专题03 反应热的计算与比较(重难点训练)化学沪科版2020选择性必修1
2025-10-30
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学沪科版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 1.2 反应热的测量和计算 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 反应热 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.85 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-08-13 |
| 作者 | 知鱼 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-07-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53255041.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题03 反应热的计算与比较
建议时间:15分钟
突破一 依据盖斯定律计算反应热
1.已知的燃烧热为,在一定量的氧气中完全反应生成等物质的量的、气体,放出热量。下列说法正确的是
A.燃烧放出的热量一定是
B.的燃烧热为
C.等质量的完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多
D.
【答案】D
【详解】A.的燃烧热为,即1mol完全燃烧,生成时放出的热量为,因此若完全燃烧生成时,放出的热量为,题干中并未说明是完全燃烧的,因此放出的热量不一定是,A项错误;
B.的燃烧热为,可得热化学方程式①,在一定量的氧气中完全反应生成等物质的量的、气体,放出热量,可得热化学方程式②,由盖斯定律可知,得反应,设CO的燃烧热热化学方程式为,据盖斯定律,反应+反应=反应,即=,B项错误;
C.1mol完全燃烧,生成时放出的热量为,由热化学方程式知,若1mol不完全燃烧只生成CO时放出的热量为,但若不完全燃烧时生成CO2和CO的混合物,则放的热大于110.5kJ、小于393.5kJ,由此可知等质量的完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多,但多的热小于等于,C项错误;
D.由B选项可知,D项正确;
答案选D。
2.工业废气中的二氧化硫()是造成酸雨的主要污染物之一、为了减少的排放,工厂常采用加入固硫剂,将硫元素以固体形式留在煤渣中。石灰石是常用固硫剂,固硫过程中涉及的部分化学反应如下:
①
②
③
④
下列说法正确的是
A.和晶体中化学键类型完全相同
B.和分子的VSEPR模型相同
C.基态氧原子核外电子的空间运动状态有5种
D.③反应,任何温度下均可自发
【答案】C
【详解】A.二者都为离子晶体,中只有离子键,中既有离子键又有氧氧非极性共价键,二者化学键类型不完全相同,A错误;
B.分子中中心原子为,价层电子对数,VSEPR模型为平面三角形,分子中中心原子为,价层电子对数,VSEPR模型为直线形,B错误;
C.基态氧原子电子排布式为,电子占据的轨道有5个,核外电子的空间运动状态有5种,C正确;
D.根据盖斯定律,③②+④,所以(或者说③反应是燃烧反应,一定放热),而③反应是熵减的反应,则低温自发,高温非自发,D错误;
故答案选C。
突破二 依据图像计算反应热
3.卤化铵()的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.,
B.相同条件下,的比的大
C.相同条件下,的比的小
D.
【答案】B
【详解】A.卤化铵的分解为吸热反应,则,对应的为化学键断裂过程,断裂化学键吸收热量,则,A错误;
B.的键能大于,故的大于的,B正确;
C.为与反应,与无关,C错误;
D.途径6与途径1、2、3、4、5之和的起点和终点相同,结合盖斯定律可知,D错误;
故选B。
4.两种制备硫酸的途径如下图(反应条件略)。下列说法正确的是
A.已知 则
B.含 的 H2SO4稀溶液与足量NaOH 的稀溶液反应,放出的热量可能小于57.3kJ
C.若H2<0, 则 1mol SO2和0.5mol O2的键能之和大于的键能
D.若 则2molH2O2(aq)的能量小于 2molH2O(l)和 的总能量
【答案】B
【详解】A.气态二氧化硫的能量大于液态二氧化硫, 则 ,故A错误;
B.中和热是指强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量,含 的 H2SO4稀溶液与足量NaOH 的稀溶液反应,硫酸溶液的体积未知,生成的水的物质的量未知,所以放出的热量不能确定,故B正确;
C.若H2<0, 则1mol SO2和0.5mol O2的键能之和小于的键能,故C错误;
