1.2反应热的计算 同步练习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

1.2反应热的计算同步练习题 一、选择题 1．在一定条件下，已知下列物质燃烧的热化学方程式为： C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH= -393.5kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH= -572kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH= -890kJ。mol-1。 在此条件下，下列叙述正确的是 A．C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH= +75.5kJ·mol-1 B．相同质量的H2和C充分燃烧时，H2放出的热量约等于C放出的热量的4.36倍 C．1molH2(g)和1molCH4(g)燃烧共放热1462kJ D．CH4(g)+O2(g)=C(s)+2H2O(g) ΔH= -1283.5kJ·mol-1 2．我国大力推广氢能汽车，水煤气法是获得氢能的有效途径之一。已知： ① ② ③ ④ 。 下列说法正确的是 A．C(s)的燃烧热 B． C． D．若将反应②设计成原电池，能将化学能全部转化成电能 3．锆(Zr)是一种适用于霰弹枪的金属燃烧剂，在一定温度下，锆能与氧气、氮气、水蒸气等发生反应。已知一些反应如下： ①Zr(s)+O2(g)=ZrO2(s) △H1； ②Zr(s)+N2(g)=2ZrN(s) △H2； ③Zr(s)+2H2O(g)=ZrO2(s)+2H2(g) △H3 则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)分解的焓变为 A．△H1+△H2-△H3 B．△H1-△H3 C．△H1-△H2+△H3 D．△H3-△H1 4．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图所示(E1、E3表示两反应的活化能)。下列有关叙述正确的是 A．两步反应均为放热反应 B．整个反应的△H=E1-E2+E3-E4 C．加入催化剂可以改变反应AC的焓变 D．三种化合物中B最稳定 5．已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示为H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1。现有下列反应： NH3·H2O(aq)＋HCl(aq)=NH4Cl(aq)＋H2O(l) ΔH1 H2SO4(浓)＋NaOH(aq)=Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH2 HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(l) ΔH3 上述反应均在溶液中进行，则下列ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是 A．ΔH2>ΔH3>ΔH1 B．ΔH1>ΔH3>ΔH2 C．ΔH1=ΔH2=ΔH3 D．ΔH2=ΔH3>ΔH1 6．已知有关化学键的键能数据如表所示，则下列热化学方程式正确的是 化学键 A-A B-B A-B 键能 A． B． C． D． 7．下列说法或表示正确的是 A．在101kPa、25℃时，完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为 B．的燃烧热是，则的反应热 C．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 D．由C(石墨，s)=C(金刚石，s)可知，石墨比金刚石稳定 8．甲烷重整能提高甲烷利用率，包括两种方式。 I.水蒸气重整 II．二氧化碳重整 ； 则焓变为 A． B． C． D． 二、填空题 9．依据事实，写出下列反应的热化学方程式 (1)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5.回答下列问题：已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5，放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为_______。 (2)在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_______。 (3)化学反应N2＋3H2=2NH3的能量变化如图所示 试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式：_______。 (4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气，在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是_______。 (5)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_______。 (6)如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式_______。 