1、第1节 化学反应的热效应 同步测试（提升）第5课时1. 用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-574kJmol-1CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=-1160kJmol-1 下列说法不正确的是( ) A. 若用标准状况下4.48L CH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4kJB. 由反应可推知：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)H-574kJmol-1C. 反应中，相同物质的量的甲烷发生反应，转移的电子数相同D
2、. 反应中，当4.48LCH4反应完全时转移的电子的物质的量为1.60mol2. 已知反应H2(g)+12O2(g)=H2O(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是() A. 1mol氢气与0.5mol氧气的总能量为E1kJB. H2(g)+12O2(g)=H2O(g)H=E3kJmol-1C. 2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)H=2(E2-E1)kJmol-1D. 2mol氢气与1mol氧气完全反应生成2mol液态水放出的热量小于2(E2-E1)kJ3. 已知拆开1molO2(g)中的化学键需要吸收498kJ的能量。根据能量变化示意图，下列说法不正确的是( )A. 拆开1molH2
3、(g)中的化学键需要吸收436.4kJ的能量B. H2O(g)=H2(g)+12O2(g) H=+240.2kJmol-1C. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-480.4kJmol-1D. H2(g)和O2(g)形成H2O(g)中的1molH-O键放出462.8kJ的能量4. 设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应： CH4g+2O2g=CO2g+2H2Ol H1=akJmol-1CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H2=bkJmol-1 键能定义：在标准状况下，将1mol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量。已知1mol氧气的键能为
4、xkJ。其他数据如下表所示：化学键C=OCHOH键能/(kJmol-1)798413463下列说法正确的是( )A. 上文中x=(1796+a)/2B. H2O(g)=H2O(1)的H=(ab)kJmol-1C. 当有4NA个OH键生成时，反应放出的热量为akJD. 利用反应设计的原电池电解精炼铜，当负极输出0.2NA个电子时。理论上电解槽的阴极质量增重6.4g5. 工业上对含氮废气(NO2)进行脱销，通常在催化剂存在下，用H2还原NO2生成气态水和其他无毒物质。热值指单位质量的燃料完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。 已知：H2的热值为142.9kJg-1N2(g)+2O2(g)=2NO2
5、(g)，H1=+133kJmol-1H2O(l)=H2O(g) H2=+44kJmol-14H2(g)+2NO2(g)=N2(g)+4H2O(g)H3，H3为( )A. -528.6kJmol-1B. -1100.2kJmol-1C. -1276.2kJmol-1D. 1452.2kJmol-16. 已知(1)H2O(g)=H2O(l) H1=-Q1kJmol-1(2)CH3OH(g)=CH3OH(l)H2=-Q2kJmol-1 (3)2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)H3=-Q3kJmol-1(Q1、Q2、Q3均大于0)，若要使32g液态甲醇(CH3OH)完全燃
6、烧，最后恢复到室温，放出的热量为(单位：kJ)( )A. Q1+Q2+Q3B. 0.5Q3-Q2+2Q1C. Q2-2Q1-0.5Q3D. 0.5(Q1+Q2+Q3)7. 已知胆矾溶于水时溶液温度降低，室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时放出热量为Q1kJ，又知胆矾分解的热化学方程式为CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)H=+Q2kJmol-1则Q1、Q2的关系为( )A.Q1Q2 C.Q1=Q2 D.无法确定8. CH4、H2、C都是优质的能源物质，根据下列信息回答问题： CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3kJmol-1 2H2(g
7、)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJmol-1 C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJmol-1 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=-566.0kJmol-1 (1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活，甲烷细菌使1mol甲烷生成CO2气体与液态水，放出的能量_(填“”“”或“=”)890.3 kJ。(2)键能是指断开气态物质中1mol化学键所需要吸收的能量，石墨中C-C键键能_金刚石中C-C键键能。(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)已知H-H的键能436kJ/mol，O=O的键能496kJ/mol，H-O的键能463