D.① ② ,①+②得若 则2molH2O2(aq)的能量大于 2molH2O(l)和 的总能量,故D错误;
选B。
5.NO催化生成的过程由三步基元反应构成:
第一步: ;
第二步: ;
第三步: 。
下列说法错误的是
A.该反应会经历三个过渡态 B.第二步、第三步反应均为放热反应
C.催化剂NO不改变总反应的焓变 D.总反应的
【答案】D
【详解】A.由题意可知,该反应由NO催化O3生成O2的过程由三步基元反应构成,同时通过图中信息可知,该反应会经历三个过渡态,故A正确;
B.由图可知,第一步反应是吸热反应,第二步和第三步反应均为放热反应,故B正确;
C.NO是反应2O3(g)═2O2(g)的催化剂,催化剂不改变反应的始态和终态,不能改变总反应的焓变,故C正确;
D.总反应2O3(g)═2O2(g),由盖斯定律:第一步反应+第二步反应+第三步反应计算反应2O3(g)═3O2(g)的ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,故D错误;
答案选D。
突破三 反应热的比较
6.已知氢气燃烧的下列3个反应(a、b、c均大于0):
下列关系不正确的是
A.b > a B.b < c C.2a > c D.2b = c
【答案】C
【分析】给以上反应编号为:
①
②
③
【详解】A.①②中反应物均为1mol,生成物水的状态不同,气态水能量比液态水的高,故反应②放出的热量多,即b>a,A正确;
B.②③中物质的种类和状态相同,反应物和生成物的物质的量不同,反应物越多,能量的变化越大,b < c,B正确;
C.①③中物质的种类相同,物质的量不同,水的状态不同,气态水能量比液态水的高,③中放出的热量比①的2倍多,即 2a< c,C错误;
D.②③中物质的种类和状态相同,③中反应物物质的量是②的2倍,反应物越多,能量的变化越大即2b = c,D正确;
故答案为:C。
7.下列各组热化学方程式中,的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A.C不完全燃烧生成CO, ,;C完全燃烧生成CO2 ,,完全燃烧放出的热量比不完全燃烧多,而放热反应,放出热量越多,越小。所以,A正确;
B.是放热反应, ,是吸热反应,,B错误;所以
C. ,除了酸碱中和反应放热,还有沉淀生成的热效应;只是酸碱中和反应,前者放出热量更多,由于都是放热反应,,放出热量越多,越小,所以,C错误;
D.HCl是强酸,是弱酸,弱酸电离吸热,;,与NaOH反应放出热量比HCl与NaOH反应放出热量少,因为都是放热反应, ,放出热量越少,越大,所以,D错误;
故选A。
8.工业上常用硫制取硫酸。下列说法正确的是
A. , ,
B. , ,
C. ,是硫的燃烧热
D. ,是中和反应的反应热
【答案】A
【详解】A.两个反应均为放热反应,焓变为负值,由于气态硫单质能量高,气态硫转化为固态硫需要放热,则其反应放热多,故,A正确;
B.两个反应的反应物不同而生成物相同,则其焓变不同,B错误;
C.燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;硫单质的燃烧热应该为生成二氧化硫而非三氧化硫时的放热,C错误;
D.中和热是在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量;浓硫酸溶解过程中放出热量,导致浓硫酸和氢氧化钠反应过程中放热增多,故该反应热不是中和反应的反应热,D错误;
故选A。
建议时间:15分钟
9.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.已知 , ,则
B.已知稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热,则稀醋酸溶液和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水放出的热量大于57.3kJ
C.已知在一定条件下, ;则将和过量的在此条件下充分反应,放出热量
D.甲烷的标准燃烧热,则
【答案】D
【详解】A.相同量的碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量, , ,则,故A错误;
B.稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热,醋酸是弱酸,电离吸热,则稀醋酸溶液和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水放出的热量小于57.3kJ,故B错误;
C.在一定条件下, ;将和过量的在此条件下充分反应生成氨气的物质的量小于1mol,放出热量小于,故C错误;
D.甲烷的燃烧热是1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量,甲烷的标准燃烧热,则,故D正确;
