课时作业3 反应热的计算(word练习)-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(人教版2019）

课时作业（三） （建议用时：40 min） （见学生用书P134） 1.由合成气制备二甲醚，涉及反应： （i）2CH3OH（g）C2H4（g）＋2H2O（g）　ΔH1； （ii）2CH3OH（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g） ΔH2。 能量变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A.ΔH1＜ΔH2 B.反应（ii）为吸热反应 C. C2H4（g）＋H2O（g）CH3OCH3（g） D.若在容器中加入催化剂，则E2－E1将变小 ΔH＝－5.2 kJ·mol－1 答案　A　 解析　根据图像数据可知，ΔH1＝－29.1 kJ·mol－1，ΔH2＝－23.9 kJ·mol－1，则ΔH1＜ΔH2，A项正确；从图像数据可看出，ΔH2＜0，即反应（ⅱ）为放热反应，B项错误；根据盖斯定律可知，反应（ⅱ）－反应（i）可得反应C2H4（g）＋H2O（g）CH3OCH3（g），则ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1－（－29.1 kJ·mol－1）＝＋5.2 kJ·mol－1，C项错误；若在容器中加入催化剂，则会降低反应活化能，而不会改变反应焓变，故E2－E1的差值不变，D项错误。 2.已知C2H4（g）和C2H5OH（l）的燃烧热分别是1 411.0 kJ·mol－1和1 366.8 kJ·mol－1，则由C2H4（g）和H2O（l）反应生成C2H5OH（l）的ΔH为（　　） A.－44.2 kJ·mol－1 B.＋44.2 kJ·mol－1 C.－330 kJ·mol－1 D.＋330 kJ·mol－1 答案　A　 解析　由题意可知，C2H4（g）燃烧的热化学方程式为（g）＋3O2（g）2H2O（l）＋2CO2（g）　ΔH＝－1 411.0 kJ·mol－1；C2H5OH（l）燃烧的热化学方程式为②C2H5OH（l）＋3O2（g）3H2O（l）＋2CO2（g） ΔH＝－1 366.8 kJ·mol－1；根据盖斯定律，①－②可得C2H4（g）＋H2O（l）C2H5OH（l） ΔH＝（－1 411.0 kJ·mol－1）－（－1 366.8 kJ·mol－1）＝－44.2 kJ·mol－1，A项正确。 3.已知Fe2O3（s）＋C（s）CO2（g）＋2Fe（s）　ΔH＝＋234.1 kJ/mol，C（s）＋O2（g）CO2（g）ΔH＝－393.5 kJ/mol，则2Fe（s）＋O2（g）Fe2O3（s）的ΔH是（　　） A.－824.4 kJ/mol B.－627.6 kJ/mol C.－744.7 kJ/mol D.－169.4 kJ/mol 答案　A　 解析　将题给热化学方程式依次编号为①②，结合盖斯定律，②×－①可得2Fe（s）＋O2（g）Fe2O3（s），则ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－824.35 kJ/mol≈－824.4 kJ/mol，A项正确。 4.盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体反应途径无关。物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列错误的是（　　） A.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝1 B. AD的ΔH＝－ΔH4 C.ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3－ΔH4 D. BD的ΔH＝ΔH2＋ΔH3 答案　A　 解析　根据盖斯定律及图示知，物质A经过一系列转化最终又得到物质A，所以始、末状态相同，反应热为0，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝0，A项错误。 5.黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S（s）＋2KNO3（s）＋3C（s）K2S（s）＋N2（g）＋3CO2（g）　ΔH＝x kJ·mol－1。已知碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1；S（s）＋2K（s）K2S（s）　ΔH2＝b kJ·mol－1；2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）2KNO3（s）　ΔH3＝c kJ·mol－1。