-1)×2=-1135kJ·mol-1。7.已知:(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1(2)H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1(3)H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1常溫常壓下取體積比為4∶1的甲烷和氫氣的混合氣體,其體積折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2L,完全燃燒后,恢復(fù)到常溫,放出的熱量是。

答案384.7kJ解析根據(jù)題意可知混合氣體的物質(zhì)的量為0.5mol,則混合氣體中CH4和H2的物質(zhì)的量分別為0.5mol×45=0.4mol,0.5mol×15。常溫時水為液態(tài),關(guān)鍵能力提升練8.一定條件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-574kJ·mol-1,②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-1160kJ·mol-1。下列選項不正確的是()4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ·mol-14(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)ΔH3<ΔH1C.若用0.2molCH4(g)還原NO2(g)至N2(g),則反應(yīng)中放出的熱量一定為173.4kJD.若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCH4還原NO2至N2,整個過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.8mol答案C解析A項,由①+②2得出:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574-11602kJ·mol-1=-867kJ·mol-1,正確;B項,H2O(g)H2O(l)ΔH<0,因此ΔH3<ΔH1,正確;C項,沒有說明反應(yīng)生成的H2O的狀態(tài),如果是氣態(tài),則正確,若是液態(tài),則大于173.4kJ,錯誤;D項,消耗1molCH4轉(zhuǎn)移8mole-,9.(2018浙江11月選考)已知:H2O(g)H2O(l)ΔH1C6H12O6(g)C6H12O6(s)ΔH2C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(g)+6CO2(g)ΔH3C6H12O6(g)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)ΔH4下列說法正確的是()H1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4H1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0H1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0H1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0答案B解析物質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)(液化)需要放熱,物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)需要吸熱,比較反應(yīng)3和反應(yīng)4,C6H12O6(s)→C6H12O6(g)為吸熱過程,6H2O(g)→6H2O(l)為放熱過程,所以反應(yīng)4放出更多能量,ΔH更小,故ΔH3>ΔH4,選項A錯誤;由蓋斯定律知,反應(yīng)1×6+反應(yīng)2+反應(yīng)3可以得到反應(yīng)4,即6ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4,經(jīng)數(shù)學(xué)變形,可以得到6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0,選項B正確,選項C、D均錯誤。10.已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g)ΔH=-72kJ·mol-1,蒸發(fā)1molBr2(l)需要吸收的能量為30kJ,其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:物質(zhì)H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ436a366則下列說法正確的是()A.2HBr(g)H2(g)+Br2(l)ΔH<02(l)Br2(g)ΔH=-30kJ·mol-12(g)+Br2(g)2HBr(g)ΔH=-42kJ·mol-1D.a=194答案D解析2HBr(g)H2(g)+Br2(l)應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,A錯誤;物質(zhì)由液態(tài)變成氣態(tài),應(yīng)吸收熱量,ΔH>0,B錯誤;已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g)ΔH=-72kJ·mol-1,蒸發(fā)1molBr2(l)需要吸收的能量為30kJ,則有H2(g)+Br2(g)2HBr(g)ΔH=-102kJ·mol-1,C錯誤;由436kJ+akJ-2×366kJ=-102kJ,解得a=194,D正確。11.MgCO3和CaCO3的能量關(guān)系如圖所示(M=Ca、Mg):M2+(g)+CO32-(g)M2+(g)+O2-(g)+COMCO3(s)↑ΔH已知:離子電荷相同時,半徑越小,離子鍵越強(qiáng)。下列說法不正確的是()H1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0H2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0H1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)D.對于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3答案C解析ΔH1表示斷裂MCO3中CO32-和M2+的離子鍵所吸收的能量,離子鍵強(qiáng)度越大,吸收的能量越大,因而ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,A項正確;ΔH2表示斷裂CO32-中共價鍵形成O2-和CO2吸收的能量,與M2+無關(guān),因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,B項正確;由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,而ΔH3表示形成MO離子鍵所放出的能量,ΔH3為負(fù)值,CaO的離子鍵強(qiáng)度弱于MgO,因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO),ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,C項錯誤;由上分析可知ΔH1+ΔH2>0,ΔH3<0,故ΔH1+ΔH12.依據(jù)題意,寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)在25℃、101kPa條件下,1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為。

(2)若適量的N2和O2完全反應(yīng)生成NO2,每生成23gNO2需要吸收16.95kJ熱量。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。

(3)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,在C2H2(氣態(tài))完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的反應(yīng)中,每有5NA個電子轉(zhuǎn)移時,放出650kJ的熱量。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。

(4)已知拆開1molH—H、1molN—H、1molN≡N分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為

。

答案(1)CH3OH(l)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.76kJ·mol-1(2)N2(g)+2O2(g)2NO2(g)ΔH=+67.8kJ·mol-1(3)C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-1300kJ·mol-1(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-113.斷開1molAB(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A—B的鍵能。下表列出了一些化學(xué)鍵的鍵能(E):化學(xué)鍵H—HCl—ClOOC—ClC—HO—HH—ClE/(kJ·mol-1)436x330請回答下列問題:(1)如圖表示某反應(yīng)的能量變化關(guān)系,則此反應(yīng)為(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),其中ΔH=(用含有a、b的關(guān)系式表示)。

(2)若圖示中表示反應(yīng)H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1,則根據(jù)所給鍵能數(shù)據(jù)可得,b=kJ·mol-1,x=。

(3)歷史上曾用“地康法”制氯氣,這一方法是用CuCl2作催化劑,在450℃時利用空氣中的氧氣與氯化氫反應(yīng)制氯氣。反應(yīng)的化學(xué)方程式為。若忽略溫度和壓強(qiáng)對反應(yīng)熱的影響,根據(jù)題給有關(guān)數(shù)據(jù)及前面的計算結(jié)果,計算當(dāng)反應(yīng)中有1mol電子轉(zhuǎn)移時,反應(yīng)的能量變化為。

答案(1)放熱(a-b)kJ·mol-1(3)O2+4HCl2Cl2+2H2O放出28.45kJ能量解析(1)圖示反應(yīng)中反應(yīng)物具有的能量大于生成物具有的能量,因此是放熱反應(yīng)。反應(yīng)熱為反應(yīng)物斷鍵吸收的能量與生成物成鍵放出的能量之差,即ΔH=(a-b)kJ·mol-1。(2)b表示H、O原子結(jié)合為1mol氣態(tài)水時的能量變化,其數(shù)值為462.8×2=925.6;根據(jù)鍵能與焓變的關(guān)系可得,436+12x-925.6=-241.8,則x。(3)根據(jù)題意可寫出“地康法”制氯氣的化學(xué)方程式:O2+4HCl2Cl2+2H2O。該反應(yīng)的ΔH=(495.6+431.8×4-242.7×2-462.8×4)kJ·mol-1=-113.8kJ·mol-1,則轉(zhuǎn)移1mol電子時反應(yīng)放出的能量為。學(xué)科素養(yǎng)拔高練14.將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)