1.2反应热的计算同步练习题高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1（含解析）
文档属性
| 名称 | 1.2反应热的计算同步练习题高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-06-18 18:48:17 | ||
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文档简介
1.2反应热的计算同步练习题
一、选择题
1．下列说法或表示正确的是
A．已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；ΔH =-802.33kJ/mol,则CH4的燃烧热为802.33 kJ
B．已知S(g)+O2(g)=SO2(s)；ΔH1，S(g)+O2(g)=SO2(g)；ΔH2，则ΔH2＜ΔH1
C．在100 ℃、101kPa条件下，1mol液态水气化时需要吸收40.69 kJ的热量，则H2O(g)=H2O(l)的ΔH=+40.69 kJ·mol-1
D．由C(石墨，s)= C(金刚石，s)ΔH= + 119 kJ/mol可知，石墨比金刚石稳定
2．合成氨工作在国民经济中占有重要地位，对人类生存具有重大意义。合成氨反应的历程和能量变化如下图所示：
已知：① ，② ΔH，则反应②的ΔH为
A． B． C． D．
3．常用于有机合成，其合成原理为，反应过程中的能量变化如下图所示，下列有关说法正确的是
A．该反应为吸热反应
B．该反应中每生成放出热量
C．形成中的化学键吸收热量
D．所具有能量比所具有能量低
4．中国学者在水煤气变换[CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g) ΔH <0]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题，该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的，反应过程示意图如下，下列说法错误的是
A．过程I和II均为吸热过程，过程III为放热过程
B．催化剂通过降低水煤气变换反应的 ΔH，从而提高了化学反应的速率
C．反应物键能总和低于生成物键能总和
D．过程III既生成了极性键也生成了非极性键
5．根据如图所示的和反应生成过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是
A．2mol气态氧原子结合生成时，能放出498kJ能量
B．断裂分子中的化学键，需要吸收632kJ能量
C．和具有的总能量小于具有的总能量
D．
6．已知几种化学键的键能如表所示：
化学键
键能 a 436 463 750
根据热化学方程式： ，计算表中的a为
A．484.5 B．969 C．872 D．1938
7．肼是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭发动机的燃料，已知。下列说法正确的是
A．该反应逆反应的活化能一定大于
B．
C．该反应反应物的总键能大于生成物的总键能
D．该反应反应物的总能量小于生成物的总能量
8．已知共价键的键能与热化学方程式信息如表：
共价键 H－H H－N
键能/(kJ mol-1) 436 391
热化学方程式 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.4kJ mol-1
则2N(g)=N2(g)的△H为
A．-1130.4kJ mol-1 B．-945.6kJ mol-1 C．+945.6kJ mol-1 D．+1130.4kJ mol-1
9．化学反应的能量变化如图所示，下列热化学方程式正确的为
A．
B．
C．
D．
10．已知为吸热反应，，其中键的键能分别为，则键的键能为
A． B． C． D．
11．肼(H2N－NH2)是一种高能燃料，共价键的键能与热化学方程式信息如表：
共价键 N－H N－N O=O O－H
键能/(kJ/mol) 391 161 498 463
热化学方程式 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-570kJ·mol-1
则2N(g)=N2(g)的ΔH为
A．+1882kJ·mol-1 B．-941kJ·mol-1 C．-483kJ·mol-1 D．-1882kJ·mol-1
12．反应是氢能源应用的重要途径，反应过程中的能量变化关系如图所示(a、b、c、d都大于0)。下列说法错误的是
A．断裂2mol H-H键和lmol O=O键吸收的能量为a kJ
B．燃烧生成气态水的热化学方程式可表示为： △H=-(b-a)
C．1mol (l)→1mol (g)吸收kJ的能量
D．表示的燃烧热的热化学方程式为 △H=-d
13．已知：。以太阳能为热源分解，经热化学铁氧化合物循环分解水制的过程如图所示：
过程Ⅰ：
过程Ⅱ：……
下列说法不正确的是
A．过程Ⅰ中每消耗，转移电子
B．过程Ⅱ中反应的热化学方程式为
C．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能
D．铁氧化合物循环制具有成本低、产物易分离等优点
14．已知下列热化学方程式：；
，由此可知的，其中的值是
A． B．
C． D．
15．将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。
已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140.5 kJ mol 1
C(s,石墨)+O2(g)=CO(g) ΔH= 110.5 kJ mol 1
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是
A．+80.5 kJ mol 1 B．+30.0 kJ mol 1 C． 30.0 kJ mol 1 D． 80.5 kJ mol 1
二、填空题
16．共价键的键能
