2024-2025學(xué)年高中化學(xué)專題2.1焓變和反應(yīng)熱蓋斯定律的三大應(yīng)用練習(xí)新人教版選修4

PAGE1-專題01焓變和反應(yīng)熱蓋、斯定律的三大應(yīng)用題組1能源及其利用1.下列關(guān)于能源和作為能源的物質(zhì)敘述錯(cuò)誤的是()A.化石能源物質(zhì)內(nèi)部蘊(yùn)涵著大量的能量B.綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能“貯存”起來C.物質(zhì)的化學(xué)能可以在不同的條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能被人類利用D.吸熱反應(yīng)沒有利用價(jià)值【答案】D2.形成節(jié)約能源和愛護(hù)生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是人類與自然和諧發(fā)展的重要保證，你認(rèn)為下列行為中有悖于這一保證的是()A.開發(fā)太陽能、水能、風(fēng)能等新能源，削減運(yùn)用煤、石油等化石燃料B.探討采煤、采油新技術(shù)，提高產(chǎn)量以滿意工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展C.在農(nóng)村推廣運(yùn)用沼氣D.削減資源消耗、增加資源的重復(fù)運(yùn)用和資源的循環(huán)再生【答案】B【解析】采煤、采油新技術(shù)不利于節(jié)約能源和愛護(hù)生態(tài)環(huán)境題組2中和熱和燃燒熱的概念3.25℃、101kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，則下列描述正確的是()A.KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B.NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ·mol－1C.H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱為ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水，放出57.3kJ熱量【答案】A【解析】依據(jù)中和熱的定義和題意，A正確；中和反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH為負(fù)值，B錯(cuò)誤；中和熱指生成1molH2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱，C錯(cuò)誤；D中醋酸是弱酸，電離要汲取熱量，生成1mol水時(shí)放出的熱量小于57.3kJ。4.已知反應(yīng)熱：①25℃、101kPa時(shí)，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1弱電解質(zhì)電離時(shí)吸熱。下列結(jié)論正確的是()A.C的燃燒熱大于110.5kJ·mol－1B.①的反應(yīng)熱為221kJ·mol－1C.稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為－57.3kJ·mol－1D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水，放出57.3kJ熱量【答案】A題組3熱化學(xué)方程式書寫正誤推斷5.已知在1.01×105Pa、298K條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ的熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是()A.H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋242kJ·mol－1B.2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－484kJ·mol－1C.H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝＋242kJ·mol－1D.2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝＋484kJ·mol－1【答案】A【解析】2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，則1mol氫氣燃燒生成水蒸氣應(yīng)放出eq\f(1,2)×484kJ＝242kJ熱量，放出熱量ΔH為“－”，各物質(zhì)的狀態(tài)分別是H2(g)、O2(g)、H2O(g)。B項(xiàng)中的H2O的狀態(tài)應(yīng)為氣態(tài)；C、D項(xiàng)中ΔH的符號應(yīng)為“－”；A項(xiàng)是逆向進(jìn)行的反應(yīng)，ΔH為“＋”，數(shù)值相等，故應(yīng)選A。6.已知充分燃燒ag乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是()A.2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2bkJ·mol－1B.C2H2(g)＋eq\f(5,2)O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝＋2bkJ·mol－1C.2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－4bkJ·mol－1D.2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋bkJ·mol－1【答案】C7.下列熱化學(xué)方程式正確的是()A.甲烷的燃燒熱為890.3kJ·mol－1，則甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1B.500℃、30MPa下，將0.5molN2和1.5molH2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up9(500℃),\s\do3(30MPa))2NH3(g)ΔH＝－38.6kJ·mol－1C.已知在120℃、101kPa下，1gH2燃燒生成水蒸氣放出121kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－242kJ·mol－1D.25℃、101kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，硫酸溶液與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2SO4(aq)＋2KOH(aq)=K2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1【答案】C【解析】由燃燒熱的定義可知，水應(yīng)以液態(tài)形式存在，A項(xiàng)錯(cuò)誤；N2與H2反應(yīng)生成NH3為可逆反應(yīng)，不能完全進(jìn)行，所以19.3kJ不是0.5molN2與1.5molH2完全反應(yīng)放出的熱量，B項(xiàng)錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，反應(yīng)物的物質(zhì)的量與ΔH不對應(yīng)。