第一章 化学反应的热效应 课后训练 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

化学反应的热效应 一、选择题 1.氧气(O2)和臭氧(O3)是氧元素的两种同素异形体。已知热化学方程式: ①4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)　ΔH1 ②4Al(s)+2O3(g)2Al2O3(s)　ΔH2 ③3O2(g)2O3(g)　ΔH3 下列关系式正确的是(　　)。 A.ΔH1-ΔH2=ΔH3 B.ΔH1+ΔH2=ΔH3 C.ΔH2-ΔH1=ΔH3 D.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0 2.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、OO为500、N—N为154,则断裂1 mol N—H所需的能量(kJ)是(　　)。 A.194 B.391 C.516 D.658 3.下列有关说法正确的是(　　)。 A.已知:HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH=-25.96 kJ·mol-1,由此可知1 mol HI气体在密闭容器中分解后可以放出25.96 kJ的热量 B.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1 C.肼(N2H4)是一种用于制造火箭燃料或燃料电池的原料,已知①2H2O(g)+O2(g)2H2O2(l)　ΔH=+108.3 kJ·mol-1;②N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH= -534.0 kJ·mol-1,则有反应:N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(l)　ΔH=-642.3 kJ·mol-1 D.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.65 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+CH3COOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1 4.碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示: ①H2(g)+I2(?)2HI(g)　ΔH=-9.48 kJ·mol-1 ②H2(g)+I2(?)2HI(g)　ΔH=+26.48 kJ·mol-1 下列判断正确的是(　　)。 A.①中的I2为固态,②中的I2为气态 B.②的反应物总能量比①的反应物总能量低 C.①的产物比②的产物热稳定性更好 D.1 mol固态碘升华时将吸热17 kJ 5.下列热化学方程式中ΔH的数值表示物质燃烧热的是(　　)。 A.CH4(g)+O2(g)2H2O(l)+CO(g)　ΔH B.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH C.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH D.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH 6.下列热化学方程式书写正确的是(　　)。 A.C2H5OH+3O22CO2+3H2O　ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1 B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=+57.3 kJ·mol-1 C.S(s)+O2(g)SO2(g)　ΔH=-269.8 kJ·mol-1 D.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH=-116.2 kJ 7.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是(　　)。 A.放热反应的发生无需任何条件 B.化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关 C.化学反应过程都伴随着能量的变化 D.硫酸与NaOH的反应是吸热反应 8.已知:①2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1　 ②N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=+180 kJ·mol-1 则反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH是(　　)。 A.-386 kJ·mol-1 B.+386 kJ·mol-1 C.-746 kJ·mol-1 D.+746 kJ·mol-1 9.在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为: 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ·mol-1 由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为(　　)。 A.2 953 kJ B.3 236 kJ C.2 588 kJ D.1 739 kJ 10.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是(　　)。 ①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH1=+571.6 kJ·mol-1 ②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2=+131.3 kJ·mol-1 ③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH3=+206.1 kJ·mol-1 A.反应①中电能转化为化学能 B.反应②为放热反应 C.反应③使用不同的催化剂,ΔH3不同 D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8 kJ·mol-1 11.标准状况下,下列物质气态时的相对能量如下表: 物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O 249 218 39 10 0 0 -136 -242 可根据HO(g)+HO(g)H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1。下列说法不正确的是(　　)。 A.H2中H—H的键能为436 kJ·mol-1 B.O2中OO的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 C.解离氧氧单键所需能量:HOO<H2O2 D.H2O(g)+O(g)H2O2(g)　ΔH=-143 kJ·mol-1 12.