(1)共价键的键能：
共价键的键能是指_______，共价键的键能越大，共价键越_______。
(2)共价键键能的意义：
如：H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)=2H(g)，ΔH=_______ kJ·mol-1；利用键能估算化学反应的反应热：ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能
17．利用键能数据计算反应的ΔH：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)。___
化学键 H—H N—H N≡N
键能/(kJ·mol-1) 436 393 946
三、计算题
18．(1)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下，由此计算ΔH1=___________kJ·mol-1，已知ΔH2=-58 kJ·mol-1，则ΔH3=__________kJ·mol-1。
化学键 H-H C-O H-O C-H
E() 436 343 1076 465 413
(2)已知：2Cu(s)＋O2(g)=Cu2O(s) ΔH＝－a kJ·mol－1，C(s)＋O2(g)=CO(g) ΔH＝－b kJ·mol－1，Cu(s)＋O2(g)=CuO(s) ΔH＝－c kJ·mol－1，则用炭粉在高温条件下还原CuO的热化学方程式为2CuO(s)＋C(s)=Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＝________kJ·mol－1。
19．如图是发射卫星时用肼作燃料，用作氧化剂（反应生成、水蒸气）和用作氧化剂（反应生成）的反应原理。
用作氧化剂的反应原理（Ⅰ）① ② ③ ④ 用作氧化剂的反应原理（Ⅱ）
通过计算，可知原理Ⅰ和原理Ⅱ氧化气态肼生成氮气的热化学方程式分别为___________、___________，消耗等量的时释放能量较多的是原理__________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
四、实验题
20．(1)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) ΔH=－393 kJ·mol-1该反应相关化学键键能数据如表：
化学键 O=OOO C-O H-O C-H
E/( kJ·mol-1) X 343 1076 465 413
则X=____。
(2)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应的能量变化如图所示。
①补全上图：图中A处应填入____。
②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后，该反应ΔH____ (填“变大”“变小”“不变”)。
③已知：CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=－283 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH2=－242 kJ·mol-1
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=－676 kJ·mol-1
以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，该反应的ΔH=__kJ·mol-1。
(3)中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55 mol/L的NaOH溶液50 mL与0.25 mol/L的硫酸50 mL置于图所示的装置中进行中和热的测定实验，回答下列问题：
①从上图实验装置看，其中尚缺少的一种玻璃用品是_________，除此之外，装置中的一个明显错误是 ______________________。
②若改用60 mL 0.25 mol·L-1 H2SO4和50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量_________(填“相等”．“不相等”)，若实验操作均正确，则所求中和热_________(填“相等”“不相等”)。
(4)实验数据如表：
①请填写下表中的空白：
温度实验次数 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 29.5 _______
2 27.0 27.4 27.2 32.3
3 25.9 25.9 25.9 29.2
4 26.4 26.2 26.3 29.8
②近似认为50 mL0.55 mol/L NaOH溶液和50 mL 0.25 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。(已知：Q=cm△t)则中和热ΔH＝______( 取小数点后一位)。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．燃烧热是101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热，常见元素的稳定产物：C→CO2(g)、H→H2O(l)，则CH4的燃烧热为802.33 kJ/mol，A错误；
B．等质量时，SO2(g) 比SO2(s)能量高，则气态硫单质燃烧生成SO2(s)释放的能量多，放热反应焓变小于0，则ΔH1＜ΔH2＜0，B错误；
C．在100 ℃、101kPa条件下，1mol液态水气化时需要吸收40.69 kJ的热量，则H2O (l) =H2O(g)的ΔH=+40.69 kJ·mol-1，H2O (g) =H2O (l)的ΔH=-40.69 kJ·mol-1，C错误；
D．由C(石墨，s)= C(金刚石，s)ΔH= + 119 kJ/mol可知，则等质量时，石墨比金刚石能量低，石墨比金刚石稳定，D正确；
