2018-2019學年高中化學 第1章 化學反應與能量轉化 第1節(jié) 化學反應的熱效應 第2課時 反應焓變的計算作業(yè)1 魯科版選修4.doc

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第2課時 反應焓變的計算 [基礎達標] 1．下列說法正確的是(　　) A．需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B．若反應為放熱反應，則該反應不必加熱就可發(fā)生 C．放熱反應比吸熱反應容易發(fā)生 D．化學反應都伴隨著能量的變化 解析：選D。反應開始時需加熱的反應可能是吸熱反應，也可能是放熱反應，選項A、B錯誤；反應是放熱還是吸熱主要取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對大小，而反應發(fā)生的難易程度與反應吸熱還是放熱無關，選項C錯誤。 2．25℃、101 kPa 下：①2Na(s)＋O2(g)===Na2O(s)　ΔH1＝－414 kJmol－1 ②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH2＝－511 kJmol－1 下列說法正確的是(　　) A．①和②產(chǎn)物的陰陽離子個數(shù)比不相等 B．①和②生成等物質(zhì)的量的產(chǎn)物，轉移電子數(shù)不同 C．常溫下Na與足量O2反應生成Na2O，隨溫度升高生成Na2O的速率逐漸加快 D．25 ℃、101 kPa 下，Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)　ΔH＝－317 kJmol－1 解析：選D。Na2O中，Na＋與O2－個數(shù)比為2∶1；Na2O2中，Na＋與O個數(shù)比也為2∶1，A錯。①和②反應中，若生成等物質(zhì)的量的產(chǎn)物，轉移電子數(shù)目相同，B錯。當溫度升高時，Na與O2反應會生成Na2O2，C錯。①2－②即可得到要求的方程式，D正確。 3．已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝571.6 kJmol－1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJmol－1。當1 g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水時，對其熱量變化的下列描述：①放出；②吸收；③2.44 kJ；④4.88 kJ；⑤88 kJ。其中正確的是(　　) A．②和⑤ B．①和③ C．②和④ D．②和③ 解析：選D。2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝571.6 kJmol－1① 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.6 kJmol－1② 得總反應：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝44 kJmol－1，則1 g液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水，要吸收熱量 kJ≈2.44 kJ。 4．相同溫度時，下列兩個反應的反應熱分別用ΔH1和ΔH2表示，即 ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1＝－Q1 kJmol－1 ②2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH2＝Q2 kJmol－1 則(　　) A．Q1＞Q2　　 B．Q1＝Q2 C．2Q1＜Q2 D.Q2＝Q1 解析：選C。本題考查熱化學方程式的意義，物質(zhì)變化伴隨著能量變化，即方程式系數(shù)和能量數(shù)據(jù)要對應。將①式2得2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－2Q1 kJmol－1，再變化為2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝2Q1 kJmol－1。②式中H2O為液態(tài)，生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水放出的熱量多，故2Q1＜Q2。 5．下列有關熱化學方程式的敘述中，正確的是(　　) A．含20.0 g NaOH的稀溶液與鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量，則表示該反應中和熱的熱化學方程式為NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) 　 ΔH＝57.4 kJ/mol B．已知P4(s，白磷)===4P(s，紅磷)　ΔH＜0，則白磷比紅磷穩(wěn)定 C．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ/mol，則H2燃燒熱為241.8 kJ/mol D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2；則ΔH1＜ΔH2 解析：選D。A項中和反應為放熱反應，ΔH<0；B項白磷轉化為紅磷為放熱反應，故白磷能量高，穩(wěn)定性較差；C項氣態(tài)水不是穩(wěn)定產(chǎn)物。 6．肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關化學反應的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ)：NN為942、O===O為500、N—N為154，則斷裂1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是(　　) A．194 B．391 C．516 D．658 解析：選B。由題圖可知ΔH3＝－(ΔH2－ΔH1)＝E(N—N)＋E(O===O)＋4E(N—H)＝2 752 kJ/mol－534 kJ/mol，則E(N—H)＝ kJ/mol＝391 kJ/mol，B項正確。 7．肼可做為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。 已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(l) ΔH1＝－19.5 kJmol－1 ②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJmol－1 寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式：________________________________。 解析：根據(jù)蓋斯定律②2－①可得：2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 048.9 kJmol－1。 答案：2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 048.9 kJmol－1 8．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　 ΔH＝－241.8 kJmol－1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　 ΔH＝－110.5 kJmol－1 寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝(－110.5 kJmol－1)－(－241.8 kJmol－1)＝131.3 kJmol－1。 答案：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝131.3 kJmol－1 [能力提升] 9．