《2024年新编高中同步作业高中化学选修1人教版》

「活动达标」
1. 四氯化钛是乙烯聚合催化剂的重要成分，制备反应如下：
①TiO₂(s)+2Cl₂(g)═TiCl₄(g)+O₂(g) ΔH₁ = +175.4 kJ·mol⁻¹
②C(s)+$\frac{1}{2}$O₂(g)═CO(g) ΔH₂ = -110.45 kJ·mol⁻¹
下列说法正确的是 （ ）

A. C的燃烧热是 -110.45 kJ·mol⁻¹
B. 若反应①中使用催化剂加快反应速率，单位时间内吸收更多热量，则ΔH₁变大
C. 反应①中的能量变化如图所示
D. 反应TiO₂(s)+2Cl₂(g)+2C(s)═TiCl₄(g)+2CO(g) ΔH = -45.5 kJ·mol⁻¹

答案： D 解析：C的燃烧热是指1 mol C燃烧生成二氧化碳时放出的热量，故A错误；催化剂只改变反应速率，不影响反应的热效应，故B错误；①为吸热反应，反应物总能量小于生成物总能量，故C错误；根据盖斯定律，将① + 2×②可得$TiO_{2}(s)+2Cl_{2}(g)+2C(s)=TiCl_{4}(g)+2CO(g)\ \ \Delta H=-45.5\ kJ\cdot mol^{-1}$，故D正确。

2. 卤化铵(NH₄X)的能量关系如图所示，下列说法正确的是 （ ）

A. ΔH₁ ＞ 0，ΔH₂ ＜ 0
B. 相同条件下，NH₄Cl的ΔH₂比NH₄I的小
C. ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ = ΔH₄ + ΔH₅
D. ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ + ΔH₄ = ΔH₅

答案： D 解析：大多数分解反应为吸热过程，则$NH_{4}X(s)=NH_{3}(g)+HX(g)\ \ \Delta H_{1}＞0$，断开化学键需吸收热量，则$HX(g)=H(g)+X(g)\ \ \Delta H_{2}＞0$，A错误；由元素周期律可知，非金属性越强其氢化物的稳定性越强，则$HCl＞HI$，在相同条件下，$NH_{4}Cl$的稳定性比$NH_{4}I$的稳定性强，该反应为吸热反应，可得到$NH_{4}Cl$的$\Delta H_{2}$比$NH_{4}I$的大，B错误；由盖斯定律可知，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关，$\Delta H_{1}+\Delta H_{2}+\Delta H_{3}+\Delta H_{4}=\Delta H_{5}$，则$\Delta H_{1}+\Delta H_{2}+\Delta H_{3}=\Delta H_{5}-\Delta H_{4}$，C错误，D正确。

3. (1)CO₂与H₂在某催化剂的作用下反应如图所示：


|化学键| | | | | |
|----|----|----|----|----|----|
|键能/（kJ·mol⁻¹）|436|326|803|464|414|
写出该反应的热化学方程式：____________。
(2)LiBH₄是近年来常用的储氢材料。2LiBH₄/MgH₂体系放氢焓变示意图如图所示，则Mg(s)+2B(s)═MgB₂(s) ΔH = ________。

(3)次氯酸钠氧化法可以制备Na₂FeO₄。
已知：①2H₂(g)+O₂(g)═2H₂O(l) ΔH = a kJ·mol⁻¹
②NaCl(aq)+H₂O(l)═NaClO(aq)+H₂(g) ΔH = b kJ·mol⁻¹
③4Na₂FeO₄(aq)+10H₂O(l)═4Fe(OH)₃(s)+3O₂(g)+8NaOH(aq) ΔH = c kJ·mol⁻¹
反应2Fe(OH)₃(s)+3NaClO(aq)+4NaOH(aq)═2Na₂FeO₄(aq)+3NaCl(aq)+5H₂O(l)的ΔH = ________kJ·mol⁻¹。
(4)已知25℃、101 kPa下，H₂的燃烧热是 -285.84 kJ·mol⁻¹，①Cu(s)+2H⁺(aq)═Cu²⁺(aq)+H₂(g) ΔH = +64.39 kJ·mol⁻¹；②2H₂O₂(l)═2H₂O(l)+O₂(g) ΔH = -196.46 kJ·mol⁻¹。在H₂SO₄溶液中，Cu与H₂O₂反应生成Cu²⁺(aq)和H₂O(l)的反应热ΔH = ______kJ·mol⁻¹。

答案：
解析：
(1)该反应的化学方程式为$CO_{2}+3H_{2}\stackrel{催化剂}{=}CH_{3}OH+H_{2}O$，由反应图示可知图形与化学键对应关系为$\bigcirc\bigcirc\rightarrow H - H$、$\bigcirc - \bigcirc\rightarrow C - O$、$\bigcirc = \bigcirc\rightarrow C = O$、$\bigcirc\bigcirc\rightarrow O - H$、$\bigcirc - \bigcirc\rightarrow C - H$；$\Delta H =$反应物总键能 - 生成物总键能$=[(2\times 803 + 3\times 436)-(3\times 414 + 326 + 3\times 464)]\ kJ\cdot mol^{-1}=-46\ kJ\cdot mol^{-1}$。
(2)根据图示可写出下列热化学方程式：①$2LiH(s)+2B(s)+3H_{2}(g)=2LiBH_{4}(s)\ \ \Delta H=-200\ kJ\cdot mol^{-1}$；②$2LiH(s)+MgB_{2}(s)+4H_{2}(g)=2LiBH_{4}(s)+MgH_{2}(s)\ \ \Delta H=-183\ kJ\cdot mol^{-1}$；③$Mg(s)+H_{2}(g)=MgH_{2}(s)\ \ \Delta H=-76\ kJ\cdot mol^{-1}$；根据盖斯定律，由① - ② + ③可得$Mg(s)+2B(s)=MgB_{2}(s)\ \ \Delta H=(-200\ kJ\cdot mol^{-1})-(-183\ kJ\cdot mol^{-1})+(-76\ kJ\cdot mol^{-1})=-93\ kJ\cdot mol^{-1}$。
(3)根据盖斯定律，由 - ③×$\frac{1}{2}$ - ②×3 - ①×$\frac{3}{2}$得$2Fe(OH)_{3}(s)+3NaClO(aq)+4NaOH(aq)=2Na_{2}FeO_{4}(aq)+3NaCl(aq)+5H_{2}O(l)$的$\Delta H=(-\frac{3}{2}a - 3b-\frac{1}{2}c)\ kJ\cdot mol^{-1}$。
(4)根据$H_{2}$的燃烧热得③$H_{2}(g)+\frac{1}{2}O_{2}(g)=H_{2}O(l)\ \ \Delta H=-285.84\ kJ\cdot mol^{-1}$。将① + ②×$\frac{1}{2}$ + ③得$Cu(s)+H_{2}O_{2}(l)+2H^{+}(aq)=Cu^{2+}(aq)+2H_{2}O(l)\ \ \Delta H=-319.68\ kJ\cdot mol^{-1}$。
答案：
(1)$CO_{2}(g)+3H_{2}(g)=CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)\ \ \Delta H=-46\ kJ\cdot mol^{-1}$
(2)$-93\ kJ\cdot mol^{-1}$
(3)$-\frac{3}{2}a - 3b-\frac{1}{2}c$
(4)$-319.68$