第1章 第2节 反应热的计算-（配套练习）【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

**基本信息** 该同步练习按“基础训练”“能力提升”分层，聚焦反应热与焓变核心知识，通过从单一计算到综合应用的梯度设计，巩固化学观念与科学思维，适配新授课教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础训练|反应热计算、键能与焓变关系、盖斯定律基础应用|以选择题为主，如键能计算（第1题）、燃烧热简单应用（第3题），强化概念理解| |能力提升|标准摩尔生成焓、温度对焓变影响、综合情境应用|含选择与非选择，如航天燃料热化学方程式书写（第12题），突出科学探究与实践|

[对应知能达标训练P7] 说明：选择题每题3分；非选择题共28分，本试卷共55分。 [基础训练] 1．将2 mol Cl2和3 mol F2置于密闭容器中，在250 ℃下只发生如下两个反应： Cl2(g)＋F2(g)===2ClF(g)　ΔH1＝a kJ·mol-1 Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)　ΔH2＝b kJ·mol-1 一段时间后，Cl2和F2恰好全部消耗，共放出303 kJ热量。 已知：部分化学键的键能(化学键断裂时吸收或释放的能量)如下表所示： 化学键 F—F Cl—Cl F—Cl(ClF中) F—Cl(ClF3中) 键能/(kJ·mol-1) 157 x 248 172 则x的值为(　　) A．168 B．243 C．258 D．308 解析　B　根据反应热与键能的关系ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，由题意Cl2＋F2===2ClF　ΔH1＝a kJ·mol-1；Cl2＋3F2===2ClF3　ΔH2＝b kJ·mol-1可知，ΔH1＝(x＋157－2×248) kJ·mol-1＝(x－339) kJ·mol-1，ΔH2＝(x＋3×157－2×3×172) kJ·mol-1＝(x－561) kJ·mol-1，即a＝x－339，b＝x－561，设参与Cl2＋F2===2ClF ΔH1＝a kJ·mol-1的氯气物质的量为m，则消耗的氟气也为m，剩下的氯气和氟气正好按Cl2＋3F2===2ClF3　ΔH2＝b kJ·mol-1的系数比反应，即＝，解之得，m＝1.5 mol，则有1.5 mol×(339－x) kJ·mol-1＋0.5 mol×(561－x) kJ·mol-1＝303 kJ，解之得x＝243。 2．已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－d kJ·mol-1，1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)反应过程中的能量变化如图所示。a、b、c、d都表示正数，下列说法正确的是(　　) A．c代表新键形成所放出的能量 B．该反应是吸热反应 C．若H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－d kJ·mol-1，则d>b D．d＞c 解析　D　c代表反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g)所放出的能量，b代表新键形成所放出的能量，故A错误；该反应反应物的能量大于生成物的总能量，为放热反应，故B错误；由图可知d<b，故C错误；由图可知，d＞c，故D正确。 3．已知一定条件下的下列热化学方程式：2KNO3(s)===2KNO2(s)＋O2(g)　ΔH＝＋58 kJ·mol-1, C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol-1。为提供分解1 mol KNO3所需的能量，理论上需完全燃烧碳(　　) A． mol B． mol C． mol D． mol 解析　B　依据反应2KNO3(s)===2KNO2(s)＋O2(g)　ΔH＝＋58 kJ·mol-1，分解1 mol KNO3所需要吸收的热量为 kJ，碳燃烧需要放出 kJ，依据热化学方程式计算，已知C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol-1，需要燃烧碳的物质的量为 mol。 4．已知：①CH3CH2CH2CH3(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH1＝－2878 kJ·mol-1； ②CH(CH3)3(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH2＝－2869 kJ· mol-1。 1 mol CH3CH2CH2CH3(g)转化为CH(CH3)3(g)的热量变化为(　　) A．放出9 kJ B．吸收9 kJ C．放出17 kJ D．吸收18 kJ 解析　A　由盖斯定律可知，反应①－反应②得到反应CH3CH2CH2CH3(g)===CH(CH3)3(g)，则反应ΔH＝(－2878 kJ·mol-1)－(－2869 kJ·mol-1)＝－9 kJ·mol-1，所以1 mol CH3CH2CH2CH3(g)转化为CH(CH3)3(g)，放出的热量为9 kJ·mol-1×1 mol＝9 kJ。 5．化学反应均伴随着能量变化，研究化学反应中的能量变化对于人类的生产生活有着重要的意义。