内容正文:
课时测评33 反应热的测定与计算
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
选择题1-10题,每小题5分,共50分。
1.(2024·河南柘城检测)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是( )
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应反应热,则测定结果偏高
答案:D
解析:A项,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应,错误;B项,铝片更换为铝粉,没有改变反应的本质,放出的热量不变,错误;C项,铁质搅拌器导热性好,热量损失较大,错误;D项,NaOH固体溶于水时放热,使测定结果偏高,正确。
2.下列关于热化学反应的描述正确的是( )
A.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,用含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应反应热为28.65 kJ·mol-1
B.CO(g)的燃烧热ΔH=-283.0 kJ·mol-1,则反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的ΔH=+(2×283.0) kJ·mol-1
C.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出57.3 kJ热量
答案:B
解析:中和反应反应热是以生成1 mol H2O(l)作为标准的,A错误;有水生成的燃烧反应,必须按液态水计算燃烧热,C错误;稀醋酸是弱酸,电离过程需要吸热,放出的热量要小于57.3 kJ,D错误。
3.(2024·辽宁新民开学考)分别向1 L 0.5 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸;②稀硫酸;③稀硝酸,恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,下列关系正确的是( )
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH2<ΔH3
C.ΔH1>ΔH2=ΔH3 D.ΔH1=ΔH2<ΔH3
答案:B
解析:混合时浓硫酸被稀释放热;浓、稀硫酸在与Ba(OH)2溶液反应时还会形成BaSO4沉淀,Ba2+、S之间形成化学键的过程中也会放出热量。因放热反应的ΔH取负值,故ΔH1<ΔH2<ΔH3。
4.以CO和H2为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时,第一步就需要将CO2转化为甲醇。
已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=-90.5 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.1 kJ·mol-1
③2H2(g)+ O2(g)2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
下列说法不正确的是( )
A.若温度不变,反应①中生成1 mol CH3OH(l)时,放出的热量大于90.5 kJ
B.CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.4 kJ·mol-1
C.通过电解制H2和选用高效催化剂,可降低CO2与H2合成甲醇反应的焓变
D.以CO2和H2O为原料合成甲醇,同时生成O2,该反应需要吸收能量
答案:C
解析:根据盖斯定律,①-②得CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=ΔH1-ΔH2=-49.4 kJ·mol-1,故B正确;催化剂可降低CO2与H2合成甲醇反应的活化能,但不改变反应的焓变,故C错误;已知反应④CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4=-49.4 kJ·mol-1,根据盖斯定律④×2-③×3得2CO2(g)+4H2O(g)2CH3OH(g)+3O2(g) ΔH=2ΔH4-3ΔH3=+1 352 kJ·mol-1>0,则该反应需要吸收能量,故D正确。
5.(2025·陕西神木检测)在25 ℃、101 kPa时,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1、870.3 kJ·mol-1,则2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的反应热为( )
A.-488.3 kJ·mol-1 B.+488.3 kJ·mol-1
C.-191 kJ·mol-1 D.+191 kJ·mol-1
答案:A
解析:由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1;②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1;③CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-870.3 kJ·mol-1。则2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)可由反应①×2+②×2-③得出,则反应热为(-393.5 kJ·mol-1)×2+(-285.8 kJ·mol-1)×2-(-870.3 kJ·mol-1)=-488.3 kJ·mol-1。
6.关于下列ΔH的判断正确的是( )
C(aq)+H+(aq)HC(aq) ΔH1
C(aq)+H2O(l)HC(aq)+OH-(aq) ΔH2
OH-(aq)+H+(aq)H2O(l) ΔH3
OH-(aq)+CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H2O(l) ΔH4
A.ΔH1<0 ΔH2<0 B.ΔH1<ΔH2
C.ΔH3<0 ΔH4>0 D.ΔH3>ΔH4
答案:B
解析:碳酸氢根的电离属于吸热过程,则C(aq)+H+(aq)HC (aq)为放热反应,所以ΔH1<0;C(aq)+H2O(l)HC (aq)+OH-(aq)为碳酸根的水解离子方程式,C的水解反应为吸热反应,所以ΔH2>0;OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应,为放热反应,所以ΔH3<0;醋酸与强碱的中和反应为放热反应,所以ΔH4<0;但由于醋酸是弱酸,电离过程中会吸收部分热量,所以醋酸与强碱反应放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量,则ΔH4>ΔH3;B正确。
7.已知:H2O(g)H2O(l) ΔH1
C6H12O6(g)C6H12O6(s) ΔH2
C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(g)+6CO2(g) ΔH3
C6H12O6(g)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g) ΔH4
下列说法正确的是( )
A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4
B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0
C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0
D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4 =0
答案:B
解析:由气态物质转化成液态物质或固态物质均放出热量,ΔH1<0,ΔH2<0,气态C6H12O6燃烧生成液态水比固态C6H12O6燃烧生成气态水放出热量多,所以ΔH3>ΔH4,A项错误;根据盖斯定律得ΔH4=6ΔH1+ΔH2+ΔH3,B项正确,C、D项错误。
8.(2024·山西阳曲检测)已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热,Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2 放热。下列关于ΔH的判断正确的是( )
C(aq)+H+(aq)HC(aq) ΔH1
