2018-2019學年高中化學 第1章 化學反應與能量轉(zhuǎn)化 第1節(jié) 化學反應的熱效應 第2課時 反應焓變的計算作業(yè)2 魯科版選修4.doc

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第2課時 反應焓變的計算 知能演練　輕松闖關[學生用書單獨成冊] [基礎溫故] 1．下列說法正確的是(　　) A．已知反應X＋Y===M＋N為放熱反應，則該反應不必加熱就可發(fā)生 B．能源是提供能量的資源，它包括化石燃料(煤、石油、天然氣)，不包括陽光、海水 C．對于同一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應的焓變相同 D．在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量高于生成物的總能量 答案：C 2．已知如圖所示關系，下列關系式正確的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 B．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 C．ΔH3＝ΔH1＝ΔH2 D．ΔH2＝ΔH1＋ΔH3 解析：選A。如圖關系中物質(zhì)起始狀態(tài)為2 mol N2(g)、6 mol H2(g)、5 mol O2(g)，最終生成物為4 mol NO(g)、6 mol H2O(l)，根據(jù)蓋斯定律：ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。 3．在298 K、100 kPa時，已知： ①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1 ②Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2 ③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3 則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關系正確的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 解析：選A。根據(jù)蓋斯定律，將第一個反應式＋第二個反應式2即可得到第三個反應式，因此有ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，故A項正確。 4．已知3.6 g碳在6.4 g氧氣中燃燒，至反應物耗盡，測得放出熱量a kJ。又已知12.0 g碳完全燃燒，放出的熱量為b kJ。則熱化學方程式C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝(　　) A．－(a－b) kJmol－1 B．－(a＋b) kJmol－1 C．－(5a－0.5b) kJmol－1 D．－(10a－b) kJmol－1 解析：選C。根據(jù)題意得以下兩式：①3C(s)＋2O2(g)===2CO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－10a kJmol－1， ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－b kJmol－1， 則(①－②)整理得：C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－(5a－0.5b) kJmol－1。 5．已知在298 K時，Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH＝－351.1 kJmol－1 Hg(l)＋O2(g)===HgO(s) ΔH＝－90.7 kJmol－1。 由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH為(　　) A．－441.8 kJmol－1 B．260.4 kJmol－1 C．－254.6 kJmol－1 D．－260.4 kJmol－1 解析：選D。Zn(s)＋O2(g)===ZnO(s) ΔH＝－351.1 kJmol－1　① Hg(l)＋O2(g)===HgO(s) ΔH＝－90.7 kJmol－1?、? ①－②得： Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l) ΔH＝－260.4 kJmol－1。 6．已知熱化學方程式： C(s，金剛石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1?、? C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2?、? C(s，石墨)===C(s，金剛石)　ΔH3＝1.9 kJmol－1?、? 下列說法正確的是(　　) A．石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應是吸熱反應 B．金剛石比石墨穩(wěn)定 C．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 D．ΔH1>ΔH2 解析：選A。由熱化學方程式③中ΔH3＝1.9 kJmol－1>0得出結論：石墨比金剛石穩(wěn)定，故A項正確，B項錯誤；由蓋斯定律可得ΔH3＝ΔH2－ΔH1，因ΔH3>0，可得ΔH2>ΔH1，C、D項錯誤。 7．已知下列熱化學方程式： ①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJmol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJmol－1 由此可知C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH等于(　　) A．－131.3 kJmol－1 B．131.3 kJmol－1 C．373.1 kJmol－1 D．－373.1 kJmol－1 解析：選B。由第②個反應可得： ③2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝483.6 kJmol－1， ①＋③得到：2C(s)＋2H2O(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝262.6 kJmol－1， 即C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝131.3 kJmol－1。 8．已知：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1＝－890.3 kJmol－1 (2)C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJmol－1 (3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJmol－1 則由石墨和氫氣反應生成甲烷的熱化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：根據(jù)蓋斯定律知，反應焓變只與始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。把已知反應經(jīng)過簡單的代數(shù)運算得到所求反應，以此來算出所求反應的熱效應。 由(2)＋(3)2－(1)得： C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH 則ΔH＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1＝(－393.5 kJmol－1)＋2(－285.8 kJmol－1)－(－890.3 kJmol－1)＝－74.8 kJmol－1。 答案：C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)　ΔH＝－74.8 kJmol－1 9．俄國化學家蓋斯(G.H.Hess)指出，一個化學反應的熱效應僅與反應物的最初狀態(tài)及生成物的最終狀態(tài)有關，而與中間步驟無關，這就是著名的“蓋斯定律”。