第一章第一节专题二反应热热化学方程式燃烧热同步练习(含解析)高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 第一章第一节专题二反应热热化学方程式燃烧热同步练习(含解析)高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-08 00:00:00

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人教版(2019)高二化学选择性必修1第一章 化学反应的热效应 第一节 反应热 热化学方程式 燃烧热专题二
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.工业上常利用CO与SO2反应生成固态S单质和CO2,从而消除这两种气体对大气的污染:2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(s) ΔH=-a kJ·mol-1(a>0),下列叙述正确的是
A.SO2可用于漂白食物
B.若反应开始时投入2 mol CO,则达平衡时,放出热量为a kJ
C.增大压强或升高温度都可以加快化学反应速率并提高SO2的转化率
D.若单位时间内生成2 mol CO2的同时,生成1 mol SO2,则说明反应达到平衡状态
2.胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得:101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量;1 mol CH4 完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写中正确的是(  )
A.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890.3 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ
3.下列说法正确的是
A.测定HCl和NaOH反应的中和热时,每次实验均应测量3个温度,即盐酸起始温度,NaOH起始温度和反应后终止温度
B.在25℃、101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,H2的燃烧热为-285.8kJ/mol
C.在25℃、101kPa时,1molC与适量O2反应生成1molCO时,放出110.5kJ热量,则C的燃烧热为110.5kJ/mol
D.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3kJ/mol,若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3kJ
4.下列热化学方程式书写正确的是
A.2NO2=2NO+O2△H=-184.6kJ/mol(反应热)
B.S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-184.6kJ/mol(燃烧热)
C.C(s)+O2(g)=CO(g)△H=-184.6kJ/mol(燃烧热)
D.NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol(反应热)
5.已知有热化学方程式:SO2(g)+ 1/2 O2(g) SO3(g);△H =-90.0kJ/mol。现有4mol SO2参加反应,当放出180kJ热量时,SO2的转化率是
A.40% B.50% C.80% D.90%
6.在25℃和101kPa下,燃烧生成液态水放出的热量,则下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
7.属于吸热反应的是( )
A.铝跟盐酸反应
B.Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应
C.盐酸与氢氧化钠溶液反应
D.酒精的燃烧
8.下列描述中正确的是
A.纯碱溶于热水后去污效果增强,说明纯碱的水解反应是吸热反应
B.NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s) 在较低温度下能自发进行,说明该反应的ΔH>0
C.500℃、30 MPa下,将7 g N2和3 g H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
D.甲烷的燃烧热(ΔH)为-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
二、填空题
9.火箭发射时可以用肼(,液态)作燃料,作氧化剂,二者反应生成和水蒸气。已知:


请写出(l)与反应的热化学方程式___________。
10.已知下列热化学方程式:


(1)氢气的摩尔燃烧焓是______________。
(2)已知:。写出丙烷燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式:___________________________。
(3)实验测得和的混合气体共,完全燃烧生成液态水时放热,则混合气体中和的体积比是__________。
(4)当反应②中转移10mol电子时,燃烧的丙烷的质量是_________g,生成的CO2在标准状况下的体积是_________L。
11.化学反应伴随能量变化,获取反应能量变化有多条途径。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是___(填字母)。
A.Na2O与水反应 B.甲烷的燃烧反应 C.CaCO3受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)获取能量变化的途径①通过化学键的键能计算。已知:
化学键种类 H—H O=O O—H
键能(kJ/mol) 436 498 463.4
计算可得:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=____kJ·mol-1
②通过盖斯定律可计算。已知在25℃、101kPa时:
I.2Na(s)+O2(g)=Na2O(s) △H=-414kJ·mol-1
II.2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) △H=-511kJ·mol-1
写出Na2O2与Na反应生成Na2O的热化学方程式____。
三、计算题
