《2025年人教金学典同步解析与测评高中化学选择性必修1人教版》

5. 已知：
C(s) + O₂(g) = CO₂(g) ΔH₁ = - 393.5 kJ/mol
H₂(g) + 1/2 O₂(g) = H₂O(g) ΔH₂ = - 241.8 kJ/mol
欲得到相同的热量，需分别燃烧碳单质和氢气的质量比约为（ ）。

A.2 : 3.25
B.12 : 3.25
C.1 : 1
D.393.5 : 241.8

答案： B

6. 一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为 Q，它所生成的 CO₂ 用过量饱和石灰水完全吸收可得 100 g CaCO₃ 沉淀。则完全燃烧 1 mol 无水乙醇时放出的热量是（ ）。

A.0.5Q
B.Q
C.2Q
D.5Q

答案： C

7. 根据叙述，写出下列反应的热化学方程式。
(1) 在 25℃、101 kPa 下，1 g 甲醇完全燃烧生成 CO₂ 和液态水时放热 22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为______。
(2) 若适量的 N₂ 与 O₂ 完全反应，每生成 23 g NO₂ 需要吸收 16.95 kJ 热量。其热化学方程式为______。
(3) 用 Nₐ 表示阿伏加德罗常数的值。在 C₂H₂(g) 完全燃烧生成 CO₂ 和液态水的反应中，每有 5Nₐ 个电子转移时，放出 650 kJ 热量。其热化学方程式为______。
(4) 已知断开 1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N 分别需要吸收的能量是 436 kJ、391 kJ、946 kJ，则 N₂ 与 H₂ 反应生成 NH₃ 的热化学方程式为______。

答案： $(1)$ 甲醇燃烧热的热化学方程式
- 首先计算$1mol$甲醇$(CH_{3}OH)$的质量，$M(CH_{3}OH)=32g/mol$。
- 已知$1g$甲醇完全燃烧放热$22.68kJ$，则$1mol$甲醇完全燃烧放热$Q = 22.68kJ/g×32g = 725.76kJ$。
- 燃烧热是$1mol$可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，甲醇燃烧生成$CO_{2}$和液态水，所以热化学方程式为：
${CH_{3}OH(l) + \dfrac{3}{2}O_{2}(g) = CO_{2}(g) + 2H_{2}O(l)}$ $\Delta H=-725.76kJ/mol$
$(2)$ $N_{2}$与$O_{2}$反应的热化学方程式
- 先计算$23gNO_{2}$的物质的量，$n(NO_{2})=\frac{23g}{46g/mol}=0.5mol$。
- 生成$0.5molNO_{2}$吸收$16.95kJ$热量，则生成$2molNO_{2}$吸收热量$Q = 16.95kJ×4 = 67.8kJ$。
- $N_{2}$与$O_{2}$反应生成$NO_{2}$的化学方程式为${N_{2}(g) + 2O_{2}(g) = 2NO_{2}(g)}$，热化学方程式为：
${N_{2}(g) + 2O_{2}(g) = 2NO_{2}(g)}$ $\Delta H = + 67.8kJ/mol$
$(3)$ $C_{2}H_{2}(g)$燃烧的热化学方程式
- $C_{2}H_{2}$中$C$为$-1$价，燃烧生成$CO_{2}$（$C$为$+4$价），$1molC_{2}H_{2}$反应转移电子数为$10N_{A}$。
- 每$5N_{A}$个电子转移时放热$650kJ$，则$1molC_{2}H_{2}$反应（转移$10N_{A}$电子）放热$Q = 650kJ×2 = 1300kJ$。
- $C_{2}H_{2}(g)$完全燃烧生成$CO_{2}$和液态水的化学方程式为${C_{2}H_{2}(g) + \dfrac{5}{2}O_{2}(g) = 2CO_{2}(g) + H_{2}O(l)}$，热化学方程式为：
${C_{2}H_{2}(g) + \dfrac{5}{2}O_{2}(g) = 2CO_{2}(g) + H_{2}O(l)}$ $\Delta H=-1300kJ/mol$
$(4)$ $N_{2}$与$H_{2}$反应生成$NH_{3}$的热化学方程式
- 根据$\Delta H=$反应物键能总和$-$生成物键能总和。
- $N_{2}(g)+3H_{2}(g)\rightleftharpoons 2NH_{3}(g)$，反应物键能总和为$E_{反}=946kJ + 3×436kJ$，生成物键能总和为$E_{生}=6×391kJ$（$1molNH_{3}$含$3molN - H$键，$2molNH_{3}$含$6molN - H$键）。
- 则$\Delta H=(946 + 3×436 - 6×391)kJ/mol=-92kJ/mol$，热化学方程式为：
${N_{2}(g) + 3H_{2}(g)\rightleftharpoons 2NH_{3}(g)}$ $\Delta H=-92kJ/mol$
综上，答案依次为：
$(1)$ $\boldsymbol{{CH_{3}OH(l) + \dfrac{3}{2}O_{2}(g) = CO_{2}(g) + 2H_{2}O(l)}}$ $\boldsymbol{\Delta H=-725.76kJ/mol}$
$(2)$ $\boldsymbol{{N_{2}(g) + 2O_{2}(g) = 2NO_{2}(g)}}$ $\boldsymbol{\Delta H = + 67.8kJ/mol}$
$(3)$ $\boldsymbol{{C_{2}H_{2}(g) + \dfrac{5}{2}O_{2}(g) = 2CO_{2}(g) + H_{2}O(l)}}$ $\boldsymbol{\Delta H=-1300kJ/mol}$
$(4)$ $\boldsymbol{{N_{2}(g) + 3H_{2}(g)\rightleftharpoons 2NH_{3}(g)}}$ $\boldsymbol{\Delta H=-92kJ/mol}$