按此規(guī)律回答下列問題： 已知火箭發(fā)射時可用肼(N2H4)做燃料，二氧化氮做氧化劑，這兩者反應生成氮氣和水蒸氣。 且N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝67.7 kJmol－1?、? N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534 kJmol－1?、? 請計算1 mol氣體肼和NO2完全反應時放出的熱量為________kJ。寫出肼與NO2反應的熱化學方程式：_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：本題是一道信息題，考查對蓋斯定律的理解和應用。根據(jù)題意，要求下列反應的反應熱ΔH的值： N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH　③ 根據(jù)蓋斯定律，一個反應僅與其始態(tài)和終態(tài)有關，而與其過程無關，有②－①＝③，即ΔH2－ΔH1＝ΔH。ΔH＝(－534 kJmol－1)－67.7 kJmol－1＝－567.85 kJmol－1。 答案：567.85　N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－567.85 kJmol－1 [能力提升] 10．已知：①1 mol H2分子中化學鍵斷裂時需要吸收436 kJ的能量，②1 mol Cl2分子中化學鍵斷裂時需要吸收243 kJ的能量，③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子時釋放431 kJ的能量。下列敘述正確的是(　　) A．氫氣和氯氣反應生成氯化氫氣體的熱化學方程式是H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) B．氫氣和氯氣反應生成2 mol氯化氫氣體，反應的ΔH＝183 kJmol－1 C．氫氣和氯氣反應生成2 mol氯化氫氣體，反應的ΔH＝－183 kJmol－1 D．氫氣和氯氣反應生成1 mol氯化氫氣體，反應的ΔH＝－183 kJmol－1 解析：選C。熱化學方程式應表示出該反應的焓變，A錯；1 mol H2與1 mol Cl2反應時，斷鍵需吸收436 kJ＋243 kJ＝679 kJ能量，H原子和Cl原子生成2 mol HCl需放出431 kJ2＝862 kJ能量，故H2和Cl2生成2 mol HCl的ΔH＝－183 kJmol－1，B錯、C對；生成1 mol HCl時，ΔH相應變?yōu)樯? mol HCl的，即－91.5 kJmol－1，D錯。 11．反應A＋B―→C(ΔH＜0)分兩步進行：①A＋B―→X(ΔH＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。下列示意圖中，能正確表示總反應過程中能量變化的是(　　) 解析：選D?；瘜W反應都伴隨著能量變化。當反應物的總能量高于生成物的總能量時，該反應為放熱反應；當反應物的總能量低于生成物的總能量時，該反應為吸熱反應。反應①的ΔH>0，為吸熱反應，故可排除A項和C項。反應②的ΔH<0，為放熱反應，B項錯誤。 12．已知：一定條件下HCN(aq)與NaOH(aq)反應的ΔH＝－12.1 kJmol－1；HCl(aq)與NaOH(aq)反應的ΔH＝－55.6 kJmol－1。則該條件下HCN在水溶液中電離的ΔH等于(　　) A．67.7 kJmol－1 B．－67.7 kJmol－1 C．43.5 kJmol－1 D．－43.5 kJmol－1 解析：選C。反應過程為 所以ΔH＝－12.1 kJmol－1－(－55.6 kJmol－1)＝43.5 kJmol－1。 13．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　 ΔH＝－571.6 kJmol－1 CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH＝－282.9 kJmol－1 某H2和CO的混合氣體完全燃燒時放出113.74 kJ熱量，同時生成3.6 g液態(tài)水，則原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比為(　　) A．2∶1　　　　　　　　 B．1∶2 C．1∶1 D．2∶3 解析：選C。由生成3.6 g H2O(l)知， n(H2)＝＝0.2 mol， 則n(CO)＝＝0.2 mol， 則n(H2)∶n(CO)＝1∶1，故選C。 14．肼(N2H4)是一種高能燃料，有關化學反應的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ)：N≡N為942、O===O為500、N—N為154，則斷裂1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是(　　) A．194 B．391 C．516 D．658 解析：選B。利用圖示可知1 mol肼和1 mol氧氣變成原子時斷鍵需要的能量為2 752 kJ－534 kJ＝2 218 kJ。1 mol肼和1 mol氧氣斷鍵變?yōu)樵訒r要斷裂1 mol N—N，4 mol N—H,1 mol O===O鍵，所以1154 kJmol－1＋4(N—H鍵能)＋1500 kJmol－1＝2 218 kJmol－1，解得N—H鍵能為391 kJmol－1，選B。 15．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)反應過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJmol－1。 請回答下列問題： (1)該反應屬于________(填“放熱”或“吸熱”)反應。 (2)圖中A、C分別表示________________、________________。 (3)從化學鍵的角度分析，E、F、ΔH分別表示的意義：E____________________、F____________________、ΔH____________________。 (4)改變反應條件可改變E的大小，如加入V2O5做催化劑，可使E值減小。E的大小對該反應的反應熱________(填“有”或“無”)影響。 (5)圖中ΔH＝________kJmol－1。 (6)若已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(l)的ΔH′＝－Q kJmol－1，則ΔH________(填“>”、“<”或“＝”，下同)ΔH′，Q________99。 解析：(1)ΔH＝－99 kJmol－1<0，故為放熱反應。(2)分析題圖，縱坐標為能量變化，橫坐標為反應過程，則A代表起始能量，即反應物的總能量，C代表終態(tài)能量，即反應產(chǎn)物的總能量。(3)從化學鍵的角度分析，化學反應的實質(zhì)是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成，故E表示破壞舊化學鍵吸收的能量，F(xiàn)表示形成新化學鍵釋放的能量，ΔH表示形成新化學鍵釋放的能量與破壞舊化學鍵吸收的能量差即反應的熱效應。(4)ΔH＝反應產(chǎn)物的總能量－反應物的總能量，由于E改變時A和C并不發(fā)生變化，故對反應熱無影響。(5)題圖中ΔH表示2 mol SO2(g)完全氧化為2 mol SO3(g)時的焓變，即ΔH＝－99 kJmol－12＝－198 kJmol－1。(6)比較ΔH的大小時，要連同“＋”、“－”，類似于數(shù)學上的正負數(shù)比較，如果只比較反應放出或吸收熱量的多少，則只比較數(shù)值大小，與“＋”、“－”無關。由題意可知，SO3的狀態(tài)不同，則反應的ΔH也不同。因為SO3(g)轉(zhuǎn)化為SO3(l)時會放熱，即1 mol SO2(g)生成1 mol SO3(l)釋放的能量比生成1 mol SO3(g)釋放的能量多，即Q>99，但ΔH>ΔH′。 答案：(1)放熱　(2)反應物的總能量　反應產(chǎn)物的總能量　(3)斷裂舊化學鍵吸收的能量　形成新化學鍵釋放的能量　2 mol SO2 (g)完全氧化為2 mol SO3 (g)時的焓變　(4)無　(5)－198　(6)>　>