12.磷在氧气中燃烧可能生成两种固态氧化物和。现将单质磷固体在氧气中燃烧至反应物耗尽,放出的热量。
(1)反应后生成物的组成是_________(用化学式表示)。
(2)已知单质磷的燃烧热为,则与反应生成固态的反应热_____。
(3)若磷在氧气中燃烧至反应物耗尽,放出的热量,则_________(填“<” “<”或“=”)。
(4)磷的两种氧化物中较稳定的是_________。
13.(1)已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)═2C3H5(ONO2)3(l)△H1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2 C(s)+O2(g)═CO2(g)△H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)═12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的△H的表达式为_____
(2)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能(kJ·mol-1):P—P 198,Cl—Cl 243,P—Cl 331。
则反应P4(白磷,s)+6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热ΔH=_____。
(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1①
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=?②
若1 molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则ΔH2=_____。
参考答案:
1.D
【详解】A.SO2有毒,不能漂白食物,故A错误;
B.可逆反应不能进行彻底,2 mol CO不能完全反应,放出的热量小于a kJ,故B错误;
C.2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(s) △H=-a kJ mol-1(a>0),正反应放热,是一个气体体积减小的反应,升温,平衡左移,SO2的转化率减小,故C错误;
D.若单位时间内生成2 mol CO2的同时,生成1 mol SO2,说明正逆反应速率相等,能说明反应达到平衡状态,故D正确;
故选D。
2.B
【分析】本题考查化学反应过程中能量变化的问题。△H为焓变,单位是kJ·mol-1,它的数值与方程式中化学计量数和物质的状态有关。当化学计量数变化时△H也发生变化,据此判断;1molCH4(g)完全燃烧生成液态水(l)和CO2(g)放出890.3 kJ的热量,放热反应的△H<0;气态水变为液态水的过程为放热过程。根据以上信息进行解答。
【详解】A、由题意知1molCH4(g)完全燃烧生成液态水(l)和CO2(g)放出890.3 kJ的热量,所以热化学反应方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ·mol-1,故错误;B、1molCH4(g)完全燃烧生成液态水(l)和CO2(g)放出890.3 kJ的热量的热化学反应方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ·mol-1,故正确;C、△H的单位为kJ·mol-1,故C错误;D、△H的数值与化学计量数有关,2molH2燃烧放出的热量应为571.6kJ·mol-1,单位错误。故D错误。正确选项为B。
【点睛】本题考查化学反应过程中能量的变化问题。△H为焓变,它的数值与化学计量数有关,当化学计量数变化时△H也发生变化,据此判断;1molCH4(g)完全燃烧生成液态水(l)和CO2(g)放出890.3 kJ的热量,放热反应的△H<0;气态水变为液态水的过程为放热过程。
3.A
【详解】A.测定HCl和NaOH反应的中和热时,测盐酸起始温度、NaOH起始温度和反应中的最高温度,A正确;
B.1molH2完全燃烧生成的稳定氧化物是液态水,反应热△H=-285.8 kJ mol-1,则H2的燃烧热为285.8 kJ mol-1,B错误;
C.燃烧热是指在101kPa时,1mol可燃物完全燃烧放出的热量,完全燃烧是指碳生成气态二氧化碳,则C的燃烧热大于110.5kJ/mol, C错误;
D.浓硫酸溶解时放热,故将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3kJ,D错误;
答案选A。
4.B
【详解】A.选项所给方程式中没有注明物质的聚集状态,A错误;
B.热化学方程式需要注明物质的聚集状态、焓变,焓变的单位为kJ mol-1,S燃烧的化学方程式为S+O2=SO2,燃烧为放热反应,焓变小于0,所以S燃烧的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g)△H=-184.6kJ/mol,B正确;
C.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,C的稳定氧化物为CO2,C错误;
D.在稀溶液中酸与碱发生中和反应生成1mol水时所释放的热量称为中和热,中和热△H=-57.3kJ/mol,但醋酸为弱酸,反应过程中会不断电离,弱酸电离时吸热,所以该反应的反应热△H>-57.3kJ/mol,D错误;
综上所述答案为B。
5.B
【详解】设反应的二氧化硫为x,则
SO2(g)+ 1/2 O2(g) SO3(g) △H =-90.0kJ/mol
1mol 90.0kJ
x 180kJ
解得:x=2mol,
所以SO2的转化率为==50%;
答案选B。
6.C
【详解】A.燃烧生成液态水放出的热量,则2mol氢气燃烧生成液体放出的能量,故A错误;
B.燃烧生成液态水放出的热量,则1mol氢气燃烧生成液体放出的能量,放热反应焓变为负值,故B错误;
C.燃烧生成液态水放出的热量,则1mol氢气燃烧生成液体放出的能量,放热反应焓变为负值, ,故C正确;
D.燃烧生成液态水放出的热量,则2mol氢气燃烧生成液体放出的能量,若生成气态水放出的能量小于,故D错误;
选C。
7.B
【分析】常见的放热反应有:所有的物质燃烧、所有金属与酸或水置换出氢气的反应、所有中和反应、绝大多数化合反应和铝热反应;
常见的吸热反应有:绝大数分解反应,个别的化合反应(如C和CO2),少数分解置换以及某些复分解(如铵盐和强碱)。
【详解】A.铝跟盐酸反应是金属与酸反应,是常见放热反应,故A错误;
