学年高中化学课时跟踪检测四化学反应热的计算新人教版选修.docx

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学年高中化学课时跟踪检测四化学反应热的计算新人教版选修

课时跟踪检测（四）化学反应热的计算

1．已知C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1＝－kJ·mol－1

C（s）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH2＝－kJ·mol－1，

则2molC在O2中完全燃烧，放出的热量为（　　）

A．221kJ　　　　　　　　B．787kJ

C．kJD．kJ

解析：

选B　C在O2中完全燃烧生成CO2，故2molC完全燃烧放出的热量为

2mol×kJ·mol－1＝787kJ。

2．液态水分解生成H2和O2可通过下列途径来完成：

已知：

氢气的燃烧热ΔH为－286kJ·mol－1，则ΔH2为（　　）

A．＋330kJ·mol－1B．－330kJ·mol－1

C．＋242kJ·mol－1D．－242kJ·mol－1

解析：

选C　由盖斯定律可知ΔH1＋ΔH2＝－ΔH＝＋286kJ·mol－1，ΔH2＝＋

286kJ·mol－1－ΔH1＝＋286kJ·mol－1－（＋44kJ·mol－1）＝＋242kJ·mol－1。

3．科学家发现，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，该反应的热效应是相同的。

已知在25℃，105Pa时，1mol石墨和1mol一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳时的放热分别是kJ和283kJ，下列说法或热化学方程式正确的是（　　）

A．在相同条件下，C（石墨，s）＋CO2（g）===2CO（g）　ΔH＝＋kJ·mol－1

B．1mol石墨不完全燃烧，生成CO2和CO混合气体时，放热kJ

C．2C（石墨，s）＋O2（g）===2CO（g）ΔH＝－kJ·mol－1

D．已知金刚石不如石墨稳定，则石墨转变为金刚石需要放热

解析：

选A　A项，由题意得①C（石墨，s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－kJ·mol－1，②CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283kJ·mol－1，根据盖斯定律，反应①－反应②×2可得C（石墨，s）＋CO2（g）===2CO（g）　ΔH＝－kJ·mol－1－（－283kJ·mol－1×2）＝＋

kJ·mol－1，正确；B项，没有说明CO2和CO的物质的量，不能计算反应热，错误；C项，①C（石墨，s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－kJ·mol－1，②CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283kJ·mol－1，根据盖斯定律，（反应①－反应②）×2得：

2C（石墨，s）＋O2（g）===2CO（g），ΔH＝[－kJ·mol－1－（－283kJ·mol－1）]×2＝－221kJ·mol－1，错误；D项，金刚石不如石墨稳定，则石墨的能量低，石墨变成金刚石需要吸热，错误。

4．已知：

①2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－kJ·mol－1；

②2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋kJ·mol－1。

现有18g液态H2O，蒸发时吸收的热量为（　　）

A．88kJ　　　　　　　　　B．44kJ

C．kJD．kJ

解析：

选B　①×

＋②×

，得H2O（g）===H2O（l）　ΔH＝－44kJ·mol－1，故

H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44kJ·mol－1。

m（H2O）＝18g，n（H2O）＝

＝1mol，故

18g液态H2O蒸发时吸收的热量为44kJ，B项正确。

5．已知热化学方程式：

SO2（g）＋

O2（g）SO3（g）　ΔH＝－kJ·mol－1，在容器中充入2molSO2和1molO2，充分反应，最终放出的热量（　　）

A．＝kJB．＝kJ

C．＜kJD．＞kJ

解析：

选C　热化学方程式中的反应热是指反应物按所给形式进行完全时的反应热。

2molSO2和1molO2如果彻底反应则应放出kJ的热量，而该反应为可逆反应，所以放出的热量小于kJ。

6．室温下，将1mol的CuSO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1mol的CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O（s）