已知:①H2O(l)H2O(g)　ΔH=+Q1 kJ·mol-1 ②2H2O(g)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+Q2 kJ·mol-1 ③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-Q3 kJ·mol-1 (Q1、Q2、Q3均大于零) 则H2与CH4的燃烧热的比值为(　　)。 A. B. C. D. 13.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 14.反应2C+O22CO的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)。 A.12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g),放出的热量为110.5 kJ B.该反应的热化学方程式是2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-221 kJ C.2 mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g),放出的热量大于221 kJ D.该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量之差 15.(2022江西上饶期末)氢能的低成本、低温、高效率制取一直是亟待解决的关键难题。实验室计算机模拟在催化剂表面水煤气变换低温产氢反应(CO+H2OCO2+H2)过程中能量的变化如图所示,下列说法正确的是(　　)。 A.CO+H2OCO2+H2为放热反应 B.状态3中物质状态最稳定 C.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量 D.该反应类型为置换反应 16.已知:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的图示与过程如下: 过程Ⅰ:…… 过程Ⅱ:3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s)　ΔH=+129.2 kJ·mol-1 下列说法不正确的是(　　)。 A.该过程的能量转化形式是太阳能→化学能→热能 B.过程Ⅰ的热化学方程式为Fe3O4(s)3FeO(s)+O2(g)　ΔH=+156.6 kJ·mol-1 C.氢气的燃烧热为ΔH=-285.8 kJ·mol-1 D.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点 二、非选择题 17.(10分)如图所示,把试管放入盛有25 ℃饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再滴入5 mL稀盐酸,回答下列问题。 (1)烧杯中可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)产生上述现象的原因是  　。  (3)写出试管中有关反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　。  (4)由实验可知,生成物MgCl2和H2的总焓　　　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)反应物镁片和HCl的总焓。  18.(10分)煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用: a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热; b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。 这两个过程的热化学方程式为: a.①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=E1 b.②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=E2 ③H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=E3 ④CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=E4 试回答下列问题。 (1)与途径a相比,途径b有较多的优点,即　 。  (2)上述四个热化学方程式中ΔH>0的反应有　 。  (3)等质量的煤分别通过以上两个不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是　　　 　。  A.a比b多 B.a比b少 C.a与b在理论上相同 D.两者无法比较 (4)根据能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之间的关系为　 。 19.(10分)为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。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)实验测得,1 g乙醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出29.7 kJ的热量,试写出表示乙醇燃烧热的热化学方程式: 　。 (2)已知反应 CH3—CH3(g)CH2CH2(g)+H2(g),有关化学键的键能如下: 化学键 C—H CC C—C H—H 414.4 615.3 347.3 435.3 通过计算得出该反应的反应热为　　　　　　　　　　　　　。  (3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。 已知:C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH2=-571.6 kJ·mol-1 2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)　ΔH3=-2 599 kJ·mol-1 根据盖斯定律,计算298 K时由C(s,石墨)与H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变:ΔH=　　　　　　　　　　　　　　　。  20.(10分)(1)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)　ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为　　　　 kJ。  (2)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28 kJ,该反应的热化学方程式为 　　　　　。 (3)Si与Cl两元素的单质反应生成1 mol Si的最高价化合物,恢复至室温,放热687 kJ,已知该化合物的熔点、沸点分别为-69 ℃和58 ℃。写出该反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是　　　　　　　。 21.(12分)实验室测定有机化合物(固态或液态)的燃烧热常用弹式量热计(装置结构如图所示)。实验原理:间接法测定水吸收的热量即为物质燃烧释放的热量。 