題組4蓋斯定律在反應(yīng)熱計(jì)算中的典型應(yīng)用8.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃燒熱分別是285.8kJ·mol－1、1411.0kJ·mol－1和1366.8kJ·mol－1，則由C2H4(g)和H2O(l)反應(yīng)生成C2H5OH(l)的ΔH為()A.－44.2kJ·mol－1 B.＋44.2kJ·mol－1C.－330kJ·mol－1 D.＋330kJ·mol－1【答案】A【解析】本題由已知反應(yīng)的燃燒熱計(jì)算新反應(yīng)的反應(yīng)熱。依據(jù)燃燒熱的概念，寫出熱化學(xué)方程式。①C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－1411.0kJ·mol－1②C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.8kJ·mol－1①－②得：C2H4(g)＋H2O(l)=C2H5OH(l)ΔH＝－44.2kJ·mol－1，故應(yīng)選A。9.S(單斜)和S(正交)是硫的兩種同素異形體。已知：①S(單斜，s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＝－297.16kJ·mol－1②S(正交，s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1③S(單斜，s)=S(正交，s)ΔH3下列說法正確的是()A.ΔH3＝＋0.33kJ·mol－1B.單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C.S(單斜，s)=S(正交，s)ΔH3<0，正交硫比單斜硫穩(wěn)定D.S(單斜，s)=S(正交，s)ΔH3>0，單斜硫比正交硫穩(wěn)定【答案】C10.已知膽礬溶于水時(shí)溶液溫度降低。膽礬分解的熱化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH＝＋Q1kJ·mol－1，室溫下，若將1mol無水硫酸銅溶解為溶液時(shí)放熱Q2kJ，則()A.Q1>Q2B.Q1＝Q2C.Q1<Q2D.無法比較【答案】A【解析】依據(jù)蓋斯定律，可設(shè)計(jì)下列分步反應(yīng)：依題意，膽礬溶于水時(shí)，溶液溫度降低，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH總>0。ΔH＝＋Q1，ΔH′＝－Q2。由蓋斯定律ΔH總＝ΔH＋ΔH′＝＋Q1＋(－Q2)>0，則Q1>Q2。題組5化學(xué)反應(yīng)與能量有關(guān)學(xué)問的綜合應(yīng)用11.為了合理利用化學(xué)能，確保平安生產(chǎn)，化工設(shè)計(jì)須要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變，并實(shí)行相應(yīng)措施?；瘜W(xué)反應(yīng)的焓變通常用試驗(yàn)進(jìn)行測定，也可進(jìn)行理論推算。(1)試驗(yàn)測得，5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：______________________________________。(2)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的斷裂和生成物的化學(xué)鍵的形成過程。在化學(xué)反應(yīng)過程中，拆開化學(xué)鍵須要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會釋放能量。已知反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝akJ·mol－1?；瘜W(xué)鍵H—HN—HN≡N鍵能(kJ·mol－1)436391945試依據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a的數(shù)值：___________________________________。(3)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過試驗(yàn)干脆測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。已知：C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2＝－571.6kJ·mol－1②2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599kJ·mol－1③依據(jù)蓋斯定律，計(jì)算298K時(shí)由C(石墨，s)和H2(g)生成1molC2H2(g)反應(yīng)的焓變：______________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452.8kJ·mol－1(2)－93(3)ΔH＝＋226.7kJ·mol－1(3)由題意知，需求下述反應(yīng)的焓變：2C(石墨，s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH，由蓋斯定律，將題給熱化學(xué)方程式加合，(①×4＋②－③)/2得：2C(石墨，s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH＝2ΔH1＋eq\f(ΔH2,2)－eq\f(ΔH3,2)則ΔH＝[2×(－393.5)＋eq\f(－571.6,2)－eq\f(－2599,2)]kJ·mol－1＝＋226.7kJ·mol－1。12.探討NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。(1)處理含CO、SO2煙道氣污染的一種方法是將其在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為單質(zhì)S。已知：①CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1②S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－296.0kJ·mol－1此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是___________________________________________________。(2)氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要?dú)怏w。已知：CO(g)＋NO2(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－bkJ·mol－1(b>0)若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36LCO還原NO2至N2(CO完全反應(yīng))的整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol，放出的熱量為______________kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。(3)用CH4催化還原NOx也可以