2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1第1章第2节　反应热的计算同步练习（word版有答案）

第二节　反应热的计算
1.硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化。钒催化剂参与反应的能量变化如图L1-2-1所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为 (　)
图L1-2-1
A.2V2O5(s)+SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)　ΔH=-351 kJ·mol-1
B.2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)　ΔH=+351 kJ·mol-1
C.V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)　ΔH=-351 kJ·mol-1
D.2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)　ΔH=-351 kJ·mol-1
2.已知热化学方程式:
C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1;
C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2;
C(石墨,s)C(金刚石,s)　ΔH3=+1.9 kJ·mol-1。
下列说法正确的是 (　)
A.金刚石比石墨稳定
B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-ΔH2
D.石墨转化成金刚石的反应是吸热反应
3.相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断正确的是 (　)
(g)+H2(g)(g)　ΔH1
(g)+2H2(g)(g)　ΔH2
(g)+3H2(g)(g)　ΔH3
(g)+H2(g)(g)　ΔH4
A.ΔH1>0,ΔH2>0
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH1>ΔH2,ΔH3>ΔH2
D.ΔH2=ΔH3+ΔH4
4.化学反应中常常伴随有能量变化,某反应的能量变化图如图L1-2-4所示,下列叙述正确的是 (　)
图L1-2-4
A.该反应一定需要加热
B.ΔH=E1-E2,加入催化剂,ΔH减小
C.该反应的任意一种反应物一定比任意一种生成物稳定
D.该反应断开所有反应物化学键所吸收的能量大于形成所有生成物化学键所释放的能量
5.根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是 (　)
图L1-2-5
A.1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ
B.由C→CO的热化学方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-221.2 kJ mol-1
C.反应2CO(g)+O2(g)2CO2(g)中,生成物的总能量大于反应物的总能量
D.将1 mol C(s)磨成粉末后,反应更加剧烈,说明粉碎可以改变ΔH
6. H2(g)+ 　ΔH=+124 kJ· mol-1。已知:部分化学键的键能如下,则x值为 (　)
化学键 C—H C—C CC H—H
键能/ (kJ·mol-1) 412 348 x 436
A.264 B.536 C.612 D.696
7.单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图L1-2-6所示,下列说法不正确的是 (　)
图L1-2-6
A.单斜硫和正交硫互为同素异形体
B.单斜硫比正交硫稳定
C.1 mol SO2(g)分解成1 mol S(单斜,s)和1 mol O2时会吸收热量
D.S(单斜,s)S(正交,s)　ΔH=-0.33 kJ·mol-1
8.(1)金刚石和石墨互为同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图L1-2-2所示:
图L1-2-2
等物质的量的金刚石和石墨完全燃烧　　　　(填“金刚石”或“石墨”)放出热量更多。在通常状况下,金刚石和石墨相比,　　　　　　(填“金刚石”或“石墨”)更稳定。请写出表示石墨燃烧热的热化学方程式:　 　。
(2)已知:Fe2O3(s)+C(石墨,s)CO2(g)+2Fe(s)　ΔH=+234.1 kJ·mol-1,则Fe2O3(s)O2(g)+2Fe(s)　ΔH=　　　kJ·mol-1。
(3)意大利科学家获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图L1-2-3所示,已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量,形成1 mol N≡N放出942 kJ热量。根据以上信息和数据,计算1 mol N4气体转变为N2的ΔH=　　kJ·mol-1。
图L1-2-3
9. (1)室温下,2 g苯(C6H6)完全燃烧生成液态水和CO2,放出83.6 kJ的热量,写出1 mol C6H6完全燃烧的热化学方程式: 　。
(2)已知:Fe2O3(s)+C(s)CO2(g)+2Fe(s)　ΔH=+a kJ·mol-1;
C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-b kJ·mol-1。
则2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s)的ΔH=　　　　　　　　　　。
(3)已知下列两个热化学方程式:
H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 220.0 kJ·mol-1
①实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧生成液态水时放热6 264.5 kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积之比为　 。