选D。
10.假设反应体系的始态为甲,中间态为乙,终态为丙,它们之间的变化如图所示,则下列说法不正确的是
A. B.
C. D.甲→丙的
【答案】B
【详解】A.根据盖斯定律:不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的(反应热的总值相等),则△H3=-(△H1+△H2),所以|△H1|<|△H3|,故A正确;
B.根据盖斯定律:△H3=-(△H1+△H2),△H1、△H2是分步反应的反应热,两者大小无法确定,故|△H1|和|△H2|的大小无法确定,故B错误;
C.根据盖斯定律:不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的,以甲为起点,最终又回到甲,整个过程没有能量变化,则△H1+△H2+△H3=0,故C正确;
D.甲→丙的△H=△H1+△H2,△H1和△H2都小于0,故△H1+△H2小于0,故D正确;
答案选B。
11.下列说法正确的是
A.中和反应反应热测定实验中,若用银质搅拌器,则所测反应热的绝对值偏大
B.H2的燃烧热为akJ•mol-1,则2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =-2akJ•mol-1
C.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2;ΔH 1<ΔH2
D.C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH =+1.9kJ•mol-1则处于相同条件下的金刚石更稳定
【答案】C
【详解】
A.银具有良好的导热性,则中和反应反应热测定实验中,若用银质搅拌器,则所测反应热的绝对值偏小,故A错误;
B.H2的燃烧热为akJ•mol﹣1,则燃烧热方程式为H2(g)O2(g)═H2O(l) ΔH=﹣akJ•mol﹣1,即2H2(g)+O2(g)═2H2O(l) ΔH=﹣2akJ•mol﹣1,题干中表示生成的是气态水,故B错误;
C.S(s)→S(g)吸热,则S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,且ΔH1<ΔH2<0,故C正确;
D.C(s,石墨)=C(s,金刚石)ΔH=+1.9kJ•mol﹣1,则金刚石具有的能量高,因物质具有的能量越低越稳定,所以处于相同条件下的石墨更稳定,故D错误;
故选:C。
12.金属钾和反应生成的能量循环如图:下列说法正确的是
A.,
B.,
C.
D.在相同条件下,,则
【答案】D
【详解】A.固态转变为气态需要吸热,则,失去一个电子需要吸热,则,故A错误;
B.双原子分子解离为两个原子需要吸热,则,得到一个电子放热,则,故B错误;
C.根据盖斯定律,,故C错误;
D.K比Na金属性强,K更容易失电子,K失电子比Na吸热少,即,故D正确;
故答案为D。
13.关于化学反应与能量的说法正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为:
B.已知,则可知金刚石比石墨更稳定
C.已知稀溶液中,,则醋酸溶液与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出小于57.3kJ的热量
D.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,则其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) ⇋ 2NH3
【答案】C
【详解】A.燃烧热要求生成液态水,由甲烷的燃烧热为,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为:,A错误;
B.石墨生成金刚石需要吸热,石墨能量低,可知石墨比金刚石稳定,B错误;
C.由于醋酸是弱酸,其电离的时候还会吸热,导致酸碱中和反应时,醋酸会吸收一部分热量,使放出的热量小于,C正确;
D.合成氨为可逆反应,热化学方程式中为完全转化的能量变化,则置于密闭容器中充分反应生成,放热,反应的氮气和氢气分别小于,其热化学方程式为:,D错误;
故选C。
14.NaCl是生活中常见的物质,其相关反应的能量变化如图所示,已知其中部分反应热为:ΔH1=+108kJ/mol、ΔH2=+499kJ/mol、ΔH3=+121.5kJ/mol、ΔH4=-349kJ/mol 、ΔH5=-791kJ/mol 。则Na(晶体)与Cl2(g)生成NaCl (晶体)的反应的ΔH为
A.-411.5 kJ/mol B.+411.5 kJ/mol
C.+1170.5 kJ/mol D.-1170.5 kJ/mol
【答案】A
【详解】根据盖斯定律,的焓变;
答案选A。
15.已知:①H2O(g)=H2O(l) ΔH=-Q1 kJ/mol
②C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH=-Q2 kJ/mol
③C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3 kJ/mol
下列判断正确的是
A.酒精的燃烧热为Q3 kJ/mol
B.若使46 g酒精液体完全燃烧,释放出的热量为(3Q1-Q2+Q3)kJ
