反應(yīng)熱的計算 同步練習(xí) 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第二節(jié)反應(yīng)熱的計算第2課時反應(yīng)熱的計算基礎(chǔ)過關(guān)練題組一反應(yīng)熱的相關(guān)計算1.(2024河南中原名校聯(lián)考)工業(yè)上PCl3可通過下列反應(yīng)制取:P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g)(已知P4為正四面體結(jié)構(gòu),如圖),斷裂1molP—P、1molCl—Cl、1molP—Cl需要吸收的能量分別為akJ、bkJ、ckJ,該反應(yīng)的ΔH為()A.(12c-6a-6b)kJ·mol-1B.(4a+6b-12c)kJ·mol-1C.(a+6b-12c)kJ·mol-1D.(6a+6b-12c)kJ·mol-12.(2024浙江臺州月考)合成氨工業(yè)中的氫氣可由天然氣和水反應(yīng)制備,其主要反應(yīng)為CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH=+162kJ·mol-1,斷裂化學(xué)鍵所需能量如表,則斷裂1molC—H所需吸收的能量為()化學(xué)鍵H—OCOH—H斷裂1mol化學(xué)鍵需要吸收的能量/kJ464803436A.207kJB.414kJC.632kJD.828kJ3.(教材習(xí)題改編)已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH1=-571.6kJ/mol②H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH2=-241.8kJ/mol③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-890.3kJ/mol請回答下列問題:(1)H2的燃燒熱為kJ/mol;等質(zhì)量的H2和CH4完全燃燒生成H2O(l),放出熱量較多的是。

(2)112.0L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H2和CH4的混合氣體充分燃燒生成H2O(l),放出3242.5kJ熱量,則混合氣體中CH4的體積分?jǐn)?shù)為。

(3)寫出CH4燃燒生成CO2和水蒸氣的熱化學(xué)方程式:。

題組二反應(yīng)熱的判斷與大小比較4.(2024湖南長沙雅禮中學(xué)月考)下列各組熱化學(xué)方程式中,ΔH的比較正確的是()①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH1C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH2②S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH3S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH4③H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH52H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH6④CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)ΔH7CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH8A.ΔH1<ΔH2B.ΔH3<ΔH4C.ΔH5<ΔH6D.ΔH7>ΔH85.(經(jīng)典題)(2024廣東深圳紅嶺中學(xué)質(zhì)檢)已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH1②3H2(g)+Fe2O3(s)2Fe(s)+3H2O(g)ΔH2③2Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)ΔH3④2Al(s)+32O2(g)Al2O3(s)ΔH4⑤2Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s)ΔH5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()A.ΔH1>0B.ΔH5>0C.ΔH4<ΔH3D.ΔH1=ΔH2+ΔH3能力提升練題組反應(yīng)熱知識的綜合應(yīng)用1.(2024重慶部分重點(diǎn)中學(xué)調(diào)研)以太陽能為熱源,熱化學(xué)硫碘循環(huán)分解水制氫流程如圖。已知?dú)錃馊紵裏幡=-286kJ·mol-1,ΔH3為()A.+172kJ·mol-1B.+400kJ·mol-1C.+29kJ·mol-1D.+254kJ·mol-12.(經(jīng)典題)(2024河南濮陽月考)回答下列問題:(1)火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合并在高溫下煅燒,所得物質(zhì)可作耐高溫材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(石墨,s)2Al2O3(s)+3TiC(s)ΔH=-1176kJ·mol-1,則反應(yīng)過程中,每轉(zhuǎn)移1mol電子放出的熱量為。

(2)下表是斷裂部分化學(xué)鍵所需吸收的能量數(shù)據(jù)?；瘜W(xué)鍵P—PP—OOOPO斷裂1mol化學(xué)鍵需吸收的能量/kJ198360498x①已知1mol白磷完全燃燒生成固態(tài)P4O10的ΔH=-2982kJ·mol-1,白磷(P4)、P4O6、P4O10的結(jié)構(gòu)如圖所示,則表中x=。

