1.2反应热的计算 同步练习 -2024-2025学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

1.2反应热的计算同步练习题 一、选择题 1．已知反应： (1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ∆H1=−akJ/mol (2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H2=−bkJ/mol。 其他数据如表： 化学键 C=O O=O C‒H O‒H 键能/(kJ•mol‒1) 798 x 413 463 下列说法正确的是 A．∆H1>∆H2 B．H2O(g)=H2O(l)的∆S<0，∆H=(b−a)kJ/mol C．甲烷燃烧热为-akJ/mol D．上表中x 2．C和在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知： ① ② 下列推断正确的是 A．C(s)的摩尔燃烧焓为110.5KJ·mol-1 B． C． D．由②可知该反应中，反应物化学键中储存的总能量比产物化学键储存的能量高 3．由下列键能数据大小，不能得出的事实是 化学键 O－H H－H O－O 键能kJ·mol-1 463 436 498.3 A．1molH2和molO2总能量大于1molH2O总能量 B．断开1molH2中的化学键所吸收的能量是436kJ C．H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=−240.85kJ·mol-1 D．生成1molH2O的化学键所放出热量是463kJ 4．工业上常利用和合成尿素，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是 A．为合成尿素反应的中间产物 B．利用和合成尿素是放热反应 C．反应II在热力学上进行趋势很大 D．的焓变 5．已知：弱碱MOH(aq)与H2SO4(aq)反应生成1mol正盐的△H=-24.2kJ/mol，强酸与强碱的稀溶液的中和热为△H=-57.3kJ/mol。则MOH在水溶液中电离的△H为 A．+45.2kJ/mol B．+69.4kJ/mol C．-69.4kJ/mol D．-45.2kJ/mol 6．N4分子结构如图所示，已知断裂1mol N－N吸收167kJ热量，生成1molN≡N放出942kJ热量，则下列说法正确的是 A．N4属于一种新型化合物 B．N4与N2互为同位素 C．1molN4气体转变为N2将放出882kJ热量 D．N4比N2稳定 7．下列有关热化学方程式的叙述正确的是 A．已知 ，则H2的燃烧热为−241.8kJ/mol B．已知 ； ，则 C．含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则该反应的热化学方程式为： D．已知 ，则将和置于一密闭容器中充分反应后放出QkJ的热量 8．已知(g)和(l)的燃烧热分别是1411.0和1366.8，则反应的为 A． B． C． D． 二、填空题 9．一定温度、压强下反应的相关信息如下表： 活化能Ea H-H键能 I-I键能 -11 173.1 436 151 键能：气态分子中1化学键解离成气态原子所吸收的能量。 (1)反应的焓变=_____，活化能=_____。 (2)关于反应，下列描述正确的是_______ A．和的总能量为587 B．和的总能量大于的能量 C．加入催化剂，若正反应活化能减小100，则逆反应活化能也减小100 D．恒温恒容，向已平衡体系中再加入，正反应活化能减小，逆反应活化能不变 (3)研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现。实际上是经过下列两步基元反应完成的： 基元反应i：(快反应) 活化能： 基元反应ii：(慢反应) 活化能： 决定反应速率的步骤是_______(填“i”或“ii”)，_______0(填“>”、“＜”、“=”) 10．请回答下列问题： (1)丙烷燃烧可以通过以下两种途径： 途径Ⅰ： 途径Ⅱ： (a、b、c、d均为正值) 判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径Ⅰ放出的热量___________(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。的反应中，反应物具有的总能量___________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，b与a、c、d的数学关系式是___________。 (2)催化重整反应为。 已知： 该催化重整反应的___________kJ/mol。 (3)已知：298K时，相关物质的相对能量如图所示。 请根据相关物质的相对能量计算反应的焓变___________。 (4)现有下列3个热化学方程式： 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式：___________。 11．应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手，如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景。 