答案选D。
2．A
解析：由图可知，氨气分解生成氮气和氢气的反应为吸热反应，反应ΔH=+(500—308—100) kJ/mol=+92kJ/mol，故选A。
3．B
解析：A．由图可知，该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，故A错误；
B．由图可知，反应的焓变ΔH=—(180kJ/mol—104kJ/mol)=—76kJ/mol，则反应生成2mol NOCl(g)放出的热量为76kJ，故B正确；
C．形成NOCl(g)中的化学键会释放能量，故C错误；
D．由图可知，2molNOCl(g)所具有能量比2mol一氧化氮和1mol氯气的能量之和要低76kJ，但不一定比2mol一氧化氮所具有的能量要低76kJ，故D错误；
故选B。
4．B
解析：A．过程Ⅰ涉及O-H键的断裂，该过程为吸热过程，过程Ⅱ是水分子中的化学键断裂的过程，为吸热过程，过程Ⅲ涉及C=O键、O-H键和H-H键的形成，该过程为放热过程，故A正确；
B．使用催化剂不影响反应的始末状态，不能降低水煤气变换反应的△H，故B错误；
C．该反应是放热反应，则反应物总能量高于生成物总能量，反应物键能总和低于生成物键能总和，故C正确；
D．过程Ⅲ涉及极性键C=O键、O-H键的形成，非极性键H-H键的形成，故D正确；
故选：B。
5．D
解析：A．反应中化学键的形成释放能量，结合图O=O断裂需要498kJ/mol，2mol气态氧原子结合为O2(g)为放出498kJ/mol ，A项正确；
B．从图看出形成1molNO释放632kJ/mol，断裂1molNO分子中的化学键吸收632kJ/mol，B项正确；
C．N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=E(反应物总键能)- E(生成物总键能)=946+498-2×632=+180 kJ/mol，同时 ΔH=E(生成物的总能量)- E(反应物总能量)>0，则1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量，C项正确；
D．如C计算N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol，D项错误；
故选D。
6．B
解析：反应物总键能-生成物总键能，可求得，B项正确。
7．A
解析：A．反应的ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能，该反应的ΔH= 1080kJ mol-1，所以逆反应的活化能 Ea 一定大于 1080kJ mol-1，故A正确；
B．气态水的能量高于液态水的能量，所以当生成等量的液态水时放出更多的热量，放热反应的ΔH为负值，所以ΔH< 1080kJ mol-1，故B错误；
C．反应的ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，该反应是放热反应，所以反应物的总键能小于生成物的总键能，故C错误；
D．反应的ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量，该反应是放热反应，所以反应物的总能量大于生成物的总能量，故D错误；
故选A。
8．B
解析：根据键能与焓变的关系， H = E(反应物的键能总和)- E(生成物的键能总和)可得，E(N-N) +3E(H-H) -6E(N-H)= -92.4kJ·mol-1，所以E(N-N)= 945.6 kJ·mol-1，故2N(g)=N2(g)的△H= -945.6 kJ·mol-1，故选B。
9．D
【分析】根据能量图中各步骤反应物的量和该步骤的能量变化关系来判断各反应的热化学方程式书写是否正确。
解析：A．反应的，A错误；
B．反应的，B错误；
C．反应的，C错误；
D．反应的或，D正确；
故选D。
10．B
解析：反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，由题意可知，所以。
11．B
【分析】根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。
解析：设氮氮三键的键能为X，根据方程式可知4×391+161+498-X-4×463＝-570，解得X＝941，成键放热，放热焓变为负值，则2N(g)=N2(g)的ΔH=-941kJ·mol-1，答案选B。
12．D
解析：A．根据图中信息可知，△H=+a，故断裂2mol H-H键和lmol O=O键吸收的能量为a kJ，选项A正确；
B．根据图中信息可知，燃烧生成气态水的热化学方程式可表示为： △H=-(b-a)，选项正确；
C．图中显示2mol (l)→2mol (g) △H=+c，故1mol (l)→1mol (g)吸收kJ的能量，选项C正确；
D．表示的燃烧热的热化学方程式应以1mol氢气表示，故为 △H=-，选项D错误；
答案选D。
13．C
解析：A．过程Ⅰ：，当有分解时，生成，而的物质的量为，故生成，氧元素由价变为0价，故每消耗转移电子，选项A正确；
B．已知反应①和反应②，根据盖斯定律，由可得过程Ⅱ中反应的热化学方程式，选项B正确；
C．过程Ⅰ和过程Ⅱ中的反应均为吸热反应，故不存在将化学能转化为热能的过程，选项C错误；
D．反应中，为气体，而为固体，故铁氧化合物循环制的产物易分离，且由于利用太阳能，故成本低，选项D正确；
答案选C。
14．A
解析：已知：①，②，根据盖斯定律，将①-②，整理可得：Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的△H=-260.4 kJ/mol，故答案是A。
15．D
解析：将第一个方程式加上第二个方程式的2倍得到反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH =+140.5 kJ mol 1+( 110.5 kJ mol 1)×2= 80.5 kJ mol 1，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