10．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察图，然后回答问题： (1)图中所示反应是___(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH=___(用含E1、E2的代数式表示)。 (2)下列4个反应中符合示意图描述的反应的是___ (填代号)。 A．水蒸气与炭反应 B．用水稀释氢氧化钠溶液 C．铝粉与四氧化三铁反应 D．灼热的炭与CO2反应 (3)已知0.5molCH4(g)与0.5mol水蒸气在25℃、101kPa时，完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收了akJ热量，该反应的热化学方程式是___。 11．低碳经济成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。结合下列有关图示和所学知识回答： (1)用催化加氢可以制取乙烯：。 ①若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的_______(用含a、b的式子表示)。 ②又知：相关化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的，则表中的x=_______。 化学键 C=O H—H C=C C—H H-O 键能/ 803 436 x 414 464 注：乙烯结构如图： (2)用表示阿伏加德罗常数，在(气态)完全燃烧生成和液态水的反应中，每有个电子转移时，放出705kJ的热量。其燃烧热的热化学方程式为_______。 (3)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。 ①科学家提出由制取C的太阳能工艺如图所示。 已知“重整系统”发生的反应中，则的化学式为_______。 ②工业上用和反应合成二甲醚。 已知： ， ， 则 _______。 (4)二甲醚是重要的化工原料，也可用CO和制得，总反应的热化学方程式如下： 工业中采用“一步法”，通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行： ⅰ.甲醇合成反应：_______。 ⅱ.甲醇脱水反应： 回答下列问题：起始时向容器中投入2molCO和4mol，测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ，此时CO的转化率为_______；试补全甲醇合成反应的热化学方程式：_______。 12．已知(g)=(g)+H2(g) ① ② 对于反应：(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)_______。 13．完成下列填空 (1)已知下列两个热化学方程式： ， ，则0.5mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为___________kJ (2)已知：8g的CH4与足量的O2反应，生成CO2和液态水，放出445.15kJ的热量写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式：___________。 (3)足量H2在1molO2中完全燃烧生成液态水，放出571.6kJ的热量，的燃烧热ΔH=___________。 (4)硫酸与2.00L1.00mol/LNaOH溶液完全反应，放出的热量，表示其中和热的热化学方程式为___________。 (5)已知：。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.84热量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为___________。 14．如表所示为元素周期表的一部分。 IA 0 1 ① IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 2 ② ③ 3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ 参照元素①～⑦在表中的位置，回答下列问题： (1)③、④、⑥的原子半径由大到小的顺序是_______(用元素符号表示)。 (2)下列事实能说明元素②的非金属性比元素⑥的非金属性强的是_______(填字母)。 A．②的单质与⑥的简单氢化物溶液反应，溶液变浑浊 B．在氧化还原反应中，1mol②单质比1mol⑥单质得电子多 C．简单气态氢化物的热稳定性②大于⑥ D．单质的熔点：⑥大于② (3)⑦的离子结构示意图为_______，其最高价氧化物对应水化物的化学式为_______。 (4)用原子结构知识解释元素的金属性④强于⑤的原因是_______。 (5)M是①、②两种元素按原子个数比1∶1组成的常见液态化合物。足量M与0.4mol液态肼()混合，产生大量的氮气和水蒸气并放出258kJ的热量，该反应的热化学方程式为______。16g液态肼发生反应生成氮气和液态水时放出的热量是_______kJ(已知： )。液态肼用作火箭推进剂，除释放出大量的热和快速产生大量的气体外，还有一个很突出的优点是_______。 15．化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。 (1)下列变化过程，属于放热反应的是_____(填写序号)。 ①浓H2SO4稀释 ②酸碱中和反应 ③H2在Cl2中燃烧 ④固体NaOH溶于水 ⑤液态水变成水蒸气 ⑥碳在高温条件下还原CO2 (2)标准状况下11.2L甲烷在氧气中充分燃烧生成液态水和二氧化碳气体时释放出akJ的热量，写出表示甲烷燃烧的热化学方程式_____。 (3)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下反应： 反应I：2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) △H1 反应II：NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) △H2 反应III：(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) △H3 则△H3与△H1、△H2之间的关系为△H3=_____。 (4)已知反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=bkJ•mol-1。根据表中所列键能数据，△H=_____(写出计算过程)。 化学键 H－H O=O O－H 键能(kJ•mol-1) 436 496 463 (5)某同学利用中和热实验装置测量中和热数值，中和热理论值△H=-57.3kJ•mol-1。 ①用50mL0.50mol•L-1盐酸与50mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行中和反应，通过计算得到△H=-54.8kJ•mol-1。产生此偏差的原因可能是_____(填写字母)。 A．实验时室温较高 B．实验装置保温、隔热效果差 C．一次性把NaOH溶液倒入 D．使用实验最终温度计算温度差 ②若改用60mL0.50mol•L-1盐酸与60mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应，与(1)中实验相比，所放出的热量_____(填写“相等”或“不相等”)：若用50mL0.50mol•L-1CH3COOH溶液代替盐酸进行(1)中实验，测得反应前后温度的变化值______(填写“偏大”、“偏小”或“不变”)。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．根据盖斯定律，，A项错误； B．6molH2的质量等于1molC，6molH2充分燃烧放出的热量为572kJ×3=1716kJ，1molC充分燃烧放出的热量为393.5kJ，则H2充分燃烧放出的热量约为等质量C的倍，B项正确； C．1molH2(g)和1molCH4(g)完全燃烧，共放热，C项错误； D．根据盖斯定律，CH4(g)+O2(g)=C(s)+2H2O(l) ΔH= -496.5kJ·mol-1，D项错误。 答案选B。 2．C 解析：A．C(s)燃烧热的对应产物应为CO2，非CO，其燃烧热无法从题干中获取，A错误； B．水从液态到气态需要吸热，故 ，B错误； C．由盖斯定律可知，(①-②)-③即可得到方程④，故=[-220.7kJ·mol-1-(-571.6 kJ·mol-1)]-44kJ·mol-1=+131.45 kJ·mol-1，C正确； D．若将反应②设计成原电池，不能将化学能全部转化成电能，反应过程中会有一些能量损耗，例如一部分转化成了热能，D错误； 答案选C。 3．D 解析：①Zr(s)+O2(g)=ZrO2(s) △H1；②Zr(s)+N2(g)=2ZrN(s) △H2；③Zr(s)+2H2O(g)=ZrO2(s)+2H2(g) △H3；④2H2O(g)=2H2(g)+O2；根据盖斯定律：④=③-①得到的，所以，D项正确； 故答案选D。 4．B 解析：A．A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，故A错误； B．整个反应中△H=(E1-E2+E3-E4)kJ/mol，故B正确； C．加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应热，也不影响反应的焓变，故C错误； D．物质的总能量越低，越稳定，所以三种物质的稳定性顺序：B＜A＜C，故D错误； 综上所述，故选B。 5．B 解析：由于CH3OOH为弱电解质，与NaOH反应过程中CH3OOH继续电离要吸收一部分热量，故最终生成1 mol H2O时放出热量小于57.3 kJ，浓硫酸遇水放出大量热量，故浓硫酸与NaOH反应生成1 mol H2O时放出热量大于57.3 kJ，HNO3与NaOH反应生成1 mol H2O时放出热量等于57.3 kJ，由于中和反应为放热反应，故放热越多，反应热数值越小，故ΔH1>ΔH3>ΔH2，所以答案选B。 6．C 解析：根据反应物键能之和—生成物键能之和，可得的反应热为+-×2=，即或，故选C。 7．D 解析：A．1molH2 完全燃烧放出285.8kJ的热量，则2molH2 完全燃烧ΔH=−2×285.8kJ⋅mol−1，A错误； B．2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) 为吸热反应，ΔH>0，B错误； C．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，硫蒸气放热多，C错误； D．