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教育最新K122018-2019学年高中化学 课时分层作业2 反应热的测量与计算 能源的充分利用 苏教版选修4

课时分层作业(二) 反应热的测量与计算能源的充分利用

(建议用时:40分钟)

[基础达标练]

1.为了应对能源危机,满足不断增大的能源需求,当今国际能源研究的另一热点就是寻找新的能源,下列选项中不属于新能源的是( )

A.地热能B.太阳能

C.风能D.木炭燃烧产生热能

D

2.下述做法符合低碳生活的是( )

A.以煤等燃料作为主要生活燃料

B.利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源

C.鼓励私人购买和使用汽车代替公交车

D.限制使用电动车

B[A项,因为煤的主要成分为碳,它燃烧的主要产物为CO、CO2,故不符合题意;C 项,私人购买和使用汽车,会加大汽油的使用量,排放出更多的CO、CO2,不符合题意;D 项,使用电动车能减少CO2的排放,不符合题意。]

3.右图是近年来我国化石燃料和其他能源的消耗构成示意图,下列说法正确的是( )

教育最新K122018-2019学年高中化学 课时分层作业2 反应热的测量与计算 能源的充分利用 苏教版选修4

A.当今人类所需的能量绝大部分是由化学反应产生的

B.煤、石油、天然气的成分都是烃

C.为消除温室效应,应禁用煤、石油、天然气等含碳能源

D.核能、氢能、太阳能是当今社会的主要能源

A[当今人类所需能量的绝大部分是由化学反应产生的,并且化石能源仍然是当今社会的主要能源。]

4.在298 K、100 kPa时,已知:

2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1 ①

Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2 ②

2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3 ③

则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )

【导学号:73702021】A.ΔH3=2ΔH2+ΔH1B.ΔH3=ΔH1+ΔH2

C .ΔH 3=2ΔH 2-ΔH 1

D .ΔH 3=ΔH 2-ΔH 1

C [由盖斯定律可得,第三个热化学方程式(目标热化学方程式)可由③式=2×②式-①式得:故ΔH 3=2ΔH 2-ΔH 1。]

5.相同温度时,下列两个反应的反应热分别用ΔH 1和ΔH 2表示 ①H 2(g)+1

2

O 2(g)===H 2O(g)

ΔH 1=-Q 1 kJ·mol -1

②2H 2O(l)===2H 2(g)+O 2(g)

ΔH 2=+Q 2 kJ·mol -1

Q 1和Q 2的关系是( )

A .Q 1>Q 2

B .Q 1=Q 2

C .2Q 1

D .1

2

Q 2=Q 1 C [将①式改写成③式:2H 2O(g)===2H 2(g)+O 2(g) ΔH 3=+2Q 1 kJ·mol -1

,③式中的化学计量数与②式相同,但③式中H 2O 为气态,②式中H 2O 为液态,生成液态水比生成等物质的量的气态水所放出的热量多,故2Q 1

6.已知:

①Fe 2O 3(s)+32C(s)===3

2

CO 2(g)+2Fe(s)

ΔH 1=+234.1 kJ·mol -1

②C(s)+O 2(g)===CO 2(g)

ΔH 2=-393.5 kJ·m ol -1

则2Fe(s)+3

2

O 2(g)===Fe 2O 3(s)的ΔH 是( )

【导学号:73702022】

A .-824.35 kJ·mol -1

B .-627.6 kJ·mol -1

C .-744.7 kJ·mol -1

D .-169.4 kJ·mol -1

A [根据盖斯定律知:将反应②×32-①得该反应,故ΔH =32×ΔH 2-ΔH 1=3

2×(-

393.5 kJ·mol -1

)-234.1 kJ·mol -1

=-824.35 kJ·mol -1

。]

7.盖斯定律指出:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。物质A 在一定条件下可发生一系列转化,由图判断下列关系错误的是( )

教育最新K122018-2019学年高中化学 课时分层作业2 反应热的测量与计算 能源的充分利用 苏教版选修4

A .A→F,ΔH =-ΔH 6

B .ΔH 1+ΔH 2+ΔH 3+ΔH 4+ΔH 5+ΔH 6=0

C .C→F,ΔH =-(ΔH 1+ΔH 2+ΔH 6)

D .ΔH 1+ΔH 2+ΔH 3+ΔH 4=ΔH 5+ΔH 6

D [A 选项,F→A,ΔH =ΔH 6,则逆反应的反应热数值相等,符号相反,正确;B 选项,经过一个转化循环,A→A 能量不变,正确;C 选项,C→F 的转化有两个路径,①C→D→E→F,能量变化为:ΔH =ΔH 3+ΔH 4+ΔH 5,②C→B→A→F,能量变化为:ΔH =-(ΔH 1+ΔH 2+ΔH 6),正确;D 选项,由B 项可知:ΔH 1+ΔH 2+ΔH 3+ΔH 4=-(ΔH 5+ΔH 6),错误。]