二、填空题
16．(1) 断开1mol气态分子中某种共价键生成气态原子需要吸收的能量 牢固
(2)436.4
解析：(1)
共价键的键能是指断开1mol气态分子中某种共价键生成气态原子需要吸收的能量，共价键的键能越大，共价键越牢固。
(2)断键吸收能量，因此若H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)=2H(g)，ΔH=436.4 kJ·mol-1。
17．-104kJ·mol-1
解析：根据ΔH=反应物断键吸收的热量-生成物成键所放出的热量可知，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的ΔH=946 kJ·mol-1+3436 kJ·mol-1-6393 kJ·mol-1=-104 kJ·mol-1，故答案为：-104kJ·mol-1。
三、计算题
18． -99 +41 2c－a－b
解析：(1)化学反应的ΔH可以用反应物的总键能-生成物的总键能计算。所以ΔH1=(1076+436×2) kJ·mol-1-(413×3+343+465) kJ·mol-1=-99 kJ·mol-1。②-③可得①，故ΔH2-ΔH3=ΔH1，ΔH3=-58 kJ·mol-1- (-99 kJ·mol-1)=+41 kJ·mol-1。
(2)设三个已知的热化学方程式依次分别为①、②、③，由①＋②－③×2得2CuO(s)＋C(s)=Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＝(2c－a－b ) kJ·mol－1。
19． Ⅱ
解析：肼作燃料，作氧化剂时生成和水蒸气，化学方程式为，结合盖斯定律，此反应可由得出，所以；作燃料，作氧化剂时生成反应生成，化学方程式为同理可得，可由得出，所以；由所得两个热化学发方程式可知，消耗等量的释放能量较多是原理Ⅱ；故答案为；；Ⅱ。
四、实验题
20．1 mol CO2(g)+3 mol H2(g) 不变 -91 环形玻璃搅拌棒 小烧杯口未用硬纸板盖住(或大烧杯内碎纸条塞少了，未将小烧杯垫的足够高) 不相等 相等 3.4 -56.8 kJ/mol
【分析】(1)根据反应热等于断裂反应物化学键吸收的热量与形成生成物化学键释放的能量差计算；
(2)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，A处物质是CO2(g)和H2(g)，利用原子守恒确定两种反应物的物质的量；催化剂只能改变反应途径，不能改变反应热；利用盖斯定律，将已知热化学方程式叠加，可得待求反应的反应热；
(3)测定中和热关键是做好保温工作，为使反应物充分接触，要使用环形玻璃搅拌棒将酸、碱溶液快速混合，并用同一温度计测量反应前酸、碱溶液的温度及反应后混合液的最高温度。反应放出的热量与反应产生的水的物质的量呈正比，但中和热与反应的物质多少无关，二者中和热相等；
(4)根据△H=-计算中和热。
解析：(1)根据键能与反应热的关系可得：(413 kJ/mol×3+343 kJ/mol+465 kJ/mol+X)-(1076 kJ/mol+4×465 kJ/mol)=-393 kJ/mol，解得X=496 kJ/mol；
(2)①以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，由于反应产生1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)，根据元素守恒可知，图中A处是1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)；
②催化剂只能降低反应的活化能，使反应在较低温度下进行，但不能改变反应物、生成物的能量，因此反应热不变，故加入催化剂后，该反应的ΔH不变；
③已知：(i)CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=－283 kJ·mol-1
(ii)H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH2=－242 kJ·mol-1
(iii)CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=－676 kJ·mol-1
根据盖斯定律，将(i)+ (ii) ×2-(iii)，整理，可得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，ΔH=-91 kJ/mol；
(3)①从上图实验装置看，其中还缺少混合酸碱溶液的搅拌仪器，该仪器名称是环形玻璃搅拌棒；除此之外，在小烧杯上没有硬纸板，小烧杯与大烧杯之间有很大的空隙，导致热量损失，使反应热测量不准确；
②0.55 mol/L的NaOH溶液50 mL中含有OH-的物质的量n(OH-)=0.55 mol/L×0.05 L=0.0275mol；0.25 mol/L的硫酸50 mL中含有H+的物质的量n(H+)=0.25 mol/L×2×0.05 L=0.025 mol，显然碱溶液中的OH-过量，反应产生的水及放出热量要以不足量的硫酸为标准计算。若改用60 mL 0.25 mol·L-1 H2SO4和50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应，60 mL 0.25 mol·L-1 H2SO4中含有H+的物质的量n(H+)=0.25 mol/L×2×0.06 L=0.03 mol，比OH-物质的量多，此时反应应以NaOH为标准计算，反应产生的水比上次多，则与上次实验相比，反应放出的热量也比上次多，故两次热量放出不相等；
由于中和热是可溶性强酸、强碱发生中和反应产生可溶性盐和1 mol水时放出的热量，虽然反应放出是热量不相等，但二者的中和热数值相等；
(4)①四次实验反应前后的温度差分别是3.4℃、5.1℃、3.3℃、3.5℃，可见第二次实验数据偏差较大，应该舍去，则平均温度差△t==3.4℃；