HC(aq)+H+(aq)H2CO3(aq) ΔH2
H2CO3(aq)H2O(l)+CO2(g) ΔH3
OH-(aq)+H+(aq)H2O(l) ΔH4
A.ΔH1<0 ΔH2>0 B.ΔH2+ΔH3>0
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3>0 D.ΔH2<ΔH4
答案:B
解析:将已知反应依次编号为①②③④,反应①②均只有化学键的形成,故ΔH1<0,ΔH2<0,A错误;由盖斯定律可知,②+③可得HC(aq)+H+(aq)H2O(l)+CO2(g),该反应是吸热反应,故ΔH'=ΔH2+ΔH3>0,B正确;①+②+③可得C(aq)+2H+(aq)H2O(l)+CO2(g),该反应是放热反应,故ΔH″=ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,C错误;②-④可得碳酸氢根离子的水解反应HC(aq)+ H2O(l)H2CO3(aq)+OH-(aq),盐类水解反应为吸热反应,则ΔH‴=ΔH2-ΔH4>0,D错误。
9.在一定温度和压强下,依据图示关系,下列说法不正确的是( )
A.C(s,石墨)+ CO2(g)2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
B.1 mol C(s,石墨)和1 mol C(s,金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g),前者放热多
C.ΔH5=ΔH1-ΔH3
D.化学反应的ΔH只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
答案:B
解析:由题干信息可知,反应Ⅰ:C(s,石墨)+O2(g)CO(g) ΔH1,反应Ⅱ:CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2,则反应Ⅰ-反应Ⅱ得C(s,石墨)+CO2(g)2CO(g),根据盖斯定律可知ΔH=ΔH1-ΔH2,A正确;由题干信息可知,C(s,石墨)C(s,金刚石) ΔH5>0,即1 mol C(s,石墨)具有的总能量低于1 mol C(s,金刚石)具有的总能量,则1 mol C(s,石墨)和1 mol C(s,金刚石)分别与足量O2反应全部转化为CO2(g),后者放热多,B错误;由题干信息可知,反应Ⅰ:C(s,石墨)+O2(g)CO(g) ΔH1,反应Ⅲ:C(s,金刚石)+O2(g)CO(g) ΔH3,则反应Ⅰ-反应Ⅲ得C(s,石墨)C(s,金刚石),根据盖斯定律可知,ΔH5=ΔH1-ΔH3,C正确。
10.生成水的能量关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.ΔH2>0
B.若2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH4,则ΔH4<ΔH1
C.一定条件下,气态原子生成1 mol H-O键放出a kJ热量,则该条件下ΔH3=-4a kJ/mol
D.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0
答案:D
解析:ΔH2所示过程为氢分子和氧分子化学键断裂的过程,该过程吸热,故ΔH2>0,A正确;由于气态水到液态水的过程为放热过程,则ΔH4<ΔH1,B正确;ΔH3所示过程共形成4 mol H-O键,气态原子生成1 mol H-O键放出a kJ热量,该条件下ΔH3=-4a kJ/mol,C正确;根据盖斯定律,ΔH1=ΔH2+ΔH3,D错误。
11.(10分)按要求回答下列问题:
(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示:
反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)的焓变ΔH= kJ·mol-1。
(2)制备合成气的一种方法是以CH4和H2O为原料,有关反应的能量变化如图所示。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为
。
(3)1 mol CH4(g)完全燃烧生成气态水的能量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下,CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2,写出该反应的热化学方程式为
。
(4)如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程,则总反应的热化学方程式为
。
(5)在α-Fe(Ⅲ)铁原子簇表面,以N2和H2为原料合成氨的反应机理如下:
①H2(g)2H(g) ΔH1
②N2(g)+2H(g)2(NH)(g) ΔH2
③(NH)(g)+H(g)(NH2)(g) ΔH3
④(NH2)(g)+H(g)NH3(g) ΔH4
总反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH。
则ΔH4= (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH的式子表示)。
答案:(1)-31.4
(2)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=-p+3n+m kJ·mol-1
(3)CH4(g)+2SO2(g)2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+352 kJ/mol
(4)2HCl(g)+O2(g)H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
(5)(ΔH-3ΔH1-ΔH2-2ΔH3)
解析:(1)根据题图可得如下热化学方程式:①HCOOH(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+72.6 kJ·mol-1;②CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1;③H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH3=-241.80 kJ·mol-1。反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)可以由③-①-②得到,由盖斯定律可得ΔH=ΔH3-ΔH1-ΔH2=(-241.80 kJ·mol-1)-(+72.6 kJ·mol-1)-(-283.0 kJ·mol-1)=-31.4 kJ·mol-1。(2)依据三个能量关系图像写出对应的热化学方程式:CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-m kJ·mol-1;H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH2=-n kJ·mol-1;CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-p kJ·mol-1;由盖斯定律得:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=ΔH3-3ΔH2-ΔH1=-p+3n+m kJ·mol-1。(3)根据图像可知:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=126 kJ/mol-928 kJ/mol=-802 kJ/mol;②S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH=-577 kJ/mol;根据盖斯定律可知①-②×2即得到CH4和SO2反应的热化学方程式为CH4(g)+2SO2(g)2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+352 kJ/mol。(4)根据盖斯定律,不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热都是相同的,由题图可知热化学方程式为2HCl(g)+O2(g)H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。(5)根据盖斯定律,①×3+②+③×2+④×2可得N2(g)+3H2(g)2NH3(g),ΔH=3ΔH1+ΔH2+2ΔH3+2ΔH4,则ΔH4=(ΔH-3ΔH1-ΔH2-2ΔH3)。
学科网(北京)股份有限公司
$