8. 同素异形体相互转化的反应热相当小，而且转化速率较小，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。已知：
① P₄(白磷，s) + 5O₂(g) = P₄O₁₀(s) ΔH₁ = - 2983.2 kJ/mol
② P(红磷，s) + 5/4 O₂(g) = 1/4 P₄O₁₀(s) ΔH₂ = - 738.5 kJ/mol
相同状况下，白磷和红磷中能量较低的是______；白磷的稳定性比红磷的______（填“强”或“弱”）。

答案： 红磷　弱

9. 研究 NOₓ、SO₂、CO 等大气污染物的处理具有重要意义。
(1) 已知：
① CO(g) + 1/2 O₂(g) = CO₂(g) ΔH₁ = - 283.0 kJ/mol
② S(s) + O₂(g) = SO₂(g) ΔH₂ = - 296.0 kJ/mol
处理含 CO、SO₂ 烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为硫单质，该反应的热化学方程式是______。
(2) 氮氧化物是造成光化学烟雾和破坏臭氧层的主要气体。
已知：
CO(g) + NO₂(g) = NO(g) + CO₂(g) ΔH₁ = - a kJ/mol (a ＞ 0)
2CO(g) + 2NO(g) = N₂(g) + 2CO₂(g) ΔH₂ = - b kJ/mol (b ＞ 0)
若在标准状况下用 3.36 L CO 还原 NO₂ 使 NO₂ 转化为 N₂（CO 完全反应），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。
已知：
CH₄(g) + 4NO₂(g) = 4NO(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g) ΔH₁ = - 574 kJ/mol
CH₄(g) + 4NO(g) = 2N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g) ΔH₂
若 1 mol CH₄ 还原 NO₂ 使 NO₂ 转化为 N₂，整个过程中放出的热量为 867 kJ，则 ΔH₂ = ______。

答案：
(1)$2CO(g)+SO_2(g)\longequal{}\ S(s)+2CO_2(g)\ \Delta H = -270\ kJ/mol$
(2)$0.3\ \frac{3(2a + b)}{80}$
(3)$-1160\ kJ/mol$