则x为（　　） A.3a＋b－c B. c＋3a－b C. a＋b－c D. c＋a－b 答案　A　 解析　已知碳的燃烧热为ΔH1＝a kJ·mol－1，则碳燃烧的热化学方程式为①C（s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH1＝a kJ·mol－1，②S（s）＋2K（s）K2S（s）　ΔH2＝b kJ·mol－1，③2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）2KNO3（s）　ΔH3＝c kJ·mol－1，根据盖斯定律可得，ΔH＝3ΔH1＋ΔH2—ΔH3，即x＝3a＋b－c，A项正确。 6.氯原子对O3分解有催化作用：O3＋ClClO＋O2　ΔH1；ClO＋OCl＋O2　ΔH2。大气臭氧层的分解反应是O3＋O2O2　ΔH，该反应的能量变化如图： 下列叙述中正确的是（　　） A.反应O3＋O2O2的ΔH＝E1－E3 B. O3＋O2O2是吸热反应 C.ΔH＝ΔH1＋ΔH2 D.ΔH＝E3－E2＞0 答案　C　 解析　ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝E3－E2＜0，故O3＋O2O2为放热反应，A、B、D项错误；据盖斯定律得ΔH＝ΔH1＋ΔH2，C项正确。 7.乙醇（C2H5OH）燃烧时，可能发生反应： ①C2H5OH（l）＋3O2（g）2CO2（g）＋3H2O（l） ΔH1 ②C2H5OH（g）＋3O2（g）2CO2（g）＋3H2O（l） ΔH2 ③2C2H5OH（g）＋6O2（g）4CO2（g）＋6H2O（l） ΔH3 ④C2H5OH（l）＋2O2（g）2CO（g）＋3H2O（l） ΔH4 则ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的大小关系为（　　） A.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3＞ΔH4 B.ΔH3＞ΔH1＞ΔH4＞ΔH2 C.ΔH4＞ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 D.ΔH3＞ΔH2＞ΔH1＞ΔH4 答案　C　 解析　乙醇的燃烧是放热反应，反应焓变为负值；相比反应①，反应②中乙醇为气体，液体气化需要吸收能量，故反应②放热更多，焓变ΔH1＞ΔH2；反应③中乙醇的化学计量数最大，放出的热量最多，相比反应②中气态乙醇的能量更高，放出的热量更多，焓变更小，故ΔH1＞ΔH2＞ΔH3；反应④中乙醇不完全燃烧，放出的热量最少，焓变大于ΔH1；因此ΔH4＞ΔH1＞ΔH2＞ΔH3；故选C项。 8.常温下，某小组进行如下实验： 编号 实验 热效应 ① 将1 mol的CaCl2·6H2O溶于水，溶液温度升高 ΔH1 ② 将1 mol的无水CaCl2溶于水，溶液温度升高 ΔH2 ③ 将1 mol的CaCl2·6H2O加热后得到无水CaCl2和液态水 ΔH3 由此可知，下列关系式错误的是（　　） A.ΔH1＞ΔH3 B.ΔH2＜ΔH3 C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D.ΔH1＋ΔH2＜ΔH3 答案　A　 解析　CaCl2·6H2O溶于水，溶液温度升高，属于放热过程，即①CaCl2·6H2O（s）Ca2＋（aq）＋2Cl－（aq）＋6H2O（l）　ΔH1＜0；无水CaCl2溶于水，溶液温度升高，属于放热过程，即②CaCl2（s）Ca2＋（aq）＋2Cl－（aq）　ΔH2＜0；1 mol的CaCl2·6H2O加热后得到无水CaCl2和液态水，即③CaCl2·6H2O（s）CaCl2（s）＋6H2O（l）　ΔH3，由盖斯定律可得③＝①－②，即ΔH3＝ΔH1－ΔH2。ΔH1＜0，ΔH2＜0，ΔH3＞0，A项错误，B项正确；ΔH3＝ΔH1－ΔH2，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C项正确；ΔH3＝ΔH1－ΔH2，ΔH1＜0，ΔH2＜0，则ΔH1＋ΔH2＜ΔH3，D项正确。 9.盖斯定律是人们研究热化学的重要工具和方法。 （1）煤加工的重要手段是煤的气化，如用煤合成水煤气的原理为C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　ΔH。 已知：C（s）＋O2（g）CO2（g） ΔH＝－393.5 kJ/mol； H2（g）＋O2（g）H2O（g） ΔH＝－242.0 kJ/mol； CO（g）＋O2（g）CO2（g） ΔH＝－283.0 kJ/mol。 ①6 g C（s）完全燃烧放出的热量为　　　　kJ。 ②C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）的ΔH＝　　　　。 ③将煤转化为水煤气时，下列有关说法正确的是　　　　（填序号）。 A.可以使煤燃烧放出更多的热量 B.