C.H2O(g)→H2O(l)释放出了热量,所以该过程为化学变化
D.由③可知1mol C2H5OH(g)能量高于2 mol CO2(g)和3 mol H2O(g)的总能量
【答案】B
【详解】A.燃烧热是指101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量,H元素对应的稳定氧化物是液态水。反应③中生成的水是气态,所以酒精的燃烧热不是Q3kJ/mol,A错误;
B.46g酒精(C2H5OH)的物质的量为1mol。根据盖斯定律,③−②+3×①可得,,即1mol酒精液体完全燃烧释放出的热量为,B正确;
C.H2O(g)→H2O(l)是物质状态的变化,没有新物质生成,属于物理变化,C错误;
D.反应③是放热反应,说明1molC2H5OH(g)和3molO2(g)的总能量高于2molCO2(g)和3molH2O(g)的总能量,不能得出1molC2H5OH(g)能量高于2molCO2(g)和3molH2O(g)的总能量,D错误;
故选B。
16.二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比加入VL的密闭容器中,压强为0.1MPa,反应达到平衡状态时,各组分的物质的量分数x随温度T的变化如下图所示。
已知:
下列说法不正确的是
A.与合成反应的热化学方程式:
B.图中b、d分别表示的变化曲线
C.570K、0.2MPa反应达到平衡状态时,M点显示的可能是的物质的量分数
D.与合成反应的
【答案】D
【分析】已知:① ;② ;③ ;由盖斯定律可知,①×6-②-4×③可得 ,将和按物质的量之比1:3加入VL的密闭容器中,发生反应,升高温度,平衡逆向移动,H2和CO2的物质的量增大,由系数关系可知,曲线a表示H2的物质的量分数随温度变化,曲线b表示CO2的物质的量分数随温度变化,曲线c表示H2O(g)的物质的量分数随温度变化,曲线d表示的物质的量分数随温度变化。
【详解】A.已知:① ;② ;③ ;由盖斯定律可知,①×6-②-4×③可得 ,A正确;
B.由分析可知,图中b、d分别表示、的变化曲线,B正确;
C. 曲线d表示的物质的量分数随温度变化,是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,的物质的量分数增大,则570K、0.2MPa反应达到平衡状态时,M点显示的可能是的物质的量分数,C正确;
D.由A可知,反应是放热反应,升高温度K值减小,则,D错误;
故选D。
17.已知:
下列说法正确的是
A.,,
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】气态水的能量高于液态水、气态葡萄糖的能量高于固态葡萄糖,则气态水转化为液态水的焓变和气态葡萄糖转化为固态糖的焓变均小于0;固态葡萄糖完全燃烧生成二氧化碳和气态水放出的热量小于气态葡萄糖完全燃烧生成二氧化碳和液态水非常大热量,则焓变大于;由盖斯定律可知,焓变,则,故选B。
18.碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是种优良的含能材料,可作为火箭推进剂的组分,其相关反应的能量变化如图所示,已知ΔH2=-299 kJ·mol-1,则ΔH1为
A.-1 703 kJ·mol-1 B.-1 389 kJ·mol-1 C.-1 334 kJ·mol-1 D.-1 160 kJ·mol-1
【答案】A
【详解】由盖斯定律可知,△H1=2△H2+△H3—△H4=2×(—299kJ/mol)+(—1018kJ/mol)—(+87kJ/mol)= —1703kJ/mol,故选A。
19.尿素[]是首个由无机物人工合成的有机物。工业上合成尿素的反应如下: ,
已知工业上合成尿素分两步进行,相关反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
下列示意图中[a表示,b表示,c表示],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应,总反应为放热反应,然后结合每个选项图示物质的能量分析判断。
【详解】A.图示的反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应,但反应物的能量比生成物的低,总反应为吸热反应,与已知总反应为放热反应不符合,A错误;
B.图示的反应Ⅰ是吸热反应,与已知的反应Ⅰ是放热反应不符合;反应物的总能量比生成物总能量低,总反应为吸热反应,与已知总反应为放热反应不符合,B错误;
C.图示的反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应,总反应为放热反应,与已知反应相符合,C正确;
D.图示的反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ是放热反应,与已知的反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应不符合,D错误;
答案选C。
20.已知:;;。下列叙述正确的是
A.的燃烧热为
B.
C.由S(s,正交硫)=S(s,单斜硫)判断,单斜硫比正交硫稳定
D.
