重点推荐人教版高中化学选修四13化学反应热的计算练习.docx

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重点推荐人教版高中化学选修四13化学反应热的计算练习

高中化学学习材料

（精心收集**整理制作）

课时作业（四）

1．将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。

已知：

TiO2（s）＋2Cl2（g）===TiCl4（l）＋O2（g）

ΔH＝＋140.5kJ/mol

C（s，石墨）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH＝－110.5kJ/mol

则反应TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s，石墨）===TiCl4（l）＋2CO（g）的ΔH是（　　）

A．＋80.5kJ/mol　　B．＋30.0kJ/mol

C．－30.0kJ/molD．－80.5kJ/mol

【解析】　按题干顺序给两个热化学方程式编号为①②，根据盖斯定律，①＋②×2，得到TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（石墨，s）===TiCl4（l）＋2CO（g）　ΔH＝－80.5kJ/mol。

【答案】　D

2．已知25℃、101kPa条件下：

（1）4Al（s）＋3O2（g）===2Al2O3（s）

ΔH＝－2834.9kJ·mol－1

（2）4Al（s）＋2O3（g）===2Al2O3（s）

ΔH＝－3119.1kJ·mol－1

由此得出的正确结论是（　　）

A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应

B．等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为放热反应

C．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应

D．O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应

【解析】　根据盖斯定律

（2）－

（1）得2O3（g）===3O2（g）　ΔH＝－284.2kJ·mol－1，等质量的O2能量低。

【答案】　A

3．已知H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH1＝－184.6kJ/mol，则反应HCl（g）===

H2（g）＋

Cl2（g）的ΔH为（　　）

A．＋184.6kJ/molB．－92.3kJ/mol

C．＋92.3kJD．＋92.3kJ/mol

【解析】　ΔH＝

＝＋92.3kJ/mol，C项单位不对。

【答案】　D

4．氧气（O2）和臭氧（O3）是氧元素的两种同素异形体，已知热化学方程式：

4Al（s）＋3O2（g）===2Al2O3（s）　ΔH1

4Al（s）＋2O3（g）===2Al2O3（s）　ΔH2

3O2（g）===2O3（g）　ΔH3则（　　）

A．ΔH1－ΔH2＝ΔH3

B．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3

C．ΔH2－ΔH1＝ΔH3

D．ΔH2＋ΔH1＋ΔH3＝0

【解析】　第1个热化学方程式减去第2个热化学方程式，即得3O2（g）===2O3（g），则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，故A正确。

【答案】　A

5．已知热化学方程式：

①2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH1＝＋571.6kJ/mol

②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH2＝－483.6kJ/mol

当1g液态水变为气态水时，其热量变化为（　　）

①放出　②吸收　③2.44kJ　④4.88kJ　⑤88kJ

A．②⑤B．①③

C．②④D．②③

【解析】　

可得H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44kJ·mol－1，则1g液态水变为气态水时，吸收的热量为

≈2.44kJ。

【答案】　D

6．S（单斜）和S（正交）是硫的两种同素异形体。

已知：

①S（单斜，s）＋O2（g）===SO2（g）

ΔH1＝－297.16kJ·mol－1

②S（正交，s）＋O2（g）===SO2（g）

ΔH2＝－296.83kJ·mol－1

③S（单斜，s）===S（正交，s）　ΔH3

下列说法正确的是（　　）

A．ΔH3＝＋0.33kJ·mol－1

B．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应

C．S（单斜，s）===S（正交，s）　ΔH3<0，正交硫比单斜硫稳定

D．S（单斜，s）===S（正交，s）　ΔH3>0，单斜硫比正交硫稳定

【解析】　由题意知，根据盖斯定律③＝①－②，即ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－297.16kJ·mol－1－（－296.83kJ·mol－1）＝－0.33kJ·mol－1，所以S（单斜，s）===S（正交，s）为放热反应，说明S（单斜，s）能量高，相对不稳定，S（正交，s）能量低，相对稳定，故选C。

【答案】　C

7．能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8kJ·mol－1、282.5kJ·mol－1、726.7kJ·mol－1。

已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（l）。

则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为

（　　）

A．CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（l）

ΔH＝－127.4kJ·mol－1

B．CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（l）

ΔH＝＋127.4kJ·mol－1

C．CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）

ΔH＝－127.4kJ·mol－1

D．CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）

ΔH＝＋127.4kJ·mol－1

【解析】　根据题给三种物质的燃烧热可以写出：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）

ΔH1＝－285.8kJ·mol－1　①

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）

ΔH2＝－282.5kJ·mol－1　②

CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH3＝－726.7kJ·mol－1　③

运用盖斯定律进行计算，即①×2＋②－③可得：

CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（l）　ΔH＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3＝2×（－285.8kJ·mol－1）＋（－282.5kJ·mol－1）－（－726.7kJ·mol－1）＝－127.4kJ·mol－1。

【答案】　A

8．已知下列热化学方程式：

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ·mol－1

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－483.6kJ·mol－1

现有0.2mol的炭粉和氢气组成的气、固混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53kJ热量，则炭粉与氢气的物质的量之比为（　　）

