高中化学《化学反应热的计算》练习与解析新人教版选修3

1化学反应热的计算练习与解析1.(2006山东潍坊高三模拟，13)下列说法或表示方法中正确的是（）A.等质量的硫蒸气和硫磺分别完全燃烧，后者放出的热量多B.氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1，则氢气燃烧的热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH＝285.8kJ·mol-1C.Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)====BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)ΔH＜0D.已知中和热为57.3kJ·mol-1，若将含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3kJ思路解析:硫磺变成硫蒸气需要吸收热量；在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热；Ba(OH)2·8H2O固体与NH4Cl固体反应是吸热反应，则ΔH0；H2SO4的浓溶液与NaOH溶液混合时要放热。答案：D2.已知299K时，合成氨反应N2（g）+3H2(g)====2NH3(g)ΔH=－92.0kJ·mol-1,将此温度下的0.1molN2和0.3molH2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量为（假定测量过程中没有能量损失）（）A.一定小于92.0kJB.一定大于92.0kJC.一定等于92.0kJD.无法确定思路解析:反应热是指反应完全进行时放出或吸收的热量，可逆反应是不能进行到底的，因此可逆反应放出或吸收的热量一定小于反应热。答案：A3.100g碳燃烧所得气体中，CO占31体积，CO2占32体积，且C(s)+21O2(g)====CO(g)ΔH=－110.35kJ·mol-1,CO(g)+21O2(g)====CO2(g)ΔH=－282.57kJ·mol-1。与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是（）A.392.92kJB.2489.44kJC.784.92kJD.3274.3kJ思路解析:100g碳燃烧所得气体中CO的物质的量为31121001molgg，这些物质的量CO完全燃烧放出的能量为31121001molgg×282.57kJ·mol-1=784.92kJ。答案：C4.氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)的热化学方程式分别为（）H2(g)+21O2(g)====H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol-1CO(g)+21O2(g)====CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol-1C8H18(l)+225O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=－5518kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l)ΔH=－890.3kJ·mol-1相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是（）2A.H2(g)B.CO(g)C.C8H18(l)D.CH4(g)思路解析:1gH2、CO、C8H18、CH4完全燃烧，放出热量依次为：21×285.8kJ，281×283.0kJ，1141×5518kJ，161×890.3kJ。比较可知答案为B。答案：B5.充分燃烧一定量丁烷气体放出的热量为Q，完全吸收它生成的CO2生成正盐，需5mol·L-1的KOH溶液100mL,则丁烷的燃烧热为（）A.16QB.8QC.4QD.2Q思路解析:先列出丁烷、CO2、KOH与ΔH的反应关系，找出KOH与丁烷的燃烧热ΔH的摩尔关系，列比例式即可求出丁烷的燃烧热。据关系式C4H10—4CO2—8KOH—ΔH8molΔH0.5molQ知ΔH=16Q。答案：A6.已知：①2C(s)+O2(g)====2CO(g)ΔH=－221.0kJ·mol-1;②2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH=－483.6kJ·mol-1。则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)的ΔH为（）A.+262.6kJ·mol-1B.－131.3kJ·mol-1C.－352.3kJ·mol-1D.+131.3kJ·mol-1思路解析:据盖斯定律，把已知两个反应相加减，可求得制备水煤气的反应的ΔH。①－②，得2C(s)+O2(g)－2H2(g)－O2(g)====2CO(g)－2H2O(g)ΔH=－221.0kJ·mol-1－（－483.6kJ·mol-1），即2C(s)+2H2O(g)====2H2(g)+2CO(g)ΔH=+262.1kJ·mol-1C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)的ΔH为262.1kJ·mol-1÷2=+131.3kJ·mol-1。答案：D7.已知2H2O（l）====2H2(g)+O2(g)ΔH=+517.6kJ·mol-1,CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l)ΔH=－890.3kJ·mol-1。1g氢气分别燃烧后，放出的热量之比约是（）A.1∶34B.1∶17C.2.3∶1D.4.6∶1思路解析:根据已知两个反应的热化学方程式，可求得1g氢气和1g甲烷完全燃烧放出的热量分别为26.517=256.8kJ和163.890=55.64kJ，比值约是4.6∶1。答案：D8.已知下列热化学方程式：(1)Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=－25kJ·mol-1(2)3Fe2O3（s）+CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH=－47kJ·mol-1(3)Fe3O4(s)+CO(g)====3FeO(s)+CO2(g)ΔH=+19kJ·mol-1写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式：_________________________________。