8、kJ/mol，根据上述数据(能否)_计算的反应热。(4)根据以上反应的信息，计算CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)的焓变H=_。(5)甲烷与CO2可用于合成水煤气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4+CO2=2CO+2H2，1gCH4完全反应可释放15.46kJ的热量，若将物质的量均为1mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中，体系放出的热量随着时间的变化如图所示，则CH4的转化率为_。9. 已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-572kJmol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-484kJmol-1 CH4(g)+2O2(g)=2H2O
9、(l)+CO2(g)H=-890kJmol-1 (1)已知HH键的键能为436kJmol-1，O=O键的键能为496kJmol-1，HO键的键能为463kJmol-1，根据上述数据通过键能可直接计算出反应_(填反应序号)的焓变。(2)根据题干可计算出CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的焓变H=_。(3)在三个热化学方程式中，可表示燃烧热的热化学方程式的是_(填序号)。标准状况下，取甲烷和氢气的混合气体11.2L，完全燃烧后恢复到常温，放出的热量为263.8kJ，则混合气体中甲烷和氢气的体积比为_。10. 化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。 (1)实验测得
10、，1g甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7kJ的热量，写出甲醇燃烧的热化学方程式_(2)已知反应CH3CH3(g)CH2=CH2(g)+H2(g)，有关化学键的键能如下。化学键CHC=CCCHH键能/kJmol-1414.4615.3347.4435.3试计算该反应的反应热H=_(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行理论推算。依据下列热化学方程式，计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的焓变H=_CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)H1=-870.3kJmol-1 C(s)+
11、O2(g)=CO2(g) H2=-393.5kJmol-1H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H3=-285.8kJmol-1(4)根据能量变化示意图，写出N2(g)+3H2(g)=2NH3(l) H=_kJmol-1 11. 断开1molAB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为AB键的键能。下表列出了一些化学键的键能E： 化学键HHClClO=OCClCHOHHClE/kJmol-1436247x330413463431请回答下列问题： (1)如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为_(填“吸热”或“放热”)反应，其中H=_(用含有a、b的关系式表示
12、)。 (2)若图示中表示反应H2(g)+12O2(g)=H2O(g)；H=-241.8kJmol-1，则x=_；燃烧10gH2生成气态水，放出的热量为 _； (3)下列4个反应中，符合示意图描述的反应的是_(填代号)；a.盐酸与NaOH反应 b.Na与H2O反应生成H2 c.碳酸氢钠受热分解 d.灼热的碳与CO2反应 (4)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式： CH3COOHl+2O2g=2CO2g+2H2Ol H1=-870.3kJ/mol Cs+O2g=CO2g H2=-393.5kJ/mol
13、H2(g)+12O2(g)=H2O(l) H3=-285.8kJ/mol写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式_。答案和解析1.【答案】D【解答】A.+得2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)H=-1160kJmol-1+(-574kJmol-1)=-1734kJmol-1，标准状况下4.48L CH4的物质的量为0.2mol，放出热量为173.4kJ，故A正确；B.气态水转化为液态水是放热的过程，反应中生成的水为液态时，放出热量更多，H更小，故HQ1，故A正确。故选A。8.【答案】(1)=(2)大于(3)否(4)
14、-252.9kJmol-1 (5)63% 【解答】(1)依据CH4g+2O2g=CO2g+2H2OlH=-890.3 kJmol-1可得，得到甲烷细菌使1mol甲烷生成CO2气体与液态水放出的热量等于890.3 kJmol-1，故答案为：=；(2)依据图像可知，石墨比金刚石稳定，收益石墨中C-C键键能大于金刚石中C-C键键能；故答案为：大于；(3)反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的H=反应物的键能和-生成物的键能和=2436kJ/mol+496kJ/mol-4463kJ/mol=-484kJ/mol，反应H2O(l)=H2O(g)的焓变H未知，不能计算的反应热；故答案为：否；(4)
15、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3kJmol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJmol-1根据盖斯定律CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)的焓变H=2-=-571.6kJ/mol2+890kJ/mol)=-252.9kJmol-1；故答案为：-252.9kJmol-1；(5)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4+CO2=2CO+2H2，1g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量，计算1mol甲烷完全反应放出的热量=15.46 kJ16=247.36 kJ，反应焓变H=-247
