内容正文:
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第一章 化学反应的
热效应
第一节 反应热
第2课时 热化学方程式
燃烧热
能力作业
02
目录
CONTENTS
基础作业
01
基础作业
(建议用时:15分钟)
考点一 热化学方程式的概念及意义
1.下列有关热化学方程式的说法错误的是( )
A.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
B.热化学方程式中,各物质的化学计量数不表示分子个数,只代表相应物质的物质的量
C.同一化学反应,化学计量数不同,则ΔH不同;化学计量数相同而状态不同,ΔH也不同
D.化学反应过程中所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
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基础作业
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2.热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1表示( )
A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B.1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气吸收131.3 kJ热量
C.1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气吸收131.3 kJ热量
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
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基础作业
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考点二 热化学方程式的书写及正误判断
3.1 g碳与水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94 kJ热量,此反应的热化学方程式为( )
A.C+H2O===CO+H2 ΔH=+131.28 kJ·mol-1
B.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+10.94 kJ·mol-1
C.C(s)+H2O(l)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.28 kJ·mol-1
D.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.28 kJ·mol-1
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考点三 有关燃烧热的计算
5.在101 kPa时,32 g CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出的热量为1780 kJ,则甲烷的燃烧热为( )
A.1780 kJ/mol B.-1780 kJ/mol
C.890 kJ/mol D.-890 kJ/mol
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基础作业
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6.已知丙烷的燃烧热ΔH=-2215 kJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g液态水,则放出的热量约为( )
A.55 kJ B.220 kJ
C.550 kJ D.1108 kJ
解析:丙烷分子式是C3H8,燃烧热ΔH=-2215 kJ·mol-1,即1 mol丙烷完全燃烧产生4 mol液态水时,放热2215 kJ。一定量的丙烷完全燃烧产生1.8 g液态水,即生成H2O(l)的物质的量为0.1 mol,消耗丙烷的物质的量为0.025 mol,所以反应放出的热量为Q=0.025 mol×2215 kJ·mol-1=55.375 kJ≈55 kJ。
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基础作业
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能力作业
(建议用时:40分钟)
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解析:燃烧热指的是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量,H的指定产物是H2O(l),ΔH=-286 kJ·mol-1,B错误。
5.已知:298 K时,相关物质的相对能量如图所示。下列说法错误的是( )
A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566 kJ·mol-1
B.H2的燃烧热为ΔH=-242 kJ·mol-1
C.C2H6(g)比C2H4(g)稳定
D.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)是放热反应
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9.在燃烧1.12 L(标准状况)CO与O2的混合气体时,放出5.66 kJ的热量,在相同的状况下,最后产物的密度为原来气体密度的1.25倍,则CO的燃烧热为( )
A.283 kJ·mol-1
B.-283 kJ·mol-1
C.-566 kJ·mol-1
D.566 kJ·mol
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二、非选择题
11.请根据所学知识回答下列问题:
(1)已知:稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水,放出的热量____57.3 kJ。
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(2)天然气中含有的微量H2S会腐蚀管道和设备,在1200 ℃下进行脱硫处理,H2S会被氧气氧化为SO2,并产生水蒸气。
请写出该反应的热化学方程式:_______________________________________
_______________________。
化学键 H—S O===O H—O SO2中共价键
键能/(kJ·mol-1) 339 498 464 1083
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R
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
4.(1)已知1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物时放出22.67 kJ的能量,写出该反应的热化学方程式: _____________________________________________
________________。
(2)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,写出1 mol NH3(g)分解对应的热化学方程式:________________________________________________。
(3)在 101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态H2O放出890.3 kJ的热量,写出CH4燃烧热的热化学方程式: __________________________________________
______________________。
NH3(g)+eq \f(5,4)O2(g)===NO(g)+eq \f(3,2)H2O(g) ΔH=-226.7 kJ·mol-1
NH3(g) eq \f(1,2)N2(g)+eq \f(3,2)H2(g) ΔH=+46.2 kJ·mol-1
一、选择题
1.以下几个热化学方程式,能表示燃烧热的热化学方程式的是( )
A.C(s)+eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
B.C8H18(l)+eq \f(25,2)O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
2.化学反应不仅有物质的变化还伴随能量的变化,下列说法错误的是( )
A.已知3H2(g)+N2(g)===2NH3(g) ΔH<0,则其逆反应的ΔH一定大于0
B.热化学方程式和化学方程式的化学计量数的意义不完全相同
C.常温常压下,1 mol S(g)完全燃烧比1 mol S(s)完全燃烧时放出的热量更少
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
3.化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,下列热化学方程式正确的是( )
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=2(b-a) kJ·mol-1
C.eq \f(1,2)N2(g)+eq \f(3,2)H2(g) NH3(l) ΔH=(b+c-a) kJ·mol-1