【答案】B
【详解】A.的燃烧热对应的热量,是反应对应的热量,A错误;
B.是放热过程,则,B正确;
C.由S(s,正交硫)=S(s,单斜硫),正交硫能量低,C错误;
D.由题意可得,,状态不对应,D错误;
故选B。
21.联氨可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢,当两者混合时即产生气体,并放出大量的热。已知:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.6 kJ·mol-1;若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和气态水,则整个过程中放出的热量为 。
(2)“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有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 。
(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4),N2O4作氧化剂,有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:
①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.0 kJ·mol-1
②H2(g)+F2(g)=HF(g) ΔH=-269.0 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式: 。
(4)11.2 L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出91.5 kJ的热量,其热化学方程式为: 。
【答案】(1)128.32 kJ
(2)C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2550.0 kJ·mol-1
(3)N2H4(l)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g) ΔH=-1126.0 kJ·mol-1
(4)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-183.0 kJ·mol-1
【详解】(1)6.4 g液态肼的物质的量为0.2 mol,由盖斯定律可知,液态肼与过氧化氢反应生成氮气和液态水的热化学方程式:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) ΔH=-641.6kJ·mol-1,故0.2 mol液态肼放出的热量为0.2 mol×641.6 kJ·mol-1=128.32 kJ。
(2)四氧化二氮与偏二甲肼反应的产物为二氧化碳、氮气和水;根据10.0 g偏二甲肼与四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量计算。
根据C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH,
得ΔH=-425 kJ·mol-1÷=-2 550.0 kJ·mol-1。
热化学方程式为C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+4H2O(g)+3N2(g) ΔH=-2550.0 kJ·mol-1。
(3)将①+②×4-③×2得:N2H4(l)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g) ΔH=-1126.0 kJ·mol-1。
(4)标准状况下11.2 LH2为0.5mol,放出91.5 kJ热量,热化学方程式为:。
22.I.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼()和强氧化剂液态双氧水。当把液态肼和混合反应,生成氮气和水蒸气,放出的热量(相当于、下测得的热量)。
(1)反应的热化学方程式为 。
(2)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(3)如图是和反应生成过程中能量的变化示意图,请写出和反应的热化学方程式: 。
(4)若已知下列数据:
化学键
键能/
435
943
根据表中及图中数据计算键的键能是 。
Ⅲ.反应过程的能量变化如图所示。
已知:氧化为的。请回答下列问题:
(5)E的大小对该反应的反应热 (填“有”或“无”)影响。该反应通常用作催化剂,加会使图中B点 (填“升高”还是“降低”), (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-640 kJ/mol
(2)反应产物为氮气和水,不污染空气
(3)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol
(4)390
(5) 无 降低 不变
【详解】(1)由题意可知,肼与双氧水反应生成氮气和水,反应的化学方程式为N2H4+2H2O2=N2+4H2O,由题意可知,0.4mol液态肼与0.8molH2O2恰好完全反应放出256kJ的热量,则1mol液态肼放出的热量为=640kJ,反应的热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)△H=-640 kJ/mol;
(2)此反应产物为氮气和水,不污染空气;
(3)由图可知,合成氨反应的反应物总能量大于生成物总能量,生成1mol氨气放出300-254=46kJ热量,则反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol,故热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol;
(4)设N-H键的键能为a kJ/mol,由反应热等于反应物的总键能和生成物的总键能之差可得:ΔH=943kJ/mol+3×435kJ/mol-6a=-92 kJ/mol,解得a=390kJ/mol;
(5)由图可知,E为该反应的活化能,活化能的大小,不影响反应热;催化剂可以降低反应的活化能,但不影响反应的焓变,加V2O5作催化剂会使图中B点降低,ΔH不变。
23.请回答以下有关能源的问题:
I.完成下面小题。
(1)已知丙烷在和条件下完全燃烧生成和液态水时放出的热量为,请写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式 。
(2)丙烷在一定条件下发生脱氢反应可以得到丙烯。
已知: ;
。
则相同条件下,反应的 。
(3)气体和气体反应生成气体和气体过程中的能量变化如图所示,请写出与反应的热化学方程式: 。
