我爱孩子 新闻 2020-2021学年高二化学重难点训练:化学反应热的计算

2020-2021学年高二化学重难点训练:化学反应热的计算

2020-2021学年高二化学重难点训练:化学反应热的计算

2020-2021 学年高二化学重难点训练:化学反应热的计算

一、选择题(每小题只有一个正确选项,共 10*6 分)

1.下列关于盖斯定律描述不正确的是

A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关,也与反应的途径有关

B.盖斯定律遵守能量守恒定律

C.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热

D.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热

【答案】A

【解析】A. 化学反应的反应热与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,A 错误;B. 盖斯定律也遵

守能量守恒定律,B 正确;C. 利用盖斯定律可间接计算通过实验难以测定的反应的反应热,C 正确;D. 利

用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热,D 正确;答案选 A。

2.已知氟化氢气体中有平衡关系:

①2H3F3(g) 3H2F2(g) ΔH1=+a kJ·mol

-1

②H2F2(g) 2HF(g) ΔH2=+b kJ·mol

-1

已知 a、b 均大于 0,则可推测反应 H3F3(g)===3HF(g)的ΔH 为( )

A.+(a+b) kJ·mol

-1

B.+(a-b) kJ·mol

-1

C.+(a+3b) kJ·mol

-1

D.+(0.5a+1.5b) kJ·mol

-1

【答案】D

【解析】根据盖斯定律可得,由 ×①+ ×②得:H3F3(g)===3HF(g) ΔH= ΔH1+ ΔH2=+

( a+ b)kJ·mol

-1

=+(0.5a+1.5b) kJ·mol

-1

,故答案选 D。

3.已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH1①,3H2(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3H2O(g) ΔH2②,2Fe(s)+

3/2O2(g)=Fe2O3(s) ΔH3③,2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH4④,2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) Δ

H5 ⑤,下列关于上述反应焓变的判断正确的是

A.ΔH10 B.ΔH5

【答案】B

【解析】A. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) 该反应为放热反应,故ΔH1

2

反应,故ΔH3

斯定律分析,有④-③=⑤,则ΔH4-ΔH3=ΔH5

有 2(ΔH2+ΔH3)/3=ΔH1,故错误;D. 根据盖斯定律分析,有④-③=⑤,则ΔH4-ΔH3=ΔH5,故错误。故选

B。

4.氢气和氧气反应生成水的能量关系如图所示:

下列说法正确的是

A.△H5<0 B.△H1>△H2+△H3+△H4

C.△H1+△H2+△H3+△H4+△H5=0 D.O-H 键键能为△H1

【答案】B

【解析】A. 液态水转化为气态水需要吸热,则△H5>0,A 错误;B. 根据盖斯定律可知△H1=△H2+△H3+△

H4+△H5,由于△H5>0,因此△H1>△H2+△H3+△H4,B 正确;C. 根据盖斯定律可知△H1=△H2+△H3+△H4+△

H5,则△H2+△H3+△H4+△H5-△H1=0,C 错误;D. O-H 键键能为△H1/2,D 错误;

答案选 B。

5.已知下列热化学方程式:

(1)CH3COOH(l)+2O2(g)= 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ/mol

(2)C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ/mol

(3)H2(g)+ O2(g)= H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ/mol

则反应 2C(s)+2H2(g)+O2(g)= CH3COOH(l)的焓变为( ).

A.-488.3 kJ/mol B.-244.15 kJ/mol C.488.3 kJ/mol D.244.15 kJ/mol

【答案】A

【解析】由盖斯定律可知,(2)×2+(3)×2-(1)可得热化学方程式 2C(s)+2H2(g)+O2(g)═CH3COOH

(l),则ΔH=2ΔH2+2ΔH3-ΔH1=2×(-393.5kJ/mol)+2×(-285.8kJ/mol)-(-870.3kJ/mol)=-488.3KJ/mol,

故选 A。

6.NH3·H2O(aq)与 H2SO4(aq)反应生成 1 mol (NH4)2SO4的ΔH=-24.2 kJ·mol

-1

;强酸、强碱的稀溶液反应

的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol

-1

。则 NH3·H2O 在水溶液中电离的ΔH 等于A.+45.2 kJ·mol

-1

B.-45.2 kJ·mol

-1

C.+69.4 kJ·mol

-1

D.-69.4 kJ·mol

-1

【答案】A

【解析】NH3·H2O(aq)与 H2SO4(aq)反应生成 1 mol (NH4)2SO4的ΔH=-24.2 kJ·mol

-1

,则

2NH3·H2O(aq)+ H2SO4(aq)= (NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-24.2 kJ·mol