A．1∶1B．1∶2

C．2∶3D．3∶2

【解析】　设炭粉的物质的量为x，H2的物质的量为y，由题意知

解得x＝0.1mol，y＝0.1mol，则x∶y＝1∶1。

【答案】　A

9．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。

则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为___。

（2）若适量的N2和O2完全反应，每生成23gNO2需要吸收16.95kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为____。

（3）用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2（气态）完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为____。

（4）已知拆开1molH—H，1molN—H，1molNN分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为____。

【解析】　

（1）1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，则1mol甲醇燃烧放热22.68kJ×32＝725.76kJ，甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－725.76kJ/mol。

（4）已知拆开1molH—H、1molN—H、1molNN分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝946kJ/mol＋3×436kJ/mol－6×391kJ/mol＝－92kJ/mol。

【答案】　

（1）CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　

ΔH＝－725.76kJ/mol

（2）N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）　ΔH＝＋67.8kJ/mol

（3）C2H2（g）＋

O2（g）===2CO2（g）＋H2O（l）

ΔH＝－1300kJ/mol

（4）N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92kJ/mol

10．（2014·重庆高考）已知：

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝akJ·mol－1

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－220kJ·mol－1

H—H、O===O和O—H键的键能分别为436、496和462kJ·mol－1，则a为（　　）

A．－332B．－118

C．＋350D．＋130

【解析】　根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。

根据题中给出的键能可得出热化学方程式：

③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH3＝（2×436＋496－4×462）kJ·mol－1，即③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH3＝－480kJ·mol－1，题中②2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH2＝－220kJ·mol－1，（②－③）×

得①C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH1＝（ΔH2－ΔH3）×

，即a＝（－220＋480）×

＝130，选项D正确。

【答案】　D

11．白磷与氧气可发生如下反应：

P4＋5O2===P4O10。

已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：

P—P　akJ·mol－1、P—O　bkJ·mol－1、P===O　ckJ·mol－1、O===O　dkJ·mol－1，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是（　　）

A．（6a＋5d－4c－12b）kJ·mol－1

B．（4c＋12b－6a－5d）kJ·mol－1

C．（4c＋12b－4a－5d）kJ·mol－1

D．（4a＋5d－4c－12b）kJ·mol－1

【解析】　由键能求反应热的公式为ΔH＝反应物断键吸收能量总和－生成物断键吸收能量总和，则ΔH＝6×akJ·mol－1＋5×dkJ·mol－1－（12×bkJ·mol－1＋4×ckJ·mol－1）＝（6a＋5d－4c－12b）kJ·mol－1，A项正确。

【答案】　A

12．物质的生成热可定义为：

由稳定单质生成1mol物质所放出的热量，如CO2气体的生成热就是1molC完全燃烧生成CO2气体时放出的热量，已知下列几种化合物的生成热分别是

化合物

葡萄糖

H2O（l）

CO2

生成热（kJ/mol）

1259.8

285.8

393.5

则1kg葡萄糖在人体内完全氧化生成CO2气体和液态水，最多可提供的能量为（　　）

A．3225kJB．2816kJ

C．6999kJD．15644kJ

【解析】　根据生成热的定义得下面三个热化学方程式：

6C（s）＋3O2（g）＋6H2（g）===C6H12O6（s）

ΔH＝－1259.8kJ/mol　①

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ/mol②

O2（g）＋2H2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ/mol③

由：

②×6＋③×3－①得：

C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2（l）

ΔH＝－2816kJ·mol－1

故1kgC6H12O6（s）完全氧化时放出的热量为：

2816×

kJ≈15644kJ。

【答案】　D

13．在一定条件下，当80gSO2气体被氧化成SO3气体时，放出热量98.3kJ，已知SO2在此条件下转化率为80%，据此，下列热化学方程式正确的是（　　）

A．SO2（g）＋

O2（g）SO3（g）　ΔH＝－98.3kJ/mol

B．2SO2（g）＋O2（g）2SO3（l）　ΔH＝－196.6kJ/mol

C．SO2（g）＋

O2（g）SO3（g）　ΔH＝－78.64kJ/mol

D．2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH＝＋196.6kJ/mol

【解析】　SO2的转化率为80%，所以参加反应的SO2为1mol，即1molSO2气体完全转化成SO3时的热效应为98.3kJ，所以相应的热化学方程式为SO2（g）＋

O2（g）SO3（g）　ΔH＝－98.3kJ/mol。

【答案】　A

14．液态肼（N2H4）和液态双氧水可作为火箭推进剂的原料，它们混合时发生反应，生成N2和水蒸气，并放出大量的热。

已知1g液态肼完全反应生成气态水放出的热量为20kJ。

（1）H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44kJ·mol－1，写出液态肼与液态双氧水反应生成N2和液态水的热化学方程式：