某实验小组用该装置测定萘[C10H8(l)]的燃烧热,实验步骤如下: 常温常压下,用分析天平称取0.6400 g萘压片并放入样品盘中,密封后向钢弹中充入过量氧气,向量热计中注入1.21 kg H2O(l),用电火花引发燃烧反应并立即打开搅拌器,记录实验数据,重复实验三次。 回答下列问题。 (1)该装置中缺少的实验仪器是　　　　　　　　(填仪器名称)。  (2)钢弹采用钢制的原因是 　。  (3)样品压片压太紧实会造成的结果是　 ;  若点火后没有立即打开搅拌器(实验仪器位置按图示摆放的情况下),可能造成测得的物质燃烧热(ΔH)　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  (4)该小组记录实验过程中温度变化值为5.10 ℃,查得水的比热容为4.18 J·g-1·℃-1,根据题给数据写出表示萘燃烧热的热化学方程式:　　　　　　　　　　　(忽略电火花引燃时的热量及萘本身的热容误差,焓变数据保留两位小数)。  (5)若称取0.100 0 g萘,其他条件不变,　　　　(填“能”或“不能”)据此实验求得萘的燃烧热;这样操作可能造成数据不准确是因为　 　。 化学反应的热效应 一、选择题 1.氧气(O2)和臭氧(O3)是氧元素的两种同素异形体。已知热化学方程式: ①4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)　ΔH1 ②4Al(s)+2O3(g)2Al2O3(s)　ΔH2 ③3O2(g)2O3(g)　ΔH3 下列关系式正确的是(　　)。 A.ΔH1-ΔH2=ΔH3 B.ΔH1+ΔH2=ΔH3 C.ΔH2-ΔH1=ΔH3 D.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0 答案:A 解析:根据盖斯定律可知:反应式①-②得③,所以ΔH3=ΔH1-ΔH2。 2.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、OO为500、N—N为154,则断裂1 mol N—H所需的能量(kJ)是(　　)。 A.194 B.391 C.516 D.658 答案:B 解析:利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2752kJ-534kJ=2218kJ。1molN2H4和1molO2断键变为原子时要断裂1molN—N、4molN—H、1molOO,设断裂1molN—H所需的能量为x,所以1×154kJ+4x+1×500kJ=2218kJ,解得x=391kJ。 3.下列有关说法正确的是(　　)。 A.已知:HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH=-25.96 kJ·mol-1,由此可知1 mol HI气体在密闭容器中分解后可以放出25.96 kJ的热量 B.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1 C.肼(N2H4)是一种用于制造火箭燃料或燃料电池的原料,已知①2H2O(g)+O2(g)2H2O2(l)　ΔH=+108.3 kJ·mol-1;②N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH= -534.0 kJ·mol-1,则有反应:N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(l)　ΔH=-642.3 kJ·mol-1 D.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.65 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)+CH3COOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1 答案:B 解析:A项错误,该反应为可逆反应,不可能完全进行,故其放出的热量小于25.96kJ;C项错误,根据盖斯定律,由②-①得,N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)　ΔH=-642.3kJ·mol-1,生成物H2O应为气态;D项错误,由于CH3COOH是弱酸,故1molCH3COOH与1molNaOH反应放出的热量小于57.3kJ。 4.碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示: ①H2(g)+I2(?)2HI(g)　ΔH=-9.48 kJ·mol-1 ②H2(g)+I2(?)2HI(g)　ΔH=+26.48 kJ·mol-1 下列判断正确的是(　　)。 A.①中的I2为固态,②中的I2为气态 B.②的反应物总能量比①的反应物总能量低 C.①的产物比②的产物热稳定性更好 D.1 mol固态碘升华时将吸热17 kJ 答案:B 解析:A项,固态I2升华时吸热,则①中的I2为气态,②中的I2为固态;B项,②的反应物总能量比①的反应物总能量低;C项,①的产物与②的产物相同,热稳定性一样;D项,②-①得I2(s)I2(g)　ΔH=+35.96kJ·mol-1,1mol固态碘升华时将吸热35.96kJ。 5.下列热化学方程式中ΔH的数值表示物质燃烧热的是(　　)。 A.CH4(g)+O2(g)2H2O(l)+CO(g)　ΔH B.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH C.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH D.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH 答案:C 解析:在25℃和101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量是该物质的燃烧热。A项中CO(g)不是指定产物,指定产物是CO2(g);B项中HCl(g)不是指定产物;D项中CO(g)的物质的量是2mol。因此只有C项正确。 6.下列热化学方程式书写正确的是(　　)。 A.C2H5OH+3O22CO2+3H2O　ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1 B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=+57.3 kJ·mol-1 C.S(s)+O2(g)SO2(g)　ΔH=-269.8 kJ·mol-1 D.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH=-116.2 kJ 答案:C 解析:热化学反应方程式要标出物质的聚集状态,A项错误;酸碱中和反应放热,ΔH应小于0,B项错误;反应热ΔH的单位是kJ·mol-1,D项错误。 7.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是(　　)。 A.放热反应的发生无需任何条件 B.化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关 C.化学反应过程都伴随着能量的变化 D.