双基限时练(一) 化学反应与能量的变化
1．下列说法中，正确的是( )
A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B．ΔH的大小与反应时的温度、压强无关
C．生成物的总能量大于反应物的总能量时，反应吸热，ΔH>0
D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关
答案 C
解析 化学反应过程，在发生物质变化的同时存在能量的变化，A项错；ΔH的大小与反应时的温度、压强有关，对于25 ℃、101 kPa时进行的反应可以不注明，B项错；生成物的总能量大于反应物的总能量时，反应吸热，ΔH>0，C项对；ΔH的大小与热化学方程式的计量数有关，反应方程式的计量数增大1倍，ΔH也增大1倍，D项错。
2．下列过程中，需吸收能量的是( )
A．H＋H→H2 B．天然气燃烧
C．I2→I＋I D．S＋O2→SO2
答案 C
解析 化学键的断裂需要吸收能量。
3．将铁粉和硫粉混合加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明了( )
A．该反应是吸热反应
B．该反应是放热反应
C．铁粉和硫粉在常温下难以发生反应
D．生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量
答案 BC
解析 铁粉和硫粉在常温下难以发生反应，但加热至反应发生后，停止加热，反应仍能继续进行，说明该反应是放热反应。
4.
关于化学反应的说法错误的是( )
A．如图所示的反应为放热反应
B．化学反应中有物质变化也有能量变化
C．需要加热的化学反应不一定是吸热反应
D．化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
答案 A
解析 图示反应中反应物能量低，生成物能量高，是吸热反应。
5．在中和反应的反应热的测定实验中，下列操作错误的是( )
A．读取混合液的最高温度作为反应终止温度
B．测量溶液温度的温度计要插在溶液中
C．为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
D．为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量
答案 C
解析 分次加入酸(碱)，容易造成热量损失，使测量结果偏低。
6．热化学方程式：S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－297.3 kJ·mol－1，请分析下列说法中，正确的是( )
A．S(g)＋O2(g)===SO2(l) |ΔH|>297.3 kJ·mol－1
B．硫蒸气的能量高于SO2的能量
C．S(g)＋O2(g)===SO2(l) |ΔH|<297.3 kJ·mol－1
D．1mol SO2的键能总和小于1mol S和1mol O2的键能之和
答案 A
解析 气态SO2转变为液态SO2要放出热量，因此，S(g)＋O2(g)===SO2(l) |ΔH|>297.3 kJ·mol－1，A项正确，C项错；由于硫在氧气中燃烧是放热反应，反应物硫蒸气和氧气的总能量高于生成物SO2(g)的总能量，B项错；反应放热，1mol SO2的键能总和大于1mol S和1mol O2的键能之和，D项错。
7．下列说法正确的是( )
A．中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量
B．1mol酸与1mol碱完全反应放出的热量是中和热
C．表示中和热的离子方程式为：H＋＋OH－===H2O ΔH＝－57.3 kJ/mol
D．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时的反应热叫做中和热
答案 D
解析 中和热是指在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol水时的反应热，A、B项不正确，D项正确；C项没有标明状态，C项不正确。
8．航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料，反应方程式表示为2NH4ClO4N2↑＋Cl2↑＋2O2↑＋4H2O。下列对该反应的叙述中错误的是( )
A．从能量变化的角度主要是化学能转变为热能和动能
B．反应的焓变小于零
C．瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
D．在方程式后增加ΔH及其数值即为热化学方程式
答案 D
解析 该反应为放热反应，其焓变为负值小于零。书写热化学方程式要注明物质的聚集状态及ΔH的正负号、数值及单位。
9．在同温、同压下，下列各组热化学方程式中，ΔH1＞ΔH2的是( )
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
B. S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
C. C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
D. H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1
H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g) ΔH2
答案 AC
解析 根据热化学方程式书写要点可知，物质的聚集状态不同，反应热的数值一定不同。如同一放热反应生成液态物质要比生成气态物质放热多，因气体凝结为液体还要放热。热化学方程式的化学计量数代表物质的量，故可以是分数，所以对同一化学反应用分数表示化学计量数和全用整数表示化学计量数的反应热数值也不同。A项中生成液态水放热多于生成气态水，ΔH1＞ΔH2；B项中硫(s)要变为硫(g)需吸热，所以硫(s)燃烧放出的热量比硫(g)燃烧放出的热量少，ΔH1＜ΔH2；C项中前一反应和后一反应生成物不同。根据CO与O2生成CO2要放热，可知C与O2生成CO放出的热量必然小于生成CO2所放出的热量，ΔH1＞ΔH2；D项中后一反应为分数化学计量数，其各有关物质的物质的量都是前一反应的一半，放出的热量减少一半，所以ΔH1＜ΔH2。
10．化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式为( )
A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)
ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1
B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)
ΔH＝2(b－a) kJ·mol－1
C.N2(g)＋H2(g)===NH3(l)
ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1
D.N2(g)＋H2(g)===NH3(g)
ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1
答案 A
解析 N2、H2反应生成NH3的过程可分为如下过程：
mol N2(g)＋mol H2(g)1mol N＋3mol H1mol NH3(g)1mol NH3(l)，故A项正确。
11．依据事实，写出下列反应的热化学方程式：
(1)28 g CO还原Fe2O3生成单质铁，放出8.3 kJ热量
__________________________________________________。
(2)1mol氨气和1mol氯化氢气体化合生成氯化铵固体，放出176 kJ热量________________________________________________。
(3)用20 g NaOH配成的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出28.65 kJ的热量_________________________________________________。
(4)根据如图所示，写出热化学方程式。
①___________________________________________________；