可减少粉尘污染，且可使燃料燃烧更充分 C.将煤转化为水煤气，再使用水煤气作燃料，该过程中的能量变化违背了盖斯定律 D.将固态煤转化为气态水煤气，用管道运输，节约运输成本 （2）煤的液化原理是以煤气化得到的水煤气为原料合成甲醇等液体燃料，如合成甲醇的原理为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（l）　ΔH＝－99 kJ/mol。已知反应中相关化学键的键能数据如表： 化学键 H—H C—H C—O O—H E/（kJ·mol－1） 436 413 343 465 则断开1 mol CO气体中的C≡O键需提供的最低能量为　　　　。 解析　（1）①已知C（s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ/mol，6 g碳即0.5 mol释放的热量为196.75 kJ。②将已知三个反应依次编号为ⅰ、ⅱ、ⅲ，根据盖斯定律，ⅰ－ⅱ－ⅲ可得C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g），则ΔH＝－393.5 kJ/mol＋242.0 kJ/mol＋283.0 kJ/mol＝＋131.5 kJ/mol。③将煤转化为水煤气，改变了反应的过程，但未改变物质的始态与终态，煤燃烧放出的热量不变，A项错误；将煤转化为水煤气，无固体物质参与反应，可减少粉尘污染，且可使燃料燃烧更充分，B项正确；将煤转化为水煤气，再使用水煤气作燃料，该过程中的能量变化只与物质的始态与终态有关，与过程无关，符合盖斯定律，C项错误；将固态煤转化为气态水煤气，用管道运输，减少物流运输，可节约运输成本，D项正确。（2）由ΔH＝E（反应物键能总和）－E（生成物键能总和）＝E（C≡O）＋436 kJ/mol×2－413 kJ/mol×3－343 kJ/mol－465 kJ/mol＝－99 kJ/mol，E（C≡O）＝1 076 kJ/mol，即断开1 mol CO气体中的C≡O键需提供的最低能量为1 076 kJ。 答案：（1）①196.75　②＋131.5 kJ/mol　③BD （2）1 076 kJ 10.已知氢气燃烧的三个反应：H2（g）＋O2（g）H2O（g）　ΔH1＝－a kJ·mol－1；H2（g）＋O2（g）H2O（l）　ΔH2＝－b kJ·mol－1；2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）　ΔH3＝－c kJ·mol－1。下列关系正确的是（　　） ①b＞a　②b＜a　③2a＞c　④2b＝c A.①和④ B.②和④ C.②和③ D.①和③ 答案　A　 解析　氢气燃烧放出热量，H2O（g）→H2O（l）放热，则燃烧生成1 mol H2O（g）放出的热量比生成1 mol H2O（l）的热量少，故a＜b；由热化学方程式的含义可知c＝2b＞2a；①和④正确，故选A项。 11.向足量稀H2SO4中加入100 mL 0.4 mol·L－1Ba（OH）2溶液时，放出的热量为5.12 kJ，如果向足量Ba（OH）2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L－1稀盐酸时，放出的热量为2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为（　　） A. Ba2＋（aq）＋S（aq）BaSO4（s） B. Ba2＋（aq）＋S（aq）BaSO4（s） C. Ba2＋（aq）＋S（aq）BaSO4（s） D. Ba2＋（aq）＋S（aq）BaSO4（s） ΔH＝－2.92 kJ·mol－1 ΔH＝－0.72 kJ·mol－1 ΔH＝－73 kJ·mol－1 ΔH＝－18 kJ·mol－1 答案　D　 解析　100 mL 0.4 mol·L－1Ba（OH）2溶液中Ba（OH）2的物质的量为0.04 mol，向稀H2SO4中加入100 mL 0.4 mol·L－1Ba（OH）2溶液，发生的离子反应是①Ba2＋（aq）＋2OH－（aq）＋2H＋（aq）＋S（aq）BaSO4（s）＋2H2O（l）　ΔH1＝＝－128 kJ·mol－1；100 mL 0.4 mol·L－1稀盐酸中H＋的物质的量为0.04 mol，向Ba（OH）2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L－1稀盐酸，发生的离子反应为②H＋（aq）＋OH－（aq）H2O（l），ΔH2＝－＝－55 kJ·mol－1。Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的离子方程式为Ba2＋（aq）＋S（aq）BaSO4（s），根据盖斯定律，①－2×②可得目标反应，则ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝（－128 kJ·mol－1）－2×（－55 kJ·mol－1）＝－18 kJ·mol－1，D项正确。 