第 1 节化学反应的热效应第二课时作业
1.已知热化学方程式:
①C2H2(g)+5
2 O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1 301.0 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③H2(g)+1
2 O2(g)===H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
则反应④2C(s)+H2(g)===C2H2(g)的ΔH 为( )
A.+228.2 kJ·mol-1 B.-228.2 kJ·mol-1
C.+1 301.0 kJ·mol-1 D.+621.7 kJ·mol-1
2.半导体工业用石英砂作原料通过三个重要反应生产单质硅:
①SiO2(石英砂,s)+2C(s)===Si(粗硅,s)+2CO(g)ΔH=682.44 kJ·mol-1
②Si(粗硅,s)+2Cl2(g)===SiCl4(g) ΔH=-657.01 kJ·mol-1
③SiCl4(g)+2Mg(s)===2MgCl2(s)+Si(纯硅,s) ΔH=-625.63 kJ·mol-1
生产 1.00 kg 纯硅的总反应热为( )
A.2.43×104 kJ B.-2.35×104 kJ
C.-2.23×104 kJ D.-2.14×104 kJ
3.下列说法正确的是( )
A.根据盖斯定律,可计算某些难以直接测得的反应焓变
B.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 不同
C.如图中ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.相同条件下,等质量的 C 按 a、b 两种途径完全转化,途径 a 与途径 b 放出相等热能,途
径 a:C CO+H2 CO2+H2O;途径 b:C CO2
4.下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是( )
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH>0
5.化学反应过程可视为旧化学键断裂和新化学键形成的过程,H—H 键的键能为 436 kJ·mol-1,
Cl—Cl 键的键能为 243 kJ·mol-1,H—Cl 键的键能为 431kJ·mol-1。已知 H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH=-Q kJ·mol-1,则 Q 等于( )
A.-183 B.183
C.-862 D.862
6.已知 H2(g)+Br2(l)===2HBr(g) ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发 1 mol Br2(l)需要吸收的能量为 30
kJ,其他相关数据如表:
H2(g) Br2(g) HBr(g)
1 mol 分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369
则下列说法正确的是( )
A.2HBr(g)===H2(g)+Br2(l) ΔH>0
B.Br2(l)===Br2(g) ΔH=-30 kJ·mol-1
C.H2(g)+Br2(g)===2HBr(g) ΔH=-42 kJ·mol-1
D.a=200
7.乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g 乙醇完全燃烧生成液态水放出 59.43 kJ
的热量,则乙醇完全燃烧的热化学方程式为__________________
_______________________________________________________。
素养训练
1.已知:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=
+571.0 kJ·mol-1。以太阳能为热源分解 Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制 H2 的过程
如下:
过程Ⅰ:2Fe3O4(s)===6FeO(s)+O2(g) ΔH=+313.2 kJ·mol-1
过程Ⅱ:……
下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ中每消耗 232 g Fe3O4 转移 4 mol 电子
B.过程Ⅱ热化学方程式为 3FeO(s)+H2O(l)===H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=
+128.9 kJ·mol-1
C.过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能
D.铁氧化合物循环制 H2 具有成本低、产物易分离等优点
2.火箭推进器常以联氨(N2H4) 为燃料、过氧化氢为助燃剂。已知下列各物质反应的热化学方
程式:
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH1=-533.23 kJ·mol-1
H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH3=-196.4 kJ·mol-1
则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为( )
A.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-817.63 kJ·mol-1
B.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-817.63 kJ·mol-1
C.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-641.63 kJ·mol-1
D.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·mol-1