②已知:H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1,求1 mol丙烷燃烧生成CO2和气态水的ΔH=　　　　　　　　　　。
10.(1)C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题,科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
CO2的重整:以CO2和H2为原料可得到CH4。
已知:①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH1=+247 kJ·mol-1;
②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH2=+205 kJ·mol-1。
则CO2重整的热化学方程式为 　 。
(2)已知部分物质燃烧的热化学方程式如下:
2H2(g)+O2(g)2H2O(g)
ΔH=-484 kJ·mol-1;
2CO(g)+O2(g)2CO2(g)
ΔH=-566 kJ·mol-1;
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-802 kJ·mol-1。
CH4和O2反应生成CO和H2的热化学方程式为　 。
(3)NH3是造成水体富营养化的重要因素之一,用次氯酸将水中的NH3转化为氮气除去,其相关反应的热化学方程式如下:
反应Ⅰ:NH3(aq)+HClO(aq)NH2Cl(aq)+H2O(l)　ΔH1=a kJ·mol-1;
反应Ⅱ:NH2Cl(aq)+HClO(aq)NHCl2(aq)+H2O(l)　ΔH2=b kJ·mol-1;
反应Ⅲ:2NHCl2(aq)+H2O(l)N2(g)+HClO(aq)+3HCl(aq)　ΔH3=c kJ·mol-1。
则2NH3(aq)+3HClO(aq)N2(g)+3HCl(aq)+3H2O(l)　ΔH=　　　　　kJ·mol-1。
(4)已知:
①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g)　
ΔH1=-37.0 kJ·mol-1;
②2H2(g)+SO2(g)S(l)+2H2O(g)
ΔH2=+45.0 kJ·mol-1;
③2CO(g)+O2(g)2CO2(g)
ΔH3=-566.0 kJ·mol-1;
④2H2(g)+O2(g)2H2O(g)
ΔH4=-484.0 kJ·mol-1。
写出液态硫(S)燃烧的热化学方程式: 　。
第二节　反应热的计算
1.D　[解析] 由题中信息可知:
①V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)　ΔH1=-399 kJ·mol-1
②V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)　ΔH2=-24 kJ·mol-1
根据盖斯定律可知,①-②×2得:2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s),则ΔH=ΔH1-2ΔH2=(-399 kJ·mol-1)-(-24 kJ·mol-1)×2=-351 kJ·mol-1,所以该反应的热化学方程式为2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)　ΔH=-351 kJ·mol-1。
2.D　[解析] 石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,石墨比金刚石稳定,A错误;石墨的能量低于金刚石的能量,故石墨燃烧放出的能量比等质量的金刚石少,放热反应的ΔH<0,则ΔH1<ΔH2,B错误;将3个反应依次编号为①②③,根据盖斯定律,③=②-①,故ΔH3=ΔH2-ΔH1,C错误;石墨转化为金刚石的反应的ΔH3=+1.9 kJ·mol-1,为吸热反应,D正确。
3.C　[解析] 环己烷比环己烯、环己二烯稳定,则环己烷能量低,ΔH1<0,ΔH2<0,A项错误;根据反应方程式,结合盖斯定律,ΔH3=ΔH2+ΔH4,B项错误;将反应2减去反应1,得(g)+H2(g)(g)　ΔH=ΔH2-ΔH1,由于环己烯比环己二烯稳定,则ΔH2-ΔH1<0,即ΔH2 <ΔH1,同理,将反应3减去反应2,得反应4(g)+H2(g)(g)　ΔH4=ΔH3-ΔH2,比稳定,则ΔH3-ΔH2>0,即ΔH3>ΔH2,C项正确;根据盖斯定律,ΔH2=ΔH3-ΔH4,D项错误。
4.D　[解析] 根据图中的数据,可以看出是反应物的能量小于生成物的能量,则反应是吸热反应,但是不一定需要加热才能发生,A错误;催化剂不会改变化学反应的反应热,ΔH不变,B 错误;根据图示数据可以看出反应物的能量小于生成物的能量,不知道反应物和生成物具体的物质和种类个数,无法确定稳定性,C错误;根据图中的数据,E1>E2,断开所有反应物化学键所吸收的能量大于形成所有生成物化学键所释放的能量,D正确。
5.B　[解析] 据图可知1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和比1 mol CO2(g)的能量多393.5 kJ,并不是1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ,A错误;据图可知:
ⅰ:C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1;
ⅱ:CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-282.9 kJ·mol-1;
由盖斯定律(ⅰ-ⅱ)×2可得2C(s)+O2(g)2CO(g)的ΔH=[-393.5 kJ·mol-1-(-282.9 kJ·mol-1)]×2=-221.2 kJ·mol-1,B正确;据图可知1 mol CO(g)和0.5 mol O2(g)的能量高于1 mol CO2(g),即反应物的总能量大于生成物的总能量,C错误;1 mol C(s)磨成粉末后,反应更加剧烈,但不能改变反应的焓变,D错误。
6.C　[解析] 由题给条件可知,该反应为吸热反应,即化学键断裂吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量,不考虑苯环中化学键的变化可得:(412×5+348) kJ·mol-1-(412×3+x+436) kJ·mol-1=124 kJ·mol-1,解得x=612,C正确。
