课时分层作业2 热化学方程式 反应焓变的计算.docx

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课时分层作业2热化学方程式反应焓变的计算

课时分层作业

（二）　热化学方程式　反应焓变的计算

（建议用时：

45分钟）

[基础达标练]

1．下列对H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH（101kPa、298K）＝－184.6kJ·mol－1的叙述正确的是（　　）

A．1分子H2和Cl2反应，放出热量184.6kJ

B．1molH2（g）和1molCl2（g）完全反应生成2molHCl（g），放出的热量为184.6kJ

C．在101kPa、298K的条件下，1molH2（g）和1molCl2（g）完全反应生成2molHCl（g），放出的热量为184.6kJ

D．在101kPa、298K的条件下，1molH2（g）和1molCl2（g）完全反应生成2molHCl（g），吸收的热量为184.6kJ

C　[热化学方程式中ΔH的值与具体化学反应相对应，在反应中各物质前的化学系数不再表示粒子数目，只表示各物质的物质的量，所以A错误；在描述反应时应说明外界条件，而B中没有说明温度和压强，B错误；ΔH<0时，反应放热而非吸热，D错误。

]

2．已知1mol白磷（s）转化成1mol红磷（s），放出18.39kJ热量，又知：

4P（白，s）＋5O2（g）===2P2O5（s）　ΔH1

4P（红，s）＋5O2（g）===2P2O5（s）　ΔH2

则ΔH1和ΔH2的关系正确的是（　　）

A．ΔH1＝ΔH2　　　　B．ΔH1＞ΔH2

C．ΔH1＜ΔH2D．无法确定

C　[两热化学方程式相减得4P（白，s）===4P（红，s），又因白磷（s）转化成红磷（s）为放热反应，则ΔH＝ΔH1－ΔH2＜0，即ΔH1＜ΔH2。

]

3．已知热化学方程式：

SO2（g）＋

O2（g）

SO3（g）　ΔH＝－98.32kJ·mol－1。

在此条件下向某容器中充入2molSO2和1molO2充分反应后，最终放出的热量为（　　）

【导学号：

41722016】

A．196.64kJ　　　　B．196.64kJ·mol－1

C．＜196.64kJD．>196.64kJ

C　[注意此反应虽为可逆反应，但热化学方程式给出的数据是其完全反应时的数据。

2molSO2和1molO2充分反应，由于反应进行不彻底，最终放出的热量必小于196.64kJ。

此类可逆反应的热化学方程式书写时也可以直接用“===”号。

]

4．已知下列反应的热化学方程式为：

①C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1＝－393.5kJ·mol－1

②CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH2＝－870.3kJ·mol－1

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH3＝－285.8kJ·mol－1

则反应2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）的反应热（焓变）为（　　）

A．488.3kJ·mol－1B．－488.3kJ·mol－1

C．－244.15kJ·mol－1D．244.15kJ·mol－1

B　[将①×2＋③×2－②即得到待求的热化学方程式，故ΔH＝（－393.5kJ·mol－1）×2＋（－285.8kJ·mol－1）×2－（－870.3kJ·mol－1）＝－488.3kJ·mol－1。

]

5．50g碳在氧气中燃烧，得到等体积的CO和CO2。

已知：

C（s）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH＝－110.35kJ·mol－1，CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－282.57kJ·mol－1。

和完全燃烧相比，该反应燃烧损失的能量与实际放出的能量之比大约是（　　）

【导学号：

41722017】

A．283∶503B．55∶141

C．141∶196D．1∶1

A　[假设C为2mol，由题意可知2molC全部转化成2molCO后，只有1molCO转化成1molCO2，损失的能量和实际放出的能量之比为282.57∶（110.35×2＋282.57）≈283∶503。

故当C为50g时，损失的能量和实际放出的能量之比约为283∶503。

]

6．已知①H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH1＝akJ·mol－1

②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH2＝bkJ·mol－1

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH3＝ckJ·mol－1

④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH4＝dkJ·mol－1

下列关系式正确的是（　　）

【导学号：

41722018】

A．a＜c＜0B．b＞d＞0

C．2a＝b＜0D．2c＝d＞0

C　[氢气燃烧是放热反应，ΔH＜0；生成液态水比生成气态水时放出的热量多，ΔH更小，即c＜a＜0,0＞b＞d；②中各物质的物质的量是①的2倍，则ΔH2＝2ΔH1。

]

