【精品】鲁科版选修四课时训练【2】热化学方程式反应焓变的计算含答案
精品化学教学资料课时训练2热化学方程式反应焓变的计算一、单项选择题1.今有如下三个热化学方程式:H2(g)+O2(g)H2O(g)H=a kJ·mol-1H2(g)+O2(g)H2O(l)H=b kJ·mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=c kJ·mol-1下列关于它们的表述正确的是()。A.它们都是吸热反应B.a、b和c均为正值C.a=bD.2b=c解析:根据热化学方程式书写中反应热表示方法的规定即H为“-”表示放热,H为“+”表示吸热,可判断H2燃烧放出的热量应用负值表示,因为燃烧反应为放热反应,故A、B错;根据相同物质的反应,聚集状态不同,反应热不同可判断ab,故C错;根据相同反应,反应热与可燃物的物质的量成正比可判断2b=c。答案:D2.已知299 K时,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.0 kJ·mol-1,将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量为(假定测量过程中没有能量损失)()。A.一定小于92.0 kJB.一定大于92.0 kJC.一定等于92.0 kJD.无法确定解析:反应热是指反应完全进行时放出或吸收的热量。1 mol N2和3 mol H2放在密闭容器中,在催化剂存在时进行的反应为可逆反应,是不能进行到底的,因此反应放出的热量一定小于92.0 kJ。答案:A3.已知:1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量下列叙述正确的是()。A.氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)B.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的H=183 kJ· mol-1C.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体,反应的H=-183 kJ· mol-1D.氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体,反应的H=-183 kJ· mol-1解析:反应可表示为HH+ClCl2HCl,可知断裂了1 mol HH键和1 mol ClCl键,同时生成了2 mol HCl键。根据反应热与键能的关系:H=E(反应物)-E(生成物)=(436 kJ·mol-l+243 kJ·mol-1)-2×431 kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1。正确的热化学方程式是H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H=-183 kJ·mol-1,表明1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol氯化氢时放出183 kJ的热量。答案:C4.根据碘与氢气反应的热化学方程式(i)I2(g)+ H2(g)2HI(g)+ 9.48 kJ(ii)I2(s)+ H2(g)2HI(g)-26.48 kJ下列判断正确的是()。A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJB.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJC.反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定D.反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低答案:D5.已知:CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)H=-2 878 kJ·mol-1(CH3)2CHCH3(g)+6.5O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)H=-2 869 kJ·mol-1下列说法正确的是()。A.正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子B.正丁烷的稳定性大于异丁烷C.异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程D.异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多解析:本题考查化学反应中的能量变化。从反应方程式可以看出,在同样的条件下,正丁烷放热比异丁烷多,故A正确;物质的能量越高越不稳定,因此稳定性异丁烷大于正丁烷,故B错;异丁烷转化为正丁烷能量增多,因此是一个吸热过程,故C错;由烃的结构特点可知氢原子数相同,两者碳氢键个数必相等,故D错。答案:A6.已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.0 kJ·mol-12H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJ·mol-1则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的H为()。A.+262.6 kJ·mol-1B.-131.3 kJ·mol-1C.-352.3 kJ·mol-1D.+131.3 kJ·mol-1解析:据盖斯定律,把已知两个反应相加减,可求得制备水煤气反应的H。由-得2C(s)+O2(g)-2H2(g)-O2(g)2CO(g)-2H2O(g)H=-221.0 kJ·mol-1-(-483.6 kJ·mol-1),即2C(s)+2H2O(g)2H2(g)+2CO(g)H=+262.6 kJ·mol-1,则C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的H为+262.6 kJ·mol-1÷2=+131.3 kJ·mol-1。答案:D7.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890 kJ·mol-1现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3 695 kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是()。A.11B.13C.14D.23解析:设112 L即5 mol混合气体中H2的物质的量为x,则285.8 kJ·mol-1x+890 kJ·mol-1(5 mol-x)=3 695 kJ,解得x=1.25 mol。则n(H2)n(CH4)=1.25 mol3.75 mol=13。答案:B二、双项选择题8.化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是()。A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l)H=2(a-b-c) kJ·mol-1B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=2(b-a) kJ·mol-1C.N2(g)+H2(g)NH3(l)H=(b+c-a) kJ·mol-1D.N2(g)+H2(g)NH3(g)H=(a-b) kJ·mol-1解析:由图可以看出, mol N2(g)+ mol H2(g)的能量为a kJ,1 mol NH3(g)的能量为b kJ,所以N2(g)+H2(g)NH3(g)H=(a-b) kJ·mol-1,而1 mol的NH3(g)转化为1 mol的NH3(l)放出的热量为c kJ,所以N2(g)+H2(g)NH3(l)H=(a-b-c) kJ·mol-1,即:N2(g)+3H2(g)2NH3(l)H=2(a-b-c) kJ·mol-1。答案:AD9.如图所示是298 K时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述正确的是()。A.该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92 kJ·mol-1B.a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线C.加入催化剂,该化学反应的反应热改变D.在温度、体积一定的条件下,通入1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量为Q1 kJ,若通入2 mol N2和6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ,则184>Q2>2Q1解析:该反应为可逆反应,反应不能进行完全,故通入2 mol N2和6 mol H2反应后不可能生成4 mol NH3,放出的热量少于184 kJ,压强越小反应进行的程度越小,即平衡向逆反应方向移动,在同一容器中充入1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量小于充入2 mol N2和6 mol H2时的一半,D正确;加入催化剂可以降低活化能,使反应速率增大,但不会改变反应热,B、C错误。答案:AD三、非选择题10.依据叙述,写出下列反应的热化学方程式。(1)用NA表示阿伏伽德罗常数,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。其热化学方程式为 。 (2)已知拆开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN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 。 答案:(1)C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(1)H=-1 300 kJ·mol-1(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92 kJ·mol-111.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)。根据上图完成下列问题:(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式 。 (2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式 。 (3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的H3=,P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的H4H3(填“大于”“小于”或“等于”)。 解析:(1)由图可以看出,1 mol P在Cl2中完全燃烧生成PCl3时的反应热为-306 kJ·mol-1,所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学反应方程式为P(s)+Cl2(g)PCl3(g)H=-306 kJ·mol-1。(2)中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量,其H=-93 kJ·mol-1,所以PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)H=+93 kJ·mol-1。(3)由盖斯定律可知,一步反应生成PCl5和两步反应生成PCl5的总热效应相等,即H3=-399 kJ·mol-1。答案:(1)P(s)+Cl2(g)PCl3(g)H=-306 kJ·mol-1(2)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)H=+93 kJ·mol-1(3)-399 kJ·mol-1等于12.将0.3 mol的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热量,该反应的热化学方程式为。又已知:H2O(g)H2O(l)H2=-44.0 kJ·mol-1,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ。 解析:0.3 mol乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5 kJ热量,则1 mol乙硼烷完全燃烧放出的热量为=2 165 kJ,因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(l)H=-2 165 kJ·mol-1。由于1 mol水汽化需吸热44 kJ,则3 mol液态水全部汽化吸热为3 mol×44 kJ·mol-1=132 kJ,所以1 mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热为2 165 kJ-132 kJ=2 033 kJ,则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是0.5 mol×2 033 kJ·mol-1=1 016.5 kJ。答案:B2H6(g)+3O2(g)B2O3(s)+3H2O(l)H=-2 165 kJ·mol-11 016.5
