课题1 质量守恒定律ppt课件课堂实录

化学反应与能量专项训练

题组1

能源及其利用

1.下列关于能源和作为能源的物质叙述错误的是(

) A.化石能源物质内部蕴涵着大量的能量

B.绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来

C.物质的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用

D.吸热反应没有利用价值

答案

D 解析

大多数分解反应是吸热反应，某些吸热反应如由焦炭制水煤气等是可以被人类利用的反应。

2.形成节约能源和保护生态环境的产业结构是人类与自然和谐发展的重要保证，你认为下列行为中有悖于这一保证的是(

) A.开发太阳能、水能、风能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料

B.研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展

C.在农村推广使用沼气

D.减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生

答案

B 题组2

中和热和燃烧热的概念

3.25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液中发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol1，则下－列描述正确的是(

) 11A.KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l) 22ΔH＝－57.3 kJ·mol1

－B.NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ·mol1

－C.H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热为ΔH＝2(－57.3)kJ·mol1

－D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量

答案

A 解析

根据中和热的定义和题意，A正确；中和反应为放热反应，ΔH为负值，B错误；中和热指生成1 mol H2O(l)时的反应热，C错误；D中醋酸是弱酸，电离要吸收热量，生成1 mol水时放出的热量小于57.3 kJ。

4.已知反应热：

①25 ℃、101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221 kJ·mol1

－②稀溶液中，H(aq)＋OH(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol1

－＋－弱电解质电离时吸热。下列结论正确的是(

) A.C的燃烧热大于110.5 kJ·mol1

－B.①的反应热为221 kJ·mol1

－C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ·mol1

－D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量

答案

A 解析

①的反应热为－221 kJ·mol1；稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol1；－－稀醋酸是弱电解质，与稀NaOH溶液反应时电离吸热，所以生成1 mol 水放出的热量小于57.3 kJ。

题组3

热化学方程式书写正误判断

5.已知在1.01105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是(

) 1A.H2O(g)===H2(g)＋O2(g) 2ΔH＝＋242 kJ·mol1

－B.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－484 kJ·mol1

－1C.H2(g)＋O2(g)===H2O(g) 2ΔH＝＋242 kJ·mol1

－D.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋484 kJ·mol1

－答案

A 1解析

2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，则1 mol 氢气燃烧生成水蒸气应放出2484 kJ＝242 kJ热量，放出热量ΔH为“－”，各物质的状态分别是H2(g)、O2(g)、H2O(g)。B项中的H2O的状态应为气态；C、D项中ΔH的符号应为“－”；A项是逆向进行的反应，ΔH为“＋”，数值相等，故应选A。

6.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，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是(

) A.2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2b kJ·mol1

－

5B.C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) 2ΔH＝＋2b kJ·mol1

－C.2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－4b kJ·mol1

－D.2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋b kJ·mol1

－答案

C 解析

放热反应中ΔH＜0，所以B、D错误；生成1 mol CO2时放出b

kJ 的热量，所以，生成4 mol CO2时放出的热量为4b kJ，所以C正确。

7.下列热化学方程式正确的是(

) A.甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为CH4(g)＋－2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－890.3 kJ·mol1

B.500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2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)500 ℃30 MPa2NH3(g)

ΔH＝－38.6 kJ·mol1

－C.已知在120 ℃、101 kPa下，1 g H2燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量，其热化学方程式为1－H2(g)＋O2(g)===H2O(g)

ΔH＝－242 kJ·mol1

2D.25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol1，硫酸溶－液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)＋2KOH(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)

ΔH＝－57.3 kJ·mol1

－答案

C 解析

由燃烧热的定义可知，水应以液态形式存在，A项错误；N2与H2反应生成NH3为可逆反应，不能完全进行，所以19.3 kJ不是0.5 mol N2与1.5 mol H2完全反应放出的热量，B项错误；D选项，反应物的物质的量与ΔH不对应。

题组4

盖斯定律在反应热计算中的典型应用

8.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ·mol1、1 411.0 kJ·mol1和1 366.8 －－kJ·mol1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为(

) －A.－44.2 kJ·mol1

－B.＋44.2 kJ·mol1

－C.－330 kJ·mol1

－D.＋330 kJ·mol1

－答案

A 解析

本题由已知反应的燃烧热计算新反应的反应热。依据燃烧热的概念，写出热化学方程式。

①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－1 411.0 kJ·mol1

－

②C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.8 kJ·mol1

－①－②得：C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l) ΔH＝－44.2 kJ·mol1，故应选A。

－9.S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。

已知：①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－297.16 kJ·mol1

－②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－296.83 kJ·mol1

－③S(单斜，s)===S(正交，s)