7．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者小于后者的是（　　）

【导学号：

41722019】

①C（s）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH1

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH2

②S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH3

S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH4

③CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s）　ΔH5

CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）　ΔH6

A．②　　　　　　　　B．①②

C．①③D．②③

D　[①中碳完全燃烧放出的热量多，所以ΔH1＞ΔH2；②中气态硫燃烧放出的热量多，ΔH3＜ΔH4；③中ΔH5＜0，ΔH6＞0，则ΔH5＜ΔH6，故ΔH前者小于后者的是②③。

]

8．写出下列反应的热化学方程式：

（1）N2（g）与H2（g）反应生成1molNH3（g），放出46.1kJ热量_________。

（2）甲硅烷（SiH4）是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和水蒸气。

已知室温下1g甲硅烷自燃放出热量44.6kJ，其热化学方程式是

___________________________________________________________

___________________________________________________________。

（3）如图是一定温度和压强下N2和H2反应生成1molNH3的反应过程中的能量变化示意图，写出工业合成氨的热化学方程式：

___________________________________________________________

___________________________________________________________

（ΔH的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示）。

[答案]　

（1）

N2（g）＋

H2（g）

NH3（g）

ΔH＝－46.1kJ·mol－1

（2）SiH4（g）＋2O2（g）===SiO2（s）＋2H2O（g）

ΔH＝－1427.2kJ·mol－1

（3）N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）

ΔH＝2（Q1－Q2）kJ·mol－1

9．比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系：

（1）CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH1

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH2

ΔH1________ΔH2（填“＞”“＜”或“＝”，下同）。

（2）4Al（s）＋3O2（g）===2Al2O3（s）　ΔH1

4Fe（s）＋3O2（g）===2Fe2O3（s）　ΔH2

ΔH1________ΔH2。

[解析]　

（1）水蒸气变为液态水是放热过程，生成液态水的反应放出的热量多，但ΔH为负值，所以ΔH1<ΔH2；

（2）两式相减得4Al（s）＋2Fe2O3（s）===2Al2O3（s）＋4Fe（s）

ΔH＝ΔH1－ΔH2，铝热反应很剧烈，是典型的放热反应，所以ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。

[答案]　

（1）<　

（2）<

10．已知下列两个热化学方程式：

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1

C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）

ΔH＝－2220kJ·mol－1

根据上面两个热化学方程式，试完成下列问题：

（1）1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。

（2）现有H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧时放热3847kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________。

（3）已知：

H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44.0kJ·mol－1。

试写出丙烷燃烧生成CO2和水蒸气时的热化学方程式

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________。

[解析]　

（1）1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为285.8kJ·mol－1×1mol＋2220kJ·mol－1×2mol＝4725.8kJ。

（2）设混合气体中H2的物质的量为x，则C3H8的物质的量为5mol－x，所以：

285.8kJ·mol－1×x＋（5mol－x）×2220kJ·mol－1＝3847kJ，解方程得x≈3.75mol，则5mol－x＝1.25mol，故V（H2）∶V（C3H8）＝3.75mol∶1.25mol＝3∶1。

（3）给已知方程式编号：

C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）　

ΔH＝－2220kJ·mol－1　①

H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝44.0kJ·mol－1②

据盖斯定律将①＋②×4得：

C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（g）　

ΔH＝－2044kJ·mol－1。

[答案]　

（1）4725.8kJ　

（2）3∶1

（3）C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（g）

ΔH＝－2044kJ·mol－1

[能力提升练]

11．一定条件下，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。

下列选项不正确的是（　　）

A．CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－867kJ·mol－1

B．CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH3＜ΔH1

C．若用0.2molCH4还原NO2至N2，则反应中放出的热量一定为173.4kJ

D．若用标准状况下2.24LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子为0.8mol

C　[A项，由

得出：

CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝

kJ·mol－1＝－867kJ·mol－1，正确；B项，H2O（g）===H2O（l）　ΔH＜0，因此ΔH3＜ΔH1，正确；C项，没有说明H2O的状态，如果是气态，则正确，若是液态，则大于173.4kJ，错误；D项，消耗1molCH4转移8mole－，则消耗标准状况下2.24LCH4转移电子为0.8mol，正确。

]

12．在298K、1.01×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，测得反应放出xkJ的热量。

已知在该条件下，1molCO2通入1L2mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，放出ykJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式为（　　）

