高中化学 课时提升作业四 化学反应热的计算(含解析)新人教版选修4
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- 1 - 化学反应热的计算
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括9小题,每小题6分,共54分)
1.已知25 ℃、101 kPa条件下:
(1)4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)
ΔH=-2 834.9 kJ·mol-1
(2)4Al(s)+2O3(g)2Al2O3(s)
ΔH=-3 119.1 kJ·mol-1
由此得出的正确结论是 ( )
A.等质量的O2比O3能量低,由O2变为O3为吸热反应
B.等质量的O2比O3能量高,由O2变为O3为放热反应
C.O3比O2稳定,由O2变为O3为吸热反应
D.O2比O3稳定,由O2变为O3为放热反应
【解析】选A。根据盖斯定律(2)-(1)得2O3(g)3O2(g) ΔH=-284.2 kJ·mol-1,等质量的O2能量低,O2比O3稳定。
【补偿训练】
(2018·郑州高二检测)已知几种物质的相对能量如下表所示:
物质 NO2(g) NO(g) SO2(g) SO3(g)
相对能量/kJ 429 486 99 0
工业上,常利用下列反应处理废气:
NO2(g)+SO2(g)NO(g)+SO3(g) ΔH等于 ( )
A.+42 kJ·mol-1 B.-42 kJ·mol-1
C.-84 kJ·mol-1 D.+84 kJ·mol-1
【解析】选B。反应热等于产物总能量与反应物总能量之差,ΔH=(486+0-99-
429) kJ·mol-1=-42 kJ·mol-1,故选B。
2.物质的生成热可定义为:由稳定单质生成1 mol物质所放出的热量,如CO2气体的生成热就是1 mol C完全燃烧生成CO2气体时放出的热量,已知下列几种化合物的生成热分别是
- 2 - 化合物 葡萄糖 H2O(l) CO2
生成热(kJ·mol-1) 1 259.8 285.8
393.5
则1 kg葡萄糖在人体内完全氧化生成CO2气体和液态水,最多可提供的能量为 世纪金榜导学号(
)
A.3 225 kJ B.2 816 kJ
C.6 999 kJ D.15 644 kJ
【解析】选D。根据生成热的定义得下面三个热化学方程式:
6C(s)+3O2(g)+6H2(g)C6H12O6(s)
ΔH=-1 259.8 kJ·mol-1
①
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1②
O2(g)+2H2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1③
由:②×6+③×3-①得:
C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)
ΔH=-2 816 kJ·mol-1
故1 kg C6H12O6(s)完全氧化时放出的热量为
2 816×kJ≈15 644 kJ。
【互动探究】
(1)根据水的生成热数据,计算生成9 g液态水时放出的热量为_____。
提示:9 g液态水为0.5 mol,放热0.5 mol×285.8 kJ·mol-1=142.9 kJ。
(2)生成1 kg葡萄糖释放出的热量为_________。
与1 kg葡萄糖在人体内完全氧化释放的能量相同吗?为什么?
提示:生成1 kg葡萄糖释放出的热量为1 259.8× kJ≈6 999 kJ。不相同,因为是两个不同的热化学方程式,ΔH不同。
3.(2018·洛阳高二检测)工业上,冶炼铁的有关热化学方程式如下
①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=a kJ·mol-1
②CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2=b kJ·mol-1
- 3 - ③Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH3=c kJ·mol-1
④2Fe2O3(s)+3C(s)4Fe(s)+3CO2(g)
ΔH4=d kJ·mol-1
(上述热化学方程式中,a,b,c,d均不等于0)
下列说法不正确的是 世纪金榜导学号(
)
A.b>a
B.d=3b+2c
C.C(s)+ O2(g)CO (g) ΔH= kJ·mol-1
D.CO(g)+ O2(g)CO2(g) ΔH
【解析】选D。A项,①C(s)+O2(g)CO2(g)为放热反应,ΔH1=a kJ·mol-1
<0,②CO2(g)+C(s)2CO(g)为吸热反应,ΔH2=b kJ·mol-1>0,因此b>a,故A正确;B项,②CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2=b kJ·mol-1,③Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)
+3CO2(g) ΔH3=c kJ·mol-1,根据盖斯定律,将②×3+③×2得:2Fe2O3(s)+3C(s)
4Fe(s)+3CO2(g) ΔH4=d kJ·mol-1=(3b+2c) kJ·mol-1,故B正确;C项, ①C(s)+O2(g)CO2(g)
ΔH1=a kJ·mol-1,②CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2=