-1

,即:2NH3·H2O(aq)+ 2H

+

(aq)=

2NH4

+

(aq)+2H2O(l) ΔH=-24.2 kJ·mol

-1

,整理可得:①NH3·H2O(aq)+ H

+

(aq)= H2O(l) ΔH=-12.1 kJ·mol

-1

,②H

+

(aq)+OH

(aq)= H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol

-1

,①-②可得 NH3·H2O(aq)= NH4

+

(aq)+OH

(aq) ΔH=

+45.2kJ·mol

-1

,所以氨水在水溶液中电离的ΔH 为+45.2 kJ·mol

-1

。故选 A。

7.H2与 ICl 的反应分①、②两步进行,其能量曲线如图所示,下列有关说法错误的是

A.反应①、反应②均为放热反应

B.反应①、反应②均为氧化还原反应

C.反应①比反应②的速率慢,与相应正反应的活化能无关

D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218kJ·mol

-1

【答案】C

【解析】A、反应物的总能量大于生成物的总能量,说明此反应是放热反应,根据图像,故说法正确;B、

反应①中 H 的化合价由 0 价→+1 价,部分 I 的化合价降低,属于氧化还原反应,反应②中,I 的化合价发

生变化,属于氧化还原反应,故说法正确;C、反应①比反应②慢,说明反应①中正反映的活化能较小,反

应②中正反应的活化能较大,故说法错误;D、根据盖斯定律,只与始态和终态有关,与反应的途径无关,

因此△H=-218kJ·mol

-1

,故说法正确。

8.通过以下反应均可获取 H2。下列有关说法正确的是( )

①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol

-1

②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol

-1

③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1 kJ·mol

-1A.反应①中电能转化为化学能

B.反应②为放热反应

C.反应③使用催化剂,ΔH3不变

D.反应 CH4(g)=C(s)+2H2(g)的ΔH=-74.8 kJ·mol

-1

【答案】C

【解析】A、太阳光催化分解水制氢气,是光能转化为化学能,故 A 错误;B、反应的△H2>0,故该反应为

吸热反应,故 B 错误;C、催化剂不能改变反应热的大小,只能改变化学反应速率,故 C 正确;D、根据盖

斯定律,目标反应 CH4(g)═C(s)+2 H2(g)相当于③-②,故△H=△H3-△H2,△H=+206.1kJ·mol

-1

(+131.3kJ·mol

-1

)=+74.8kJ·mol

-1

,故 D 错误。故选 C。

9.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甲所示。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

下列说法中不正确的是 ( )

A.图所示过程①、②都是放热反应

B.反应Ⅱ的能量过程示意图如图所示

C.断裂 3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成 1 mol N2(g)和 4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量

D.200 ℃时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为 N2H4(g)===N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJ·mol

-1

【答案】A

【解析】A.过程①是 N2H4分解生成 N2和 NH3,已知热化学方程式 I 中△H 为负值,所以图示过程①为放热反应,

过程②根据盖斯定律:(I)−2×(II)得 N2H4(g)═N2(g)+2H2(g)△H═−32.9kJ⋅mol

−1

−2×(−41.8kJ⋅mol

1

)=+50.7kJ⋅mol

−1

,为吸热反应,A 项错误;B.反应 II:N2H4(g)+H2(g)═2NH3(g)△H2=−41.8KJ/mol,反应为放

热反应,反应物能量高于生成物,B 项正确;C.反应 I:3N2H4(g)═N2(g)+4NH3(g)△Hl=−32.9KJ/mol,反应为放

热反应,断开 3molN2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成 1moIN2(g)和 4molNH3(g)中的化学键释放的能量,C