12. SO2的催化氧化反应是合成硫酸的重要步骤，如图是该反应中的能量变化示意图。已知：SO3（g）＋H2O（l）H2SO4（aq） ΔH4＝－d kJ·mol－1，且a、b、c、d均为正值。下列说法错误的是（　　） A. SO2催化氧化反应的热化学方程式为2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）ΔH3＝－c kJ·mol－1 B.2SO2（g）＋O2（g）2SO3（s）的ΔH＜ΔH3 C.由S（g）和O（g）形成1 mol SO3（g）中所含化学键放出的能量为 kJ D.2SO2（g）＋O2（g）＋2H2O（l）2H2SO4（aq）ΔH＝－（c＋d） kJ·mol－1 答案　D　 解析　由能量变化示意图可知SO2催化氧化反应的热化学方程式为SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH3＝－c kJ·mol－1，A项正确；由于凝华放热，SO3（g）SO3（s） ΔH＜0，则2SO2（g）＋O2（g）2SO3（s）的ΔH＜ΔH3，B项正确；由盖斯定律可知S（g）＋3O（g）SO3（g）的ΔH＝＝ kJ·mol－1，则S（g）和O（g）形成1 mol SO3（g）中所含化学键放出的能量为 kJ，C项正确；由盖斯定律可得2SO2（g）＋O2（g）＋2H2O（l）2H2SO4（aq）　ΔH＝－（c＋2d） kJ·mol－1，D项错误。 13.已知在101 kPa和一定温度下，由最稳定单质生成1 mol纯物质的热效应，称为该物质的标准生成热（ΔfH）。化学上，将稳定单质的标准生成热定为0，相关物质的标准生成热数据如下表所示： 物质 CaF2（s） CaCl2（s） SiF4（g） SiCl4（g） ΔfH/（kJ· mol－1） －1 219.6 －795.8 －1 614.9 －657 下列说法正确的是（　　） A.表示SiF4生成热的热化学方程式为Si（s）＋2F2（g）SiF4（l）ΔH＝－1 614.9 kJ·mol－1 B. CaCl2（s）＋F2（g）CaF2（s）＋Cl2（g） C.物质的标准生成热越大，物质越稳定 D.根据生成热数据推知，生成热（ΔfH）：HF＞HCl＞HBr＞HI ΔH＝－423.8 kJ·mol－1 答案　B　 解析　在101 kPa和一定温度下，由最稳定单质生成1 mol纯物质的热效应，称为该物质的标准生成热，则表示SiF4（g）生成热的热化学方程式为，Si（s）＋2F2（g）SiF4（g）　ΔH＝－1 614.9 kJ·mol－1，A项错误；由表中标准生成热，可得表示CaF2（s）生成热的热化学方程式为Ca（s）＋F2（g）CaF2（s）　ΔH＝－1 219.6 kJ·mol－1①，表示CaCl2（s）生成热的热化学方程式为Ca（s）＋Cl2（g）CaCl2（s）　ΔH＝－795.8 kJ·mol－1②，由盖斯定律，反应①－②可得CaCl2（s）＋F2（g）CaF2（s）＋Cl2（g）　ΔH＝－423.8 kJ·mol－1，B项正确；物质能量越低物质越稳定，将稳定单质的标准生成热定为0，则物质的标准生成热越小，该物质能量越低，物质越稳定，C项错误；由表知生成热为负值，数字越大其数值越小，由CaF2（s）的生成热比CaCl2（s）的小，则生成热ΔfH：HF＜HCl，且简单氢化物的稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI，物质能量越低物质越稳定，可推知（ΔfH）：HF＜HCl＜HBr＜HI，D项错误。 14.（1）金刚石和石墨为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，充分时燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示： 等物质的量的金刚石和石墨完全燃烧　　　　（填“金刚石”或“石墨”）放出热量更多。在通常状况下，金刚石和石墨相比　　　　（填“金刚石”或“石墨”）更稳定。请写出表示石墨燃烧热的热化学方程式　　　　 　　　　。 （2）意大利科学家FulvioCacace等获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示，已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N放出942 kJ热量。根据以上信息和数据，计算1 mol N4气体转变为N2的ΔH＝　　　　kJ/mol。 解析　（1）由题图可知，金刚石能量高于石墨，故等物质的量的两者完全燃烧，金刚石放出热量多；能量越低越稳定，说明石墨稳定，石墨的燃烧热为ΔH＝－110.5 kJ·mol－1＋（－283.0 kJ·mol－1）＝－393.5 kJ·mol－1，所以石墨燃烧热的热化学方程式为C（s，石墨）＋O2（g）CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。