选择性必修1 1.2 反应热的计算2 同步练习题(含解析)

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1.2 反应热的计算 同步练习题
一、选择题（本题共有15小题，每小题4分，共60分，每小题只有一个正确选项）
1． 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．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应 B．金刚石比石墨稳定
C．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 D．ΔH1>ΔH2
2． 已知热化学方程式：
H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋241.8 kJ/mol
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol
当1 g液态水变为水蒸气时，其热量变化是(　　)
A．ΔH＝＋88 kJ/mol B．ΔH＝＋2.44 kJ/mol
C．ΔH＝－4.98 kJ/mol D．ΔH＝－44 kJ/mol
3． X、Y、Z、W有如下图所示的转化关系，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，则X、Y可能是(　　)
①C、CO　 ②S、SO2　 ③AlCl3、Al(OH)3 　④Na2CO3、NaHCO3　 ⑤Fe、FeCl2
A．①②③④⑤ B．②④⑤
C．①③④ D．①②③
4． 根据盖斯定律判断如图所示的物质转变过程中焓变的关系正确的是(　　)
A．ΔH1=ΔH2=ΔH3=ΔH4 B．ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4
C．ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4 D．ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
5． 一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成,反应热都是一样的，该定律称为盖斯定律。依据图示关系，下列说法不正确的是(　　)
A．石墨燃烧是放热反应
B．1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2，后者放热多
C．C(石墨,s)+O2(g) ===CO(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2
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
6． 已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4
3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)
A．ΔH1>0，ΔH3<0 B．ΔH2>0，ΔH4>0
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
7． 室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2，CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　)
A．ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3
8． 通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是(　　)
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l) ===2H2(g)+O2(g)　ΔH1=＋571.6 kJ·mol-1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g) === CO(g)+H2(g)　ΔH2=＋131.3 kJ·mol-1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g)　ΔH3=＋206.1 kJ·mol-1
A．反应①中电能转化为化学能
B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应CH4(g) ===C(s)+2H2(g)　ΔH=＋74.8 kJ·mol-1
9． 用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574 kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1 160 kJ·mol－1
下列说法不正确的是(　　)
A．若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4 kJ
B．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH>－574 kJ/mol
C．反应①②转移的电子数相同
D．反应②中当0.2 mol CH4反应完全时转移的电子总数为1.60 mol
10．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)　ΔH=－314 kJ·mol-1
2Cu2O(s)+O2(g) ===4CuO(s)　ΔH=－292 kJ·mol-1
则CuO(s)+Cu(s) ===Cu2O(s)的ΔH等于( )
A．－11 kJ·mol-1　　 B．＋11 kJ·mol-1 C．＋22 kJ·mol-1　　 D．－22 kJ·mol-1
11．根据下列热化学方程式：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ/mol
②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ/mol
③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH3＝－870.3 kJ/mol
可以计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为(　　)
A．ΔH＝＋244.1 kJ/mol B．ΔH＝－488.3 kJ/mol
C．ΔH＝－996.6 kJ/mol D．ΔH＝＋996.6 kJ/mol
12．已知：1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。工业上可通过下列反应制取高纯硅：SiCl4(g)＋2H2(g)高温,Si(s)＋4HCl(g)，根据下表列举的化学键的键能数据，判断该反应的反应热(ΔH)为(　　)
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能/kJ·mol－1 460 360 436 431 176 347
A．＋412 kJ·mol－1 B．－412 kJ·mol－1
C．＋236 kJ·mol－1 D．－236 kJ·mol－1
13．已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下所示：
①C2H2(g)＋5/2O2(g)2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－1 300 kJ/mol
②C6H6(g)＋15/2O2(g)6CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－3 295 kJ/mol
下列说法正确的是(　　)
A．1 mol C2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热大于1 300 kJ
B．1 mol C6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于3 295 kJ
C．相同条件下，等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧，C6H6(g)放热更多