硫酸与NaOH的反应是吸热反应 答案:C 解析:放热反应的发生可能需要条件,例如加热、点燃等,A项错误;化学键的断裂和形成过程中吸收的能量与放出的能量不同,才有化学反应的放热和吸热,B项错误;化学反应过程都伴随着能量的变化,C项正确;酸碱中和反应都是放热反应,D项错误。 8.已知:①2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1　 ②N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=+180 kJ·mol-1 则反应2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH是(　　)。 A.-386 kJ·mol-1 B.+386 kJ·mol-1 C.-746 kJ·mol-1 D.+746 kJ·mol-1 答案:C 解析:根据盖斯定律,①-②得:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g),ΔH=-566kJ·mol-1-(+180kJ·mol-1)=-746kJ·mol-1。 9.在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为: 2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ·mol-1 由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为(　　)。 A.2 953 kJ B.3 236 kJ C.2 588 kJ D.1 739 kJ 答案:A 解析:根据热化学方程式可知,1molCO完全燃烧放出的热量是283kJ,3molCH4完全燃烧放出的热量是890kJ×3=2670kJ,释放的总热量为283kJ+2670kJ=2953kJ。 10.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是(　　)。 ①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH1=+571.6 kJ·mol-1 ②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2=+131.3 kJ·mol-1 ③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH3=+206.1 kJ·mol-1 A.反应①中电能转化为化学能 B.反应②为放热反应 C.反应③使用不同的催化剂,ΔH3不同 D.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8 kJ·mol-1 答案:D 解析:太阳光催化分解水制氢气,是光能转化为化学能,A项错误;反应②的ΔH2>0,故该反应为吸热反应,B项错误;ΔH3只与反应的始态和终态有关,使用不同的催化剂,ΔH3相同,C项错误;根据盖斯定律,目标反应CH4(g)C(g)+2H2(g)相当于③-②,故ΔH=ΔH3-ΔH2,ΔH=206.1kJ·mol-1-131.3kJ·mol-1=74.8kJ·mol-1,D项正确。 11.标准状况下,下列物质气态时的相对能量如下表: 物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O 249 218 39 10 0 0 -136 -242 可根据HO(g)+HO(g)H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-1。下列说法不正确的是(　　)。 A.H2中H—H的键能为436 kJ·mol-1 B.O2中OO的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 C.解离氧氧单键所需能量:HOO<H2O2 D.H2O(g)+O(g)H2O2(g)　ΔH=-143 kJ·mol-1 答案:C 解析:根据表格中的数据可知,H2中H—H的键能为218kJ·mol-1×2=436kJ·mol-1,A项正确;由表格中的数据可知O2中OO的键能为249kJ·mol-1×2=498kJ·mol-1,由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol-1,则O2中OO的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B项正确;由表格中的数据可知HOOHO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为249kJ+39kJ-10kJ=278kJ,H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol-1,C项错误;由表中的数据可知H2O(g)+O(g)H2O2(g)的ΔH=-136kJ·mol-1-249kJ·mol-1-(-242kJ·mol-1)=-143kJ·mol-1,D项正确。 12.已知:①H2O(l)H2O(g)　ΔH=+Q1 kJ·mol-1 ②2H2O(g)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+Q2 kJ·mol-1 ③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-Q3 kJ·mol-1 (Q1、Q2、Q3均大于零) 则H2与CH4的燃烧热的比值为(　　)。 A. B. C. D. 答案:A 解析:根据盖斯定律H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-(Q1+)kJ·mol-1,所以H2的燃烧热为(Q1+)kJ·mol-1;而CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-Q3kJ·mol-1,所以CH4的燃烧热为Q3kJ·mol-1;则H2与CH4的燃烧热的比值为。 13.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:由碳的燃烧热,可得热化学方程式①:C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=akJ·mol-1。对题目中的热化学方程式依次编号:②、③、④,根据盖斯定律,②=①×3+③-④,则ΔH=ΔH1×3+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c,故A项正确。 14.反应2C+O22CO的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)。 A.12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g),放出的热量为110.5 kJ B.该反应的热化学方程式是2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-221 kJ C.2 mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g),放出的热量大于221 kJ D.