（2）根据反应热ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，故1 mol N4气体转变为N2的ΔH＝6E（N－N）－2E（N≡N）＝6×167 kJ/mol－2×942 kJ/mol＝－882 kJ/mol。 答案：（1）金刚石　石墨　C（s，石墨）＋O2（g）CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1　（2）－882 15.（1）已知：P4（s）＋6Cl2（g）4PCl3（g）　ΔH＝a kJ·mol－1，P4（s）＋10Cl2（g）4PCl5（g）　ΔH＝b kJ·mol－1；破坏PCl5中1 mol P—Cl键所需能量为c kJ，破坏PCl3中1 mol P—Cl键所需能量为1.2c kJ。则破坏Cl2中1 mol Cl—Cl键所需的能量为　　　　。 （2）工业合成氨时，合成塔中每生成1 mol NH3放出46 kJ的热量，其反应过程的能量变化如图（a＞0，b＞0）。b为　　　　；加入催化剂，b　　　　（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼（C2H8N2）作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只包括CO2（g）、H2O（g）、N2（g），并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为　　　　 　　　　。 解析　（1）①P4（s）＋6Cl2（g）4PCl3（g）　ΔH＝a kJ·mol－1②P4（s）＋10Cl2（g）4PCl5（g）　ΔH＝b kJ·mol－1；利用盖斯定律由得：Cl2（g）＋PCl3（g）PCl5（g）　ΔH＝ kJ·mol－1，焓变＝反应物键能之和－生成物键能之和，可得E（Cl－Cl）＋3×1.2c kJ·mol－1－5c kJ·mol－1＝ kJ·mol－1，解得E（Cl－Cl）＝ kJ·mol－1。（2）根据题图可知，1 mol氮气和3 mol氢气完全反应生成2 mol NH3时放出的热量为b kJ，又因为每生成1 mol NH3放出46 kJ的热量，所以b＝46×2＝92；加入催化剂，反应热不变，即b不变。（3）10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，则1 mol液态偏二甲肼与足量液态四氧化二氮完全反应生成N2（g）、CO2（g）、H2O（g）放出的热量为×425 kJ＝2 550 kJ，则热化学方程式为C2H8N2（l）＋2N2O4（l）3N2（g）＋2CO2（g）＋4H2O（g） ΔH＝－2 550 kJ·mol－1。 答案：（1） kJ　（2）92　不变 （3）C2H8N2（l）＋2N2O4（l）2CO2（g）＋4H2O（g）＋3N2（g） ΔH＝－2 550 kJ·mol－1 阶段重点突破练（一） （见学生用书P137） 一、选择题 1.下列说法正确的是（　　） A.等质量的同种煤粉和煤块完全燃烧，放出的热量相同 B.中和热的测定实验中，氢氧化钠分批加入，反应更充分，测定的中和热数值误差更小 C.已知：CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol，则101 kPa时：CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－890.3 kJ/mol D.已知P（白磷，s）P（红磷，s）ΔH＜0，则白磷比红磷稳定 答案　A　 解析　等质量的同种煤完全燃烧，放出的热量一样多，A项正确；氢氧化钠分批加入，会造成热量的散失，误差较大，应一次性全部加入，B项错误；1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，甲烷燃烧生成的稳定化合物是液态水，其热化学方程式中，水应是液态，C项错误；P（白磷，s） P（红磷，s）放热反应，白磷的能量高于红磷，红磷比白磷更加稳定，D项错误。 2.下列关于中和反应反应热和燃烧热的描述中，正确的是（　　） A.25 ℃，101 kPa时，H2SO4和Ca（OH）2反应生成1 mol水放出的热量与HCl和NaOH反应生成1 mol水放出的热量一定相等 B.中和反应反应热的测定过程中，若隔热层隔热效果不好，会导致所测数值的绝对值偏小 C.