已知膽礬溶于水時溶液溫度降低，室溫下將1 mol無水硫酸銅制成溶液時放出的熱量為Q1 kJ，又知膽礬分解的熱化學方程式為CuSO45H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝Q2 kJmol－1，則Q1和Q2的關系為(　　) A．Q1＜Q2 B．Q1＞Q2 C．Q1＝Q2 D．無法確定 解析：選A。由已知得CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq) ΔH＝－Q1 kJmol－1；CuSO45H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝Q2 kJmol－1，二式相加得CuSO45H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH＝(Q2－Q1)kJmol－1，依題意，Q2－Q1＞0，所以Q2＞Q1。 10．已知：CH3CH2CH2CH3(g)＋6.5O2(g)===4CO2(g)＋ 5H2O(l)　ΔH＝－2 878 kJmol－1； (CH3)2CHCH3(g)＋6.5O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－2 869 kJmol－1。 10.下列說法正確的是(　　) A．正丁烷分子儲存的能量大于異丁烷分子 B．正丁烷的穩(wěn)定性大于異丁烷 C．異丁烷轉化為正丁烷的過程是一個放熱過程 D．異丁烷分子中的碳氫鍵比正丁烷的多 解析：選A。根據(jù)題意知，正丁烷的能量大于異丁烷的能量，能量越大，物質(zhì)越不穩(wěn)定，所以正丁烷的穩(wěn)定性小于異丁烷的穩(wěn)定性，故A正確，B錯誤；根據(jù)能量守恒得，異丁烷轉化為正丁烷的過程是一個吸熱過程，故C錯誤；正丁烷和異丁烷是同分異構體，所以含有的氫原子數(shù)相同，即碳氫鍵數(shù)目相同，故D錯誤。 11．已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－Q1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－Q2 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－Q3 常溫下，取體積比為4∶1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L(標準狀況)，經(jīng)完全燃燒后恢復到常溫，則放出的熱量為(　　) A．0.4Q1＋0.05Q3 B．0.4Q1＋0.05Q2 C．0.4Q1＋0.1Q3 D．0.4Q1＋0.2Q2 解析：選A。n(氣體)＝11.2 L/(22.4 Lmol－1)＝0.5 mol，其中n(CH4)＝0.5 mol4/5＝0.4 mol；n(H2)＝0.5 mol1/5＝0.1 mol。據(jù)有關熱化學方程式得知0.4 mol CH4與0.1 mol H2分別完全燃燒恢復到常溫放熱為0.4Q1和0.1Q3＝0.05Q3，放出總熱量為0.4Q1＋0.05Q3。 12．化學反應N2＋3H2===2NH3的能量變化如圖所示，該反應的熱化學方程式是(　　) A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJmol－1 B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝2(b－a) kJmol－1 C.N2(g)＋H2(g)===NH3(l) ΔH＝2(b＋c－a) kJmol－1 D.N2(g)＋H2(g)===NH3(g) ΔH＝(a＋b) kJmol－1 解析：選A。由圖示可知，a kJ能量是 mol N2(g)和 mol H2(g)斷鍵所吸收的，b kJ能量是1 mol N和3 mol H形成1 mol NH3(g)所放出的能量，1 mol NH3(g)變?yōu)? mol NH3(l)釋放c kJ能量。若生成NH3(g)，熱化學方程式應為N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝2(a－b) kJmol－1或N2(g)＋H2(g)===NH3(g)　ΔH＝(a－b)kJmol－1；若生成NH3(l)，熱化學方程式為N2(g)＋3H3(g)===2NH3(l)　ΔH＝2(a－b－c) kJmol－1或N2(g)＋H2(g)===NH3(l)　ΔH＝(a－b－c) kJmol－1，綜上所述應選A。 13．(實際應用題)利用蓋斯定律可測某些特殊反應的熱效應。 (1)P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2 983.2 kJmol－1 (2)P(s，紅磷)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2＝－738.5 kJmol－1 則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為 ________________________________________________________________________ ________。相同的狀況下，能量較低的是________；白磷的穩(wěn)定性比紅磷________(填“高”或“低”)。 解析：求：P4(s，白磷)===4P(s，紅磷)　ΔH＝？ 據(jù)蓋斯定律有ΔH＝ΔH1－4ΔH2＝(－2 983.2＋4738.5)kJmol－1＝－29.2 kJmol－1，即： P4(s，白磷)===4P(s，紅磷)　ΔH＝－29.2 kJmol－1。 答案：P4(s，白磷)===4P(s，紅磷)　ΔH＝－29.2 kJmol－1　紅磷　低 14．“西氣東輸”是西部開發(fā)的重點工程，這里的氣是指天然氣，其主要成分是甲烷。工業(yè)上將C與水在高溫下反應制得水煤氣，水煤氣的主要成分是CO和H2，兩者的體積比約為1∶1。 已知：1 mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283 kJ熱量；1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ熱量；1 mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890 kJ熱量。 (1)寫出H2完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 若1 mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣，放出的熱量________890 kJ(填“＞”、“＝”或“＜”)。 (2)忽略水煤氣中其他成分，相同狀況下若得到相等的熱量，所需水煤氣與甲烷的體積比約為________；燃燒生成的CO2的質(zhì)量比約為________。 (3)以上數(shù)據(jù)和計算說明，以天然氣代替水煤氣做民用燃料，突出的優(yōu)點是________________________________________________________________________。 解析：(1)1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ熱量，根據(jù)熱化學方程式的書寫要求，則2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJmol－1。因氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水要放熱，故1 mol CH4完全燃燒生成CO2和水蒸氣，放出的熱量小于890 kJ。 (2)設放出的熱量為890 kJ所需CH4的體積為Vm，則所需水煤氣的體積為 2Vm≈3Vm，故＝＝。 由CO～CO2　CH4～CO2知3體積水煤氣得1.5體積CO2,1體積甲烷得1體積CO2，故燃燒生成的CO2質(zhì)量比為＝。 (3)使用天然氣做燃料，燃燒熱值高，且減少了CO2的排放。 答案：(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJmol－1　＜ (2)3∶1　3∶2 (3)燃燒熱值高，減少了CO2的排放量，有利于保護環(huán)境