D．C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应
14．SO2的催化氧化反应是合成硫酸的重要步骤,下面是该反应中的能量变化示意图。已知：SO3(g)+H2O(l)===H2SO4(aq)　ΔH4=－d kJ·mol-1，且a、b、c、d均为正值。下列说法错误的是(　　)
A．SO2催化氧化反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH3=－c kJ·mol-1
B．2SO2(g)+O2(g)2SO3(s)的ΔH<ΔH3
C．由S(g)和O(g)形成1 mol SO3(g)中所含化学键放出的能量为 kJ
D．2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) ===2H2SO4(aq)　ΔH=－(c+d) kJ·mol-1
15．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所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为(　　)
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
二、填空题（本题包括3个小题，共40分）
16．(12分)汽车尾气中的NOx和CO污染环境，在汽车尾气系统中安装催化转化器，可有效减少NOx和CO的排放。
已知：①2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=－566.0 kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH=＋180.5 kJ·mol-1
③2NO(g)+O2(g) NO2(g)　ΔH=－116.5 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)CO的燃烧热为 。若1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，则1 mol NO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ。
(2)CO(g)将NO2(g)还原为单质的热化学方程式为 。
17．(14分)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652 kJ的热量。
(1)此反应的热化学方程式为 。
(2)又已知H2O(g)===H2O(l)，ΔH＝－44 kJ·mol－1则16 g液态肼与足量液态双氧水反应生成液态水时放出的热量为________kJ。
(3)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________________________________。
(4)发射卫星可用气态肼(N2H4)作燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和水蒸气。已知：
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1
H2(g)＋F2(g)===HF(g)　ΔH＝－269 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1
①气态肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 。
②有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放的能量更大。气态肼和氟气反应的热化学方程式为 。
18．(14分)将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位。炼铁高炉中发生的关键反应如下：
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol
CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH＝＋172.46 kJ/mol
Fe2O3＋CO―→Fe＋CO2
若已知：2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH＝－824.21 kJ/mol
根据上面三个热化学方程式，回答下列问题：
(1)CO的燃烧热为________；写出其热化学方程式 。
(2)高炉内Fe2O3被CO还原为Fe的热化学方程式为 。
(3)炼制1 t(吨)含铁96%的生铁所需焦炭的理论用量是________t，实际生产中所需焦炭远高于理论用量，其原因是 。
1．答案：A
解析：将方程式依次编号①、②、③，可得③＝②－①，即ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝＋1.9 kJ·mol－1>0得出石墨比金刚石稳定，故A项对，B项、C项、D项错。
2．答案：B
解析：将两式相加得到H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ/mol，所以每1 g液态水变成水蒸气需要吸收的热量为 kJ＝2.44 kJ。
3．答案：C
解析：符合题目中各物质的转化关系为：
而②中S与O2不能直接化合生成SO3，⑤中Fe与Cl2化合生成FeCl3而不能得到FeCl2。
4．答案：D
解析：A→B、B→C、C→D、A→D四个反应的反应热不可能完全相同，A错误；ΔH3+ΔH4是B→D的反应热，用B→A→D的反应热表示应为ΔH1-ΔH2，B错误；从反应方向分析，ΔH4=ΔH1-ΔH2-ΔH3，C错误；根据反应方向和盖斯定律可知A→D的反应热就是A→B→C→D的反应热的和，即ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4。
5．答案：B
解析：根据ΔH1<0可知，石墨燃烧是放热反应，A正确；根据反应热大小比较，ΔH1<ΔH2，即1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，后者放热少，B错误；根据盖斯定律，C(石墨,s)+O2(g)===CO(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2，C正确；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，D正确。
6．答案：C
解析：本题考查反应热知识，意在考查考生对基础知识的掌握能力以及对盖斯定律的理解运用能力。C与O2生成CO2的反应是放热反应，ΔH1<0，CO2与C生成CO的反应是吸热反应，ΔH2>0，CO与O2生成CO2的反应是放热反应，ΔH3<0，铁与氧气的反应是放热反应，ΔH4<0，A、B项错误；前两个方程式相减得：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C项正确；由4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4和6CO(g)＋2Fe2O3(s)===6CO2(g)＋4Fe(s)　2ΔH5相加，得2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝(ΔH4＋2ΔH5)/3，D项错误。
7．答案：B
解析：本题考查反应热知识，意在考查考生对盖斯定律的理解和应用。由题给条件可知：①CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1>0，②CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH2<0，由①－②可得CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2>0，选B。
8．答案：D
解析：根据“太阳光催化分解水制氢”可知，该反应过程中太阳能转化成化学能，A项错误；反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)　ΔH2=＋131.3 kJ·mol-1，焓变大于0，说明该反应为吸热反应，B项错误；反应③使用催化剂，可以加快反应速率，但是催化剂不影响反应热，所以使用催化剂后ΔH3不变，C项错误；根据盖斯定律，③-②可得：CH4(g)===C(s)+2H2(g)　ΔH=(＋206.1 kJ·mol-1)－(＋131.3 kJ·mol-1)= ＋74.8 kJ·mol-1，D项正确。