②0.5mol白磷(P4)與O2完全反應(yīng)生成固態(tài)P4O6,放出的熱量為kJ。

3.(2023河南南陽一中月考)25℃、101kPa下,磷與氯氣反應(yīng)時各狀態(tài)間的能量(單位為kJ·mol-1)變化如圖所示。已知:E1=E2-274.4kJ·mol-1=E3-495.2kJ·mol-1=E4-626kJ·mol-1=E5-1703.6kJ·mol-1=E6-1774kJ·mol-1?；卮鹣铝袉栴}:(1)依據(jù)圖示寫出各反應(yīng)的焓變:6Cl2(g)+P4(白磷,s)4PCl3(g)ΔH1=;

5Cl2(g)+2P(紅磷,s)2PCl5(g)ΔH2=;

Cl2(g)+PCl3(l)PCl5(s)ΔH3=。

(2)已知25℃、101kPa下:①P4(白磷,s)+5O2(g)2P2O5(s)ΔH4②4P(紅磷,s)+5O2(g)2P2O5(s)ΔH5則ΔH4(填“>”“=”或“<”)ΔH5。

(3)黑磷與白磷、紅磷互為同素異形體,已知P4(白磷,s)4P(黑磷,s)ΔH=-157.2kJ·mol-1,則紅磷、白磷、黑磷的穩(wěn)定性從高到低的順序為(填名稱)。

(4)25℃、101kPa下,將1.86g紅磷在2.24L(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)Cl2中引燃,生成了大量的白色煙霧,完全反應(yīng)后,若紅磷和Cl2均無剩余且生成的每種產(chǎn)物均只有一種狀態(tài),此時放出的熱量為kJ。