项正确;D.根据盖斯定律:(I)−2×(II)得 N2H4(g)═N2(g)+2H2(g)△H═−32.9kJ⋅mol

−1

−2×(−41.8kJ⋅mol

1

)=+50.7kJ⋅mol

−1

,D 项正确;答案选 A。

10.已知 A、B、C、D 均为中学化学常见的纯净物,A 是单质,它们有如图反应关系。下列说法错误的是1

2

1

2

A.若 A 是大气中含量最多的气体,C、D 是氧化物且会造成光化学污染。则 D 转化成 C 的反应化学方程为

3NO2+H2O=2HNO3+NO

B.若 A、B、C 分别为 C(s)、CO(g)和 CO2(g),且通过与 O2(g)反应实现图示的转化。在同温同压且消耗含碳

物质均为 1mol 时,反应①、②、③的焓变依次为△H 1、△H 2、△H 3,则它们之间的关系为△H 2=△H 1+△H

3

C.若 C 为一元强碱且阴、阳离子所含的电子数相同,D 为日常生活中常用的调味品,工业上用 D 制备 A 的

化学方程式 2Na2O(熔融) 4Na+O2↑

D.若 A 是应用最广泛的金属。④反应用到 A,②、⑤反应均用到同一种气态非金属单质,实验室保存 D 溶

液的方法是加入适量铁粉与适量盐酸

【答案】C

【解析】A.若 A 是大气中含量最多的气体为 N2,C、D 是氧化物且会造成光化学污染,C 为 NO,D 为 NO2,B

为 NH3;D 转化成 C 的反应化学方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,故 A 正确;B.若 A、B、C 分别为 C(s)、CO(g)

和 CO2(g),且通过与 O2(g)反应实现图示的转化.在同温同压且消耗含碳物质均为 1mol 时,反应①、②、

③的焓变依次为△H1、△H2、△H3,得到:C(s)+ O2(g)=CO(g)△H1,C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2,

CO(g)+ O2(g)=CO2(g)△H3;依据盖斯定律得到△H1+△H3 =△H2,故 B 正确;C.若 C 为一元强碱且阴、阳离

子所含的电子数相同,判断 C 为 NaOH,D 为日常生活中常用的调味品为 NaCl,A 为 Na,B 为 Na2O2或 Na2O,D

制备 A 是电解熔融氯化钠得到,反应的化学方程式为:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑,故 C 错误;D.若 A 是

应用最广泛的金属.推断为 Fe,④反应用到 A,②⑤反应均用到同一种非金属单质.推断为 Cl2,判断 C 为

FeCl3,D 为 FeCl2,保存 FeCl2时为防止被氧化和水解,应加入少量铁粉和稀盐酸,故 D 正确;故选 C。

二、主观题(共 3 小题,共 40 分)

11.(13 分)“嫦娥三号”探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射,实现月球软着陆和月面

巡视勘察。“长征”系列火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,生成氮气和二氧化碳气体。

(1)写出反应的化学方程式:_____________________________________________。点燃 点燃

(2)该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应,反应物的总能量________(填“大于”“小于”或“等

于”)生成物的总能量,断开化学键________的总能量小于形成化学键________的总能量(填“吸收”或“放

出”)。

(3)如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,

这个规律称为盖斯定律。据此回答下列问题。

已知:Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)+10H2O(g)ΔH1=+532.36kJ·mol

-1

Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g) ΔH2=+473.63kJ·mol

-1

写出 Na2CO3·H2O 脱水反应的热化学方程式____________________。

【答案】⑴C2H8N2+2N2O4 2CO2↑+3N2↑+4H2O(2 分)⑵放热(2 分) 大于(2 分) 吸收(2 分)

放出(2 分) ⑶Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH=+58.73 kJ/mol(3 分)

【解析】⑴“长征”系列火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,生成氮气和二氧化碳气体,

因此反应的化学方程式:C2H8N2+2N2O4 2CO2↑+3N2↑+4H2O;故答案为:C2H8N2+2N2O4 2CO2↑+

3N2↑+4H2O。

⑵燃烧放出大量热,因此该反应是放热反应,ΔH= 生成物总能量−反应物总能量 = 断键吸收的能量−成键放

出的能量<0,因此反应物的总能量大于生成物的总能量,断开化学键吸收的总能量小于形成化学键放出的

总能量;故答案为:放热;大于;吸收;放出。

⑶将第 1 个方程式减去第 2 个方程式得到 Na2CO3·H2O 脱水反应的热化学方程式 Na2CO3·H2O(s) = Na2CO3(s)

+H2O(g) ΔH=+58.73 kJ·mol

−1

;故答案为:Na2CO3·H2O(s) = Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH=+58.73 kJ·mol

−1

12.(15 分)(1)运动会中的火炬一般采用丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高,污染较小,是一种优良的燃料。

试回答下列问题:

①如图是一定量丙烷完全燃烧生成 CO2和 1mol H2O(l)过程中的能量变化图,请在图中的括号内填入“+”

或“-” _______。1

2

1

2


钒催化剂

②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式:________________。

③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料,应用前景广阔。1mol 二甲醚完全燃烧生成 CO2和液态水放出 1455 kJ

热量。若 1mol 丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成 CO2和液态水共放出 1645kJ 热量,则混合气体中,丙

烷和二甲醚的物质的量之比为________。

(2)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回

答下列问题:

①已知:H2O(g)=H2O(l) ΔH1= -Q1kJ/mol(a)

C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH2= -Q2kJ/mol(b)