Ⅱ.某化学兴趣小组要完成中和反应反应热的测定实验。
(4)实验桌上备有温度计、胶头滴管、烧杯和量筒、盐酸、氢氧化钠溶液,实验尚缺少的玻璃用品是 。若用氢氧化钾代替氢氧化钠,测定的反应热 (填“偏大”“偏小”或“无影响”,下同);若用醋酸代替盐酸做实验,测定的反应热 。
(5)借鉴中和反应反应热的测量方法,某同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响)。其中一次的实验结果见下表。
反应试剂
体系温度
溶液
粉
反应前
反应
已知:,所用溶液的密度、比热容分别近似取和并忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。则 (用含、的代数式表示)。
【答案】(1)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ∆H=-2220kJ/mol
(2)+124.2kJ/mol
(3)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ∆H=-234kJ/mol
(4) 环形玻璃搅拌器 不变 变大
(5)
【详解】(1)11g丙烷物质的量为 =0.25mol,则1mol丙烷在298K和101kPa条件下完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为=2220kJ,表示丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ∆H=-2220kJ/mol;
(2)将题给热化学方程式编号,① ;② ,根据盖斯定律,将①-②得的∆H=(+156.6kJ/mol)-(+32.4kJ/mol)=+124.2kJ/mol;
(3)根据图示,1molNO2气体和1molCO气体反应生成1molCO2气体和1molNO气体放出368kJ-134kJ=234kJ的能量,反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ∆H=-234kJ/mol;
(4)完成中和反应反应热的测定,实验桌上备有温度计、胶头滴管、烧杯和量筒、0.5mol/L盐酸、0.5mol/LNaOH溶液,实验尚缺少的玻璃用品是环形玻璃搅拌器,用氢氧化钾代替氢氧化钠,KOH是一元强酸,生成1mol水时放出热量相同,测定的反应热不变,醋酸为弱电解质,醋酸电离吸热,放出的热量减少,反应热变大;
(5)100mL0.2mol•L-1CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02mol,1.68gFe粉物质的量=,有0.02molCuSO4反应,按实验进行计算,ΔH=-。
建议时间:15分钟
24.(2025·重庆·高考真题)肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据目标方程式与原方程式的特点可知,将原方程式进行(①-3×②+③)变换,可得目标方程式,所以,ΔH应为,据此解答。
【详解】A.选项A的表达式为,但根据推导结果,ΔH应为,与A不符,A错误;
B.推导过程中,通过组合反应①、③及反转的反应②×3,得到总ΔH为,再除以4得,与选项B一致,B正确;
C.选项C未除以4,直接取,不符合目标反应的系数比例,C错误;
D.选项D的表达式为,符号和系数均与推导结果不符,D错误;
故选B。
25.(2025·北京·高考真题)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。
下列说法不正确的是
A.固体溶解是吸热过程
B.根据盖斯定律可知:
C.根据各微粒的状态,可判断,
D.溶解过程的能量变化,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关
【答案】C
【分析】由图可知,固体溶于水的过程分两步实现,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程。
【详解】A.由图可知,固体溶解过程的焓变为,为吸热过程,A正确;
B.由图可知,固体溶于水的过程分两步实现,由盖斯定律可知,即,B正确;
C.由分析可知,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程,a>0;第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程,b<0,C错误;
D.由分析可知,溶解过程的能量变化,却决于固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量有关,即与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关,D正确;
故选C。
26.(2025·云南·高考真题)铜催化下,由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是
A.Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B.Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C.Ⅳ的示意图为 D.催化剂Cu可降低反应热
【答案】C
【详解】A.由图可知,Ⅰ到Ⅱ的过程中消耗了氢离子和电子,属于还原反应,A错误;
B.Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键,如图,有极性键生成,不是非极性键,B错误;
C.Ⅱ到Ⅲ的过程中生成了一根C-H键,由Ⅲ结合氢离子和电子可知,Ⅲ到Ⅳ也生成了一根C-H键,Ⅳ到Ⅴ才结合CO,可知Ⅳ的示意图为,C正确;
D.催化剂可改变活化能,加快反应速率,不能改变反应热,D错误;
故选C。
27.(2011·海南·高考真题)已知: kJ·mol-1
kJ·mol-1
则反应的为
A.+519.4kJ⋅mol-1 B.-259.7kJ⋅mol-1 C.+259.7kJ⋅mol-1 D.-519.4kJ⋅mol-1
【答案】D
【详解】将已知反应依次编号为①②,由盖斯定律可知,反应①—②得到反应,则反应△H=(-701.0kJ/mol)-(-181.6kJ/mol)= -519.4kJ/mol,故选D。
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专题03 反应热的计算与比较
建议时间:15分钟
突破一 依据盖斯定律计算反应热
1.已知的燃烧热为,在一定量的氧气中完全反应生成等物质的量的、气体,放出热量。下列说法正确的是
A.燃烧放出的热量一定是
B.的燃烧热为
C.等质量的完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多
D.