8.已知热化学方程式

①H 2(g)+1

2O 2(g)===H 2O(g) ΔH =-241.8 kJ/mol

②2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(g) ΔH =-483.6 kJ/mol ③H 2(g)+1

2O 2(g)===H 2O(l) ΔH =-285.8 kJ/mol

④2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH =-571.6 kJ/mol 则H 2的标准燃烧热ΔH 为( )

【导学号:73702023】

A .-241.8 kJ/mol

B .-483.6 kJ/mol

C .-285.8 kJ/mol

D .-571.6 kJ/mol

C [氢气的标准燃烧热是1 mol 氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量。]

9.在25 ℃、101 kPa 条件下,C(s)、H 2(g)、CH 3COOH(l)的标准燃烧热(ΔH )分别为-393.5 kJ·mol

-1

、-285.8 kJ·mol

-1

、-870.3 kJ·mol

-1

,则2C(s)+2H 2(g)+

O 2(g)===CH 3COOH(l)的反应热为( )

A .-488.3 kJ·mol -1

B .+488.3 kJ·mol -1

C .-191 kJ·mol -1

D .+191 kJ·mol -1

A [由题意可知:C(s)+O 2(g)===CO 2(g) ΔH =-393.5 kJ·mol -1

① H 2(g)+1

2O 2(g)===H 2O(l)

ΔH =-285.8 kJ·mo l -1 ②

CH 3COOH(l)+2O 2(g)===2CO 2(g)+2H 2O(l)

ΔH =-870.3 kJ·mol -1

③ ①×2+②×2-③即得:

2C(s)+2H 2(g)+O 2(g)===CH 3COOH(l) ΔH =-488.3 kJ·mol -1。]

10.根据下列两个热化学方程式,回答下列问题:

【导学号:73702024】

2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH =-571.6 kJ/mol C 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(l) ΔH =-2 220 kJ/mol

(1)H 2的标准燃烧热(ΔH )为________,C 3H 8的标准燃烧热(ΔH )为________。 (2)现有H 2和C 3H 8的混合气体共5 mol ,完全燃烧时放热3 847 kJ ,则在混合气体中H 2

和C 3H 8的体积比是________。

【解析】 (1)H 2的燃烧热ΔH 为-285.8 kJ/mol ,C 3H 8的燃烧热ΔH 为-2 220 kJ/mol 。 (2)设H 2和C 3H 8的物质的量分别为n 1、n 2,则有

?

??

??

n 1+n 2=5 mol n 1×285.8 kJ/mol +n 2×2 220 kJ/mol=3 847 kJ

解得:n 1=154 mol ,n 2=5

4

mol

在相同温度和压强时,V (H 2)∶V (C 3H 8)=n (H 2)∶n (C 3H 8)=3∶1。 【答案】 (1)-285.8 kJ/mol -2 220 kJ/mol (2)3∶1

11.“神七”登天谱写了我国航天事业的新篇章。火箭升空需要高能的燃料,通常用肼(N 2H 4)作为燃料,N 2O 4作氧化剂。

【导学号:73702025】

已知:N 2(g)+2O 2(g)===2NO 2(g)

ΔH =+67.7 kJ·mol -1

(1)

N 2H 4(g)+O 2(g)===N 2(g)+2H 2O(g) ΔH =-534.0 kJ·mol -1

(2) 2NO 2(g)

N 2O 4(g) ΔH =-52.7 kJ·mol -1

(3)

试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式: ____________________________________________________________。 【解析】 根据盖斯定律:(2)×2-(1)-(3)可得: 2N 2H 4(g)+N 2O 4(g)===3N 2(g)+4H 2O(g) ΔH =-1 083 kJ·mol -1

【答案】 2N 2H 4(g)+N 2O 4(g)===3N 2(g)+4H 2O(g)

ΔH =-1 083 kJ·mol -1

12.实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3 916 kJ/mol 、3 747 kJ/mol 和3 265 kJ/mol ,写出这三种物质燃烧时燃烧热的热化学方程式。

(1)环己烷:___________________________________________________。 (2)环己烯:___________________________________________________。 (3)苯:_______________________________________________________。

【解析】 本题主要考查燃烧热的概念及燃烧热的热化学方程式书写注意的事项,如水的状态为液态,C ―→CO 2(g)等。

【答案】 (1)C 6H 12(l)+9O 2(g)===6CO 2(g)+6H 2O(l)

ΔH =-3 916 kJ/mol

(2)C 6H 10(l)+17

2

O 2(g)===6CO 2(g)+5H 2O(l)

ΔH =-3 747 kJ/mol

(3)C 6H 6(l)+15

2

O 2(g)===6CO 2(g)+3H 2O(l)

ΔH =-3 265 kJ/mol

[能力提升练]

13.已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1 mol 二氧化碳气体和液态水,并放出b kJ 热量,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )

A .2C 2H 2(g)+5O 2(g)===4CO 2(g)+2H 2O(l)

ΔH =-4b kJ·mol -1

B .