下列说法正确的是(　　) 甲 乙 A．图甲可表示铝热反应、碳的燃烧、石灰石分解等化学反应的能量变化 B．由图乙可知CO的燃烧热为ΔH＝－110.5 kJ·mol-1 C．由图乙可知24 g石墨完全燃烧放出的热量为787 kJ D．由图乙可判断CO能量比CO2能量高 解析　C　图甲表示放热反应，而石灰石分解为吸热反应，A错误；燃烧热是指25 ℃，101 kPa下，1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物所放出的热量，由图乙可知CO的燃烧热为ΔH2＝－283.0 kJ·mol-1，B错误；由图乙数据，结合盖斯定律可得石墨的燃烧热ΔH＝[－110.5＋(－283.0)]kJ·mol-1＝－393.5 kJ·mol-1，24 g 石墨的物质的量为2 mol，完全燃烧放出的热量为787 kJ，C正确；CO燃烧有氧气参与，由图乙无法判断CO和CO2的能量高低，D错误。 6．氮氧化物是一种大气污染物，其排放给人类生产生活以及自然环境带来了极大的伤害。NH3可以用来消除氮氧化物的污染。其原理如下： 反应Ⅰ：4NH3(g)＋3O2(g)⥫⥬2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol-1 反应Ⅱ：N2(g)＋O2(g)⥫⥬2NO(g)　ΔH2＝b kJ·mol-1 反应Ⅲ：4NH3(g)＋6NO(g)⥫⥬5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH3＝c kJ·mol-1 部分化学键键能如下： 化学键 N—H O===O N≡N H—O E/(kJ·mol-1) 391 498 946 463 下列说法正确的是(　　) A．a＝＋1262 B．已知b＝＋180，NO中化学键的键能为632 kJ·mol-1 C．c＝3b－a D．反应Ⅲ中的ΔS<0 解析　B　由键能计算a＝391×12＋498×3－946×2－463×12＝－1262，故A错误；设N≡O键能为x，由键能计算946＋498－2x＝180，可得x＝632，故B正确；根据盖斯定律，ΔH3＝ΔH1－3ΔH2可得c＝a－3b，故C错误；生成物气体的物质的量大于反应物物质的量，所以ΔS>0，故D错误。 7．2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．ΔH2>0 B．ΔH4＋ΔH5＋ΔH8＝ΔH1 C．在相同条件下，2K(g)→2K＋(g)的ΔH<ΔH3 D．ΔH6＋ΔH7＝ΔH8 解析　B　金属钠由固态变为气态的过程中需要吸收热量，因此ΔH2>0，故A项正确；由盖斯定律可知，过程1为2、3、4、5、6、7的过程之和，则ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＝ΔH1，故B项错误；由钾原子原子核外有4个电子层，其失去最外层一个电子所需的能量较小，因此2K(g)→2K＋(g)的ΔH<ΔH3，故C项正确；由盖斯定律可知ΔH6＋ΔH7＝ΔH8，故D项正确。 8．(8分)书写下列热化学方程式。 (1)下图是1 mol NO2和1 mol 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：____________________。(3分) (2)已知：C(s) ＋ O2(g)=== CO2(g) ΔH＝－437.3 kJ·mol-1 H2(g) ＋O2(g) ===H2O(g) ΔH＝－285.8 kJ·mol-1 CO(g) ＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol-1 则固态碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式是____________________。(3分) (3)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。已知存在如下反应： ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH1 ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) 　ΔH2 ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH3 …… ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用___________________ _____________________________________反应的ΔH。(2分) 解析　 (1)根据图像可知，1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO的焓变ΔH＝(E1－E2)kJ/mol＝134 kJ/mol－368 kJ/mol＝－234 kJ/mol，故热化学方程式为：NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　 ΔH＝－234 kJ/mol。 (2)已知：①C(s) ＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－437.3 kJ·mol-1 ②H2(g) ＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－285.8 kJ·mol-1 ③CO(g) ＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol-1 根据盖斯定律可知，①－②－③即得到碳单质与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式为C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol-1。 (3)分析ⅰ、ⅱ、ⅲ中涉及的物质，根据盖斯定律，由ⅰ＋ⅱ－ⅲ可得：C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2－ΔH可得到，也可由ⅰ－ⅱ－ⅲ得：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2－ΔH得到。 答案　(1)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ/mol (2)C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol-1 (3)C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)或C(s)＋CO2(g)===2CO(g) [能力提升] 9．在25 ℃，101 kPa下，由稳定单质生成1 mol化合物的反应焓变即为该化合物的标准摩尔生成焓(ΔfH)。根据下表所给的数据，下列说法不正确的是(　　) 化合物 NaCl(s) NaBr(s) NaI(s) ΔfH/(kJ·mol-1) －411 －361 －288 A．根据标准摩尔生成焓定义可知稳定单质的ΔfH为0 B．可推知键能：Cl—Cl<Br—Br<I—I C．可推知热稳定性：NaCl(s)>NaBr(s)>NaI(s) D．Cl2和NaI反应的热化学方程为Cl2(g)＋2NaI(s)===I2(g)＋2NaCl(s)　ΔH＝－246 kJ·mol-1 解析　B　根据题干标准摩尔生成焓定义可知稳定单质的ΔfH为0，A正确；由A项分析可知稳定单质Na(s)、X2(g)(X＝Cl、Br、I)的ΔfH为0，不能判断Cl2(g)、Br2(g)、I2(g)的键能大小，B错误； 上述物质中，NaCl具有的能量最低，根据能量越低越稳定，上述物质稳定性由大到小顺序为NaCl(s)＞NaBr(s)＞NaI(s)，C正确；由标准摩尔生成焓含义可得：①Na(s)＋Cl2(g)===NaCl(s)　ΔH1＝－411 kJ·mol-1、②Na(s)＋I2(g)===NaI(s)　ΔH2＝－288 kJ·mol-1，则Cl2和NaI反应的热化学方程式为Cl2(g)＋2NaI(s)===I2(g)＋2NaCl(s)　ΔH＝2ΔH1－2ΔH2＝(－411 kJ·mol-1)×2－(－288 kJ·mol-1)×2＝－246 kJ·mol-1，D正确。 10．如图表示常压下1 mol某反应(反应完全)的反应物[曲线Ⅰ，2 mol M(g)]和生成物[曲线Ⅱ，1 mol X(g)、3 mol Y(g)]的能量随温度(T)的变化。下列相关叙述正确的是(　　) A．ΔH2＞ΔH1＞0 B．若加入催化剂，则随温度升高，ΔH不变 C．该反应的ΔH ＜0 D．该反应热化学方程式：M(g)X(g)＋Y(g)　ΔH2 解析　A　曲线Ⅰ表示反应物的能量随温度变化，曲线Ⅱ表示生成物的能量随温度变化，由题图可知，生成物总能量高于反应物总能量，则反应为吸热反应，ΔH1＞0，ΔH2＞0，且温度为T2时焓变值更大，故ΔH2＞ΔH1＞0, A正确，C错误；由题图可知，焓变值随温度的升高而增大，若加入催化剂，则随温度升高，ΔH也会增大，B错误；ΔH2表示在T2时，2 mol M(g)生成1 mol X(g)、3 mol Y(g)时的反应热，则该反应热化学方程式为2M(g)X(g)＋3Y(g)　ΔH2，D错误。 11．(10分)研究化学反应的能量变化具有重要意义。请回答下列问题： (1)有机物M经过太阳光照可转化成N，转化过程如下，ΔH＝＋88.6 kJ· mol-1。则M、N相比，较稳定的是________。(1分) (2)已知CH3OH(l)的燃烧热为238.64 kJ· mol-1，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol-1，则a________238.64(填“>”“<”或“＝”)。(2分) (3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的固体炭层，生成HCl(g)和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式_________________________________ ________________________________________________________。(2分) (4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。下列反应可制得耐高温材料，热化学方程式为4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1176 kJ·mol-1。反应过程中每转移1 mol电子放出的热量为_______________ kJ。