高中第一节 反应热第2课时练习题

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A．1 g H2和4 g O2反应生成液态水时放出71.45 kJ热量，则氢气的燃烧热为142.9 kJ·ml－1
B．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，若将含0.5 ml H2SO4的浓硫酸与含1 ml NaOH的氢氧化钠溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ
C．盐酸和NaOH溶液反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·ml－1则H2SO4溶液和KOH溶液反应的中和热ΔH＝2×(－57.3 kJ·ml－1)
D．1 ml甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
解析：1 g H2的物质的量为0.5 ml,4 g O2的物质的量为0.125 ml，发生反应2H2＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2H2O，由化学方程式可知，0.125 ml氧气完全反应需要消耗氢气的物质的量为0.125 ml×2＝0.25 ml，小于0.5 ml，故氢气过量，参加反应的氢气的物质的量为0.25 ml时放出71.45 kJ热量，同样条件下1 ml H2在O2中完全燃烧生成液态水时放出的热量为71.45 kJ×eq \f(1 ml,0.25 ml)＝285.8 kJ，A错误；浓硫酸稀释时放热，将含1 ml NaOH的溶液和含0.5 ml H2SO4的浓硫酸混合，放出的热量大于57.3 kJ，B正确；稀硫酸和KOH溶液反应的实质为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)，其中和热ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，C错误；燃烧热是指在101 kPa时，1 ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，此时生成的水必须为液态，D错误。
2．(1)已知乙醇的燃烧热为－1 366.8 kJ·ml－1，写出相应的热化学方程式__C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.8 kJ·ml－1__。
(2)已知强酸强碱的中和热为－57.3 kJ·ml－1，写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式：__eq \f(1,2)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===eq \f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1__。
(3)已知：101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·ml－1，则碳的燃烧热数值__>__(填“>”“<”或“＝”)110.5 kJ·ml－1。
(4)已知一定条件下合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.0 kJ·ml－1，相同条件下将1 ml N2和3 ml H2放在一密闭容器中充分反应，测得反应放出的热量(假定热量无损失)__<__(填“>”“<”或“＝”)92.0 kJ。
解析：(1)燃烧热是1 ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，乙醇的燃烧热为－1 366.8 kJ·ml－1，燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.8 kJ·ml－1。
(2)强酸强碱的中和热为－57.3 kJ·ml－1，中和热是强酸和强碱的稀溶液完全反应生成1 ml水放出的热量，稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的热化学方程式为eq \f(1,2)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===eq \f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·ml－1。(3)CO不是稳定氧化物，1 ml C生成稳定氧化物放出的热量大于110.5 kJ。(4)合成氨反应是可逆反应，相同条件下1 ml N2(g)和3 ml H2(g)不能完全反应生成2 ml NH3(g)，所以放热小于92.0 kJ。
3．CCS技术是将工业和有关能源产业中所产生的CO2进行捕获与封存的技术，被认为是拯救地球、应对全球气候变化最重要的手段之一。其中一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”的简单流程图如图所示(部分条件及物质未标出)。
(1)CH4在催化剂作用下实现第一步，也叫CH4不完全燃烧，1 g CH4不完全燃烧反应放出2.21 kJ热量，写出该反应的热化学方程式。
(2)第二步中涉及的反应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)，其反应过程中的能量变化如图所示，写出反应CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)的热化学方程式。
(3)100 ℃下，充分燃烧一定量的甲烷放出热量10.25 kJ，经测定完全吸收生成的CO2需消耗0.25 ml·L－1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，写出此条件下甲烷燃烧的热化学方程式。
解析：(1)流程中第一步CH4不完全燃烧，化学方程式是2CH4＋O2===2CO＋4H2。1 g CH4不完全燃烧放热2.21 kJ，则2 ml CH4不完全燃烧放热70.72 kJ。故其热化学方程式为2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g) ΔH＝－70.72kJ·ml－1。
(2)CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41 kJ·ml－1。由图示可知当1 ml CO2(g)和1 ml H2(g)反应生成1 ml CO(g)和1 ml H2O(g)时，要吸收41 kJ热量。
(3)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－820 kJ·ml－1。据题意，放出10.25 kJ热量时生成的CO2的物质的量为0.25 ml·L－1×0.1 L÷2＝0.012 5 ml，根据碳元素守恒，因此甲烷的物质的量为0.012 5 ml，因此燃烧1 ml甲烷放出的热量为10.25÷0.012 5＝820(kJ)。由于反应在100 ℃下进行，水为气态，因此反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－820 kJ·ml－1。
4．氢气作为能源，越来越受人们的关注。氢气本身无毒，完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的两倍多(液氢完全燃烧约为同质量汽油的3倍)，且燃烧后的产物是水，不污染空气。所以，它被认为是理想的清洁、高能燃料。目前，作为高能燃料，液氢已应用于航天等领域；作为化学电源，氢氧燃料电池已经被应用，如用作汽车的驱动电源等。
(1)氢气燃烧放出的热量从何而来？与化学反应的本质有什么关系？
(2)已知在101 kPa下，1 g氢气在氧气中完全燃烧生成液态水时，放出热量142.9 kJ，写出表示氢气燃烧热的热化学方程式。
解析：(1)氢气燃烧放出的热量来自物质的内能，与化学反应中化学键的断裂和形成有关。
(2)H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8 kJ·ml－1。