2.工业废气中的二氧化硫()是造成酸雨的主要污染物之一、为了减少的排放,工厂常采用加入固硫剂,将硫元素以固体形式留在煤渣中。石灰石是常用固硫剂,固硫过程中涉及的部分化学反应如下:
①
②
③
④
下列说法正确的是
A.和晶体中化学键类型完全相同
B.和分子的VSEPR模型相同
C.基态氧原子核外电子的空间运动状态有5种
D.③反应,任何温度下均可自发
突破二 依据图像计算反应热
3.卤化铵()的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.,
B.相同条件下,的比的大
C.相同条件下,的比的小
D.
4.两种制备硫酸的途径如下图(反应条件略)。下列说法正确的是
A.已知 则
B.含 的 H2SO4稀溶液与足量NaOH 的稀溶液反应,放出的热量可能小于57.3kJ
C.若H2<0, 则 1mol SO2和0.5mol O2的键能之和大于的键能
D.若 则2molH2O2(aq)的能量小于 2molH2O(l)和 的总能量
5.NO催化生成的过程由三步基元反应构成:
第一步: ;
第二步: ;
第三步: 。
下列说法错误的是
A.该反应会经历三个过渡态 B.第二步、第三步反应均为放热反应
C.催化剂NO不改变总反应的焓变 D.总反应的
突破三 反应热的比较
6.已知氢气燃烧的下列3个反应(a、b、c均大于0):
下列关系不正确的是
A.b > a B.b < c C.2a > c D.2b = c
7.下列各组热化学方程式中,的是
A.
B.
C.
D.
8.工业上常用硫制取硫酸。下列说法正确的是
A. , ,
B. , ,
C. ,是硫的燃烧热
D. ,是中和反应的反应热
建议时间:15分钟
9.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.已知 , ,则
B.已知稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热,则稀醋酸溶液和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水放出的热量大于57.3kJ
C.已知在一定条件下, ;则将和过量的在此条件下充分反应,放出热量
D.甲烷的标准燃烧热,则
10.假设反应体系的始态为甲,中间态为乙,终态为丙,它们之间的变化如图所示,则下列说法不正确的是
A. B.
C. D.甲→丙的
11.下列说法正确的是
A.中和反应反应热测定实验中,若用银质搅拌器,则所测反应热的绝对值偏大
B.H2的燃烧热为akJ•mol-1,则2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =-2akJ•mol-1
C.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2;ΔH 1<ΔH2
D.C(s,石墨)=C(s,金刚石) ΔH =+1.9kJ•mol-1则处于相同条件下的金刚石更稳定
12.金属钾和反应生成的能量循环如图:下列说法正确的是
A.,
B.,
C.
D.在相同条件下,,则
13.关于化学反应与能量的说法正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧热的热化学方程式可表示为:
B.已知,则可知金刚石比石墨更稳定
C.已知稀溶液中,,则醋酸溶液与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出小于57.3kJ的热量
D.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ,则其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) ⇋ 2NH3
14.NaCl是生活中常见的物质,其相关反应的能量变化如图所示,已知其中部分反应热为:ΔH1=+108kJ/mol、ΔH2=+499kJ/mol、ΔH3=+121.5kJ/mol、ΔH4=-349kJ/mol 、ΔH5=-791kJ/mol 。则Na(晶体)与Cl2(g)生成NaCl (晶体)的反应的ΔH为
A.-411.5 kJ/mol B.+411.5 kJ/mol
C.+1170.5 kJ/mol D.-1170.5 kJ/mol
15.已知:①H2O(g)=H2O(l) ΔH=-Q1 kJ/mol
②C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH=-Q2 kJ/mol
③C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q3 kJ/mol
下列判断正确的是
A.酒精的燃烧热为Q3 kJ/mol
B.若使46 g酒精液体完全燃烧,释放出的热量为(3Q1-Q2+Q3)kJ
C.H2O(g)→H2O(l)释放出了热量,所以该过程为化学变化
D.由③可知1mol C2H5OH(g)能量高于2 mol CO2(g)和3 mol H2O(g)的总能量
16.二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比加入VL的密闭容器中,压强为0.1MPa,反应达到平衡状态时,各组分的物质的量分数x随温度T的变化如下图所示。
已知:
下列说法不正确的是
A.与合成反应的热化学方程式:
B.图中b、d分别表示的变化曲线
C.570K、0.2MPa反应达到平衡状态时,M点显示的可能是的物质的量分数
D.与合成反应的
17.已知:
下列说法正确的是
A.,,
B.