已知：①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+93.0 kJ·mol-1 ②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1 ③CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-38.19 kJ·mol-1 则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为_______ 12．(1)肼(N2H4)又称联氨，在常温下是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。已知在101 kPa时，1 g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和H2O，放出19.5 kJ热量(25℃时)，表示N2H4燃烧的热化学方程式是：______________________________。 (2)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2)，当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼和足量液态H2O2反应，生成氮气和液态水，放出327.05 kJ的热量。写出该反应的热化学方程式：____________________________。 13．I.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示 取50mL0.50mol·L-1NaOH溶液和30mL0.50mol·L-1硫酸溶液进行实验，实验数据如下表： 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温度差平均值(t2-t1)/℃ H2SO4 NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.1 2 27.0 27.4 27.2 31.3 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.3 (1)请填写表中的空白：_______。 (2)从实验装置图上看，图中缺少的一种玻璃仪器是_______。 (3)外壳与内筒之间的隔热层作用是_______。 (4)近似认为0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液的密度都是1g·cm-3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃ -1。则中和热△H=_______(取小数点后一位)。 (5)上述实验数值结果与57.3kJ·mol-1有偏差，产生偏差的原因可能是________(填字母)。 A．实验装置保温、隔热效果差 B．量取NaOH溶液的体积时仰视读数 C．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 D．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度 II.CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。 (6)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下： 化学键 C-H C=O H-H C≡O(CO) 键能/kJ·mol-1 413 745 436 1075 则该反应的△H=_______kJ·mol-1。 五、解答题 14．雾䨣已经成为部分城市发展的障碍。雾䨪形成的最主要原因是人为排放，其中汽车尾气污染对雾霾的“贡献”逐年增加。回答下列问题： (1)汽车尾气中含有与生成的过程如下： ①与的总能量比的总能量 (填“高”或“低”)。 ②的 。 ③与反应的热化学方程式可以表示为；，但该反应速率很慢，若使用机动车尾气催化转化器，可以使尾气中的与转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后，值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 (2)氢能源是绿色燃料，可以减少汽车尾气的排放，利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：。如图是该反应的能量变化图： ①通过图中信息可判断反应的 (填“>”、“=”或“<”)0。 ②图中途径(Ⅱ)的条件是 ，途径(Ⅰ)的反应热 (填“>”、“=”或“<”)途径(Ⅱ)的反应热。 ③已知下列两个热化学方程式： 三者的关系式为： 。 【参考答案】 一、选择题 1．D 解析：A．已知气态水具有的能量高于相同质量的液态水，即反应①比反应②放出的热量更多，即-∆H1>-∆H2，则∆H1＜∆H2，A错误； B．H2O(g)=H2O(l)的∆S<0，根据盖斯定律可知，∆H=kJ/mol，B错误； C．燃烧热是指1mol燃料纯物质完全燃烧生成指定的稳定物质(水为液态水)时放出的热量，故甲烷燃烧热为akJ/mol，C错误； D．根据反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，即∆H2=−bkJ/mol=4E(C-H)+2E(O=O)-2E(C=O)-4E(O-H)=4×413kJ/mol+2x-2×798kJ/mol-4×463kJ/mol，解得x=，D正确； 故答案为：D。 2．C 解析：A．的摩尔燃烧焓是指1摩尔完全燃烧生成稳定氧化物释放出来的能量，①中生成的是一氧化碳不是稳定产物，故由此不能推出C(s)的摩尔燃烧焓，A错误； B．由②可知反应：的，B错误； C．根据B可知，目标方程式的反应热为：，C正确； D．