CuSO4（s）＋5H2O（l），热效应为ΔH3。

则下列判断正确的是（　　）

A．ΔH2＞ΔH3B．ΔH1＜ΔH3

C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3

解析：

选B　由题给条件可知：

①CuSO4·5H2O（s）===Cu2＋（aq）＋SO

（aq）＋5H2O（l）　ΔH1＞0，②CuSO4（s）===Cu2＋（aq）＋SO

（aq）　ΔH2＜0，由①－②可得

CuSO4·5H2O（s）===CuSO4（s）＋5H2O（l）　ΔH3＝ΔH1－ΔH2＞0，选B。

7．已知g碳在g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出XkJ热量。

已知单质C（s）的燃烧热为YkJ·mol－1，则1molC（s）与O2（g）反应生成CO（g）的反应热ΔH为（　　）

A．－YkJ·mol－1B．－（10X－Y）kJ·mol－1

C．－（5X－kJ·mol－1D．＋（10X－Y）kJ·mol－1

解析：

选C　燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，即C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－YkJ·mol－1，n（C）＝

＝mol，n（O2）＝

＝mol，

依C（s）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH＝－Q1kJ·mol－1①

1mol

mol　　　　　　Q1

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－Q2kJ·mol－1②

mol　　　　　　　Q2

　　　mol　　　　　　

得＋＝X。

③

①＋②得C（s）＋O2（g）===CO2（g）ΔH＝－（Q1＋Q2）kJ·mol－1

得Q1＋Q2＝Y。

④

解③和④组成的方程组得Q1＝5X－。

8．已知：

Cu（s）＋2H＋（aq）===Cu2＋（aq）＋H2（g）　ΔH＝＋kJ·mol－1，2H2O2（l）===2H2O（l）＋O2（g）　ΔH＝－kJ·mol－1，H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－kJ·mol－1。

在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋（aq）和H2O（l）的反应热ΔH等于（　　）

A．－kJ·mol－1B．－kJ·mol－1

C．＋kJ·mol－1D．－kJ·mol－1

解析：

选A　给已知三个热化学方程式分别编号为①、②、③，由盖斯定律①＋

×②＋③得：

Cu（s）＋2H＋（aq）＋H2O2（l）===Cu2＋（aq）＋2H2O（l）　ΔH＝＋kJ·mol－1－

×kJ·mol－1－kJ·mol－1＝－kJ·mol－1，A项正确。

9．工业制氢气的一个重要反应是：

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），已知在25℃时：

C（石墨）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH＝－111kJ·mol－1①

H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－242kJ·mol－1②

C（石墨）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－394kJ·mol－1③

则25℃时1molCO与水蒸气作用转化为氢气和二氧化碳反应ΔH为（　　）

A．＋41kJ·mol－1B．－41kJ·mol－1

C．283kJ·mol－1D．－131kJ·mol－1

解析：

选B　依据盖斯定律③－①－②得到：

CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－41kJ·mol－1。

10．火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水，当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。

已知mol液态肼与足量液态双氧水反应，生成水蒸气和氮气，放出kJ的热量。

（1）反应的热化学方程式为_______________________________________________。

（2）已知H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44kJ·mol－1

则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________kJ。

（3）发射卫星可用肼为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和水蒸气。

已知：

N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）ΔH＝＋kJ·mol－1

N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－534kJ·mol－1

H2（g）＋

F2（g）===HF（g）ΔH＝－369kJ·mol－1

H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）ΔH＝－242kJ·mol－1

①肼和二氧化氮反应的热化学方程式为______________________________________

________________________________________________________________________。

②有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，反应释放的能量更大。

肼和氟气反应的热化学方程式为____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）反应的化学方程式为N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O,molN2H4反应放热kJ，则1molN2H4反应应放热

＝kJ·mol－1。

反应的热化学方程式为N2H4（l）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－kJ·mol－1。

（2）16gN2H4的n（N2H4）＝

＝mol。

由热化学方程式知生成n（H2O）＝mol×4＝2mol，则16gN2H4与H2O2生成H2O（l）放热为kJ·mol－1×mol＋2mol×44kJ·mol－1＝kJ。

（3）把已知反应依次编号为①、②、③、④，根据盖斯定律，②－①×

得，N2H4（g）＋NO2（g）===

N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－534kJ·mol－1－

×kJ·mol－1＝－kJ·mol－1。

再根据盖斯定律②＋③×4－④×2得：

N2H4（g）＋2F2（g）===N2（g）＋4HF（g）　ΔH＝－534kJ·mol－1－369kJ·mol－1×4－（－242kJ·mol－1）×2＝－1526kJ·mol－1。

