2020版高中化学 课时分层作业4 化学反应热的计算 新人教版选修4

1课时分层作业(四)(建议用时：40分钟)[基础达标练]1．下列关于反应热的说法正确的是()A．当ΔH为“－”时，表示该反应为吸热反应B．已知C(s)＋12O2(g)===CO(g)的反应热为－110.5kJ·mol－1，说明C的燃烧热为110.5kJ/molC．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关D．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关D[A中ΔH为“＋”时，反应为吸热反应，错误；B中生成物为CO，不是C的燃烧热，错误；C中反应热的大小与反应物和生成物的能量有关，错误；D为盖斯定律，正确。]2．液态水分解生成H2和O2可通过下列途径来完成：H2Ol――――――――→ΔH1＝＋44kJ/molH2Og―――→ΔH2H2g＋12O2g已知：氢气的燃烧热为286kJ/mol，则ΔH2为()A．＋330kJ/molB．－330kJ/molC．＋242kJ/molD．－242kJ/molC[由盖斯定律可知ΔH1＋ΔH2＝＋286kJ/mol，ΔH2＝＋286kJ/mol－ΔH1＝＋286kJ/mol－(＋44kJ/mol)＝＋242kJ/mol。]3．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)：N≡N为942、O===O为500、N—N为154，则断裂1molN—H键所需的能量(kJ)是()A．194B．391C．516D．658B[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＝22218kJ，得x＝391，B项正确。]4．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－1②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1③S(单斜，s)===S(正交，s)ΔH3下列说法正确的是()A．ΔH3＝＋0.33kJ·mol－1B．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)ΔH30，正交硫比单斜硫稳定D．S(单斜，s)===S(正交，s)ΔH30，单斜硫比正交硫稳定C[根据盖斯定律得③＝①－②，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－0.33kJ·mol－1，说明反应③为放热反应，单斜硫的能量比正交硫高，正交硫更稳定。]5．已知葡萄糖的燃烧热是2804kJ/mol，当它氧化生成1g水时放出的热量是()A．26.0kJB．51.9kJC．155.8kJD．467.3kJA[28046×18kJ≈26.0kJ。]6．已知：Fe2O3(s)＋32C(s)===32CO2(g)＋2Fe(s)ΔH1＝＋234.1kJ/molC(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ/mol则2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是()A．－824.4kJ/molB．－627.6kJ/molC．－744.7kJ/molD．－169.4kJ/molA[根据盖斯定律，由第二个方程式乘以32再减去第一个方程式可得2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)，则ΔH＝32ΔH2－ΔH1＝－824.4kJ/mol。]7．相同温度时，下列两个反应的反应热分别用ΔH1和ΔH2表示，则()①H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH1＝－Q1kJ·mol－1；②2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH2＝＋Q2kJ·mol－1A．Q1Q2B．Q1＝Q23C．2Q1Q2D.12Q2＝Q1C[根据盖斯定律知2H2O(l)===2H2O(g)ΔH＝－2Q1＋Q20，故Q22Q1。]8．①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－574kJ·mol－1；②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－1160kJ·mol－1。下列错误的是()A．等物质的量的CH4在反应①、②中转移电子数相同B．由反应①可知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH－574kJ·mol－1C．4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g)；ΔH＝＋586kJ·mol－1D．若用标准状况下4.48LCH4把NO2还原为N2，整个过程中转移的电子总数为1.6molB[等物质的量的甲烷参加反应都转化成CO2，因此转移电子物质的量相等，故说法A正确；气态水转化成液态水是放热过程，因此ΔH－574kJ·mol－1，故说法B错误；①－②得出：4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g)ΔH＝1160－574kJ·mol－1＝＋586kJ·mol－1，故说法C正确；①＋②得出：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，转移电子物质的量为4.48×8/22.4mol＝1.6mol，故说法D正确。]9．已知：Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋＋H2(g)ΔH＝＋64.39kJ·mol－1,2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.46kJ·mol－1，H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.84kJ·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．－319.68kJ·mol－1B．－417.91kJ·mol－1C．＋546.69kJ·mol－1D．－448.46kJ·mol－1A[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＋12×②＋③得：Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)ΔH＝＋64.39kJ·mol－1－12×196.46kJ·mol－1－285.84kJ·mol－1＝－319.68kJ·mol－1，A项正确。]10．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：___________________________________。4(2)已知化学键键能是形成或断裂1mol化学键放出或吸收的能量，单位为kJ·mol－1。已知：化学键H—HN≡N键能/kJ·mol－1435943试根据表中及(1)的图中数据计算N—H键的键能为________kJ·mol－1。(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。例如：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)ΔH1＝－akJ·mol－1①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH2＝－bkJ·mol－1②若1molNH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝________kJ·mol－1(用含a、b的式子表示)。[解析](1)由图像可知，该反应为放热反应，且生成1molNH3(g)时，放出的热量为(300－254)kJ＝46kJ，故N2和H2反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1。(2)设N—H键的键能为x，故反应热ΔH＝－92kJ·mol－1＝(3×435＋943)kJ·mol－1－6x，x＝390kJ·mol－1。(3)利用盖斯定律，由①－②×3可得：4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)，故其反应热ΔH＝(3b－a)kJ·mol－1，故1molNH3还原NO至N2，反应热ΔH3＝(3b－a)/4kJ·mol－1。[答案](1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1(2)390(3)(3b－a)/4[能力提升练]11．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．ΔH2ΔH3B．ΔH1ΔH3C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH1＋ΔH2ΔH3C[虚拟路径为，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。]12．CH4和CO2可以制造价值更高的化学产品。已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝akJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)5ΔH2＝bkJ·mol－1③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH3＝ckJ·mol－1则反应CO2(g)＋CH4(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH可表示为()A．(a＋2b－c)kJ·mol－1B．(a＋b－2c)kJ·mol－1C．(2a＋2b－c)kJ·mol－1D．(a＋2b－2c)kJ·mol－1D[根据盖斯定律，①＋2×②－2×③可得：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝(a＋2b－2c)kJ·mol－1。]13．已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－Q1；②H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH2＝－Q2；③H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH3＝－Q3。常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(已折合成标准状况)，经完全燃烧恢复到常温，放出的热量是()A．0.4Q1＋0.05Q2B．0.4Q1＋0.1Q2C．0.4Q1＋0.05Q3D．0.4Q1＋0.1Q3D[标准状况下，11.2L混合气体中，n(CH4)＝45×0.5mol＝0.4mol，则n(H2)＝0.1mol，由于完全燃烧恢复到常温时，水为液体，因此H2燃烧放出的热量应按反应③进行计算，结果为0.4Q1＋0.1Q3。]14．氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206.2kJ·mol－1①CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.4kJ·mol－1②又知CH4的燃烧热为890.3kJ·mol－1。(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_________________________________。(2)若在相同温度下，1molH2O按下列两种途径转化为氢原子与氧原子。H、O――→ΔH3H2O――→ΔH1H2、O2――→ΔH2H、O则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者之间的关系是________。[解析](1)由①×2－②即可得出CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝＋165.0kJ·mol－1。(2)由盖斯定律可知ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。[答案](1)CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝＋165.0kJ·mol－16(2)ΔH3＝ΔH1＋ΔH215．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)，反应过程中的能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。根据图像回答下列问题：(1)P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式是_________________________________________