ΔH>0说明石墨本身具有的能量比金刚石低，所以石墨比金刚石稳定，D正确； 故选D。 8．A 解析：已知①② ，根据盖斯定律，①-②可得 =(+205.9kJ·mol-1)-(-41.2kJ·mol-1)=+247.1kJ·mol-1； 故答案选A。 二、填空题 9． 解析：(1)根据已知，AX3室温时是液态，AX5室温时是固态，故答案为； (2)100gCaCO3沉淀的物质的量为，对应的二氧化碳也为1mol，对应的乙醇为0.5mol，则0.5mol乙醇完全燃烧生成1mol二氧化碳放热QkJ，故答案为； (3)根据图象可得反应放热，放出的热量为(c+b-a)kJ，故答案为； (4)3.8gNaBH4(s)的物质的量为，则1molNaBH4反应时放热216kJ，故答案为 (5)2gSiH4的物质的量为，则1molSiH4完全燃烧放热1427.2kJ，故答案为：； (6)根据图象可知，反应放出的热量为234kJ，故答案为。 10． 放热 (E2-E1)kJ·mol-1 C CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+2akJ·mol-1 解析：(1)由图象可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应； (2) A．水蒸气与炭反应是吸热反应，C+H2OCO+H2，A不符合题意； B．稀释浓度较稀的NaOH溶液时几乎没有热效应，稀释浓NaOH溶液时会放热，但该过程是物理变化，不是放热反应，B不符合题意； C．铝粉与四氧化三铁反应属于铝热反应，是剧烈地放热反应，C符合题意； D．灼热的炭与CO2反应是吸热反应，C+CO22CO； 故选C； (3)热化学方程式的系数与∆H成正比，0.5molCH4(g)与0.5mol水蒸气完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收akJ热量，故1molCH4(g)与1mol水蒸气完全反应生成CO和H2的混合气体，吸收2akJ热量，吸热反应∆H＞0，故热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+2akJ·mol-1。 11．(1) -(b-a)kJ/mol 764 (2) (3) Fe3O4 -130.8 (4) 25% 解析：（1）①由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，故反应放出热量，-(b-a)kJ/mol； ②根据反应物的总键能-生成物的总键能进行计算，即803×2+436×3-(x+4×414)-4×464=，解得x=764。 （2）C2H4燃烧的反应，根据化合价变化可知1mol C2H4转移电子数为12NA，故其放出的热量为705kJ×2=1410kJ，C2H4燃烧热的热化学方程式为 。 （3）①根据图中信息及，可知CO2转化成C，得到4e-，设FexOy中Fe的化合价为a，FeO转化为FexOy，Fe失去6×(a-2)e-，根据得失电子守恒可得6×(a-2)=4，解得a=，故FexOy为Fe3O4； ②根据盖斯定律可知，2-=-130.8 kJ/mol。 （4）由总反应可知，2molCO反应放出热量206kJ，则当放出热量为51.5kJ时，反应了=0.5molCO，故CO转化率为；总反应减去反应ⅱ可得甲醇合成反应，故甲醇合成反应的热化学方程式 。 12． 解析：已知(g)=(g)+H2(g) ①； ②；反应(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)可由①+②得到，所以，故答案为。 13．(1)1022 (2) (3) (4) (5)1:1 解析：（1）已知：①C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220.0kJ•mol-1，②H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1，根据盖斯定律①+②×4可得丙烷燃烧生成CO2和气态水的反应为：C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(g)，△H=-2220.0kJ•mol-1+4×44.0kJ•mol-1=2044kJ•mol-1，所以0.5mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为：2044kJ/mol×0.5mol=1022kJ，故答案为：1022； （2）甲烷物质的量为0.5mol，完全燃烧生成液态水时放出445.15kJ的热量，所以1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热890.3kJ，甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol；故答案为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol， （3）足量H2在1molO2中完全燃烧生成2mol液态水，放出571.6kJ的热量，则H2在0.5molO2中完全燃烧生成1mol液态水放出的热量为285.8kJ，因此H2的燃烧热△H=-285.8kJ/mol，故答案为：-285.8kJ/mol； （4）1.00L 