C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+H2O(g) ΔH3= -Q3kJ/mol(c)

若使 46g 液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为________ kJ。

②碳(s)在氧气供应不充足时,生成 CO 同时还部分生成 CO2,因此无法通过实验直接测得反应:

C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的ΔH。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的ΔH,计算时需要测得的实验数

据有________。

【答案】(每空 3 分)(1)①- ②C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH= -2215.0kJ/mol ③1∶3 (2)

①3Q1-Q2+Q3 ② 碳和 CO 的燃烧热

【解析】(1)①丙烷完全燃烧生成 CO2和 1mol H2O(l)的过程放热,ΔH 为“-”;

②燃烧热是将 1mol 物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,所以表示丙烷燃烧热的热化学方程式为

C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH= -2215.0 kJ/mol;

③n(二甲醚)×1455kJ/mol+[1mol-n(二甲醚)]×2215.0kJ/mol=1645kJ,解得 n(二甲醚)=0.75mol,n(丙

烷)=0.25mol,故丙烷和二甲醚的物质的量比为 1:3;

(2)①由①×③+③-②可得 C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH4= -(3Q1-Q2+Q3)kJ/mol,所以使 46g 液

态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,整个过程中放出的热量为(3Q1-Q2+Q3)kJ;

②利用盖斯定律计算反应 C(s)+ O2(g)=CO(g)的ΔH,需要测得的实验数据有碳和 CO 的燃烧热。

13.(12 分)(1)(2020 全国 1 卷高考真题节选)硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的

关键工序是 SO2的催化氧化:SO2(g)+ O2(g) SO3(g) ΔH=−98 kJ·mol

−1

。回答下列问题:

钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,V2O5(s)与 SO2(g)反应生成 VOSO4(s)和 V2O4(s)的热化学方程式为:

_________。CO (g) 3H (g) CH OH(g) H O(g) 2 2 3 2  

1

1 H 49.5kJ mol

   

CO(g) 2H (g) CH OH(g)  2 3

1

2 H 90.4kJ mol

   

CO (g) H (g) CO(g) H O(g) 2 2 2   H3

ΔH3= 1

kJ mol

1

2

7

2

(2)(2020 全国 2 卷高考真题节选)乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)= C2H4(g)+H2(g) ΔH,相关

物质的燃烧热数据如下表所示:

物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)

燃烧热ΔH/( kJ·mol

−1

) -1560 -1411 -286

则ΔH=_________kJ·mol

−1

(3)(2020 山东高考真题节选)以 CO2、H2为原料合成 CH3OH 涉及的主要反应如下:

Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

则 _________ 。

【答案】(每空 4 分)(1)2V2O5(s)+ 2SO2(g)⇌ 2VOSO4(s)+ V2O4(s) ∆H= -351 kJ∙mol

-1

(2)137

(3)+40.9

【解析】(1)由题中信息可知:

①SO2(g)+ O2(g)⇌ SO3(g) ∆H= -98kJ∙mol

-1

②V2O4(s)+ SO3(g)⇌ V2O5(s)+ SO2(g) ∆H2= -24kJ∙mol

-1

③V2O4(s)+ 2SO3(g)⇌ 2VOSO4(s) ∆H1= -399kJ∙mol

-1

根据盖斯定律可知,③-②2 得 2V2O5(s)+ 2SO2(g)⇌ 2VOSO4(s)+ V2O4(s),则∆H= ∆H1-2∆H2=( -399kJ∙

mol

-1

)-( -24kJ∙mol

-1

)2= -351kJ∙mol

-1

,所以该反应的热化学方程式为:2V2O5(s)+ 2SO2(g)⇌ 2VOSO4(s)+ V2O4(s)

∆H= -351 kJ∙mol

-1

(2)①由表中燃烧热数值可知:

①C2H6(g)+ O2(g)=2CO2(g) +3H2O(l) ∆H1= -1560kJ∙mol

-1

;②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g) +2H2O(l) ∆H2= -1411kJ1

2

∙mol

-1

;③H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ∆H3= -286kJ∙mol

-1

;根据盖斯定律可知,①-②-③得 C2H6(g) =C2H4(g) + H2(g),

则∆H= ∆H1-∆H2-∆H3=( -1560kJ∙mol

-1

)-( -1411kJ∙mol

-1

)- ( -286kJ∙mol

-1

)=137kJ∙mol

-1

,故答案为 137;

(3)根据反应 I-II=III,则△H3=△H1-△H2=-49.5kJ∙mol

-1

-(-90.4 kJ∙mol

-1

)=+40.9 kJ∙mol

-1

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