②反应后溶液质量m=(50+50)mL×1 g/mL=100 g，反应放出热量Q=cm△t=4.18J/(g·℃)×100 g×3.4℃=1421.2 J=1.4212 kJ，反应产生H2O的物质的量以不足量的H2SO4为标准，n(H2O)=n(H+)=0.025 mol，故该反应的中和热△H=-=-56.8 kJ/mol。
一、选择题
1．下列说法或表示正确的是
A．已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；ΔH =-802.33kJ/mol,则CH4的燃烧热为802.33 kJ
B．已知S(g)+O2(g)=SO2(s)；ΔH1，S(g)+O2(g)=SO2(g)；ΔH2，则ΔH2＜ΔH1
C．在100 ℃、101kPa条件下，1mol液态水气化时需要吸收40.69 kJ的热量，则H2O(g)=H2O(l)的ΔH=+40.69 kJ·mol-1
D．由C(石墨，s)= C(金刚石，s)ΔH= + 119 kJ/mol可知，石墨比金刚石稳定
2．合成氨工作在国民经济中占有重要地位，对人类生存具有重大意义。合成氨反应的历程和能量变化如下图所示：
已知：① ，② ΔH，则反应②的ΔH为
A． B． C． D．
3．常用于有机合成，其合成原理为，反应过程中的能量变化如下图所示，下列有关说法正确的是
A．该反应为吸热反应
B．该反应中每生成放出热量
C．形成中的化学键吸收热量
D．所具有能量比所具有能量低
4．中国学者在水煤气变换[CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g) ΔH <0]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题，该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的，反应过程示意图如下，下列说法错误的是
A．过程I和II均为吸热过程，过程III为放热过程
B．催化剂通过降低水煤气变换反应的 ΔH，从而提高了化学反应的速率
C．反应物键能总和低于生成物键能总和
D．过程III既生成了极性键也生成了非极性键
5．根据如图所示的和反应生成过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是
A．2mol气态氧原子结合生成时，能放出498kJ能量
B．断裂分子中的化学键，需要吸收632kJ能量
C．和具有的总能量小于具有的总能量
D．
6．已知几种化学键的键能如表所示：
化学键
键能 a 436 463 750
根据热化学方程式： ，计算表中的a为
A．484.5 B．969 C．872 D．1938
7．肼是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭发动机的燃料，已知。下列说法正确的是
A．该反应逆反应的活化能一定大于
B．
C．该反应反应物的总键能大于生成物的总键能
D．该反应反应物的总能量小于生成物的总能量
8．已知共价键的键能与热化学方程式信息如表：
共价键 H－H H－N
键能/(kJ mol-1) 436 391
热化学方程式 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.4kJ mol-1
则2N(g)=N2(g)的△H为
A．-1130.4kJ mol-1 B．-945.6kJ mol-1 C．+945.6kJ mol-1 D．+1130.4kJ mol-1
9．化学反应的能量变化如图所示，下列热化学方程式正确的为
A．
B．
C．
D．
10．已知为吸热反应，，其中键的键能分别为，则键的键能为
A． B． C． D．
11．肼(H2N－NH2)是一种高能燃料，共价键的键能与热化学方程式信息如表：
共价键 N－H N－N O=O O－H
键能/(kJ/mol) 391 161 498 463
热化学方程式 N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-570kJ·mol-1
则2N(g)=N2(g)的ΔH为
A．+1882kJ·mol-1 B．-941kJ·mol-1 C．-483kJ·mol-1 D．-1882kJ·mol-1
12．反应是氢能源应用的重要途径，反应过程中的能量变化关系如图所示(a、b、c、d都大于0)。下列说法错误的是
A．断裂2mol H-H键和lmol O=O键吸收的能量为a kJ
B．燃烧生成气态水的热化学方程式可表示为： △H=-(b-a)
C．1mol (l)→1mol (g)吸收kJ的能量
D．表示的燃烧热的热化学方程式为 △H=-d
13．已知：。以太阳能为热源分解，经热化学铁氧化合物循环分解水制的过程如图所示：
过程Ⅰ：
过程Ⅱ：……
下列说法不正确的是
A．过程Ⅰ中每消耗，转移电子
B．过程Ⅱ中反应的热化学方程式为
C．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能
D．铁氧化合物循环制具有成本低、产物易分离等优点
14．已知下列热化学方程式：；
，由此可知的，其中的值是
A． B．
C． D．
15．将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。
已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140.5 kJ mol 1
C(s,石墨)+O2(g)=CO(g) ΔH= 110.5 kJ mol 1
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是
A．+80.5 kJ mol 1 B．+30.0 kJ mol 1 C． 30.0 kJ mol 1 D． 80.5 kJ mol 1
二、填空题
16．共价键的键能
(1)共价键的键能：
共价键的键能是指_______，共价键的键能越大，共价键越_______。
(2)共价键键能的意义：