16、.36 kJ/mol，反应为放热反应，反应物能量高于生成物，反应的热化学方程式为：CH4g+CO2g=2COg+2H2g H=-247.36 kJ/mol，图象可知反应达到平衡状态放出热量155.80 kJ，则反应的甲烷物质的量=155.80KJ247.36KJ/mol=0.63mol，甲烷转化率为63%。故答案为：63%。9.【答案】(1)(2)-166kJmol-1(3)2：3【解答】(1)根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和，H=2436+496-4463=-484kJ/mol，与反应的反应热相同，则反应可通过键能直接计算得出；故答案为：；(2)根据盖斯定律+-可得反应CO2(
17、g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的焓变H=-572 kJ/mol+(-484 kJ/mol)-(-890 kJ/mol)=-166 kJmol-1 ;故答案为：-166kJmol-1； (3)燃烧热是指完全燃烧1mol物质生成稳定产物(液态水)所放出的热量，则反应为燃烧热的热化学方程式；甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况下)，则其物质的量为0.5mol，设甲烷为x mol，氢气为y mol， 已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；H=-572 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H=-484 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=2H2O
18、(l)+CO2(g)；H=-890 kJ/mol 则xmol甲烷燃烧放出的热量为890xkJ，ymol氢气燃烧放出热量为y2572 kJ， 所以890x kJ+y2572 kJ=263.8， x+y=0.5mol 解得：x：y=2：3， 故答案为：；2：3。10.【答案】(1)2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H=-1452.8kJmol-1；(2)+125.6kJmol-1；(3)-488.3kJmol-1；(4)H=2(a-b-c)或-2(b+c-a)。【解答】(1)1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.7kJ，所以64g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热
19、1452.8kJ，依据热化学方程式的书写方法写出，注意标注物质的聚集状态和反应的反应热，所以反应的热化学方程式为：2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H=-1452.8kJmol-1，故答案为：2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H=-1452.8kJmol-1；(2)H=6E(CH)+E(CC)-E(C=C)+4E(CH)+E(HH)=6414.4+347.4-(615.3+4414.4+435.3)=+125.6(kJmol-1)，故答案为：+125.6kJmol-1；(3)H=2H2+2H3-H1=2(-393.5)+2(-28
20、5.5)-(-870.3)=-488.3(kJmol-1)，故答案为：-488.3kJmol-1；(4)由图可以看出，断裂12N2(g)+32H2(g)需要消耗的能量为aKJ，生成1molNH3(g)放出的能量为bKJ，所以12N2g+32H2g=NH3g H=(a-b)kJmol-1，而1molNH3(g)转化为1molNH3(l)放出的热量为c kJ，所以12N2(g)+32H2(g)=NH3(l)；H=(a-b-c)kJmol-1，即N2(g)+3H2(g)=2NH3(l) H=2(a-b-c)kJmol-1，故答案为：H=2(a-b-c)或-2(b+c-a)。11.【答案】(1)放热；
21、(a-b)kJmol-1；(2)496.4； 1209 kJ(3)ab (4)2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)H=-488.3kJ/mol 【解答】(1)由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，焓变等于正逆反应的活化能之差，因此H=(a-b)kJmol-1，故答案为：放热；(a-b)kJmol-1；(2)b为1mol水中含有的化学键的键能，即为2倍的O-H的键能，因此b=2463kJmol-1=926kJmol-1，根据焓变H=反应物的键能总和-生成物的键能总和可得：436+x2-4632=-241.8，解得x=496.4，燃烧10g氢气，即5mol氢
22、气，根据热化学方程式可知放出的热量为241.85=1209kJ，故答案为：496.4；1209kJ；(3)该示意图显示此反应为放热反应，a.盐酸与氢氧化钠反应为放热反应，故a正确；b.Na与H2O反应生成H2是放热反应，故b正确；c.碳酸氢钠受热分解是吸热反应，故c错误；d.灼热的碳与CO2反应是吸热反应，故d错误，故选ab；(4)CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)H1=-870.3kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g)H2=-393.5kJ/mol H2(g)+12O2(g)=H2O(l) H3=-285.8kJ/mol由盖斯定律可知 2+2-得2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) H=(-393.5kJ/mol)2+(-285.8kJ/mol)2-(-870.3kJ/mol)=-488.3kJ/mol即热化学方程式2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) H=-488.3kJ/mol故答案为2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)H=-488.3kJ/mol。