答案：

（1）N2H4（l）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－kJ·mol－1

（2）

（3）①N2H4（g）＋NO2（g）===

N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－kJ·mol－1

②N2H4（g）＋2F2（g）===N2（g）＋4HF（g）　ΔH＝－1526kJ·mol－1

1．氯原子对O3的分解有催化作用：

O3（g）＋Cl（g）===ClO（g）＋O2（g）　ΔH1，ClO（g）＋O（g）===Cl（g）＋O2（g）

ΔH2，大气臭氧层的分解反应是O3（g）＋O（g）===2O2（g）

ΔH，该反应的能量变化示意图如图所示，下列叙述中正确的是（　　）

A．反应O3（g）＋O（g）===2O2（g）的ΔH＝E1－E3

B．反应O3（g）＋O（g）===2O2（g）的ΔH＝E2－E3

C．O3（g）＋O（g）===2O2（g）是吸热反应

D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2

解析：

选D　O3（g）与O（g）的总能量高于生成物O2（g）的能量，该反应为放热反应，ΔH<0，ΔH＝E3－E2，故A、B、C错误；根据盖斯定律可得ΔH＝ΔH1＋ΔH2，D正确。

2．钛被称为“第三金属”，其制取原料为金红石（TiO2），制取步骤为

TiO2―→TiCl4

Ti

已知：

①C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1

②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH2

③TiO2（s）＋2Cl2（g）===TiCl4（s）＋O2（g）　ΔH3

则反应TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）===TiCl4（s）＋2CO（g）的ΔH为（　　）

A．ΔH3＋2ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＋2ΔH1＋ΔH2

C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2D．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2

解析：

选C　由③＋①×2－②可得

TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）===TiCl4（s）＋2CO（g）　ΔH＝ΔH3＋2ΔH1－ΔH2。

3．已知：

①CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH1＝－kJ·mol－1

②C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH2＝－kJ·mol－1

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH3＝－kJ·mol－1

则2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）的反应热为（　　）

A．ΔH＝＋kJ·mol－1

B．ΔH＝－kJ·mol－1

C．ΔH＝－kJ·mol－1

D．ΔH＝－kJ·mol－1

解析：

选D　所求反应由②×2＋③×2－①所得，则ΔH＝ΔH2×2＋ΔH3×2－ΔH1＝－kJ·mol－1。

4．已知以下的热化学反应方程式：

①Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g）　ΔH＝－kJ·mol－1

②Fe2O3（s）＋

CO（g）===

Fe3O4（s）＋

CO2（g）　ΔH＝－kJ·mol－1

③Fe3O4（s）＋CO（g）===3FeO（s）＋CO2（g）　ΔH＝＋kJ·mol－1

则14gCO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为（　　）

A．－218kJ·mol－1B．－109kJ·mol－1

C．＋218kJ·mol－1D．＋109kJ·mol－1

解析：

选B　n（CO）＝

＝mol，

得：

FeO（s）＋CO（g）===Fe（s）＋CO2（g）　ΔH＝

×－kJ·mol－1＋kJ·mol－1－kJ·mol－1×

＝

－218kJ·mol－1，molCO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为（－218kJ·mol－1）×＝－109kJ·mol－1，B项正确。

5．肼（H2NNH2）是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。

已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：

NN为942、OO为500、N—N为154，则断裂1molN—H键所需的能量（kJ）是（　　）

A．194B．391

C．516D．658

解析：

选B　由图知N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）　ΔH1＝－534kJ·mol－1，设断裂1molN—H键所需的能量为xkJ，则ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－534kJ·mol－1＋2752kJ·mol－1＝＋2218kJ·mol－1，即N2H4（g）＋O2（g）===2N（g）＋4H（g）＋2O（g）需要吸收2218kJ能量，1molN2H4中含有1molN—N键和4molN—H键，故154kJ＋4xkJ＋500kJ＝2218kJ，得x＝391，B项正确。