如：H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)=2H(g)，ΔH=_______ kJ·mol-1；利用键能估算化学反应的反应热：ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能
17．利用键能数据计算反应的ΔH：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)。___
化学键 H—H N—H N≡N
键能/(kJ·mol-1) 436 393 946
三、计算题
18．(1)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下，由此计算ΔH1=___________kJ·mol-1，已知ΔH2=-58 kJ·mol-1，则ΔH3=__________kJ·mol-1。
化学键 H-H C-O H-O C-H
E() 436 343 1076 465 413
(2)已知：2Cu(s)＋O2(g)=Cu2O(s) ΔH＝－a kJ·mol－1，C(s)＋O2(g)=CO(g) ΔH＝－b kJ·mol－1，Cu(s)＋O2(g)=CuO(s) ΔH＝－c kJ·mol－1，则用炭粉在高温条件下还原CuO的热化学方程式为2CuO(s)＋C(s)=Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＝________kJ·mol－1。
19．如图是发射卫星时用肼作燃料，用作氧化剂（反应生成、水蒸气）和用作氧化剂（反应生成）的反应原理。
用作氧化剂的反应原理（Ⅰ）① ② ③ ④ 用作氧化剂的反应原理（Ⅱ）
通过计算，可知原理Ⅰ和原理Ⅱ氧化气态肼生成氮气的热化学方程式分别为___________、___________，消耗等量的时释放能量较多的是原理__________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
四、实验题
20．(1)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g) ΔH=－393 kJ·mol-1该反应相关化学键键能数据如表：
化学键 O=OOO C-O H-O C-H
E/( kJ·mol-1) X 343 1076 465 413
则X=____。
(2)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应的能量变化如图所示。
①补全上图：图中A处应填入____。
②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后，该反应ΔH____ (填“变大”“变小”“不变”)。
③已知：CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=－283 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH2=－242 kJ·mol-1
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=－676 kJ·mol-1
以CO(g)和H2(g)为原料合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，该反应的ΔH=__kJ·mol-1。
(3)中和热的测定是高中重要的定量实验。取0.55 mol/L的NaOH溶液50 mL与0.25 mol/L的硫酸50 mL置于图所示的装置中进行中和热的测定实验，回答下列问题：
①从上图实验装置看，其中尚缺少的一种玻璃用品是_________，除此之外，装置中的一个明显错误是 ______________________。
②若改用60 mL 0.25 mol·L-1 H2SO4和50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量_________(填“相等”．“不相等”)，若实验操作均正确，则所求中和热_________(填“相等”“不相等”)。
(4)实验数据如表：
①请填写下表中的空白：
温度实验次数 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 29.5 _______
2 27.0 27.4 27.2 32.3
3 25.9 25.9 25.9 29.2
4 26.4 26.2 26.3 29.8
②近似认为50 mL0.55 mol/L NaOH溶液和50 mL 0.25 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。(已知：Q=cm△t)则中和热ΔH＝______( 取小数点后一位)。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．燃烧热是101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热，常见元素的稳定产物：C→CO2(g)、H→H2O(l)，则CH4的燃烧热为802.33 kJ/mol，A错误；
B．等质量时，SO2(g) 比SO2(s)能量高，则气态硫单质燃烧生成SO2(s)释放的能量多，放热反应焓变小于0，则ΔH1＜ΔH2＜0，B错误；
C．在100 ℃、101kPa条件下，1mol液态水气化时需要吸收40.69 kJ的热量，则H2O (l) =H2O(g)的ΔH=+40.69 kJ·mol-1，H2O (g) =H2O (l)的ΔH=-40.69 kJ·mol-1，C错误；
D．由C(石墨，s)= C(金刚石，s)ΔH= + 119 kJ/mol可知，则等质量时，石墨比金刚石能量低，石墨比金刚石稳定，D正确；
答案选D。
2．A
解析：由图可知，氨气分解生成氮气和氢气的反应为吸热反应，反应ΔH=+(500—308—100) kJ/mol=+92kJ/mol，故选A。
3．B