该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量之差 答案:C 解析:根据题图,12gC(s)与一定量O2(g)反应生成28gCO(g)放出的热量为110.5kJ,A项错误;ΔH的单位一般为kJ·mol-1,B项错误;2molC(s)与O2(g)反应生成CO(g)放出的热量为221kJ,CO(g)与O2(g)反应生成CO2(g)的反应放热,因此2molC(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g)放出的热量大于221kJ,C项正确;该反应的反应热等于C、O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量与CO分子中化学键形成时所释放的总能量之差,D项错误。 15.(2022江西上饶期末)氢能的低成本、低温、高效率制取一直是亟待解决的关键难题。实验室计算机模拟在催化剂表面水煤气变换低温产氢反应(CO+H2OCO2+H2)过程中能量的变化如图所示,下列说法正确的是(　　)。 A.CO+H2OCO2+H2为放热反应 B.状态3中物质状态最稳定 C.过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需要吸收能量 D.该反应类型为置换反应 答案:A 解析:从反应过程和能量关系图可以看出,反应物的总能量高于生成物的总能量,是放热反应,A项正确;物质的能量越低越稳定,状态3中物质能量最高,最不稳定,B项错误;过程Ⅰ和Ⅱ是从低能量状态到高能量状态,需要吸收能量,过程Ⅲ是从高能量状态到低能量状态,放出能量,C项错误;该反应的反应物没有单质,不属于置换反应,D项错误。 16.已知:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6 kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的图示与过程如下: 过程Ⅰ:…… 过程Ⅱ:3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s)　ΔH=+129.2 kJ·mol-1 下列说法不正确的是(　　)。 A.该过程的能量转化形式是太阳能→化学能→热能 B.过程Ⅰ的热化学方程式为Fe3O4(s)3FeO(s)+O2(g)　ΔH=+156.6 kJ·mol-1 C.氢气的燃烧热为ΔH=-285.8 kJ·mol-1 D.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点 答案:A 解析:过程Ⅰ将太阳能转化为化学能;过程Ⅱ是吸热反应,将热能转化为化学能,即该过程的能量转化形式是太阳能或热能→化学能,A项错误。过程Ⅰ的反应为Fe3O4(s)3FeO(s)+O2(g),反应①2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6kJ·mol-1,②3FeO(s)+H2O(l)H2(g)+Fe3O4(s)　ΔH=+129.2kJ·mol-1,根据盖斯定律①×-②计算Fe3O4(s)3FeO(s)+O2(g)的ΔH=+156.6kJ·mol-1,B项正确。2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6kJ·mol-1,则H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8kJ·mol-1,即氢气的燃烧热为ΔH=-285.8kJ·mol-1,C项正确。铁氧化合物循环制H2成本低,并且反应中Fe3O4是固体催化剂,氢气为气体,产物易分离,D项正确。 二、非选择题 17.(10分)如图所示,把试管放入盛有25 ℃饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再滴入5 mL稀盐酸,回答下列问题。 (1)烧杯中可观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)产生上述现象的原因是  　。  (3)写出试管中有关反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　。  (4)由实验可知,生成物MgCl2和H2的总焓　　　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)反应物镁片和HCl的总焓。  答案:(1)烧杯中溶液变浑浊　(2)镁与稀盐酸的反应为放热反应,Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,从而析出Ca(OH)2固体　(3)Mg+2H+Mg2++H2↑　(4)小于 解析:镁与稀盐酸的反应是放热反应,释放的能量传递给环境中的饱和石灰水,导致饱和石灰水的温度升高。而Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小,因此饱和石灰水中有Ca(OH)2固体析出,溶液变浑浊。放热反应的实质是反应物的总焓大于生成物的总焓。 18.(10分)煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用: a.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热; b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。 这两个过程的热化学方程式为: a.①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=E1 b.②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=E2 ③H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=E3 ④CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=E4 试回答下列问题。 (1)与途径a相比,途径b有较多的优点,即　 。  (2)上述四个热化学方程式中ΔH>0的反应有　 。  (3)等质量的煤分别通过以上两个不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是　　　 　。  A.a比b多 B.a比b少 C.a与b在理论上相同 D.两者无法比较 (4)根据能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之间的关系为　 。 答案:(1)煤的利用率高;变成气体燃料后,使燃料充分燃烧　 (2)②　 (3)C　 (4)E1=E2+E3+E4 解析:(2)题给四个反应中①③④为放热反应,ΔH<0;②为吸热反应,ΔH>0。 (3)根据盖斯定律,等质量的煤分别通过不同的途径产生的可利用的总能量在理论上相同。 (4)根据盖斯定律可知:E1=E2+E3+E4。 19.(10分)为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。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)实验测得,1 g乙醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出29.7 kJ的热量,试写出表示乙醇燃烧热的热化学方程式: 　。 (2)已知反应 CH3—CH3(g)CH2CH2(g)+H2(g),有关化学键的键能如下: 化学键 C—H CC C—C H—H 414.4 615.3 347.3 435.3 通过计算得出该反应的反应热为　　　　　　　　　　　　　。  (3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。 已知:C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH2=-571.6 kJ·mol-1 2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)　ΔH3=-2 599 kJ·mol-1 根据盖斯定律,计算298 K时由C(s,石墨)与H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变:ΔH=　　　　　　　　　　　　　　　。  答案:(1)CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 366.2 kJ·mol-1 (2)+125.5 kJ·mol-1　 (3)+226.7 kJ·mol-1 解析:(1)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为 CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-29.7×46kJ·mol-1=-1366.2kJ·mol-1。 (2)ΔH=[6E(C—H)+E(C—C)]-[E(CC)+4E(C—H)+E(H—H)]=(6×414.4+347.3)kJ·mol-1-(615.3+4×414.4+435.3)kJ·mol-1=+125.5kJ·mol-1。(3)根据盖斯定律,由第一个反应×2+第二个反应×-第三个反应×,可得2C(s,石墨)+H2(g)C2H2(g)　ΔH=-393.5kJ·mol-1×2-571.6kJ·mol-1×-(-2599kJ·mol-1)×=+226.7kJ·mol-1。 20.(10分)(1)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)　ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为　　　　 kJ。  (2)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28 kJ,该反应的热化学方程式为 　　　　　。 (3)Si与Cl两元素的单质反应生成1 mol Si的最高价化合物,恢复至室温,放热687 kJ,已知该化合物的熔点、沸点分别为-69 ℃和58 ℃。写出该反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是　　　　　　　。 答案:(1)299 (2)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)　ΔH=-85.6 kJ·mol-1 (3)Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l)　ΔH=-687 kJ·mol-1 (4)NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)ΔH=-216.0 kJ·mol-1 解析:(1)设1molHI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x,则2x-436kJ-151kJ=11kJ,解得x=299kJ。 (2)根据反应物中元素的种类,可判断还原性气体为CO;另一种物质肯定含有Cl、Ti元素,由反应物中有TiO2、生成物的水解产物为TiO2·xH2O可知,Ti的化合价始终为+4价,即另一种生成物的分子式为TiCl4,由此写出该反应的化学方程式:2Cl2+TiO2+2C2CO+TiCl4,0.1molCl2完全反应放热4.28kJ,则2mol氯气完全反应可放出85.6kJ热量,该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)　ΔH=-85.6kJ·mol-1。 (3)Si与Cl2反应生成SiCl4,SiCl4的熔点为-69℃,沸点为58℃,说明室温下SiCl4为液体,生成1mol液态SiCl4放热687kJ,据此可写出反应的热化学方程式。 (4)根据题中“每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ”可得出此反应的热化学方程式为NaBH4(s)+2H2O(l)NaBO2(s)+4H2(g)　ΔH=-216.0kJ·mol-1。 21.(12分)实验室测定有机化合物(固态或液态)的燃烧热常用弹式量热计(装置结构如图所示)。实验原理:间接法测定水吸收的热量即为物质燃烧释放的热量。 某实验小组用该装置测定萘[C10H8(l)]的燃烧热,实验步骤如下: 常温常压下,用分析天平称取0.6400 g萘压片并放入样品盘中,密封后向钢弹中充入过量氧气,向量热计中注入1.21 kg H2O(l),用电火花引发燃烧反应并立即打开搅拌器,记录实验数据,重复实验三次。 回答下列问题。 (1)该装置中缺少的实验仪器是　　　　　　　　(填仪器名称)。  (2)钢弹采用钢制的原因是 　。  (3)样品压片压太紧实会造成的结果是　 ;  若点火后没有立即打开搅拌器(实验仪器位置按图示摆放的情况下),可能造成测得的物质燃烧热(ΔH)　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  (4)该小组记录实验过程中温度变化值为5.10 ℃,查得水的比热容为4.18 J·g-1·℃-1,根据题给数据写出表示萘燃烧热的热化学方程式:　　　　　　　　　　　(忽略电火花引燃时的热量及萘本身的热容误差,焓变数据保留两位小数)。  (5)若称取0.100 0 g萘,其他条件不变,　　　　(填“能”或“不能”)据此实验求得萘的燃烧热;这样操作可能造成数据不准确是因为　 　。 答案:(1)温度计 (2)钢的导热性好,使物质燃烧产生的热量能及时传递给水 (3)样品燃烧不充分,实验结果不准确　偏大 (4)C10H8(l)+12O2(g)10CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-5 158.96 kJ·mol-1 (5)能　实验过程中测得的温度变化区间太小,读数误差大 解析:(1)该实验需要测量温度的变化,故缺少的实验仪器是温度计。 (2)钢弹采用钢制的原因是钢的导热性好,使物质燃烧产生的热量能及时传递给水。 (3)样品压片太紧会导致样品燃烧不充分,实验结果不准确;未打开搅拌器,热量不能充分传递,温度计测出的温度差偏小,燃烧热ΔH偏大。 (4)根据ΔH==-×10-3kJ·J-1≈-5158.96kJ·mol-1,故表示萘燃烧热的热化学方程式为C10H8(l)+12O2(g)10CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-5158.96kJ·mol-1。 (5)称取0.1000g萘能测量萘的燃烧热,但由于样品太小,温度变化区间太小,结果误差大。 学科网（北京）股份有限公司 $$