【导学号：

41722020】

A．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）　

ΔH＝－（2y－x）kJ·mol－1

B．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）　

ΔH＝－（2x－y）kJ·mol－1

C．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）　

ΔH＝－（4x－y）kJ·mol－1

D．2CO2（g）＋2NaOH（l）===2NaHCO3（l）　

ΔH＝－（8x－2y）kJ·mol－1

C　[由题意可知，

CO2（g）＋

NaOH（aq）===

Na2CO3（aq）＋

NaHCO3（aq）＋

H2O（l）　ΔH1＝－xkJ·mol－1，CO2（g）＋2NaOH（aq）===Na2CO3（aq）＋H2O（l）　ΔH2＝－ykJ·mol－1，则CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）　ΔH＝ΔH1×4－ΔH2＝－（4x－y）kJ·mol－1。

]

13．通常人们把断裂1mol某化学键所吸收的能量或形成1mol某化学键所释放的能量看作该化学键的键能，键能的大小可用于估算化学反应的反应热ΔH。

已知部分化学键的键能数据如表所示：

化学键

H—H

Cl—Cl

H—Cl

键能/（kJ·mol－1）

436

243

431

则下列热化学方程式不正确的是（　　）

A．

H2（g）＋

Cl2（g）===HCl（g）　ΔH＝－91.5kJ·mol－1

B．H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝－183kJ·mol－1

C．

H2（g）＋

Cl2（g）===HCl（g）　ΔH＝91.5kJ·mol－1

D．2HCl===H2（g）＋Cl2（g）　ΔH＝183kJ·mol－1

C　[反应热＝反应物的总键能－反应产物的总键能，根据表中的键能数据计算可知，H2（g）和Cl2（g）反应生成HCl（g）的反应是放热反应，ΔH＜0，C项错误。

]

14．

（1）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质硫和二氧化碳。

已知：

①CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283.0kJ·mol－1；

②S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝－296.0kJ·mol－1。

该转化反应的热化学方程式为___________________________________________________________

___________________________________________________________。

（2）氮氧化物是造成光化学烟雾的主要气体。

已知：

CO（g）＋NO2（g）===NO（g）＋CO2（g）

ΔH＝－akJ·mol－1（a＞0）

2CO（g）＋2NO（g）===N2（g）＋2CO2（g）

ΔH＝－bkJ·mol－1（b＞0）

若用3.36L（标准状况下）CO将NO2还原为N2（CO完全反应），整个反应过程中转移电子的物质的量为________mol，放出的热量为________kJ（用含a、b的代数式表示）。

（3）用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物污染。

已知：

CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH1＝－574kJ·mol－1①

CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH2②

若1molCH4将NO2还原为N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则ΔH2＝________。

（4）某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以NH

和NH3·H2O形式存在，处理过程中NH

在微生物的作用下经过两步反应被氧化成NO

。

这两步反应过程中的能量变化如图所示：

1molNH

（aq）全部被氧化成NO

（aq）的热化学方程式是

___________________________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________。

[解析]　

（1）根据盖斯定律，由①×2－②可得题述反应的热化学方程式。

（2）将题给两个反应分别编号为①、②，根据盖斯定律，由①×2＋②可得4CO（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋4CO2（g）

ΔH＝－（2a＋b）kJ·mol－1，则3.36L（标准状况下）CO（即0.15molCO）还原NO2时，转移电子

×8mol＝0.3mol，放出的热量为

×（2a＋b）kJ·mol－1＝

kJ。

（3）CH4将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　

ΔH＝－867kJ·mol－1，根据盖斯定律，ΔH＝

（ΔH1＋ΔH2），则ΔH2＝－867kJ·mol－1×2－（－574kJ·mol－1）＝－1160kJ·mol－1。

（4）第一步反应的热化学方程式为NH

（aq）＋

O2（g）===NO

（aq）＋H2O（l）＋2H＋（aq）　ΔH＝－273kJ·mol－1，第二步反应的热化学方程式为NO

（aq）＋

O2（g）===NO

（aq）　ΔH＝－73kJ·mol－1，将上述两步反应相加得到反应NH

（aq）＋2O2（g）===NO

（aq）＋H2O（l）＋2H＋（aq）　ΔH＝－346kJ·mol－1。

[答案]　

（1）2CO（g）＋SO2（g）===S（s）＋2CO2（g）

ΔH＝－270kJ·mol－1

（2）0.3　

（3）－1160kJ·mol－1

（4）NH

（aq）＋2O2（g）===NO

（aq）＋H2O（l）＋2H＋（aq）

ΔH＝－346kJ·mol－1