答案與分層梯度式解析基礎(chǔ)過關(guān)練1.D2.B4.A5.C1.DP4為正四面體結(jié)構(gòu),含有6個P—P(破題關(guān)鍵),ΔH=反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵釋放的總能量=(6a+6b-12c)kJ·mol-1。2.B在化學(xué)反應(yīng)中,舊鍵斷開吸收能量,新鍵形成釋放能量,ΔH=反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵釋放的總能量,設(shè)斷裂1molC—H需要吸收的能量為akJ,則ΔH=(4×a+4×464-2×803-4×436)kJ·mol-1=+162kJ·mol-1,解得a=414。3.答案(1)285.8H2(2)60%(3)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3kJ/mol解析(1)根據(jù)反應(yīng)①可知2molH2完全燃燒生成H2O(l)時放熱571.6kJ,則H2的燃燒熱為285.8kJ/mol;根據(jù)反應(yīng)①、③可分別求出1gH2、CH4完全燃燒生成H2O(l)放出的熱量分別為571.6kJ4=142.9kJ、890.3kJ16≈55.6kJ,故等質(zhì)量的H2和CH4完全燃燒,H2放出的熱量較多。(2)設(shè)混合氣體中H2和CH4的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol,依據(jù)題意得x+y=112.022.4和285.8x+890.3y=3242.5,解得x=2、y=3,故混合氣體中CH4的體積分?jǐn)?shù)為35×100%=60%。(3)根據(jù)蓋斯定律,②×2-①+③得CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)Δ4.A等質(zhì)量的C完全燃燒放出的熱量比不完全燃燒放出的熱量多,故有ΔH2>ΔH1,A正確;S(s)具有的總能量比等質(zhì)量的S(g)小,故等質(zhì)量S(s)比S(g)完全燃燒放出的熱量少,故ΔH3>ΔH4,B錯誤;根據(jù)|ΔH|與熱化學(xué)方程式化學(xué)式前的化學(xué)計量數(shù)呈正比,可知H2(g)+12O2(g)H2O(l),2H2(g)+O2(g)2H2O(l),2ΔH5=ΔH6<0,則有ΔH5>ΔH6,C錯誤;CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)是放熱反應(yīng),即ΔH7<0,而CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)為吸熱反應(yīng),即ΔH8>0,則有ΔH7<ΔH8,D錯誤。5.C燃燒反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以ΔH1<0,A錯誤;Al與Fe2O3的反應(yīng)屬于鋁熱反應(yīng),鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以ΔH5<0,B錯誤;根據(jù)蓋斯定律,將反應(yīng)④-③得2Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s)ΔH5=ΔH4-ΔH3<0,則ΔH4<ΔH3,C正確;根據(jù)蓋斯定律,將反應(yīng)②+③得3H2(g)+32O2(g)3H2O(g)ΔH2+ΔH3,與反應(yīng)①進(jìn)行比較,可得出ΔH1=23(ΔH2+ΔH3),D錯誤。能力提升練1.A讀圖是解答本題的關(guān)鍵,在題述類流程圖中箭頭指入物質(zhì)為反應(yīng)物,箭頭指出物質(zhì)為生成物(解題技法)。反應(yīng)①為SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)H2SO4(aq)+2HI(g)ΔH1=-213kJ·mol-1;反應(yīng)②為H2SO4(aq)SO2(g)+1/2O2(g)+H2O(l)ΔH2=+327kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)①+反應(yīng)②得反應(yīng)④I2(g)+H2O(l)2HI(g)+1/2O2(g)ΔH4=+114kJ·mol-1;氫氣燃燒熱ΔH=-286kJ·mol-1,則反應(yīng)⑤H2(g)+1/2O2(g)H2O(l)ΔH5=-286kJ·mol-1;反應(yīng)③為2HI(g)I2(g)+H2(g),根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)③=-(反應(yīng)④+反應(yīng)⑤),則ΔH3=-(+114kJ·mol-1-286kJ·mol-1)=+172kJ·mol-1。2.答案(1)98kJ(2)①585②819解析(1)由反應(yīng)4Al(s)+3TiO2(s)+3C(石墨,s)2Al2O3(s)+3TiC(s)可知,轉(zhuǎn)移12mol電子放出熱量1176kJ,則反應(yīng)過程中每轉(zhuǎn)移1mol電子放出的熱量為117612kJ=98kJ。(2)①由題意可知,白磷燃燒生成P4O10(s)的熱化學(xué)方程式為P4(s)+5O2(g)P4O10(s)ΔH=-2982kJ·mol-1,由ΔH=反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵釋放的總能量,可得(198×6+498×5-360×12-4x)kJ·mol-1=-2982kJ·mol-1,解得x=585。②由題意可知,白磷燃燒生成P4O6的化學(xué)方程式為P4(s)+3O2(g)P4O6(s),由ΔH=反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵釋放的總能量,可得ΔH=(198×6+498×3-360×12)kJ·mol-1=-1638kJ·mol-1,則0.5mol白磷(P4)與O2完全反應(yīng)生成固態(tài)P4O6放出的熱量為0.5mol×1638kJ·mol-1=819kJ。3.答案(1)-1148kJ·mol-1-714.6kJ·mol-1-123.8kJ·mol-1(2)<(3)黑磷>紅磷>白磷(4)19.364解析(1)由題圖可知,ΔH1=E4-E6=(E1+626kJ·mol-1)-(E1+1774kJ·mol-1)=-1148kJ·mol-1;ΔH2=E2-E52=(E1+274.4kJ·mol-1)-(E1+1703.6kJ·mol-1)2=-714.6kJ·mol-1;ΔH3=E1-E34=E1-(E1+495.2kJ·mol-1)4=-123.8kJ·mol-1。(2)由題圖可知,白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的反應(yīng)為P4(白磷,s)4P(紅磷,s)ΔH=E5-E6=(E1+1703.6kJ·mol-1)-(E1+1774kJ·mol-1)=-70.4kJ·mol-1,由蓋斯定律可知,反應(yīng)①-②得反應(yīng)P4(白磷,s)4P(紅磷,s),則ΔH=ΔH4-ΔH5<0,ΔH4<ΔH5。(3)根據(jù)(2)可知P4(白磷,s)4P(紅磷,s)ΔH=-70.4kJ·mol-1ⅰ,則等質(zhì)量時含有的能量:白磷>紅磷;P