b kJ·mol-1,根据盖斯定律,将(①+②)×得:C(s)+ O2(g)CO (g) ΔH=kJ·mol-1,故C正确;D项,因为碳燃烧生成CO时放出热量,所以,1 mol C完全燃烧放出热量大于1 mol CO完全燃烧放出热量,而反应热包括负号和数值,故CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH>a kJ·mo,故D错误。
4. 室温下,将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1 mol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>ΔH3 B.ΔH1
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
- 4 - 【解析】选B。根据题意知,CuSO4·5H2O(s)溶于水温度降低,反应为CuSO4·5H2O(s)
Cu2+(aq)+S(aq)+5H2O(l) ΔH1>0,CuSO4(s)溶于水温度升高,反应为CuSO4(s)Cu2+(aq)+S(aq) ΔH2<0,根据盖斯定律知,CuSO4·5H2O 受热分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0。ΔH2<0,ΔH3>0,所以A错误;由ΔH1=ΔH3+ΔH2可知B正确,C、D错误。
【补偿训练】
如图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298 K时的稳定状态)。下列选项中不正确的是 ( )
A.在所给出的卤化镁中MgI2最不稳定
B.MgF2(s)+Br2(l)MgBr2(s)+F2(g) ΔH=+600 kJ·mol-1
C.MgBr2与Cl2反应的ΔH<0
D.化合物的热稳定性顺序:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
【解析】选D。A、据图知,卤化镁中MgI2的能量最高,最不稳定,正确;B、Mg(s)
+F2(g)MgF2(s) ΔH=-1 124 kJ·mol-1, Mg(s)+Br2(l)MgBr2(s) ΔH=
-524 kJ·mol-1,将第二个方程式与第一方程式相减得MgF2(s)+Br2(l)MgBr2(s)+
F2(g) ΔH=+600 kJ·mol-1,故正确;C、氯化镁的能量小于溴化镁的能量,氯气的能量大于溴的能量,所以MgBr2与Cl2反应是放热反应,即ΔH<0,故正确;D、能量越小的物质越稳定,所以化合物的热稳定性顺序为MgI2
5.(2018·郑州高二检测)已知:C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1
CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3
2Cu(s)+O2(g)2CuO(s) ΔH4
CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s) ΔH5
- 5 - 下列关于上述反应焓变的判断正确的是 ( )
A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2<0,ΔH4>0
C.ΔH2=ΔH1-ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5
【解析】选C。燃烧反应都是放热反应,ΔH1<0,ΔH3<0,ΔH4<0,反应CO2(g)+
C(s)2CO(g) 为吸热反应,ΔH2>0,故A、B错误;①C(s)+O2(g)CO2(g)
ΔH1;②CO2(g)+C(s)2CO(g) ΔH2;③2CO(g)+O2(g)2CO2(g)
ΔH3;④2Cu(s)+O2(g)2CuO(s) ΔH4;⑤CO(g)+CuO(s)CO2(g)+Cu(s) ΔH5;由反应可知②=①-③,由盖斯定律得ΔH2=ΔH1-ΔH3,故C正确;由反应可知=③,由盖斯定律得ΔH3=ΔH4+2ΔH5,故D错误。
6.已知:Mn(s)+O2(g)MnO2(s) ΔH1
S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH2
Mn(s)+S(s)+2O2(g)MnSO4(s) ΔH3
下列表述正确的是 ( )
A.ΔH2>0
B.Mn+SO2MnO2+S ΔH=ΔH1-ΔH2
C.ΔH3>ΔH1
D.MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s) ΔH=ΔH3-ΔH2-ΔH1
【解析】选D。A、硫的燃烧是放热反应,即ΔH2<0,故A错误;B、物质没有指明状态,故B错误;C、反应放出热量多少未知,无法判断ΔH3和ΔH1大小,故C错误;D、根据盖斯定律,MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s)
ΔH=ΔH3-ΔH2-ΔH1,故D正确。
7.(2018·泰州高二检测)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,会污染大气。采用NaClO、Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,下列说法正确的是( )
①SO2(g)+2OH-(aq)S(aq)+H2O(l)
ΔH1=a kJ·mol-1
②ClO-(aq)+S(aq)S(aq)+Cl-(aq)
ΔH2=b kJ·mol-1
③CaSO4(s)Ca2+(aq)+ S (aq) ΔH3=c kJ·mol-1
④SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq) ΔH4=
