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课时作业(二)
1.已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1,则HCl(g)===H2(g)+Cl2(g)的ΔH为( )
A.+184.6 kJ·mol-1 B.-92.3 kJ·mol-1
C.-369.2 kJ·mol-1 D.+92.3 kJ·mol-1
【解析】 由H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1知:2HCl(g)===H2(g)+Cl2(g) ΔH=+184.6 kJ·mol-1,进而推知:HCl(g)===H2(g)+Cl2(g) ΔH=+92.3 kJ·mol-1。
【答案】 D
2.下列热化学方程式中ΔH代表燃烧热的是( )
A.CH4(g)+O2(g)===2H2O(l)+CO(g) ΔH1
B.S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH2
C.C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH3
D.2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH4
【解析】 A.反应物中碳元素应生成稳定氧化物CO2,A错误;B.生成物为二氧化硫,B错误;C.可燃物C6H12O6(s)的物质的量为1 mol,反应中C→CO2(g),H→H2O(g),反应放出的热量是燃烧热,C正确;D.CO的化学计量数应为1,D错误; 故选C。
【答案】 C
3.实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红,每生成160 g固体铁红放出130 kJ的热量,则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是 ( )
A.2FeCO3(l)+O2(g)===Fe2O3(s)+2CO2(g) ΔH=-130 kJ·mol-1
B.4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=+260 kJ·mol-1
C.4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=-260 kJ·mol-1
D.4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=+130 kJ·mol-1
【解析】 160 g铁红的物质的量为1 mol,每生成160 g固体铁红放出130 kJ的热量,生成2 mol Fe2O3放出260 kJ的热量,所以热化学方程式为4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260 kJ·mol-1。
【答案】 C
4.肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同,200 ℃时在Cu表面分解的机理如图。已知200 ℃时:反应Ⅰ:3N2H4(g)===N2(g)+4NH3(g) ΔH1=-32.9 kJ·mol-1;反应Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)===2NH3(g) ΔH2=-41.8 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.图1所示过程①是放热反应
B.反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C.断开3 mol N2H4(g)的化学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)的化学键释放的能量
D.由图2可知,1 mol N2H4的能量大于2 mol NH3的总能量
【解析】 反应Ⅰ的焓变为负,图1所示过程①是放热反应,故A正确;反应Ⅱ的焓变为负,与图中反应物总能量大于生成物总能量一致,故B正确;焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量,焓变为负,则断开3 mol N2H4(g)的化学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)的化学键释放的能量,故C正确;由图可知,应该是反应中N2H4和H2的总能量大于NH3的总能量,所以D项错误。
【答案】 D
5.下列说法或表示方程正确的是( )
A.相同条件下,S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.由C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH=+1.5 kJ·mol-1,可知金刚石比石墨稳定
C.已知在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量。则有关氢气燃烧热的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
D.已知含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1
【解析】 均为放热反应,生成物相同,反应物中气态S比固态S能量高,前者放热多,则ΔH1<ΔH2,故A正确;焓变为正,为吸热反应,可知石墨能量低,石墨更稳定,故B错误;燃烧热中对应1 mol氢气,则氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,故C错误;醋酸电离吸热,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH>-57.4 kJ·mol-1,故D错误。
【答案】 A
6.充分燃烧一定量丙烷气体放出的热量为x kJ,完全吸收它生成的CO2恰好转化成酸式盐需6 mol·L-1的NaOH溶液100 mL,则丙烷的燃烧热为( )
A.16x kJ/mol B.5x kJ/mol
C.4x kJ/mol D.2x kJ/mol
【解析】 丙烷充分燃烧生成CO2和水,CO2和NaOH反应生成NaHCO3,反应方程式为CO2+NaOH===NaHCO3,根据方程式知,n(CO2)=n(NaOH)=6 mol/L×0.1 L=0.6 mol,丙烷的燃烧热是1 mol丙烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,根据C原子守恒得n(C3H8)=n(CO2)×=0.6 mol×=0.2 mol,0.2 mol丙烷完全燃烧放出x kJ/mol热量,则1 mol丙烷完全燃烧放出热量为5x kJ/mol,因此丙烷的燃烧热为5x kJ/mol。答案选B。
【答案】 B
7.液氢和液氧是绿色的高能火箭推进剂,已知:
①H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1=-242 kJ·mol-1;
②H2(g)===H2(l) ΔH2=-0.92 kJ·mol-1;
③H2O(g)===H2O(l) ΔH3=-44 kJ·mol-1。
下列说法错误的是( )
A.上述三个变化均会放出热量
B.1 mol液态H2的能量低于1 mol气态H2的能量
C.若①中H2(g)为H2(l),则ΔH1<-242 kJ·mol-1
D.若①中的水为液态,则ΔH1<-242 kJ·mol-1
【解析】 三个变化的ΔH都小于0,都放出热量,A项正确;由②知1 mol液态H2的能量低于1 mol气态H2的能量,B项正确;等量的气态H2、液态H2完全燃烧时,前者放出的热量多,C项错误;液态水的能量低于等量的气态水的能量,D项正确。
【答案】 C
8.(双选)下列说法不正确的是( )
A.CH4(g)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1,这里ΔH代表燃烧热
B.在25 ℃、101 kPa,1 mol S和2 mol S的燃烧热相等
C.CO是不稳定的氧化物,它能继续和氧气反应生成稳定的CO2,所以CO的燃烧反应一定是放热反应
D.101 kPa时,1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
【解析】 产物CO不是稳定的氧化物,ΔH代表燃烧热,故A项不正确;燃烧热指在25 ℃、101 kPa时1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时,所放出的热量,与实际燃烧的硫的物质的量无关,故B项正确;CO的燃烧反应是放热反应,故C项正确;燃烧热是温度和压强的函数,因为不同温度下测得的反应热是不相同的,故未指明温度谈燃烧热无意义,且若1 mol碳不完全燃烧所放出的热量也不能称为燃烧热,故D项错误。