思路解析:依据盖斯定律，化学反应不管是一步完成还是分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。我们可从所给的有关方程式分析：从方程式(3)与方程式(1)可看出有我们需要的物质。但方程式(3)必须通过方程式(2)有关物质才能和方程式(1)结合在一起。将方程式(3)3×2+方程式(2)，得：(4)Fe2O3（s）+CO(g)====2FeO(s)+CO2(g)ΔH=－9kJ·mol-1将(1)－(4)得：FeO(s)+CO(g)====Fe(s)+CO2(g)ΔH=－16kJ·mol-1答案：FeO(s)+CO(g)====Fe(s)+CO2(g)ΔH=－16kJ·mol-19.某石油液化气由丙烷和丁烷组成，其质量分数分别为80%和20%。已知：C3H8（g）+5O2(g)====3CO2(g)+4H2O(g)ΔH=－2200kJ·mol-12C4H10(g)+13O2(g)====8CO2(g)+10H2O(g)ΔH=－5800kJ·mol-1现有一质量为0.80kg、容积为4.0L的铝壶，将一壶20℃的水烧开需消耗0.056kg石油液化气，试计算该燃料的利用率。已知水的比热容为4.2kJ·kg-1·℃-1,铝的比热容为0.88kJ·kg-1·℃-1。思路解析:本题把物理学中的热学知识与化学中的反应热结合在一起考查，应用能量守恒原理即可解决。由热化学方程式可知，C3H8的燃烧热为2200kJ·mol-1，C4H10的燃烧热为2900kJ·mol-1，故可先计算液化气燃烧放出的热量。Q放=144%8056molgg×2200kJ·mol-1+158%2056molgg×2900kJ·mol-1=2800kJ。再根据物理学知识计算：Q吸=mcΔt=［4.0L×1kg·L-1×4.2kJ·kg-1·℃-1+0.80kg×0.88kJ·(kg·℃)-1］×(100℃－20℃)=1400kJ。所以，该燃料的利用率为kJkJ28001400×100%=50%。答案：50%10.已知CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)ΔH=175.7kJ·mol-1C(s)+O2(g)====CO2(g)ΔH=－393.5kJ·mol-1求1tCaCO3分解生成生石灰理论上需要含杂质10%的焦炭多少千克？思路解析:根据热化学方程式知：1molCaCO3(100g)分解要吸收175.7kJ的热量，所以1tCaCO3分解时吸热gg100106×175.7kJ=1.757×106kJ,1mol纯净的炭（12g)燃烧时放出393.5kJ的热量，所以需含杂质10%的焦炭：gkJkJ12%)101(5.39310757.16=5.95×104g=59.5kg。答案：59.5kg11.化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体，这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨，对甲烷而言，有如下两个主要反应：①CH4（g）+21O2(g)====CO(g)+2H2(g)ΔH1=－36kJ·mol-1②CH4(g)+H2O(g)====CO(g)+3H2(g)ΔH2=+216kJ·mol-1由反应①②推出总反应热为零的总反应方程式③，并求进料气中空气(O2的体积分数为21%)与水蒸气的体积比。思路解析:从所给的热化学方程式可看出：21636=6,将①×6得出式子与②相加：6CH4+3O2====6CO+12H24+)CH4+H2O====CO+3H27CH4+3O2+H2O====7CO+15H2。所以总反应式③为7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)====7CO(g)+15H2(g)ΔH=0其中13)()(22OHVOV，则71001%213)()(2OHVV空气。答案：100∶7我综合我发展12.已知723K时，2SO2(g)+O2(g)====2SO3(g)ΔH=－QkJ·mol-1。在相同条件下，向一密闭容器中通入2molSO2和1molO2，达平衡时放出热量为Q1；向另一体积相同的密闭容器中通入1molSO2和0.5molO2达到平衡时放出的热量为Q2，则Q1、Q2、Q满足的关系是（）A.Q=Q1/2B.Q2Q1/2C.Q2Q1QD.Q=Q1Q2思路解析:Q指生成2molSO3完全反应时放出的热。若把2molSO2和1molO2混合，达平衡时生成的SO3小于2mol，则Q1Q；若将反应物的量减半，由于其他条件相同，压强减小，SO2的转化率减小，生成SO3的量比第一容器的一半少，放出的热量Q2Q1/2。答案：BC13.(2005广东高考，22)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取TiO2的流程如下：图1-5(1)Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_________周期，第________族。(2)步骤①加Fe的目的是：________________________________________________________；步骤②冷却的目的是：___________________________________________________________。(3)上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是______________________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入_________处理。(4)由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及的步骤为：TiO2TiCl4Ti已知：①C(S)+O2(g)====CO2(g);ΔH=-393.5kJ·mol-1②2CO(g)+O2(g)====2CO2(g);ΔH=-566kJ·mol-1③TiO2(S)+2Cl2(g)====TiCl4(s)+O2(g);ΔH=+141kJ·mol-1则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)====TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=______________。反应TiCl4+2Mg====2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是_______________________。思路解析:本题是一道典型的无机物框图制备题。不仅考查