7.B　[解析] 单斜硫和正交硫都是由硫元素组成的单质,互为同素异形体,A正确;根据图示,利用盖斯定律得:S(单斜,s)S(正交,s)　ΔH=-0.33 kJ·mol-1,可知单斜硫转化为正交硫时要放出热量,正交硫的能量低,较稳定,B错误,D正确;根据图示可知,两种硫的燃烧反应均为放热反应,1 mol SO2(g)分解成1 mol S(单斜,s)和1 mol O2时会吸收热量,C正确。
8.(1)金刚石　石墨　C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1
(2)+824.35
(3)-882
[解析] (1)由题图可知,质量相同时,金刚石的能量高于石墨,所以等物质的量的金刚石和石墨完全燃烧,金刚石放出的热量多;能量越低越稳定,所以石墨更稳定;石墨的燃烧热为393.5 kJ·mol-1,所以表示石墨燃烧热的热化学方程式为C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1。
(2)①Fe2O3(s)+C(石墨,s)CO2(g)+2Fe(s)　ΔH=+234.1 kJ·mol-1,②C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由①-②×得:Fe2O3(s)2Fe(s)+O2(g)　ΔH=234.1 kJ·mol-1-(-393.5 kJ·mol-1)×=+824.35 kJ·mol-1。
(3)根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能可得1 mol N4气体转变为N2的ΔH=6E(N—N)-2E(N≡N)=6×167 kJ·mol-1-2×942 kJ·mol-1=-882 kJ·mol-1。
9.(1)C6H6(l)+O2(g)6CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-3 260.4 kJ·mol-1　
(2)(-b-a) kJ·mol-1或-(b+a) kJ·mol-1
(3)①1∶1　②-2 044.0 kJ·mol-1
[解析] (1)2 g苯(C6H6)的物质的量== mol,完全燃烧生成液态水和CO2,放出83.6 kJ的热量,则1 mol苯完全燃烧放出的热量为83.6 kJ×39=3 260.4 kJ,反应的热化学方程式为C6H6(l)+O2(g)6CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-3 260.4 kJ·mol-1。
(2)①Fe2O3(s)+C(s)CO2(g)+2Fe(s)　ΔH=+a kJ·mol-1,
②C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-b kJ·mol-1,根据盖斯定律,×②-①得到:2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s)　ΔH=(-b-a) kJ·mol-1或-(b+a) kJ·mol-1。
(3)①H2和C3H8的混合气体共5 mol,设氢气物质的量为x mol,则丙烷物质的量为(5-x) mol,完全燃烧生成液态水时放热6 264.5 kJ,根据H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1,C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 220.0 kJ·mol-1,则285.8×x kJ+2 220.0×(5-x) kJ=6 264.5 kJ,解得x=2.5,则混合气体中H2和C3H8的体积之比=物质的量之比=2.5∶2.5=1∶1。
②ⅰ.C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 220.0 kJ·mol-1,ⅱ.H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1,由盖斯定律可知,ⅰ+ⅱ×4得:C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-2 044.0 kJ·mol-1。
10.(1)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-163 kJ·mol-1
(2)2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)　ΔH=-70 kJ·mol-1
(3)(2a+2b+c)
(4)S(l)+O2(g)SO2(g)　ΔH=-529.0 kJ·mol-1
[解析] (1)已知:①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH1=+247 kJ·mol-1,②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH2=+205 kJ·mol-1,根据盖斯定律,①-②×2得CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-163 kJ·mol-1。
(2)①2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-484 kJ·mol-1;
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1;
③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802 kJ·mol-1;
将③×2-①×2-②得2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)　ΔH=-70 kJ·mol-1。
(3)反应Ⅰ×2+反应Ⅱ×2+反应Ⅲ,得出目标热化学方程式的ΔH= (2a+2b+c) kJ·mol-1。
(4)②2H2(g)+SO2(g)S(l)+2H2O(g)　ΔH2=+45.0 kJ·mol-1;
④2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH4=-484.0 kJ·mol-1;
根据盖斯定律,④-②得液态硫(S)燃烧的热化学方程式:S(l)+O2(g)SO2(g)　ΔH=-529.0 kJ·mol-1,同理也可由③-①得到液态硫(S)燃烧的热化学方程式。