B.Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应是铵盐和强碱反应,是常见的吸热反应,故B正确;
C.盐酸与氢氧化钠溶液反应是中和反应,是常见的放热反应,故C错误;
D.酒精的燃烧是燃烧反应,是常见的放热反应,故D错误;
故选B。
8.A
【详解】A. 纯碱溶于热水后去污效果增强,说明升高温度促进了水解,使水解平衡正向移动,所以可以说明纯碱的水解是吸热反应,故A正确;B. 根据△G=△H-T△S可知,当△G小于0时反应自发进行,由于反应NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)是熵值减小的反应,所以如果该反应在较低温度下能自发进行,则说明该反应的△H<0,故B错误;C.因合成氨的反应是可逆反应,所以无法确定将7 g N2和3 g H2置于密闭容器中充分反应后,生成了多少NH3(g),故无法计算该反应的焓变,故C错误;D. 燃烧热指的是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的能量,所以生成的水应为液态,即甲烷燃烧的热化学方程式应表示为CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,故D错误;答案选A。
9.2(l)+ 2(g)=3N2(g)+4H2O(g) =-1310.4kJ/mol
【详解】根据盖斯定律:②×2-①可得:2(l)+ 2(g)=3N2(g)+4H2O(g) =2×(-622kJ/mol)-66.4kJ/mol=-1310.4kJ/mol,即2(l)+ 2(g)=3N2(g)+4H2O(g) =-1310.4kJ/mol。
10. 22 33.6
【分析】(1)根据摩尔燃烧焓的概念分析并计算。
(2)根据盖斯定律进行计算。
(3)根据氢气的摩尔燃烧焓和丙烷的摩尔燃烧焓,氢气和丙烷的混合气体共3mol,完全燃烧生成液态水时放热,建立方程式进行计算。
(4)根据方程式及电子转移进行计算。
【详解】(1)根据摩尔燃烧焓的概念,因1mol氢气完全氧化为液态水放出的热量为,故氢气的摩尔燃烧焓为;故答案为:。
(2)已知:②,③,由盖斯定律可知,得;故答案为:。
(3)由热化学方程式可知,氢气的摩尔燃烧焓为,丙烷的摩尔燃烧焓为,氢气和丙烷的混合气体共3mol,完全燃烧生成液态水时放热,设混合气体中氢气的物质的量为xmol,则丙烷的物质的量为,根据混合物燃烧放出的热量有,解得x=2,所以氢气和丙烷的物质的量之比为,根据阿伏加德罗定律及其推论,相同条件下,气体体积之比等于其物质的量之比;故答案为:2:1。
(4),当5mol O2参加反应时转移20mol电子,当反应中转移10mol电子时,燃烧的丙烷的物质的量为0.5mol,质量为,生成的CO2在标准状况下的体积为;故答案为:22;33.6。
【点睛】化学反应能量变化是常考题型,主要考查摩尔燃烧焓、运用盖斯定律进行计算、根据电子转移进行计算等。
11. C -483.6 Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s) △H=-317kJ·mol-1
【详解】(1)常见的吸热反应有:大多数的分解反应、C或氢气作还原剂的氧化还原反应、氯化铵与氢氧化钡的反应等,A、B、D都属于放热反应,只有C为吸热反应,答案:C;
(2)①焓变等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=(2×436+498-2×2×463.4)kJ·mol-1=-483.6kJ·mol-1,答案:-483.6;
②由I.2Na(s)+O2(g)=Na2O(s) △H=-414kJ·mol-1
II.2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s) △H=-511kJ·mol-1
结合盖斯定律可知I×2-II得到Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s) △H=-317kJ·mol-1,答案:Na2O2(s)+2Na(s)=2Na2O(s) △H=-317kJ·mol-1。
12. 、 <
【详解】(1)单质磷的物质的量为 ,氧气的物质的量为,故磷原子与氧原子的数目之比为,因为,故反应产物为和;
(2)设,由题意可知,,设转化成、的的物质的量分别为、则,解得,故与反应生成固态的;
(3)3.1g磷在3.6g氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出ZkJ的热量,氧气多,燃烧更充分,放热增多,则X<Z,故答案为:<;
(4)由上述分析可知,P2O5生成时放出热量多,则P2O5的能量低,更稳定,故答案为:P2O5。
13. 12△H3+5△H2-2△H1 -1326 kJ·mol-1 -1160kJ/mol
【详解】(1)已知:①6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)═2C3H5(ONO2)3(l)△H1
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2
③C(s)+O2(g)═CO2(g)△H3
由盖斯定律:5×②+12×③-2×①得:4C3H5(ONO2)3(l)═12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g) △H=12△H3+5△H2-2△H1;
(2)根据图示,1分子P4、PCl3中分别含有6个P—P键、3个P—Cl键,反应热为断裂6 mol P—P键、6 mol Cl—Cl键吸收的能量和形成12 mol P—Cl键放出的能量之差,即ΔH=(6×198 kJ·mol-1+6×243 kJ·mol-1)-12×331 kJ·mol-1=-1326 kJ·mol-1;
(3)1 molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,得反应③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g) +CO2(g)+2H2O(g)ΔH3=-867kJ/mol;
已知①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
由盖斯定律:2×③-①得:②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=2×ΔH3-ΔH1=-1160kJ/mol。