解析：A．由图可知，该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，故A错误；
B．由图可知，反应的焓变ΔH=—(180kJ/mol—104kJ/mol)=—76kJ/mol，则反应生成2mol NOCl(g)放出的热量为76kJ，故B正确；
C．形成NOCl(g)中的化学键会释放能量，故C错误；
D．由图可知，2molNOCl(g)所具有能量比2mol一氧化氮和1mol氯气的能量之和要低76kJ，但不一定比2mol一氧化氮所具有的能量要低76kJ，故D错误；
故选B。
4．B
解析：A．过程Ⅰ涉及O-H键的断裂，该过程为吸热过程，过程Ⅱ是水分子中的化学键断裂的过程，为吸热过程，过程Ⅲ涉及C=O键、O-H键和H-H键的形成，该过程为放热过程，故A正确；
B．使用催化剂不影响反应的始末状态，不能降低水煤气变换反应的△H，故B错误；
C．该反应是放热反应，则反应物总能量高于生成物总能量，反应物键能总和低于生成物键能总和，故C正确；
D．过程Ⅲ涉及极性键C=O键、O-H键的形成，非极性键H-H键的形成，故D正确；
故选：B。
5．D
解析：A．反应中化学键的形成释放能量，结合图O=O断裂需要498kJ/mol，2mol气态氧原子结合为O2(g)为放出498kJ/mol ，A项正确；
B．从图看出形成1molNO释放632kJ/mol，断裂1molNO分子中的化学键吸收632kJ/mol，B项正确；
C．N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=E(反应物总键能)- E(生成物总键能)=946+498-2×632=+180 kJ/mol，同时 ΔH=E(生成物的总能量)- E(反应物总能量)>0，则1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量，C项正确；
D．如C计算N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180 kJ/mol，D项错误；
故选D。
6．B
解析：反应物总键能-生成物总键能，可求得，B项正确。
7．A
解析：A．反应的ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能，该反应的ΔH= 1080kJ mol-1，所以逆反应的活化能 Ea 一定大于 1080kJ mol-1，故A正确；
B．气态水的能量高于液态水的能量，所以当生成等量的液态水时放出更多的热量，放热反应的ΔH为负值，所以ΔH< 1080kJ mol-1，故B错误；
C．反应的ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，该反应是放热反应，所以反应物的总键能小于生成物的总键能，故C错误；
D．反应的ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量，该反应是放热反应，所以反应物的总能量大于生成物的总能量，故D错误；
故选A。
8．B
解析：根据键能与焓变的关系， H = E(反应物的键能总和)- E(生成物的键能总和)可得，E(N-N) +3E(H-H) -6E(N-H)= -92.4kJ·mol-1，所以E(N-N)= 945.6 kJ·mol-1，故2N(g)=N2(g)的△H= -945.6 kJ·mol-1，故选B。
9．D
【分析】根据能量图中各步骤反应物的量和该步骤的能量变化关系来判断各反应的热化学方程式书写是否正确。
解析：A．反应的，A错误；
B．反应的，B错误；
C．反应的，C错误；
D．反应的或，D正确；
故选D。
10．B
解析：反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，由题意可知，所以。
11．B
【分析】根据ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。
解析：设氮氮三键的键能为X，根据方程式可知4×391+161+498-X-4×463＝-570，解得X＝941，成键放热，放热焓变为负值，则2N(g)=N2(g)的ΔH=-941kJ·mol-1，答案选B。
12．D
解析：A．根据图中信息可知，△H=+a，故断裂2mol H-H键和lmol O=O键吸收的能量为a kJ，选项A正确；
B．根据图中信息可知，燃烧生成气态水的热化学方程式可表示为： △H=-(b-a)，选项正确；
C．图中显示2mol (l)→2mol (g) △H=+c，故1mol (l)→1mol (g)吸收kJ的能量，选项C正确；
D．表示的燃烧热的热化学方程式应以1mol氢气表示，故为 △H=-，选项D错误；
答案选D。
13．C
解析：A．过程Ⅰ：，当有分解时，生成，而的物质的量为，故生成，氧元素由价变为0价，故每消耗转移电子，选项A正确；
B．已知反应①和反应②，根据盖斯定律，由可得过程Ⅱ中反应的热化学方程式，选项B正确；
C．过程Ⅰ和过程Ⅱ中的反应均为吸热反应，故不存在将化学能转化为热能的过程，选项C错误；
D．反应中，为气体，而为固体，故铁氧化合物循环制的产物易分离，且由于利用太阳能，故成本低，选项D正确；
答案选C。
14．A
解析：已知：①，②，根据盖斯定律，将①-②，整理可得：Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的△H=-260.4 kJ/mol，故答案是A。
15．D
解析：将第一个方程式加上第二个方程式的2倍得到反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH =+140.5 kJ mol 1+( 110.5 kJ mol 1)×2= 80.5 kJ mol 1，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
二、填空题
16．(1) 断开1mol气态分子中某种共价键生成气态原子需要吸收的能量 牢固
(2)436.4
解析：(1)
共价键的键能是指断开1mol气态分子中某种共价键生成气态原子需要吸收的能量，共价键的键能越大，共价键越牢固。