3.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)上图是 N2(g)和 H2(g)反应生成 1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,请写出 1 mol N2(g)
和 H2(g)反应的热化学方程式:__________________________。
(2)若已知下列数据:
化学键 H—H N≡N
键能/kJ·mol-1 435 943
根据表中及图中数据计算 N—H 键的键能是____________kJ·mol-1。
(3)用 NH3 催化还原 NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g)
ΔH1=-a kJ·mol-1 ①
N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH2=-b kJ·mol-1②
求:若 1 mol NH3 还原 NO 至 N2,则该反应过程中的反应热ΔH3=
________kJ·mol-1(用含 a、b 的式子表示)。
1.已知热化学方程式:
①C2H2(g)+5
2 O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=-1 301.0 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
③H2(g)+1
2 O2(g)===H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
则反应④2C(s)+H2(g)===C2H2(g)的ΔH 为( )
A.+228.2 kJ·mol-1 B.-228.2 kJ·mol-1
C.+1 301.0 kJ·mol-1 D.+621.7 kJ·mol-1
分析:选 A。热化学方程式①②③和④之间存在如下关系:
2×②+③-①=④。
所以 2ΔH2+ΔH3-ΔH1=ΔH=-2×393.5 kJ·mol-1
-285.8 kJ·mol-1+1 301.0 kJ·mol-1=+228.2 kJ·mol-1。
2.半导体工业用石英砂作原料通过三个重要反应生产单质硅:
①SiO2(石英砂,s)+2C(s)===Si(粗硅,s)+2CO(g)ΔH=682.44 kJ·mol-1
②Si(粗硅,s)+2Cl2(g)===SiCl4(g) ΔH=-657.01 kJ·mol-1
③SiCl4(g)+2Mg(s)===2MgCl2(s)+Si(纯硅,s) ΔH=-625.63 kJ·mol-1
生产 1.00 kg 纯硅的总反应热为( )
A.2.43×104 kJ B.-2.35×104 kJ
C.-2.23×104 kJ D.-2.14×104 kJ
分析:选 D。利用盖斯定律①+②+③可得:SiO2(石英砂,s)+2C(s)+2Cl2(g)+2Mg(s)===Si(纯
硅,s)+2CO(g)+2MgCl2(s) ΔH=-600.2 kJ·mol-1。生产
1.00 kg 纯硅时总反应热为-600.2 kJ·mol-1×1.00×103 g
28g·mol-1 ≈-2.14×104 kJ。
3.下列说法正确的是( )
A.根据盖斯定律,可计算某些难以直接测得的反应焓变
B.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 不同
C.如图中ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.相同条件下,等质量的 C 按 a、b 两种途径完全转化,途径 a 与途径 b 放出相等热能,途
径 a:C CO+H2 CO2+H2O;途径 b:C CO2
分析:选 A、D。B 项,同温同压下,该反应前后反应物和反应产物的总能量在两种反应条件
下没有变化,ΔH 相同,错误;C 项,根据盖斯定律,ΔH1=-(ΔH2+ΔH3),错误;D 项,根
据盖斯定律知,两途径放出的热能相等,正确。
4.下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
据此判断下列说法中正确的是( )
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
D.CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH>0
分析:选 A。A 项,由图象可知石墨的能量比金刚石的低,因此由石墨转变为金刚石是吸热
反应,正确;B 项,由图象可知白磷具有的能量比红磷高,能量越低越稳定,错误;C 项,
由图象知,|ΔH1|>|ΔH2|,由于ΔH1、ΔH2 均小于零,故ΔH10,故 A 项正确;B 项,液
体变成气体,应吸收热量,ΔH>0,故 B 项错误;C 项,已知 H2(g)+Br2(l)===2HBr(g) ΔH
=-72 kJ·mol-1,蒸发 1 mol Br2(l)需要吸收的能量为
30 kJ,则有 H2(g)+Br2(g)===2HBr(g) ΔH=-102 kJ·mol-1,故 C 项错误;D 项,由 436 kJ
+a kJ-2×369 kJ=-102 kJ,得 a=200,故 D 项正确。
7.乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g 乙醇完全燃烧生成液态水放出 59.43 kJ
的热量,则乙醇完全燃烧的热化学方程式为__________________
_______________________________________________________。
分析:根据已知条件,1 mol 乙醇完全燃烧放出的热量为 59.43 kJ×23=
1 366.89 kJ。
答案:C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1 366.89 kJ·mol-1
素养训练
1.已知:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=
+571.0 kJ·mol-1。以太阳能为热源分解 Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制 H2 的过程
如下:
过程Ⅰ:2Fe3O4(s)===6FeO(s)+O2(g) ΔH=+313.2 kJ·mol-1