【答案】 AD
9.白磷在氧气中燃烧的能量变化图如下所示:
下列说法正确的是( )
A.ΔH1是白磷的燃烧热
B.图示中ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.+3价磷的氧化物被氧化是吸热反应
D.1 mol白磷在氧气中完全燃烧放出的热量为ΔH3
【解析】 ΔH1不是白磷的燃烧热,A项错误;+3价磷的氧化物P4O6在O2中反应生成P4O10,由图可知是放热反应,C项错误;ΔH3<0,而该反应放出的热量应为正值,D项错误。
【答案】 B
10.(双选)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A.已知:正丁烷(g)===异丁烷(g) ΔH<0,则正丁烷比异丁烷稳定性差
B.已知:C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1478.8 kJ·mol-1,则C2H4(g)的燃烧热ΔH=-1478.8 kJ·mol-1
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则稀Ba(OH)2溶液和稀H2SO4完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出57.3 kJ热量
D.已知:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【解析】 正丁烷转化为异丁烷的反应为放热反应,说明等质量的异丁烷的能量比正丁烷的低。能量越低越稳定,所以正丁烷比异丁烷稳定性差,A正确;燃烧热的热化学方程式中水应为液态,B错误;Ba2+(aq)+SO(aq)===BaSO4(s) ΔH<0,所以稀Ba(OH)2溶液与稀H2SO4完全反应生成1 moI H2O(l)时,放热大于57.3 kJ,C错误;两个反应均是放热反应,S(g)完全燃烧时放热更多,故|ΔH1|<|ΔH2|,则ΔH1>ΔH2,D正确。
【答案】 AD
11.已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1 C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220 kJ·mol-1
请根据上面两个热化学方程式,回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为________,C3H8的燃烧热为________。
(2)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。
(3)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3 847 kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比是________。
【解析】 (1)根据燃烧热的概念知H2、C3H8的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、2 220 kJ·mol-1。
(2)燃烧释放的总热量为1 mol×285.8 kJ·mol-1+2 mol×2 220 kJ·mol-1=4 725.8 kJ。
(3)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2,则
解得n1≈3.75 mol,n2≈1.25 mol
在同温、同压下,
V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。
【答案】 (1)285.8 kJ·mol-1 2 220 kJ·mol-1 (2)4 725.8 kJ (3)3∶1
12.写出下列反应的热化学方程式。
(1)室温下,SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_________________________。
(2)已知拆开1 mol H-H键、1 mol N-H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_______________________。
(3)在25 ℃、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧热的热化学方程式为_______________________。
【解析】 (1)2 g SiH4(即0.0625 mol)自燃放出热量89.2 kJ,1 mol SiH4自燃放出热量为kJ=1 427.2 kJ,故热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1;
(2)根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,则N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=(946+436×3-391×6)kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1;
(3)根据C原子守恒有:C2H5OH~2CO2~2CaCO3,生成100 g CaCO3(即1 mol CaCO3)沉淀,乙醇的物质的量为0.5 mol,则1 mol乙醇燃烧放出2Q kJ热量,据此可写出乙醇燃烧热的热化学方程式为:C2H5OH(1)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ·mol-1。
【答案】 (1)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1
(2)N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
(3)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ·mol-1
13.某反应过程中的能量变化如图所示:
(1)写出该反应的热化学方程式: ________________________________________。
(2)用CO(g)还原1 mol Fe2O3(s),放热24.8 kJ的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)1 mol HgO(s)分解生成液态汞和氧气时,吸热90.7 kJ的热化学方程式为
________________________________________________________________________。
(4)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量,则表示该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(5)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,其热化学方程式为______________________________________ __________________________________。
【解析】 (1)由图可知,该反应为放热反应,然后根据物质的状态和物质的量多少,以及热量的大小和单位,写出热化学方程式。(4)在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量,反应C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l)中电子转移为10 mol,则转移10 mol电子放出热量1 300 kJ,反应的热化学方程式为
C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1300 kJ·mol-1。
(5)0.3 mol B2H6燃烧放出热量为649.5 kJ,则1 mol B2H6燃烧放出2165 kJ的热量。
【答案】 (1)A(g)+2B(g)===C(l)+3D(l) ΔH=-432 kJ·mol-1
(2)3CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s) ΔH=-24.8 kJ·mol-1
(3)HgO(s)===Hg(l)+O2(g) ΔH=+90.7 kJ·mol-1
(4)2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 600 kJ·mol-1
(5)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1
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