(2分) (5)通常把拆开1 mol某化学键吸收的能量看做是该化学键的键能。下表是常见的键能数据： 化学键 N—H N—N O===O N≡N O—H H—H 键能/(kJ·mol-1) 386 167 498 946 460 a 已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol-1，则a为________(取整数)。(1分) (6)氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O，已知反应：2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)　ΔH1＝－314 kJ·mol-1；2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s)　ΔH2＝－292 kJ·mol-1。则Cu2O(s)===CuO(s)＋Cu(s)的ΔH等于________。(1分) (7)已知在25 ℃和101 kPa下，强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O放出57.3 kJ的热量。现有下列反应： ①H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)； ②H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)； ③HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)； ④CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)； ⑤HCl(aq)＋KOH(aq)===KCl(aq)＋H2O(l) 其中反应热符合ΔH＝－57.3 kJ·mol-1的是__________(写序号)。(1分) 解析　(1)有机物M经过太阳光照可转化成N，转化过程的ΔH＝＋88.6 kJ·mol-1，则M转化为N是吸热反应，所以 M的能量更低，能量越低越稳定，所以较稳定的是M。 (2)燃烧热是指101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量，在反应CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)中因H2还可以进一步燃烧生成H2O(l)并放出热量，故a<238.6。 (3)有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ 热量，2 mol Cl2反应放热290 kJ，则反应的热化学方程式为2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ·mol-1。 (4)已知4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1176 kJ·mol-1，该反应中Al元素由0价上升到＋3价，C元素由0价下降到－4价，由方程式可知，反应过程中4 mol Al参与反应转移电子物质的量为12 mol，则每转移1 mol电子，放热×1176 kJ＝98 kJ。 (5)合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol-1，该反应的焓变为反应物的总键能减去生成物的总键能，1 mol N2中存在1 mol N≡N，1 mol H2中存在1 mol H—H，1 mol NH3中存在3 mol N—H，可得946＋3a－6×386＝－92，计算得a＝426。 (6)已知反应：①2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)　ΔH1＝－314 kJ·mol-1；②2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s)　ΔH2＝－292 kJ·mol-1；由盖斯定律可知，×(②－①)可得Cu2O(s)===CuO(s)＋Cu(s) 　ΔH＝＋11 kJ·mol-1。 (7)①H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)：该反应生成2 mol水，因此其焓变为2 × (－57.3 kJ·mol-1) ＝ －114.6 kJ·mol-1，不符合ΔH ＝ －57.3 kJ·mol-1，故①不选； ②H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)：该反应生成2 mol水，且生成了硫酸钡沉淀，焓变会小于－114.6 kJ·mol-1，因为生成沉淀会释放额外的能量，故②不选； ③HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l)：一水合氨为弱碱，电离时吸热，因此该反应放出的热量少于57.3 kJ，故③不选； ④CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)：醋酸为弱酸，电离时吸热，因此该反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ，故④不选； ⑤HCl(aq)＋KOH(aq)===KCl(aq)＋H2O(l)：符合强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O，ΔH＝－57.3 kJ·mol-1，故⑤选。 