6．已知下列热化学方程式：

①Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g）　ΔH＝－25kJ·mol－1

②3Fe2O3（s）＋CO（g）===2Fe3O4（s）＋CO2（g）　ΔH＝－47kJ·mol－1

则下列关于Fe3O4（s）被CO还原成Fe（s）和CO2的热化学方程式的书写中正确的是（　　）

A．Fe3O4＋4CO===3Fe＋4CO2　ΔH＝－14kJ·mol－1

B．Fe3O4（s）＋4CO（g）===3Fe（s）＋4CO2（g）　ΔH＝－22kJ·mol－1

C．Fe3O4（s）＋4CO（g）===3Fe（s）＋4CO2（g）　ΔH＝＋14kJ·mol－1

D．Fe3O4（s）＋4CO（g）===3Fe（s）＋4CO2（g）　ΔH＝－14kJ·mol－1

解析：

选D　根据盖斯定律，

（－②＋3×①）可得，Fe3O4（s）＋4CO（g）===3Fe（s）＋4CO2（g）　ΔH＝

[47kJ·mol－1＋3×（－25kJ·mol－1）]＝－14kJ·mol－1。

7．发射“嫦娥一号”月球探测卫星的长征三号甲运载火箭的第三级使用的燃料是液氢和液氧，已知下列热化学方程式：

①H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH1＝－kJ·mol－1；

②H2（g）===H2（l）　ΔH2＝－kJ·mol－1；

③O2（g）===O2（l）　ΔH3＝－kJ·mol－1；

④H2O（l）===H2O（g）　ΔH4＝＋kJ·mol－1。

则反应H2（l）＋

O2（l）===H2O（g）的反应热ΔH为（　　）

A．＋kJ·mol－1B．－kJ·mol－1

C．－kJ·mol－1D．－kJ·mol－1

解析：

选D　根据盖斯定律，将反应①－②－③×

＋④可得目标反应方程式，其反应热ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3×

＋ΔH4＝－kJ·mol－1。

8．

（1）实验测得，5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：

_______________________________________

________________________________________________________________________。

（2）将mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出kJ热量，该反应的热化学方程式为_________________________________

________________________________________________________________________。

又已知：

H2O（g）===H2O（l）　ΔH2＝－kJ·mol－1，则L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是____________kJ。

（3）甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇气体（结构简式为CH3OH）。

已知某些化学键的键能数据如下表：

化学键

C—C

C—H

H—H

C—O

CO

H—O

键能/（kJ·mol－1）

348

413

436

358

1072

463

已知CO中的C与O之间为三键连接，则工业制备甲醇的热化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。

已知：

①C（石墨，s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1＝－kJ·mol－1

②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH2＝－kJ·mol－1

③2C2H2（g）＋5O2（g）===4CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH3＝－2599kJ·mol－1

根据盖斯定律，计算298K时由C（石墨，s）和H2（g）生成1molC2H2（g）反应的焓变：

________。

解析：

（1）5gCH3OH（l）充分燃烧生成CO2（g）和H2O（l），放出kJ的热量，则1molCH3OH充分燃烧时，放出的热量为：

×kJ＝kJ，故其燃烧的热化学方程式为CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－kJ·mol－1。

（2）mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出kJ的热量，则1mol乙硼烷在氧气中燃烧，放出2165kJ的热量，反应的热化学方程式为B2H6（g）＋3O2（g）===B2O3（s）＋3H2O（l）　ΔH＝－2165kJ·mol－1①，②H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44kJ·mol－1，由盖斯定律可知①＋②×3得：

B2H6（g）＋3O2（g）===B2O3（s）＋3H2O（g）　ΔH＝－2033kJ·mol－1,L（标准状况）即mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2033kJ·mol－1×mol＝1kJ。

（3）CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，ΔH＝1072kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－（3×413kJ·mol－1＋358kJ·mol－1＋463kJ·mol－1）＝－116kJ·mol－1，热化学方程式为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH＝－116kJ·mol－1。

（4）由题意知，需求算下述反应的焓变：

2C（石墨，s）＋H2（g）===C2H2（g）　ΔH，由盖斯定律，将题给热化学方程式加和，（①×4＋②－③）×

得：

2C（石墨，s）＋H2（g）===C2H2（g）　ΔH＝2ΔH1＋

－

，则ΔH＝

kJ·mol－1＝＋kJ·mol－1。

答案：

（1）CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－kJ·mol－1

（2）B2H6（g）＋3O2（g）===B2O3（s）＋3H2O（l）　ΔH＝－2165kJ·mol－1　1

（3）CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH＝－116kJ·mol－1

（4）ΔH＝＋kJ·mol－1