课时训练4化学反应热的计算

课时训练4　化学反应热的计算
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)+O2(g)CO(g)的反应热为-110.5 kJ·mol-1,说明碳的燃烧热为110.5 kJ·mol-1
C.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
解析:A中ΔH为“+”时,反应为吸热反应,错误。B中生成物为CO,不是碳的燃烧热,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。
答案:D
2.已知25 ℃、101 kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:
①C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.51 kJ·mol-1
②C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-395.41 kJ·mol-1
据此判断,下列说法中正确的是(　　)。
A.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的低
B.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的高
C.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的低
D.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的高
解析:由①-②得:C(石墨,s)C(金刚石,s)　ΔH=+1.9 kJ·mol-1,该反应为吸热反应,石墨的能量比金刚石的能量低,石墨更稳定,故正确答案为A。
答案:A
3.已知下列反应的反应热:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-870.3 kJ·mol-1
(2)C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
则下列反应的反应热为(　　)。
2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)
A.ΔH=+488.3 kJ·mol-1
B.ΔH=-244.15 kJ·mol-1
C.ΔH=-977.6 kJ·mol-1
D.ΔH=-488.3 kJ·mol-1
解析:所求反应由(2)×2+(3)×2-(1)所得,则ΔH=ΔH2×2+ΔH3×2-ΔH1=-488.3 kJ·mol-1。
答案:D
4.(2011·上海改编)根据碘与氢气反应的热化学方程式
(1)I2(g)+H2(g)2HI(g)　ΔH=-9.48 kJ
(2)I2(s)+H2(g)2HI(g)　ΔH=26.48 kJ
下列判断正确的是(　　)。
A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJ
B.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C.反应(1)的产物比反应(2)的产物稳定
D.反应(2)的反应物总能量比反应(1)的反应物总能量低
解析:反应是可逆反应,反应物不能完全转化,A项错误;利用盖斯定律可得出1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ,B项错误,D项正确;同一种物质在相同条件下,能量一样多,C项错误。
答案:D
5.已知热化学方程式:SO2(g)+O2(g)SO3(g)　ΔH=-98.32 kJ·mol-1,在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应,最终放出的热量(　　)。
A.=196.64 kJ B.=98.32 kJ
C.<196.64 kJ D.>196.64 kJ
解析:热化学方程式中的反应热是指反应物按所给形式完全进行时的反应热。2 mol SO2和1 mol O2如果彻底反应则应放出196.64 kJ的热量,而该反应为可逆反应,所以放出的热量小于196.64 kJ。
答案:C
6.在36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占体积,CO2占体积。且有:
C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-283 kJ·mol-1
与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是(　　)。
A.172.5 kJ B.1 149 kJ
C.283 kJ D.517.5 kJ
解析:损失的热量为占体积的CO完全燃烧放出的热量:n(C)=3 mol,n(CO)=1 mol,根据CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-283 kJ·mol-1得1 mol CO完全燃烧放出的热量为283 kJ,即损失的热量是283 kJ。
答案:C
7.写出下列反应的热化学方程式:
(1)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出1 366.8 kJ热量:　。
(2)1 mol C(石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ热量:　。
(3)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67 kJ的热量:　。
解析:已知反应物的物质的量及放出或吸收的热量,要写出热化学方程式,关键是要确定与方程式中的化学计量数相对应的ΔH。
(1)C2H5OH燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O,那么,相应的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1。
(2)1 mol C(石墨)完全反应吸收131.3 kJ热量,则相应的热化学方程式为C(石墨,s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ·mol-1。
(3)1.7 g NH3的物质的量为0.1 mol,则4 mol NH3发生反应放出的热量为22.67 kJ×40=906.8 kJ,1 mol NH3完全反应放出的热量为226.7 kJ。那么相应的热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-906.8 kJ·mol-1或NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g)　ΔH=-226.7 kJ·mol-1。
答案:(1)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1
(2)C(石墨,s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ·mol-1
(3)NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g)　ΔH=-226.7 kJ·mol-1
8.(2012·山东济南一中高二检测)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径Ⅰ　C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1<0①
途径Ⅱ　先制成水煤气:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2>0②
再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH3<0③
2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH4<0④
请回答下列问题:
(1)途径Ⅰ放出的热量理论上　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是　。
(3)已知:①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH2=-566 kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(s)+O2(g)　ΔH3=+141 kJ·mol-1
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=　　　　。
(4)已知下列各组热化学方程式
①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH1=-25 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH2=-47 kJ·mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)　ΔH3=+640 kJ·mol-1
请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe和CO2(g)的热化学方程式　。
解析:(1)根据盖斯定律的含义知,途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量。
(2)由盖斯定律:①=得ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4。
(3)由③+2×①-②得所求方程式,即ΔH=ΔH3+2ΔH1-ΔH2=+141 kJ·mol-1+2×(-393.5 kJ·mol-1)-(-566 kJ·mol-1)=-80 kJ·mol-1。
(4)由题意:④FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)　ΔH
则④=得
ΔH==
=-218 kJ·mol-1
则FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)　ΔH=-218 kJ·mol-1
答案:(1)等于　(2)ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)/2
(3)-80 kJ·mol-1
(4)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)　ΔH=-218 kJ·mol-1
9.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652 kJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为　。
(2)已知H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44 kJ·mol-1则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是　　　　kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是　。
(4)发射卫星可用肼为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。已知:
N2(g)+2O2(g)2NO2(g)　ΔH=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534 kJ·mol-1
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为　。
解析:(1)0.4 mol N2H4反应放热256.652 kJ,则1 mol N2H4反应应放热kJ=641.63 kJ。
(2)16 g N2H4的n(N2H4)==0.5 mol。由方程式知生成n(H2O)=0.5 mol×4=2 mol,则16 g N2H4与H2O2生成H2O(l)放热为641.63 kJ×0.5 mol+2 mol×44 kJ·mol-1=408.815 kJ。
(3)产物为N2(g)和H2O,无污染。
(4)由所提供方程式,利用盖斯定律求解。
答案:(1)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-641.63 kJ·mol-1
(2)408.815
(3)产物不会造成环境污染
(4)N2H4(g)+NO2(g)3/2N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-567.9 kJ·mol-1