ΔH3

下列说法正确的是(

) A.ΔH3＝＋0.33 kJ·mol1

－B.单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应

C.S(单斜，s)===S(正交，s)

ΔH3<0，正交硫比单斜硫稳定

D.S(单斜，s)===S(正交，s)

ΔH3>0，单斜硫比正交硫稳定

答案

C 解析

由题意知，根据盖斯定律③＝①－②，即ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－297.16 kJ·mol1－(－－296.83 kJ·mol1)＝－0.33 kJ·mol1，所以S(单斜，s)===S(正交，s)为放热反应，说明S(单斜，－－s)能量高，相对不稳定，S(正交，s)能量低，相对稳定，故选C。

10.已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH＝＋Q1 kJ·mol1，室温下，若将1 mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2 kJ，则(

) －A.Q1>Q2

B.Q1＝Q2

C.Q1

D.无法比较

答案

A 解析

根据盖斯定律，可设计下列分步反应：

依题意，胆矾溶于水时，溶液温度降低，说明该反应为吸热反应，ΔH总>0。ΔH＝＋Q1，ΔH′＝－Q2。由盖斯定律ΔH总＝ΔH＋ΔH′＝＋Q1＋(－Q2)>0，则Q1>Q2。

题组5

化学反应与能量有关知识的综合应用

11.为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。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，5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热

量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：______________________________________。

(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的断裂和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。已知反应N2(g)＋3H2(g)ΔH＝a kJ·mol1。

－2NH3(g)

化学键

键能(kJ·mol1) －H—H 436 N—H 391 N≡N 945

试根据表中所列键能数据估算a的数值：___________________________________。

(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推算。

已知：

C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol1①

－2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ·mol1②

－2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2 599 kJ·mol1③

－根据盖斯定律，计算298 K时由C(石墨，s)和H2(g)生成

1 mol C2H2(g)反应的焓变：______________________________________________________________________。

答案

(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 452.8 kJ·mol1

－(2)－93 (3)ΔH＝＋226.7 kJ·mol1

－解析

(1)5 g CH3OH(l) 充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出113.5 kJ的热量，则1 mol CH3OH充分燃烧时，放出的热量为32113.5 kJ＝726.4 kJ，故其燃烧的热化学方程式为53－CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－726.4 kJ·mol1，或2CH3OH(l)＋23O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)

ΔH＝－1 452.8 kJ·mol1。

－(2)ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝3436 kJ·molkJ·mol1＝－93 kJ·mol1，故a的值为－93。

－－－1＋945 kJ·mol－1－6391 (3)由题意知，需求下述反应的焓变：

2C(石墨，s)＋H2(g)===C2H2(g)

ΔH，由盖斯定律，将题给热化学方程式加合，(①4＋②－③)/2得：

2C(石墨，s)＋H2(g)===C2H2(g)

ΔH2ΔH3ΔH＝2ΔH1＋－

22－571.6－2 599－－则ΔH＝[2(－393.5)＋－] kJ·mol1＝＋226.7 kJ·mol1。

2212.研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

(1)处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S。已知：

1①CO(g)＋O2(g)===CO2(g) 2ΔH＝－283.0 kJ·mol1

－②S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－296.0 kJ·mol1

－此反应的热化学方程式是___________________________________________________。

(2)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：

CO(g)＋NO2(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－a kJ·mol1(a>0) －2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－b kJ·mol1(b>0) －若用标准状况下3.36 L CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为________mol，放出的热量为______________kJ(用含有a和b的代数式表示)。

(3)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。例如：

CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－574 kJ·mol1①

－CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH2＝？②

若1 mol CH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867 kJ，则ΔH2＝________。

答案

(1)2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g) ΔH＝－270 kJ·mol1

(2)0.3

3(2a＋b)/80 －(3)－1 160 kJ·mol1

－解析

(1)依据题意知，处理烟道气污染的一种方法是将CO、SO2在催化剂作用下转化为单质S，对照反应①和②，并根据盖斯定律将反应①2－②可得答案。

(2)假设两个反应分别为①、②，由①2＋②可得：4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g)

ΔH＝－(2a＋b)kJ·mol1，反应中转移电子为8e。因此标准状况下的3.36 L CO还原NO2时，－－0.150.15转移电子为8 mol＝0.3 mol，放出的热量为(2a＋b)＝3(2a＋b)/80 kJ。

44(3)CH4还原NO2至N2的热化学方程式为CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH1－－＝－867 kJ·mol1，根据盖斯定律，ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)，解得ΔH2＝－867 kJ·mol12－(－574 2kJ·mol1)＝－1 160 kJ·mol1。

－－