根据热化学方程式N2H4（l）＋3O2（g）2NO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－622 kJ·mol－1，可求得N2H4（l）的燃烧热 D.1 g H2完全燃烧生成液态水时放出的热量即为H2的燃烧热 答案　B　 解析　H2SO4和Ca（OH）2的浓度未知，且反应生成CaSO4固体，无法比较，A项错误；如果隔热效果不好，有热量散失，测得的中和反应反应热数值的绝对值偏小，B项正确；N2H4的燃烧产物应为N2和H2O，C项错误；1 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量为H2的燃烧热，D项错误。 3.已知：①S（g）＋O2（g）SO2（g）　ΔH1； ②S（s）＋O2（g）SO2（g）　ΔH2； ③2H2S（g）＋O2（g）2S（s）＋2H2O（l）　ΔH3； ④2H2S（g）＋3O2（g）2SO2（g）＋2H2O（l）　ΔH4； ⑤SO2（g）＋2H2S（g）3S（s）＋2H2O（l）　ΔH5. 下列关于上述反应焓变的判断不正确的是（　　） A.ΔH1＜ΔH2 B.ΔH3＜ΔH4 C.ΔH5＝ΔH3－ΔH2 D.2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4 答案　B　 解析　由气态硫的能量比固态硫的能量高，所以气态硫与O2（g）反应时放出的热量多，即ΔH1＜ΔH2，A项正确；硫化氢不完全燃烧放出的热量比完全燃烧放出的热量少，所以有ΔH3＞ΔH4，B项错误；根据盖斯定律分析，由③－②可得热化学方程式：⑤SO2（g）＋2H2S（g）3S（s）＋2H2O（l）　ΔH5＝ΔH3－ΔH2，C项正确； 根据盖斯定律分析，由（③×3－④）×可得热化学方程式：⑤SO2（g）＋2H2S（g）3S（s）＋2H2O（l）　ΔH5＝（3ΔH3－ΔH4）×，整理得2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4，D项正确。 4.2021年我国首次实现以CO2为原料人工合成淀粉，该过程涉及CO2加氢（电解水得氢气）转化为甲醇（CH3OH）的过程，其能量变化如图所示。 下列叙述错误的是（　　） A. CO2合成甲醇的反应中，反应物总能量比产物总能量高 B. CO2合成甲醇的反应中，破坏反应物化学键吸收的能量小于形成产物化学键释放的能量 C. CO2合成甲醇的热化学方程式为：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） D.上述过程中存在电能转化为化学能、化学能转化为热能的能量转化形式 ΔH＝－（Q1＋Q2）kJ ·mol－1 答案　D　 解析　由图可知，二氧化碳合成甲醇的反应为反应物总能量比产物总能量高的放热反应，A项正确；二氧化碳合成甲醇的反应为反应物总能量比产物总能量高的放热反应，则反应中破坏反应物化学键吸收的能量小于形成产物化学键释放的能量，B项正确；二氧化碳合成甲醇的反应为反应物总能量比产物总能量高的放热反应，反应的热化学方程式为：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH＝，C项错误；电解水得氢气的过程中存在电能转化为化学能的能量转化形式，二氧化碳加氢转化为甲醇的过程中存在化学能转化为热能的能量转化形式，D项正确。 5.科学家利用反应4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g），可实现氯的循环利用，已知：该反应中2 mol HCl（g）被完全氧化时，放出60 kJ热量。其中，断裂1 mol O2（g）中氧氧键需要吸收498 kJ热量。则下列说法正确的是（　　） A.反应放出热量的多少与反应物的质量多少无关，和反应物、生成物本身能量有关 B.4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g），若有4 mol HCl（l）被完全氧化，则放出热量小于120 kJ C.形成1 mol Cl2（g）中氯氯键吸收a kJ热量 D.若a＝243，则断开1 mol H－O所需能量比断开1 mol H－Cl所需能量少33 kJ 答案　B　 解析　同一种物质的固态转化为液态或气态时吸热，并且反应物的质量越多，则放热反应放出的热量越多，所以反应放出的热量的多少与反应物的质量和反应物、生成物本身能量有关，A项错误；由题意可知4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g）放出2×60 kJ＝120 kJ热量，液态HCl转化为气态吸收热量，则4 mol HCl（l）被完全氧化，则放出热量小于120 kJ，B项正确；新键形成释放能量，由图知形成1 mol Cl2（g）中氯氯键放出a kJ热量，C项错误；已知断裂1 mol O2（g）中氧氧键需要吸收498 kJ热量，形成1 mol Cl2（g）放出243 kJ能量，根据新键形成放出的能量－旧键断裂吸收的能量等于放出的热量，则[2×243＋2×2×E（H－O）]－4×E（H－Cl）－498＝120，则E（H－O）－E（H－Cl）＝33，则断开1 mol H－O所需能量比断开1 mol H－Cl所需能量多33 kJ，D项错误。 