____。

（2）以N2和H2为原料通过一定途径可制得N2H4，已知断裂1molN—N键、N≡N键、N—H键、H—H键所需的能量分别为193kJ·mol－1、946kJ·mol－1、390.8kJ·mol－1、436kJ·mol－1，试写出由N2、H2合成气态肼（N2H4）的热化学方程式为____。

（3）温度在150℃以上时，H2O2便迅速分解为H2O和O2，发射火箭时用过氧化氢作强氧化剂就是利用这个原理，

已知：

①H2（g）＋O2（g）===H2O2（l）

ΔH1＝－134.3kJ·mol－1；

②H2O（l）===H2（g）＋

O2（g）

ΔH2＝＋286kJ·mol－1。

则反应③H2O2（l）===H2O（l）＋

O2（g）的ΔH＝________。

【解析】　

（1）①N2H4（l）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－32×20kJ·mol－1＝－640kJ·mol－1；②H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44kJ·mol－1，根据盖斯定律，①－4×②可得，N2H4（l）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（l）　ΔH＝－816kJ·mol－1。

（2）N2（g）＋2H2（g）===N2H4（g），断键吸收的能量为946kJ＋2×436kJ＝1818kJ；成键时释放的能量为4×390.8kJ＋193kJ＝1756.2kJ，故ΔH＝（1818－1756.2）kJ·mol－1＝＋61.8kJ·mol－1。

（3）根据盖斯定律：

－（①＋②）可得③，ΔH＝－（＋286－134.3）kJ·mol－1＝－151.7kJ·mol－1。

【答案】　

（1）N2H4（l）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（l）

ΔH＝－816kJ·mol－1

（2）N2（g）＋2H2（g）===N2H4（g）

ΔH＝＋61.8kJ·mol－1

（3）－151.7kJ·mol－1

15．参考下列图表和有关要求回答问题。

（1）图Ⅰ是1molNO2（g）和1molCO（g）反应生成CO2（g）和NO（g）过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：

__；

图Ⅰ

（2）下表是部分化学键的键能数据：

化学键

P—P

P—O

O===O

P===O

键能/（kJ/mol）

a

b

c

x

已知白磷的燃烧热ΔH＝－dkJ/mol，白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示，则上表中x＝________（用含有a、b、c、d的代数式表示）。

图Ⅱ

【解析】　

（1）观察图形，1molNO2（g）和1molCO（g）反应生成CO2（g）和NO（g）的反应热数值即反应物和生成物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2（g）＋CO（g）===CO2（g）＋NO（g）　ΔH＝－234kJ/mol。

（2）由反应热＝反应物键能总和－生成物键能总和与燃烧热概念可得等式6a＋5c－（4x＋12b）＝－d，

可得x＝

（d＋6a＋5c－12b）。

【答案】　

（1）NO2（g）＋CO（g）===CO2（g）＋NO（g）

ΔH＝－234kJ/mol

（2）

（d＋6a＋5c－12b）[或－

（12b－d－6a－5c）]

16．

（1）（2014·广东高考节选）用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。

①1/4CaSO4（s）＋CO（g）1/4CaS（s）＋CO2（g）

ΔH1＝－47.3kJ·mol－1

②CaSO4（s）＋CO（g）CaO（s）＋CO2（g）＋SO2（g）

ΔH2＝＋210.5kJ·mol－1

③CO（g）1/2C（s）＋1/2CO2（g）

ΔH3＝－86.2kJ·mol－1

反应2CaSO4（s）＋7CO（g）CaS（s）＋CaO（s）＋6CO2（g）＋C（s）＋SO2（g）的ΔH＝________（用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示）。

（2）（2014·新课标全国卷Ⅰ节选）已知

甲醇脱水反应

2CH3OH（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g）

ΔH1＝－23.9kJ·mol－1

甲醇制烯烃反应

2CH3OH（g）===C2H4（g）＋2H2O（g）

ΔH2＝－29.1kJ·mol－1

乙醇异构化反应

C2H5OH（g）===CH3OCH3（g）

ΔH3＝＋50.7kJ·mol－1

则乙烯气相直接水合反应C2H4（g）＋H2O（g）===C2H5OH（g）的ΔH＝________kJ·mol－1。

与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是__。

【解析】　

（1）利用盖斯定律可以计算出所给反应的焓变，要学会利用所给方程式中化学计量数和反应物、中间产物的关系进行解答。

根据盖斯定律，由①×4＋②＋③×2可得目标热化学方程式，故有ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。

（2）2CH3OH（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g）

ΔH1＝－23.9kJ·mol－1　①

2CH3OH（g）===C2H4（g）＋2H2O（g）

ΔH2＝－29.1kJ·mol－1　②

C2H5OH（g）===CH3OCH3（g）

ΔH3＝＋50.7kJ·mol－1　③

根据盖斯定律，由①－②－③得，C2H4（g）＋H2O（g）===C2H5OH（g）　ΔH＝－45.5kJ·mol－1。

浓H2SO4具有强氧化性，在反应中可能会发生副反应，生成有害气体。

所以气相直接水合法的优点是污染小、腐蚀性小等。

【答案】　

（1）4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3

（2）－45.5　污染小，腐蚀性小等