9．答案：B
解析：根据盖斯定律，将①②相加得到如下热化学方程式：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ/mol，标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol，放出的热量为0.2 mol×867 kJ/mol＝173.4 kJ；由于液态水变为气态水需要吸收热量，所以生成液态水的反应放出的热量多，放热越多，则ΔH越小，即ΔH<－574 kJ/mol；反应②中每1 mol CH4反应完全时转移的电子总数为8 mol,0.2 mol CH4完全反应时转移的电子总数为1.60 mol。
10．答案：A
解析：根据盖斯定律，热化学方程式可以“加减运算”，获得新的热化学方程式。已知反应中，(前式－后式)×得CuO(s)+Cu(s) Cu2O(s)，故ΔH=×(－314＋292)kJ·mol-1=－11 kJ·mol-1。
11．答案：B
解析：由①×2＋②×2－③可得：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)　ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2－ΔH3＝2×(－393.5 kJ/mol)＋2×(－285.8 kJ/mol)－(－870.3 kJ/mol)＝－488.3 kJ/mol。
12．答案：C
解析：反应热等于反应物的键能之和－生成物的键能之和，则工业上制取高纯硅的反应热ΔH＝4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(2×176 kJ·mol－1＋4×431 kJ·mol－1)＝＋236 kJ·mol－1。
13．答案：D
解析：A项，水由液态到气态需要吸热，由①知生成气态水放热小于1 300 kJ；B项，由②知放热小于3 295 kJ；C项，等质量时放热，C2H2：>C6H6：；D项，依盖斯定律：3×①－②得3C2H2(g) ===C6H6(g)　ΔH＝－605 kJ/mol。
14．答案：D
解析：由能量变化示意图可知SO2催化氧化反应的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH3=－c kJ·mol-1，A正确；由于凝华放热，SO3(g)===SO3(s)　ΔH<0，则2SO2(g)+O2(g)2SO3(s)的ΔH<ΔH3，B正确；由盖斯定律可知S(g)+3O(g) ===SO3(g)　ΔH=- kJ·mol-1，则S(g)和O(g)形成1 mol SO3(g)中所含化学键放出的能量为 kJ，C正确；由盖斯定律可得2SO2(g)+O2(g)+ 2H2O(l) === 2H2SO4(aq)　ΔH=－(c+2d) kJ·mol-1，D错误。
15．答案：D
解析：由题中信息可知:
①V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)　ΔH2=－24 kJ·mol-1
②V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)　ΔH1=－399 kJ·mol-1
根据盖斯定律可知，②-①×2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。
16．答案：(1)283 kJ·mol-1　631.75
(2)2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)　ΔH=－1 196 kJ·mol-1
解析：(1)燃烧热是指在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，根据题给反应①可知CO的燃烧热为=283 kJ·mol-1；反应热等于反应物键能总和减去生成物键能总和，1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收946 kJ、498 kJ的能量，根据N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=＋180.5 kJ·mol-1可知，1 mol NO(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为=631.75 kJ。(2)根据盖斯定律,①×2-②-③可得2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)　ΔH=(－566.0×2－180.5＋116.5)kJ·mol-1=－1 196 kJ·mol-1。
17．答案：(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.63 kJ·mol－1
(2)408.815 (3)产物不会污染环境
(4)①N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－567.85 kJ·mol－1　
②N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)　ΔH＝－1126 kJ·mol－1
解析：(1)根据题意，可将热化学方程式写为0.4 N2H4(l)＋0.8 H2O2(l)===0.4N2(g)＋1.6H2O(g)　ΔH＝－256.652 kJ·mol－1，如将N2H4的物质的量扩大为1 mol时，热化学方程式则写为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝(－256.652×) kJ·mol－1＝－641.63 kJ·mol－1。(2)N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－641.63 kJ·mol－1＋(－44 kJ·mol－1×4)＝－817.63 kJ·mol－1，则16 g液态肼完全燃烧生成液态水时放出的热量为×16 g＝408.815 kJ。(3)液态肼与液态双氧水反应后的产物为氮气和水，不会污染环境。(4)将题中四个热化学方程式分别编号为①、②、③、④，则②－①×可得气态肼和二氧化氮反应的热化学方程式：N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1－(＋67.7 kJ·mol－1×)＝－567.85 kJ·mol－1。将②＋③×4－④×2可得氟气和气态肼反应的热化学方程式：N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1＋(－269 kJ·mol－1)×4－(－242 kJ·mol－1)×2＝－1126 kJ·mol－1。
18．答案：(1)282.98 kJ/mol　CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.98 kJ/mol
(2)Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－24.73 kJ/mol
(3)0.31　焦炭没有被充分利用(或其他合理说法也正确)
解析：由题意：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ/mol②CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2＝＋172.46 kJ/mol③2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3＝－824.21 kJ/mol ④CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH4
⑤Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH5根据盖斯定律：(1)④＝(①－②)，所以ΔH4＝(ΔH1－ΔH2)＝(－393.5 kJ/mol－172.46 kJ/mol)＝－282.98 kJ/mol。(2)⑤＝3×④－③，所以ΔH5＝ΔH4×3－ΔH3＝(－282.98 kJ/mol)×3－(－824.21 kJ/mol)＝－24.73 kJ/mol。(3)根据化学方程式计算焦炭的理论用量。
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