C 2H 2(g)+5

2

O 2(g)===2CO 2(g)+H 2O(l)

ΔH =2b kJ·mol -1

C .2C 2H 2(g)+5O 2(g)===4CO 2(g)+2H 2O(l)

ΔH =-2b kJ·mol -1

D .2C 2H 2(g)+5O 2(g)===4CO 2(g)+2H 2O(l)

ΔH =b kJ·mol -1

A [放热反应ΔH <0,所以

B 、D 错误。生成1 mol CO 2时放出b kJ 热量,所以,生成4 mol CO 2时放出的热量为4b kJ ,所以A 正确。]

14.已知:2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l)

ΔH =-571.6 kJ·mol -1

CH 4(g)+2O 2(g)===CO 2(g)+2H 2O(l)

ΔH =-890 kJ·mol -1

现有H 2与CH 4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO 2和H 2O(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( )

【导学号:73702026】A.1∶1B.1∶3

C.1∶4D.2∶3

B[设112 L即5 mol混合气体中H2的物质的量为x,则285.8x+890(5-x)=3 695,解得:x≈1.25 mol。则n(H2)∶n(CH4)=1.25 mol∶3.75 mol=1∶3。]

15.下列热化学方程式中,正确的是 ( )

A.甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1

B.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1

C.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1

D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1

D[根据标准燃烧热的概念,生成的水应该为液态,故A错误;将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中,由于此反应是可逆反应,加入的反应物不可能完全反应,故B错误;中和热表示酸、碱反应生成1 mol水时放出的热量,与反应物参加反应的量的多少或生成水的量的多少无关,故C错误。]

16.某化学兴趣小组的同学利用如图所示的量热计完成中和反应反应热的测定实验。

【导学号:73702027】

教育最新K122018-2019学年高中化学 课时分层作业2 反应热的测量与计算 能源的充分利用 苏教版选修4

实验用品:浓硫酸、0.55 mol·L-1的NaOH溶液、蒸馏水、自制量热计(如图)、烧杯、滴管、玻璃棒、量筒等。实验步骤:

①配制0.25 mol·L-1的硫酸溶液250 mL;

②分别量取0.25 mol·L-1的硫酸、0.55 mol·L-1的NaOH溶液各50 mL,并测量其起始温度;

③将二者于自制量热计中小心混合,测出反应过程中的温度,并作好记录;

④重复②、③步骤两次;

⑤处理数据得到如图所示曲线。

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据此回答下列问题:

(1)量热计的插孔A 中应插入的一种玻璃仪器是________。

(2)步骤①中除用到实验用品所列部分仪器外,还会用到的玻璃仪器是________。 (3)计算中和反应反应热ΔH 时,所使用的温度数据Δt =________。

(4)若实验中用60 mL 0.25 mol·L -1

硫酸溶液和50 mL 0.55 mol·L -1

NaOH 溶液进行

实验,与上述实验相比,所测得的中和反应反应热?

???

??ΔH =-

Q

n

2

________(填“相等”

或“不相等”);若用50 mL 0.50 mol·L

-1

醋酸溶液代替硫酸溶液进行上述实验,测得反

应前后溶液温度的变化值会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

【解析】 (1)在测定中和热时,为了减少热量的损失,用环形玻璃搅拌棒搅拌。 (2)配制一定浓度的溶液时,选用容量瓶,由于容量瓶容积规格有多种,对于选定的容量瓶必须指明容积,即250 mL 容量瓶。

(3)Δt =t 最末-t 初始,t 初始=22.0 ℃,

t 末=

25.5 ℃+25.4 ℃+25.3 ℃

3

=25.4 ℃(反应的最高温度为中和反应进行完全时的

温度),

Δt =25.4 ℃-22.0 ℃=3.4 ℃。 (4)ΔH =-

Q

n

2

与H 2O 的用量无关。用醋酸代替H 2SO 4时,由于弱酸电离吸热,所测

反应热ΔH 偏大,Δt 偏小。

【答案】 (1)环形玻璃搅拌棒 (2)250 mL 容量瓶 (3)3.4 ℃ (4)相等 偏小