6.已知：SCl2、S2Cl2广泛用于化工合成作硫化剂、氯化剂。S8（g）与氯气在一定条件下反应如图所示。已知S－S键的键能为a kJ·mol－1。下列叙述正确的是（　　） 　　 A. S8（s）＋4Cl2（g）4S2Cl2（g）ΔH1 B. S8（g）8S（g）ΔH＝－8a kJ/mol C.ΔH1＋ΔH2＝ΔH3 D.1 mol S8（g）与氯气一步生成SCl2放出的热量比两步的多 答案　C　 解析　根据图示S8（g）＋4Cl2（g）4S2Cl2（g） ΔH1，固态硫转化成气态硫，吸收热量，A项错误；断裂S－S键吸收热量，S8（g）8S（g）　ΔH＝＋8a kJ/mol，B项错误；根据盖斯定律，ΔH1＋ΔH2＝ΔH3，C项正确；根据盖斯定律，等物质的量的S8（g）分两步或一步生成SCl2（g），放出热量相等，D项错误。 7.某反应的热化学方程式可表示为2NO2（g）＋O3（g）N2O5（g）＋O2（g） ΔH＜0，其能量变化如图所示，则该反应的ΔH（　　） A.－（a＋c－b－d）kJ·mol－1 B.－（b＋d－a－c）kJ·mol－1 C.－（2a＋c－b－d）kJ·mol－1 D.－（b＋d－2a－c）kJ·mol－1 答案　B　 解析　2 mol NO2断裂化学键需要吸收a kJ热量，1 mol O3断裂化学键需要吸收c kJ热量，形成1 mol N2O5放出b kJ热量，形成1 mol O2放出d kJ热量，故整个反应放出的能量为（b＋d－a－c）kJ·mol－1，ΔH＝－（b＋d－a－c）kJ·mol－1，故选B项。 8.如图是金属镁和卤素单质X2反应的能量变化示意图。下列说法正确的是（　　） A.由MgCl2制取Mg是放热过程 B.热稳定性：MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2 C.金属镁和卤素单质X2的反应都是放热反应 D.由图可知，此温度下MgI2（s）所含化学键的键能最大 答案　C　 解析　由图像可知，MgCl2的能量低于Mg和Cl2的能量之和，则由MgCl2制取Mg是吸热过程，A项错误；物质的能量越低越稳定，结合图示可知，热稳定性：MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，B项错误；图像表明，金属与卤素单质的能量之和高于生成物的能量，所以金属镁和卤素单质（X2）的反应都是放热反应，C项正确；卤素单质越活泼，与同一金属反应时放热越多，对应产物的键能越大，则此温度下MgF2（s）所含化学键的键能最大，D项错误。 9.下列示意图表示正确的是（　　） 甲　　　乙 丙　　　丁 A.甲图表示Fe2O3（s）＋3CO（g）2Fe（s）＋3CO2（g） ΔH＝＋26.7 kJ·mol－1反应的能量变化 B.乙图表示碳的燃烧热 C.丙图表示环境温度为22 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，混合液的最高温度随V（NaOH）的变化（已知V1＋V2＝60 mL） D.已知稳定性顺序：B＜A＜C，某反应由两步反应A→B→C构成，反应过程中的能量变化曲线如丁图 答案　D　 解析　图中反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，反应Fe2O3（s）＋3CO（g）2Fe（s）＋3CO2（g）　ΔH＝＋26.7 kJ·mol－1为吸热反应，与图示不符， A项错误；C的燃烧热是指1 mol C完全燃烧生成CO2（g）时的焓变，且反应物的总能量高于生成物的总能量，B项错误；H2SO4、NaOH溶液的物质的量浓度相等，当二者体积比为1∶2时，二者恰好完全反应，放出的热量最多，混合液温度最高，此时H2SO4溶液为20 mL，NaOH溶液为40 mL，C项错误；稳定性B＜A＜C，根据物质的能量越低越稳定可知，物质的能量：B＞A＞C，故A→B为吸热反应，B→C为放热反应，A→C为放热反应，D项正确。 二、非选择题 10.请回答下列问题： （1）将煤转化为水煤气的主要化学反应为C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）；C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃烧的热化学方程式为： C（s）＋O2（g）CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 CO（g）＋O2（g）CO2（g）　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1 H2（g）＋O2（g）H2O（g）　ΔH＝－242.0 kJ·mol－1 写出C（s）与水蒸气反应的热化学反应方程式　　　　 　　　　。 （2）近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： 反应Ⅰ：2H2SO4（l）2SO2（g）＋2H2O（g）＋O2（g） ΔH1＝＋551 kJ·mol－1 反应Ⅲ：S（s）＋O2（g）SO2（g） ΔH3＝－297 kJ·mol－1 反应Ⅱ的热化学方程式：　　　　。 解析　（1）将C（s）、CO（g）和H2（g）完全燃烧的热化学方程式分别编号①②③，根据盖斯定律，C（s）与水蒸气反应的热化学反应方程式＝①－②－③，因此可得C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1。 （2）由图可知反应Ⅱ的反应物为SO2和H2O，产物为H2SO4和S，根据氧化还原反应规律配平可得：3SO2＋2H2O2H2SO4＋S，根据盖斯定律，反应Ⅱ＝－反应Ⅰ－反应Ⅲ，经计算可得：3SO2（g）＋2H2O（g）2H2SO4（l）＋S（s） ΔH＝－254 kJ·mol－1。 答案：（1）C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g） ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1 （2）3SO2（g）＋2H2O（g）2H2SO4（l）＋S（s） ΔH＝－254 kJ·mol－1 11.氨（NH3）、肼（N2H4）是两种氮的氢化物。 （1）合成氨的反应是一个放热反应。2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如图： 状态②、③、④中，能量最高的状态是　　　　。 （2）途径Ⅰ. N2NH3（ΔH1）NO、H2O（l）（ΔH2） 途径Ⅱ. N2NO（ΔH） 已知途径Ⅰ两步转化反应的反应热分别为ΔH1、ΔH2，途径Ⅱ所示反应的反应热为ΔH，能否由途径Ⅰ的反应热推出途径Ⅱ的ΔH？　　　　，（若能，请说明理由，若不能，请说明还需补充的数据）　　　　。 （3）发射卫星时用肼（N2H4）作燃料、二氧化氮（NO2）作氧化剂。 已知：①N2（g）＋2O2（g）2NO2（g） ΔH1＝＋67 kJ·mol－1 ②N2H4（g）＋O2（g）N2（g）＋2H2O（g） ΔH2＝－500 kJ·mol－1 写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式：　　　　。 （4）在微生物的作用下，N经过两步反应被氧化成N。两步反应的能量变化示意图如图： 　 ①第一步反应是　　　　（填“放热”或“吸热”）反应。 ②1 mol N（aq）全部氧化成N（aq）的热化学方程式是　　　　。 解析　（1）状态②→状态③发生N2和H2中化学键断裂，需要吸收能量，故状态③能量高于状态②，由状态③→状态④为N与H形成NH3的成键过程，放出能量，故状态④能量低于状态③，故能量最高的为状态③。（2） 途径Ⅱ的方程式为：N2＋O22NO，途径Ⅰ两步方程式为：N2＋3H22HN3和4NH3＋5O24NO＋6H2O，途径Ⅰ两步叠加不能消去H2O、H2，且多余O2，故还需知道2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）的反应热。（3）由已知方程式②×2－①得方程式：2N2H4（g）＋2NO2（g）3N2（g）＋4H2O（g）　ΔH，由盖斯定律计算得该反应ΔH＝2ΔH2－ΔH1＝－1 067 kJ·mol－1，故肼和NO2反应的热化学方程式为：2N2H4（g）＋2NO2（g）3N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝－1 067 kJ·mol－1。（4）由图像知，第一步反应ΔH＜0，故为放热反应；第一步反应对应热化学方程式为：①N（aq）＋O2（g）N（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l）　ΔH1＝－300 kJ·mol－1，第二步反应对应热化学方程式为：②N（aq）＋O2（g）N（aq） ΔH2＝－73 kJ·mol－1，两步叠加得目标热化学方程式为：N（aq）＋2O2（g）N（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－373 kJ·mol－1。 答案：（1）③　（2）不能　还需知道2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）的反应热　（3）2N2H4（g）＋2NO2（g）3N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝－1 067 kJ·mol－1 （4）①放热　②N（aq）＋2O2（g）N（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l） ΔH＝－373 kJ·mol－1 学科网（北京）股份有限公司 $$