答案　(1)M　(2)< (3)2Cl2 (g)＋ 2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋ CO2 (g)　ΔH＝－290 kJ·mol-1 (4)98　(5)426　(6)＋11 kJ·mol-1　(7)⑤ 12．(10分)2023年，中国航天又迎来了突飞猛进的一年，在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。根据所学知识回答下列问题： Ⅰ.2023年7月12日，朱雀二号发射升空，它是世界首次将载荷送入轨道的、使用燃料M的新型火箭。已知在标准状况下，1.68 L气态燃料M(仅由C、H两种元素组成)质量为1.2 g，M在常温常压下完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时，放出66.77 kJ的热量。 (1)M的分子式为________。该气体的燃烧热Q＝________。(保留一位小数) (2分) Ⅱ.长征5号火箭发射时使用液氢和煤油作为燃料。H2可用CO在高温下与水蒸气反应制得，是目前大规模制取氢气的方法之一。 已知：在25 ℃、101 kPa下， H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋241.8 kJ·mol-1 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2＝－110.5 kJ·mol-1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝－393.5 kJ·mol-1 (2)25 ℃、101 kPa下，CO与水蒸气反应转化为H2和CO2的热化学方程式为________________________________________________________________________。(2分) Ⅲ.火箭发射常用N2H4(l)(肼)作燃料，与氧化剂NO2反应生成N2和水蒸气。 已知： (3)请写出N2H4作为火箭燃料与NO2反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。(2分) (4)1 mol N2H4与足量NO2反应生成N2和液态水时，放出的热量是________kJ。(2分) (5)上述N2H4与NO2反应能够成功用于火箭推进器的原因：①反应释放大量的热；②________________________________________________________________________________________________________________________________。(2分) 解析　(1)标准状况下，1.68 L气态燃料的物质的量为＝0.075 mol，其摩尔质量M＝＝16 g·mol-1。该燃料仅由C、H元素组成，则其分子式为CH4。根据题干可知0.075 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)放出66.77 kJ热量，则1 mol CH4完全燃烧放出的热量为×66.77 kJ≈890.3 kJ，则其燃烧热为890.3 kJ·mol-1。 (2)设题述热化学方程式分别为反应ⅰ、ⅱ、ⅲ，则ⅰ－ⅱ＋ⅲ即得到反应ⅳ：CO(g)＋H2O(g)===H2(g)＋CO2(g)　ΔH，根据盖斯定律可知ΔH＝(＋241.8)－(－110.5)＋(－393.5)＝－41.2 kJ·mol-1。 (3)根据图像可写出如下热化学方程式： ①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH1＝＋66.4 kJ·mol-1 ②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－534 kJ·mol-1 根据盖斯定律，②×2－①即可得到反应式③：2N2H4(l)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4，则ΔH4＝2ΔH2－ΔH1＝－1134.4 kJ·mol-1。 (4)已知反应④：4H2O(g)===4H2O(l)　ΔH3＝－176 kJ·mol-1，用上述反应③＋④即可得到目标式：2N2H4(l)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1134.4－176＝－1310.4 kJ·mol-1。根据热化学方程式的含义可知：1 mol N2H4与足量NO2反应生成N2和液态水时，放出的热量为 kJ＝655.2 kJ。 (5)根据上述N2H4与NO2反应，该反应能够成功用于火箭推进剂的原因除了反应释放大量的热之外，还能快速产生大量气体。 答案　(1)CH4　890.3 kJ·mol-1 (2)CO(g) ＋H2O(g)===H2(g)＋ CO2(g)　ΔH ＝－41.2 kJ·mol-1 (3)2N2H4(l) ＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH ＝－1134.4 kJ·mol-1 (4)655.2 (5)能快速产生大量气体 学科网（北京）股份有限公司 $