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第一章《化學反應與能量》第三節(jié)《化學反應熱的計算》
周考卷六 ——反應熱的計算
時間:45分鐘 滿分:100分
一、選擇題(每小題4分,每小題有1-2個正確選項)
1.已知A(g)+C(g)===D(g);ΔH=-Q1kJ/mol,B(g)+C(g)===E(g);ΔH=-Q2kJ/mol,Q1、Q2均大于0,且Q1>Q2,若A與B組成的混合氣體 1mol與足量的C反應,放熱為Q3kJ,則原混合氣體中A與B物質的量之比為( )
2、
A. B.
C. D.
答案:A
2.根據(jù)熱化學方程式S(l)+O2(g)===SO2(g)
ΔH=-293.23kJ·mol-1,分析下列說法中正確的是( )
A.S(s)+O2(g)===SO2(g),反應放出的熱量大于293.23kJ·mol-1
B.S(g)+O2(g)===SO2(g),反應放出的熱量小于293.23kJ·mol-1
C.1mol SO2的鍵能的總和大于1mol硫和1mol氧氣的鍵能之和
D.1mol SO2的鍵能的總和小于1mol硫和1mol氧氣的鍵能之和
解析:物質由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)要吸熱,由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)要放熱,故A、B都不正確。
3、從化學鍵的角度來理解所給反應的焓變,可理解為生成1mol SO2時,形成化學鍵所放出的能量比破壞1mol硫和1mol O2的化學鍵所吸收的能量大。C正確,D錯誤。
答案:C
3.在298k、101×105Pa下,將22g CO2通入1mol·L-1 NaOH溶液750mL中充分反應,測得反應放出xkJ的熱量。已知在該條件下,1mol CO2通入2mol·L-1 NaOH溶液1 L中充分反應放出ykJ的熱量。則CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學方程式正確的是( )
A.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH=-(2y-x)kJ·mol-1
B.C
4、O2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH=-(2x-y)kJ·mol-1
C.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH=-(4x-y)kJ·mol-1
D.2CO2(g)+2NaOH(l)===2NaHCO3(l)
ΔH=-(8x-2y)kJ·mol-1
解析:0.5mol CO2與0.75mol NaOH反應生成0.25mol Na2CO3和0.25mol NaHCO3,反應所放出的熱量為xkJ,則生成1mol Na2CO3和1mol NaHCO3放出4xkJ的熱量。1mol CO2通入2mol NaOH溶液中生成1mol Na2CO3,
5、放出ykJ的熱量,則1mol CO2與1mol NaOH的溶液反應生成1mol NaHCO3所放出的熱量為(4x-y)kJ。D項中NaOH和NaHCO3的狀態(tài)標錯了。
答案:C
4.(2011·重慶卷)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體,分子結構中只存在S-F鍵。已知:1mol S(s)轉化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ,斷裂1mol F-F、S-F鍵需吸收的能量分別為160kJ、330kJ。則S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反應熱ΔH為( )
A.-1780kJ/mol B.-1220kJ/mol
C.-450kJ/mol D.+430kJ/mol
解析:本題考查化學熱計算
6、?;瘜W反應的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的生成,舊鍵的斷裂吸收熱量,新鍵的生成放出熱量,兩個熱量變化的總體效應即為反應的熱效應。S(s)+3F2(g)===SF6(g)的反應過程中舊鍵斷裂吸收的熱量為280kJ+160kJ×3=760kJ,新鍵生成放出的熱量為330kJ×6=1980kJ,反應放出1220kJ的熱量,ΔH=-1220kJ/mol。
答案:B
5.一定質量的無水乙醇完全燃燒時放出的熱量為Q,它所生成的CO2用過量飽和石灰水完全吸收可得100g CaCO3沉淀。則完全燃燒1mol無水乙醇時放出的熱量是( )
A.0.5Q B.Q
C.2Q D.5Q
解析:C
7、aCO3中的C來自于乙醇。100g CaCO3中含碳的物質的量為=1mol,而1mol C2H5OH中含2mol碳,即1mol乙醇完全燃燒時放出2Q的熱量。
答案:C
6.1mol CH4氣體完全燃燒放出的熱量是802kJ,但當不完全燃燒生成CO和H2O時,放出的熱量為519kJ,如果將1mol CH4與一定量的O2燃燒生成CO、CO2和H2O,并釋放出731.25kJ的熱量,則一定量的O2為(生成物均為氣態(tài))( )
A.48g B.56g
C.60g D.64g
解析:由題目信息可寫出甲烷燃燒分別生成CO2和H2O及CO和H2O時熱化學方程式為
CH4(g)+
8、2O2(g)===2H2O(g)+CO2(g);
ΔH=-802kJ·mol-1,
CH4(g)+O2(g)===2H2O(g)+CO(g);
ΔH=-519kJ·mol-1。
設生成CO2和CO的物質的量分別為x、y,則有:
解得
根據(jù)氫原子守恒生成水的物質的量為2mol,根據(jù)氧原子守恒,所耗氧氣的物質的量為(0.75mol×2+0.25mol)÷2+=1.875mol,其質量為:32g·mol-1×1.875mol=60g。
答案:C
7.已知298k時,合成氨反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.0kJ·mol-1,將此溫度下的1mol N2和
9、3mol H2放在一密閉容器中,在催化劑存在時進行反應。測得反應放出的熱量為(假定測量過程中沒有能量損失)( )
A.一定小于92.0kJ B.一定大于92.0kJ
C.一定等于92.0kJ D.無法確定
解析:充入1mol N2和3mol H2,由于發(fā)生的是可逆反應,不可能完全反應,而92kJ是表示1mol N2和3mol H2完全反應所放出的熱量。
答案:A
8.氫氣和氧氣反應生成4.5g水蒸氣并放出60.45kJ的熱量,則反應:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)的ΔH為( )
A.-483.6kJ·mol-1 B.-241.8kJ·mol
10、-1
C.-120.6kJ·mol-1 D.+241.8kJ·mol-1
解析:生成4.5g H2O(g)時放出60.45kJ的熱量,根據(jù)熱化學方程式:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g),可知ΔH=-(36/4.5)×60.45kJ·mol-1=-483.6kJ·mol-1
答案:A
9.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);
ΔH=-571.6kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g);
ΔH=-282.8kJ·mol-1
現(xiàn)有CO、H2、CO2組成的混合氣體67.2 L(標準狀況),經(jīng)完全燃燒后放出的總熱量為710.0kJ,并生
11、成18g液態(tài)水,則燃燒前混合氣體中CO的體積分數(shù)為( )
A.80% B.50%
C.60% D.20%
解析:標準狀況下混合氣體的物質的量為
=3mol,其中有H2=1mol,
1mol H2燃燒生成液態(tài)水時放熱=285.8kJ。
CO燃燒時放出的熱量為710.0kJ-285.8kJ=424.2kJ(CO2不燃燒),故n(CO)=
=1.5mol
CO的體積分數(shù)為×100%=50%
答案:B
10.已知下列熱化學方程式:
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l);
ΔH=-890kJ·mol-1
②2C2H6(g)+7O2(g
12、)=4CO2(g)+6H2O(l);
ΔH=-3116.7kJ·mol-1
③C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l);
ΔH=-1409.6kJ·mol-1
④2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l);
ΔH=-2596.7kJ·mol-1
⑤C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);
ΔH=-2217.8kJ·mol-1
現(xiàn)有由上述五種烴中的兩種組成的混合氣體2mol,經(jīng)充分燃燒后放出3037.6kJ熱量,則下列哪些組合是不可能的( )
A.C2H4和C2H6 B.C2H2和C3H8
C.C2H6和C
13、3H8 D.C2H6和CH4
解析:分別充分燃燒1mol CH4、C2H6、C2H4、C2H2、C3H8放出的熱量為:890kJ、1558.35kJ、1409.6kJ、1298.35kJ、2217.8kJ。完全燃燒1mol混合氣體放出的熱量為=1518.8kJ,故充分燃燒 1mol氣體放出的熱量大于1518.8kJ和小于1518.8kJ的兩種氣體混合均符合題意,C組中C2H6和C3H8均大于1518.8kJ,故該組不可能。
答案:C
11.已知:2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g);ΔH=-196.6kJ/mol。實驗室測得4mol SO2發(fā)生上述化學反應時放出314.3
14、kJ熱量,SO2的轉化率最接近于( )
A.40% B.50%
C.80% D.90%
答案:C
二、非選擇題(共56分)
12.0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出649.5kJ熱量,其熱化學方程式為_____
____。又已知:H2O(l)=H2O(g);ΔH=+44kJ·mol-1,則11.2L(標準狀況)乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是___________kJ。
解析:1mol B2H6燃燒(生成液態(tài)水)放出的熱量為649.5kJ×=2165kJ。因此熱化學方程式為:
B2H6(g)+3O
15、2(g)===B2O3(s)+3H2O(l);
ΔH=-2165kJ·mol-1。
若上述反應生成的3mol 液態(tài)水全部變成氣態(tài)水,將吸收熱量44kJ·mol-1×3mol=132kJ,則1mol B2H6完全燃燒(生成氣態(tài)水)放出熱量為2165kJ-132kJ=2033kJ,則0.5mol B2H6完全燃燒(生成氣態(tài)水)放出熱量為:
2033kJ·mol-1×0.5mol=1016.5kJ。
答案:B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l);
ΔH=-2165kJ·mol-1 1016.5
13.已知下列熱化學方程式:
①H2(g)+O2(g)===H2O
16、(l);
ΔH=-285kJ/mol
②H2(g)+O2(g)===H2O(g);
ΔH=-241.8kJ/mol
③C(s)+O2(g)===CO(g);
ΔH=-241.8kJ/mol
④C(s)+O2(g)===CO2(g);
ΔH=-393.5kJ/mol
回答下列各問:
(1)上述反應中屬于放熱反應的是________________________。
(2)H2的燃燒熱為______;C的燃燒熱為______。
(3)燃燒10g H2生成液態(tài)水,放出的熱量為____________。
(4)CO的燃燒熱為________;其熱化學方程式為__________
17、___。
解析:(1)已知四個熱化學反應式的ΔH皆小于0,都是放熱反應。(2)H2的燃燒熱是指1mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量,故H2的燃燒熱為285kJ/mol,C的燃燒熱是指1mol 碳完全燃燒生成CO2放出的熱量,故C的燃燒熱為393.5kJ/mol。(3)燃燒10g H2生成液態(tài)水時放出的熱量為×285kJ/mol=1425kJ。(4)將已知熱化學方程式④式-③式可得:CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ΔH4-ΔH3=-393.5kJ/mol-(-241.8kJ/mol)=-151.7kJ/mol,故CO的燃燒熱為151.7kJ/mol,CO燃燒的熱化學方程
18、式為CO(g)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-151.7kJ/mol。
答案:(1)①②③④ (2)285kJ/mol 393.5kJ/mol
(3)1 425kJ
(4)151.7kJ/mol CO(g)+O2(g)===CO2(g);
ΔH=-151.7kJ/mol
14.家用液化氣中的主要成分之一是丁烷,當1.0kg丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時,放出的熱量為5×104kJ,試寫出丁烷燃燒的熱化學方程式_______________,丁烷的燃燒熱為_________
kJ/mol。已知1mol液態(tài)水汽化時需要吸收44kJ的熱量。C4H10(g)+O2(g)===
19、4CO2(g)+5H2O(g)中的ΔH=_____________kJ/mol。
解析:1mol丁烷完全燃燒放熱:
5×104kJ×=2 900kJ/mol;
丁烷燃燒的熱化學方程式為:
C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l);
ΔH=-2 900kJ/mol
燃燒熱的數(shù)值對應1mol可燃物完全燃燒放出的熱量,故丁烷的燃燒熱為2 900kJ/mol。當H2O(l)變?yōu)樗魵鈺r,ΔH=-2 900kJ/mol+5×44kJ/mol=-2 680kJ/mol。
答案:C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l);
ΔH=-2 900kJ
20、/mol 2 900 -2 680
15.已知:C(s)+O2(g)===CO2(g);
ΔH=-393.5kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(l);
ΔH=-241.8kJ·mol-1
欲得到相同的熱量,需分別燃燒固體碳和氫氣的質量比約為____
__________。
答案:12∶3.25
16.根據(jù)化學反應的熱效應僅與反應物的最初狀態(tài)及生成物的最終狀態(tài)有關,而與中間步驟無關,結合下列反應方程式回答問題。已知:
①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s);
ΔH=-176kJ·mol-1
②NH3(g)+H2O(l)===NH3·H2O(a
21、q);
ΔH=-35.1kJ·mol-1
③HCl(g)===HCl(aq);
ΔH=-72.3kJ·mol-1
④NH3·H2O(aq)+HCl(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l);ΔH=-52.3kJ·mol-1
則NH4 Cl(s)===NH4Cl(aq)是______________熱反應,其反應熱為_____________kJ·mol-1。
答案:吸 16.3
17.已知一種水煤氣含:H2 70.0%、CO 8.00%、CO2 2.00%、
N2 20.00%(體積百分比),求:25℃,1.01×105 Pa時,完全燃燒這種氣體44.64mol,能放出多少熱量?(已知每摩爾H2完全燃燒生成液態(tài)水時放熱286kJ,每摩爾CO完全燃燒生成CO2氣體放熱283kJ)
答案:因為CO2、N2不能燃燒,所以混合氣中H2占44.64mol×70.0%=31.25mol,可放熱31.25mol×286kJ·mol-1=8 937kJ。
混合氣中CO占44.64mol×8.00%=3.57mol,可放熱3.57mol
×283kJ·mol-1=1 011kJ。兩者共放熱8 937kJ+1011kJ=9 948kJ。
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