C.
D.
18.碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是种优良的含能材料,可作为火箭推进剂的组分,其相关反应的能量变化如图所示,已知ΔH2=-299 kJ·mol-1,则ΔH1为
A.-1 703 kJ·mol-1 B.-1 389 kJ·mol-1 C.-1 334 kJ·mol-1 D.-1 160 kJ·mol-1
19.尿素[]是首个由无机物人工合成的有机物。工业上合成尿素的反应如下: ,
已知工业上合成尿素分两步进行,相关反应如下:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
下列示意图中[a表示,b表示,c表示],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线是
A. B. C. D.
20.已知:;;。下列叙述正确的是
A.的燃烧热为
B.
C.由S(s,正交硫)=S(s,单斜硫)判断,单斜硫比正交硫稳定
D.
21.联氨可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)在发射“神舟”七号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢,当两者混合时即产生气体,并放出大量的热。已知:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.6 kJ·mol-1;若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和气态水,则整个过程中放出的热量为 。
(2)“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有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 。
(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4),N2O4作氧化剂,有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:
①N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.0 kJ·mol-1
②H2(g)+F2(g)=HF(g) ΔH=-269.0 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式: 。
(4)11.2 L(标准状况)H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体,放出91.5 kJ的热量,其热化学方程式为: 。
22.I.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼()和强氧化剂液态双氧水。当把液态肼和混合反应,生成氮气和水蒸气,放出的热量(相当于、下测得的热量)。
(1)反应的热化学方程式为 。
(2)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(3)如图是和反应生成过程中能量的变化示意图,请写出和反应的热化学方程式: 。
(4)若已知下列数据:
化学键
键能/
435
943
根据表中及图中数据计算键的键能是 。
Ⅲ.反应过程的能量变化如图所示。
已知:氧化为的。请回答下列问题:
(5)E的大小对该反应的反应热 (填“有”或“无”)影响。该反应通常用作催化剂,加会使图中B点 (填“升高”还是“降低”), (填“变大”、“变小”或“不变”)。
23.请回答以下有关能源的问题:
I.完成下面小题。
(1)已知丙烷在和条件下完全燃烧生成和液态水时放出的热量为,请写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式 。
(2)丙烷在一定条件下发生脱氢反应可以得到丙烯。
已知: ;
。
则相同条件下,反应的 。
(3)气体和气体反应生成气体和气体过程中的能量变化如图所示,请写出与反应的热化学方程式: 。
Ⅱ.某化学兴趣小组要完成中和反应反应热的测定实验。
(4)实验桌上备有温度计、胶头滴管、烧杯和量筒、盐酸、氢氧化钠溶液,实验尚缺少的玻璃用品是 。若用氢氧化钾代替氢氧化钠,测定的反应热 (填“偏大”“偏小”或“无影响”,下同);若用醋酸代替盐酸做实验,测定的反应热 。
(5)借鉴中和反应反应热的测量方法,某同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响)。其中一次的实验结果见下表。
反应试剂
体系温度
溶液
粉
反应前
反应
已知:,所用溶液的密度、比热容分别近似取和并忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。则 (用含、的代数式表示)。
建议时间:15分钟
24.(2025·重庆·高考真题)肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为
A. B. C. D.
25.(2025·北京·高考真题)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。
下列说法不正确的是
A.固体溶解是吸热过程
B.根据盖斯定律可知:
C.根据各微粒的状态,可判断,
D.溶解过程的能量变化,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关
26.(2025·云南·高考真题)铜催化下,由电合成正丙醇的关键步骤如图。下列说法正确的是
A.Ⅰ到Ⅱ的过程中发生氧化反应 B.Ⅱ到Ⅲ的过程中有非极性键生成
C.Ⅳ的示意图为 D.催化剂Cu可降低反应热
27.(2011·海南·高考真题)已知: kJ·mol-1
kJ·mol-1
则反应的为
A.+519.4kJ⋅mol-1 B.-259.7kJ⋅mol-1 C.+259.7kJ⋅mol-1 D.-519.4kJ⋅mol-1
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