过程Ⅱ:……
下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ中每消耗 232 g Fe3O4 转移 4 mol 电子
B.过程Ⅱ热化学方程式为 3FeO(s)+H2O(l)===H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=
+128.9 kJ·mol-1
C.过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能
D.铁氧化合物循环制 H2 具有成本低、产物易分离等优点
分析:选 B、D。过程Ⅰ:2Fe3O4(s)===6FeO(s)+O2(g)当有 2 mol Fe3O4 分解时,生成 1 mol
氧气,而 232 g Fe3O4 的物质的量= 232 g
232 g·mol-1
=1 mol,故生成 0.5 mol 氧气,而氧元素由-
2 价变为 0 价,故转移 2 mol 电子,故 A 错误;已知反应①2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=
+571.0 kJ·mol-1 和反应②2Fe3O4(s)
===6FeO(s)+O2(g) ΔH=+313.2 kJ·mol-1,根据盖斯定律,将①
2
-②
2
可得过程Ⅱ的热化
学方程式为 3FeO(s)+H2O(l)===H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=
+128.9 kJ·mol-1,故 B 正确;过程Ⅰ和过程Ⅱ均为吸热反应,故不存在将化学能转化为热能
的过程,故 C 错误;反应 3FeO(s)+H2O(l)===H2(g)+Fe3O4(s)的产物中,氢气为气体,而 Fe3O4
为固体,故铁氧化合物循环制 H2 的产物易分离,且由于利用太阳能,故成本低,故 D 正确。
2.火箭推进器常以联氨(N2H4) 为燃料、过氧化氢为助燃剂。已知下列各物质反应的热化学方
程式:
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH1=-533.23 kJ·mol-1
H2O(g)===H2O(l) ΔH2=-44 kJ·mol-1
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH3=-196.4 kJ·mol-1
则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为( )
A.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-817.63 kJ·mol-1
B.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-817.63 kJ·mol-1
C.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-641.63 kJ·mol-1
D.N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·mol-1
分析:选 A、D。①N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH1=
-533.23 kJ·mol-1
②H2O(g)===H2O (l) ΔH2=-44 kJ·mol-1
③2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH3=-196.4 kJ·mol-1
根据盖斯定律①+③+2×②得
N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-817.63 kJ·mol-1;
①+③-2×②得 N2H4(g)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=
-641.63 kJ·mol-1。
3.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)上图是 N2(g)和 H2(g)反应生成 1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,请写出 1 mol N2(g)
和 H2(g)反应的热化学方程式:__________________________。
(2)若已知下列数据:
化学键 H—H N≡N
键能/kJ·mol-1 435 943
根据表中及图中数据计算 N—H 键的键能是____________kJ·mol-1。
(3)用 NH3 催化还原 NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g)
ΔH1=-a kJ·mol-1 ①
N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH2=-b kJ·mol-1②
求:若 1 mol NH3 还原 NO 至 N2,则该反应过程中的反应热ΔH3=
________kJ·mol-1(用含 a、b 的式子表示)。
分析:(1)由图象可知,该反应为放热反应,且生成 1 mol NH3(g)时,放出的热量为(300-254)kJ
=46 kJ。故 N2 和 H2 反应的热化学方程式为 N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。
(2)设 N—H 键的键能为 x,故反应热ΔH=-92 kJ·mol-1=(3×435+
943) kJ·mol-1-6×x,解得 x=390 kJ·mol-1。
(3)将②×3,反写,然后再与①相加,可得 4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(g),故其反应
热ΔH=3b-a,故 1 mol NH3 还原 NO 至 N2,反应热为
3b-a
4 kJ·mol-1。
答案:(1)N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)
ΔH=-92 kJ·mol-1
(2)390 (3)3b-a
4