D.eq \f(1,2)N2(g)+eq \f(3,2)H2(g) NH3(g) ΔH=(a+b) kJ·mol-1
解析:由题图可以看出,eq \f(1,2) mol N2(g)和eq \f(3,2) mol H2(g)断裂化学键生成1 mol N(g)和3 mol H(g)吸收的能量为a kJ,1 mol N(g)和3 mol H(g)形成1 mol NH3(g)释放的能量为b kJ,所以有eq \f(1,2)N2(g)+eq \f(3,2)H2(g) NH3(g) ΔH=(a-b) kJ·mol-1,而1 mol NH3(g)转化为1 mol NH3(l)放出c kJ的热量,所以有eq \f(1,2)N2(g)+eq \f(3,2)H2(g) NH3(l) ΔH=(a-b-c) kJ·mol-1,即N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH=2(a-b-c) kJ·mol-1。
4.1 g H2完全燃烧生成液态水时放出a kJ的热量,则下列热化学方程式正确的是( )
A.H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=-2a kJ
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+4a kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-4a kJ·mol-1
D.H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH=-2a kJ·mol-1
6. 结合已知条件分析,下列热化学方程式正确的是(所有数据均在常温常压条件下测定)( )
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1
H2+Cl2===2HCl ΔH=-a kJ·mol-1
B
1 mol SO2与足量O2充分反应后,放出热量49.15 Kj
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)
ΔH=-114.6 kJ·mol-1
D
31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ
P4(s,白磷)===4P(s,红磷) ΔH=-4b kJ·mol-1
解析:根据燃烧热的定义,1 mol H2完全燃烧产生液态水,则其热化学方程式为H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1,A错误;该反应是可逆反应,则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<-98.3 kJ·mol-1,B错误;Ba2+、SOeq \o\al(2-,4)产生BaSO4沉淀会放出热量,所以H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH<
-114.6 kJ·mol-1,C错误;31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ,则1 mol白磷(P4)比红磷能量多4b kJ,该反应的热化学方程式为P4(s,白磷)===4P(s,红磷) ΔH=
-4b kJ·mol-1,D正确。
7.甲醇属可再生能源,可代替汽油作为汽车的燃料,下列能正确表示甲醇燃烧热的热化学方程式的是( )
A.CH3OH(l)+eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+763.3 kJ·mol-1
B.CH3OH(l)+eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-763.3 kJ·mol-1
C.CH3OH(l)+eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-675.3 kJ·mol-1
D.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1526.6 kJ·mol-1
8.2C(s)+O2(g)===2CO(g)的能量变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A.C的燃烧热ΔH<-110.5 kJ·mol-1
B.该反应的热化学方程式是2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
C.C的燃烧热的热化学方程式是C(s)+
eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
D.12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g)放出的热量为55.25 kJ
解析:由题图可知C(s)+eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1,根据燃烧热的定义可知,C的燃烧热是1 mol的C完全燃烧产生CO2气体时放出的热量,等物质的量的物质完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,所以C的燃烧热ΔH<-110.5 kJ·mol-1,A正确;1 mol C燃烧生成CO气体放出热量110.5 kJ,则2 mol C燃烧生成CO气体放出热量221 kJ,B正确;根据燃烧热的定义,C的燃烧热对应的产物应为CO2(g),C错误;12 g C(s)的物质的量是1 mol,其燃烧生成1 mol(即28 g)CO气体放出的热量是110.5 kJ,则反应生成14 g CO(g)时放出的热量为55.25 kJ,D正确。
解析:1.12 L(标准状况)CO与O2的混合气体为0.05 mol,CO和O2反应后气体密度变为原气体密度的1.25倍,根据质量守恒可知,反应后的气体体积为反应前的气体体积的0.8倍,则气体的物质的量为0.04 mol;由CO的燃烧反应方程式2CO+O2===2CO2可知,减少的物质的量等于反应的氧气的物质的量,即0.01 mol,则反应的CO的物质的量为0.02 mol,CO的燃烧热为5.66 kJ÷0.02 mol=
283 kJ·mol-1。
10.下列化学用语的表述正确的是( )
A.H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1,故1 mol NaOH固体与足量的稀盐酸反应,放出热量大于a kJ
B.因CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l) ΔH=+b kJ·mol-1,故1 mol CuSO4(s)溶于水放出热量b kJ
C.氢气的燃烧热为c kJ·mol-1,电解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+c kJ·mol-1
D.因N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-d kJ·mol-1,故在某容器中通入1 mol N2与3 mol H2充分反应后,放出的热量等于d kJ
解析:由于NaOH固体溶于水放热,因此1 mol NaOH固体与足量的稀盐酸反应,放出的热量大于a kJ,故A正确;1 mol CuSO4(s)与水反应生成CuSO4·5H2O(s)放出热量b kJ,但生成的CuSO4·5H2O(s)溶于水时吸热,1 mol CuSO4(s)溶于水放出热量小于b kJ,故B错误;氢气的燃烧热为c kJ·mol-1,故电解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+2c kJ·mol-1,故C错误;由于题给反应是可逆反应,故在某容器中通入1 mol N2与3 mol H2不可能完全反应,因此放出的热量小于d kJ,故D错误。
2H2S(g)+3O2(g)eq \o(=====,\s\up15(1200 ℃))2SO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1172 kJ·mol-1
(3)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A可实现氯的循环利用。
反应A:4HCl+O2eq \o(,\s\up15(CuO、CuCl2),\s\do15(400 ℃))2Cl2+2H2O。
已知:ⅰ.此条件下反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.假设此条件下 、 。
①该条件下,反应A的热化学方程式为_________________________________
_____________________________________。
②断开1 mol H—O与断开1 mol H—Cl所需能量相差________kJ。
4HCl(g)+O2(g)eq \o(,\s\up15(CuO、CuCl2),\s\do15(400 ℃))2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1
解析:(2)由题意可知,2H2S(g)+3O2(g)eq \o(=====,\s\up15(1200 ℃))2SO2(g)+2H2O(g)
ΔH=(2×2×339+3×498-2×2×464-2×1083)kJ·mol-1=-1172 kJ·mol-1。
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