1.00mol•L-1硫酸与2.00L 1.00mol•L-1NaOH溶液完全反应，生成2molH2O时放出114.6kJ的热量，则生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ，因此中和热的热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ/mol，故答案为：H2SO4(aq)+NaOH(aq)=a2SO4(aq)+H2O(l) △H=-57.3kJ/mol； （5）反应生成3.6g液态水，水的物质的量是，可知消耗了氢气的物质的量为0.2mol，释放的热量为×571.6kJ/mol=57.16kJ，一氧化碳释放的热量为113.84kJ-57.16kJ=56.68kJ，消耗的一氧化碳的物质的量为=0.2mol，故答案为：1：1。 14．(1) (2)AC (3) (4)Na和Al电子层数相同，原子半径r(Na)>r(Al)，Al核电荷数大，对最外层电子的吸收大于Na，所以Na更易失去电子，金属性Na大于Al (5) 410.5 产物是氮气和水，无污染 【分析】根据元素周期表中各元素的位置可知，①为H，②为O，③为F，④为Na，⑤为Al，⑥为S，⑦为Cl； 解析：（1）③、④、⑥分为 为F、Na、S，同周期从左到右原子半径依次减小，同主族从上而下原子半径依次增大，故原子半径由大到小的顺序是； （2）②为O元素，⑥为S元素； A. O2与⑥的简单氢化物H2S溶液反应，产生S单质，溶液变浑浊，说明元素②的非金属性比元素⑥的非金属性强，选项A符合； B. 不能从元素的原子获得电子数目的多少来判断元素非金属性的强弱，而应该看元素的原子获得电子的难易程度来判断，选项B不符合； C. 简单气态氢化物的热稳定性②大于⑥，说明元素②的非金属性比元素⑥的非金属性强，选项C符合； D. 不能从单质的熔点来判断元素非金属性的强弱，选项D不符合； 答案选AC； （3）⑦的离子结构示意图为 ；其最高价氧化物对应水化物的化学式为； （4）Na和Al电子层数相同，原子半径r(Na)>r(Al)，Al核电荷数大，对最外层电子的吸收大于Na，所以Na更易失去电子，金属性Na大于Al； （5）M是①、②两种元素按原子个数比1∶1组成的常见液态化合物，即H2O2。足量H2O2与0.4mol液态肼()混合，产生大量的氮气和水蒸气并放出258kJ的热量，该反应的热化学方程式为① ；已知：② ，根据盖斯定律，由①-②4得反应 ，16g液态肼，即0.5mol，发生反应生成氮气和液态水时放出的热量是0.5mol821kJ/mol=410.5kJ；液态肼用作火箭推进剂，除释放出大量的热和快速产生大量的气体外，还有一个很突出的优点是产物是氮气和水，无污染。 15．(1)②③ (2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-2a kJ/mol (3)2ΔH2-ΔH1 (4)-484 kJ•mol-1 (5) C 不相等 偏小 解析：（1）①浓H2SO4稀释不是化学反应，不是放热反应； ②酸碱中和反应放热，属于放热反应； ③燃烧放热，H2在Cl2中燃烧是放热反应； ④固体NaOH溶于水不是化学反应，不是放热反应； ⑤液态水变成水蒸气不是化学反应，不是放热反应； ⑥碳高温条件下还原CO2是吸热反应； 属于放热反应的是②③。 （2）标准状况下11.2L甲烷，即0.5molCH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时放出akJ热量，则1molCH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时放出2akJ热量，热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-2a kJ/mol。 （3）根据盖斯定律Ⅱ×2-Ⅰ可得热化学方程式(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)，ΔH3=2ΔH2-ΔH1，故答案为：2ΔH2-ΔH1。 （4）已知反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=bkJ•mol-1，则△H= 496kJ/mol+436kJ/mol×2-463kJ/mol×4=bkJ/mol，解得b=-484，故答案为：-484 kJ•mol-1。 （5）①A．实验测定的是反应前后的温度差，所以实验室温过高并不影响，A错误； B．实验装置保温、隔热效果差，热量散失，导致反应后的温度低，△T偏小，由Q=m•c•△T，可知测量结果偏低，B错误； C．一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，反应放出快，测量时可能局部温度较高，测量结果偏高，C正确； D．使用实验最终温度计算温度差，将导致代入的△T偏小，由Q=m•c•△T，可知测量结果偏低，D错误； 故选C。 ②若改用60mL0.50mol•L-1盐酸与60mL0.55mol•L-1NaOH溶液进行反应，由于参与反应的酸碱均增加，与(1)中实验相比，所放出的热量将变大；若用50mL0.50mol•L-1CH3COOH溶液代替盐酸进行(1)中实验，由于醋酸是弱酸，反应过程中还要吸热，导致放出的热量减小，所以测得反应前后温度的变化值偏小；故答案为：不相等，偏小。 学科网（北京）股份有限公司 $$