由②可知反应：的，反应为放热反应，故反应物化学键中储存的总能量比产物化学键储存的能量低，D错误； 故选C。 3．D 【分析】反应焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，则H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=（436 kJ·mol-1）+×（498.3 kJ·mol-1）-2×（463 kJ·mol-1）=−240.85kJ·mol-1； 解析：A．由分析可知，反应放热，则反应物能量和大于生成物能量和，A正确； B．1分子氢气中含有1个H-H键，断开1molH2中的化学键所吸收的能量是436kJ，B正确； C．由分析可知，H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=−240.85kJ·mol-1，C正确； D．1分子水中含有2个O-H键，生成1molH2O的化学键所放出热量是2×463kJ，D错误； 故选D。 4．C 解析：A．从图像可知，合成尿素的过程中生成了NH2COONH4，其为合成尿素反应的中间产物，选项A正确； B．由图像可知，根据反应物总能量大于生成物总能量，利用和合成尿素是放热反应，选项B正确； C．反应Ⅱ为吸热反应，在热力学上进行趋势较小，选项C错误； D．2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(1)为放热反应，△H =生成物的总能量-反应物的总能量<0，即△H=E2-E1，选项D正确； 答案选C。 5．A 解析：弱碱MOH(aq)与 H2SO4(aq)反应生成 1 mol 正盐的热化学方程式为 ，则①，强酸与强碱的稀溶液反应的热化学方程式为②。根据盖斯定律可知，由①-②可得，则MOH在水溶液中电离的ΔH 为－12.1 kJ·mol－1－(-57.3 kJ·mol－1)=+45.2 kJ·mol-1，A正确； 故选A。 6．C 解析：A．N4属于一种新型单质，故A错误； B．N4与N2都是氮元素形成的不同单质，互为同素异形体， B错误； C．1mol N4气体转变为N2将放出942kJ ×2−167kJ ×6＝882kJ热量，故C正确； D．断裂1mol N－N吸收167kJ热量，生成1molN≡N放出942kJ热量，说明N2比N4稳定，故C错误。 综上所述，答案为C。 7．C 解析：A．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，选项中水不是稳定氧化物，应为液态水，选项A错误； B．等量的碳完全燃烧比不完全燃烧放热更多，故，B错误； C．酸碱反应是放热反应，焓变为负值，含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（1）△H=-57.4kJ/mol，选项C正确； D．题中所给反应是可逆反应，将2molSO2和1molO2充入一密闭容器中反应，放出的热量小于QkJ ，选项D错误。 8．A 解析：①(g)的燃烧热方程式： ； ②(l)的燃烧热方程式： ； ①-②得 ，A正确。 答案选A。 二、填空题 9．(1) +11 184.1 (2)BC (3) ii ＜ 解析：（1）一定温度、压强下有反应 △H = -11kJ/mol可知，2HI(g)= H2(g) + I2(g)的焓变△H = +11kJ/mol，活化能Ea= 173.1kJ/mol + 11kJ/mol =184.1kJ/mol； （2）A．H - H键能E = 436kJ/mol，I - I键能E = 151kJ/mol，所以1molH2(g)和1molI2(g)反应，需要吸收的总能量为587kJ，故A错误； B．一定温度、压强下反应 △H = -11kJ/mol为放热反应，所以1molH2(g)和1molI2(g)的总能量大于2molHI (g)的能量，故B正确； C．催化剂只是改变反应的活化能，不能改变反应热，所以加入催化剂，若正反应活化能减小100kJ/mol，则逆反应活化能也减小100kJ/mol，故C正确； D．恒温恒容，向已平衡体系中再加入H2(g)，氢气的浓度增大，活化分子数增多，反应速率加快，不影响活化能，故D错误； 故选BC。 （3）决定反应速率的步骤是反应速率慢的步骤，所以基元反应ii决定反应速率；基元反应i： I2(g) =2I (g)(快反应) △H1为吸热反应，基元反应ii：2I(g)+ H2(g) 2HI (g)(慢反应) △H2为放热反应，所以△H2<0。 10．(1) 等于 小于 (2)+247 (3) (4) 解析：（1）根据盖斯定律，等量的丙烷燃烧时，不管是一步完成还是多步完成，反应放出的热量相等；由于的，该反应是吸热反应，反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量；将题中所给热化学方程式依次编号为①②③④，根据盖斯定律，，得，所以，故答案为：等于；小于；； （2）将已知3个热化学方程式依次标记为①②③，根据盖斯定律，得该催化重整反应的。 故答案为：+247。 （3）、、和的相对能量依次为、、和0，依据生成物总能量-反应物总能量可得。 故答案为：。 （4）已知：①；②；③；CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的化学方程式为，则利用盖斯定律，由可得。 故答案为：。 11．CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.51 kJ·mol-1 解析：已知：①CH3OH(g)+H2O(l)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+93.0 kJ·mol-1；②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1；③CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-38.19 kJ·mol-1；根据盖斯定律，②×3-①×2-③得CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.51 kJ·mol-1；故答案为CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-726.51 kJ·mol-1。 12． N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－624 kJ·mol－1 N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－817.625 kJ·mol－1 【分析】(1)1mol肼质量为32克，完全燃烧生成液态水放出19.5kJ×32=624kJ热量，据此书写热化学反应方程式； (2)计算1mol液态肼与足量液态双氧水反应时放出的热量，可写出反应的热化学方程式； 解析：(1)1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量叫做燃烧热，1mol肼质量为32克，完全燃烧生成液态水放出19.5kJ×32=624kJ热量，该热化学反应方程式为反应放热ΔH为“－”，热化学方程式：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－624 kJ·mol－1； (2) 0.4mol N2H4(l)燃烧放出热量为327.05 kJ，1mol液态肼完全反应放出的热量Q＝kJ＝817.625kJ，该热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－817.625 kJ·mol－1。 13．(1)4.0 (2)玻璃搅拌器 (3)保温、隔热、减少实验过程中的热量损失 (4)-53.5kJ/mol (5)ACD (6)+120 【分析】中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应，且实验中要尽量操作迅速，且保证热量尽量不散失，防止产生实验误差； 解析：（1）由图可知，实验1、2、3、4的温度差平均值分别为4.0、4.1、3.9、4.0，则温度差平均值为4.0； （2）图中缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器； （3）实验需准确测量反应放出的热量，故外壳与内筒之间的隔热层作用是保温、隔热、减少实验过程中的热量损失； （4）中和热是在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量；似认为0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液的密度都是1g·cm-3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃ -1，该反应中取50mL0.50mol·L-1NaOH溶液和30mL0.50mol·L-1硫酸溶液进行实验，反应后氢离子过量，氢氧根离子（0.50mol·L-1×0.05L=0.025mol）完全反应，反应放热为4.18J·g-1·℃ -1×80g×4.0℃ =1337.6 J，放热焓变为负值，则中和热△H=-1337.6 J ÷0.025mol=-53.5kJ/mol； （5）上述实验数值结果与57.3kJ·mol-1相比偏小； A．实验装置保温、隔热效果差，热量散失，导致数值偏小，A正确； B．量取NaOH溶液的体积时仰视读数，导致读数偏小，氢氧化钠量增多，实验中过量的硫酸与偏多的氢氧化钠放出更多热量，导致实验数值偏大，B错误； C．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，导致热量损失，数值偏小，C正确； D．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度，导致部分氢氧化钠和硫酸反应放热，热量损失，使得结果偏小，D正确； 故选ACD； （6）反应焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，该反应的△H=（413×4+745×2-436×2-1075×2）kJ·mol-1=+120 kJ·mol-1。 五、解答题 14．(1) 低 不变 (2) > 使用催化剂 = 解析：（1）①由题目信息可知△H=945kJ/mol+498kJ/mol-2×630kJ/mol=+183kJ/mol，反应吸热，1molO2与1molN2的总能量比2molNO的总能量低； ②反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，△H=945kJ/mol+498kJ/mol-630kJ/mol=+91.5kJ/mol； ③催化剂能够加快化学反应速率，对焓变无影响，则a值不变； （2）①由图可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸热，故△H1＞0； ②由图可知，反应的活化能减小，图中途径Ⅱ的条件是使用催化剂，反应热由反应的初始状态和终了状态能量决定，加入催化剂不能改变反应的反应热，途径Ⅰ的反应过程应热=途径Ⅱ的反应热； ③已知Ⅰ△H1，Ⅱ，由盖斯定理Ⅰ×2+Ⅱ×6可得，。 学科网（北京）股份有限公司 $$