(2)断键吸收能量，因此若H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则H2(g)=2H(g)，ΔH=436.4 kJ·mol-1。
17．-104kJ·mol-1
解析：根据ΔH=反应物断键吸收的热量-生成物成键所放出的热量可知，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的ΔH=946 kJ·mol-1+3436 kJ·mol-1-6393 kJ·mol-1=-104 kJ·mol-1，故答案为：-104kJ·mol-1。
三、计算题
18． -99 +41 2c－a－b
解析：(1)化学反应的ΔH可以用反应物的总键能-生成物的总键能计算。所以ΔH1=(1076+436×2) kJ·mol-1-(413×3+343+465) kJ·mol-1=-99 kJ·mol-1。②-③可得①，故ΔH2-ΔH3=ΔH1，ΔH3=-58 kJ·mol-1- (-99 kJ·mol-1)=+41 kJ·mol-1。
(2)设三个已知的热化学方程式依次分别为①、②、③，由①＋②－③×2得2CuO(s)＋C(s)=Cu2O(s)＋CO(g) ΔH＝(2c－a－b ) kJ·mol－1。
19． Ⅱ
解析：肼作燃料，作氧化剂时生成和水蒸气，化学方程式为，结合盖斯定律，此反应可由得出，所以；作燃料，作氧化剂时生成反应生成，化学方程式为同理可得，可由得出，所以；由所得两个热化学发方程式可知，消耗等量的释放能量较多是原理Ⅱ；故答案为；；Ⅱ。
四、实验题
20．1 mol CO2(g)+3 mol H2(g) 不变 -91 环形玻璃搅拌棒 小烧杯口未用硬纸板盖住(或大烧杯内碎纸条塞少了，未将小烧杯垫的足够高) 不相等 相等 3.4 -56.8 kJ/mol
【分析】(1)根据反应热等于断裂反应物化学键吸收的热量与形成生成物化学键释放的能量差计算；
(2)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，A处物质是CO2(g)和H2(g)，利用原子守恒确定两种反应物的物质的量；催化剂只能改变反应途径，不能改变反应热；利用盖斯定律，将已知热化学方程式叠加，可得待求反应的反应热；
(3)测定中和热关键是做好保温工作，为使反应物充分接触，要使用环形玻璃搅拌棒将酸、碱溶液快速混合，并用同一温度计测量反应前酸、碱溶液的温度及反应后混合液的最高温度。反应放出的热量与反应产生的水的物质的量呈正比，但中和热与反应的物质多少无关，二者中和热相等；
(4)根据△H=-计算中和热。
解析：(1)根据键能与反应热的关系可得：(413 kJ/mol×3+343 kJ/mol+465 kJ/mol+X)-(1076 kJ/mol+4×465 kJ/mol)=-393 kJ/mol，解得X=496 kJ/mol；
(2)①以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，由于反应产生1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)，根据元素守恒可知，图中A处是1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)；
②催化剂只能降低反应的活化能，使反应在较低温度下进行，但不能改变反应物、生成物的能量，因此反应热不变，故加入催化剂后，该反应的ΔH不变；
③已知：(i)CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=－283 kJ·mol-1
(ii)H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH2=－242 kJ·mol-1
(iii)CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=－676 kJ·mol-1
根据盖斯定律，将(i)+ (ii) ×2-(iii)，整理，可得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，ΔH=-91 kJ/mol；
(3)①从上图实验装置看，其中还缺少混合酸碱溶液的搅拌仪器，该仪器名称是环形玻璃搅拌棒；除此之外，在小烧杯上没有硬纸板，小烧杯与大烧杯之间有很大的空隙，导致热量损失，使反应热测量不准确；
②0.55 mol/L的NaOH溶液50 mL中含有OH-的物质的量n(OH-)=0.55 mol/L×0.05 L=0.0275mol；0.25 mol/L的硫酸50 mL中含有H+的物质的量n(H+)=0.25 mol/L×2×0.05 L=0.025 mol，显然碱溶液中的OH-过量，反应产生的水及放出热量要以不足量的硫酸为标准计算。若改用60 mL 0.25 mol·L-1 H2SO4和50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应，60 mL 0.25 mol·L-1 H2SO4中含有H+的物质的量n(H+)=0.25 mol/L×2×0.06 L=0.03 mol，比OH-物质的量多，此时反应应以NaOH为标准计算，反应产生的水比上次多，则与上次实验相比，反应放出的热量也比上次多，故两次热量放出不相等；
由于中和热是可溶性强酸、强碱发生中和反应产生可溶性盐和1 mol水时放出的热量，虽然反应放出是热量不相等，但二者的中和热数值相等；
(4)①四次实验反应前后的温度差分别是3.4℃、5.1℃、3.3℃、3.5℃，可见第二次实验数据偏差较大，应该舍去，则平均温度差△t==3.4℃；
②反应后溶液质量m=(50+50)mL×1 g/mL=100 g，反应放出热量Q=cm△t=4.18J/(g·℃)×100 g×3.4℃=1421.2 J=1.4212 kJ，反应产生H2O的物质的量以不足量的H2SO4为标准，n(H2O)=n(H+)=0.025 mol，故该反应的中和热△H=-=-56.8 kJ/mol。