②___________________________________________________。
答案 (1)Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH＝－24.9 kJ·mol－1
(2)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
ΔH＝－176 kJ·mol－1
(3)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
(4)①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41 kJ·mol－1
②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)
ΔH＝＋41 kJ·mol－1
解析 书写热化学方程式时要注意标明反应物和生成物的聚集状态，溶液中要标注aq，同时还要注明ΔH的“＋”与“－”号。热化学方程式正向反应和逆向反应的ΔH数值相同，ΔH相反。另外热化学方程式中各物质的系数要与焓变的数值相对应。依据这些原则可以写出相应的热化学方程式。
12．(1)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。若向三份等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液中分别加入：稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸至恰好完全反应，并将上述过程中放出的热量分别记为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ。则三者的大小关系是________(用Q1、Q2、Q3表示)。
(2)如图所示A为泡沫塑料板，上面有两个小孔，分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒，两个小孔不能开得过大，其原因是________；反应需要测量温度，每次测量温度后都必须采取的操作是________
_________________________________________________________。
(3)实验室用50mL 0.50mol·L－1盐酸、50mL
0．55mol·L－1NaOH溶液利用上图装置，进行测定中和热的实验。假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g/cm3，又知中和后生成溶液的比热容c＝
4．18 J/(g·℃)。为了计算中和热，实验时还需测量的数据有(填序号)________。
A．反应前盐酸的温度
B．反应前盐酸的质量
C．反应前氢氧化钠溶液的温度
D．反应前氢氧化钠溶液的质量
E．反应后混合溶液的最高温度
F．反应后混合溶液的质量
(4)某学生实验记录数据如下：
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH为________。
答案 (1)Q1(2)减少热量损失 用水将温度计冲洗干净，并用滤纸擦干
(3)ACE
(4)－51.8 kJ·mol－1
解析 中和热的反应方程式中H＋、OH－指的强酸、强碱，生成1mol的水。若用弱酸与NaOH反应，由于弱酸电离要吸收热量，CH3COOH放热少，浓H2SO4溶于水放出热量，故CH3COOH、浓H2SO4、HNO3消耗等量NaOH时放出热量的大小关系为Q1ΔH1＝－
＝－×3.15 kJ·mol－1＝－52.67 kJ·mol－1，
同理可算出第二次测量
ΔH2＝－×3.1 kJ·mol－1＝－51.83 kJ·mol－1，
第三次测量
ΔH3＝－×3.05 kJ·mol－1＝－51.00 kJ·mol－1，由三次平均可求出该反应的中和热为51.8 kJ·mol－1。
13．化学反应中的能量变化，是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同所致。图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化：
N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化
(1)人们通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，则N≡N键的键能为________kJ·mol－1。根据图写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式________________________。
(2)NO(g)分解生成N2(g)和O2(g)的热化学方程式为__________；当有16 g O2(g)生成时，该反应中________(填“放出”或“吸收”)的热量为________kJ。
答案 (1)946 N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)
ΔH＝＋180 kJ·mol－1
(2)2NO(g)===N2(g)＋O2(g)
ΔH＝－180 kJ·mol－1 放出 90
解析 根据图可以看出拆开1mol N2需946 kJ的能量，则N2的键能为946 kJ·mol－1。拆开1mol O2需498 kJ的能量，生成2mol NO(g)放出的能量为2×632 kJ，ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝＋180kJ·mol－1，该反应的热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180 kJ·mol－1。由此可得2NO(g)===N2(g)＋O2(g) ΔH＝－180 kJ·mol－1，由此可计算出16 g O2放出的热量为90 kJ。
双基限时练(二) 燃烧热 能源
1．煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%)，把煤“吃干榨尽”。
下列有关说法正确的是( )
①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化 ②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化 ③该技术实现了煤的清洁利用 ④该技术实现了煤的高效利用
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．②③④
答案 C
解析 四个选项中①包含反应C＋H2OCO＋H2是物理变化和化学变化的结合，由于①的合理加工使煤的利用达到了既清洁又高效。
2．石油是一种重要能源，人类正面临着石油短缺、油价上涨的困境。以下解决能源问题的方法不当的是( )
A．用木材作燃料 B．用液氢替代汽油
C．开发海洋能 D．开发地热能
答案 A
解析 木材生长期长，且大量砍伐会破坏生态环境，A项方法不当。氢能、地热能、海洋能均为新能源，它们资源丰富，可以再生，没有污染或很少污染，很可能成为未来的主要能源。
3．1.5 g火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧放出50 kJ热量，则二甲基肼的燃烧热为( )
A．ΔH＝2000 kJ B．ΔH＝1500 kJ/mol
C．ΔH＝－2000 kJ/mol D．ΔH＝－3000 kJ/mol
答案 C
解析 (60 g·mol－1×50 kJ)/1.5 g＝2000 kJ/mol－1，放热反应ΔH为负。
4．已知CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－Q3 kJ·mol－1
常温下取体积比为4?1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复到室温，则放出的热量为( )
A．(0.4Q1＋0.05Q3) kJ B．(0.4Q1＋0.05Q2) kJ
C．(0.4Q1＋0.1Q3) kJ D．(0.4Q1＋0.2Q2) kJ
答案 A
解析 混合气体的物质的量为＝0.5mol，则混合气体中CH4、H2的物质的量分别为0.5mol×＝0.4mol和0.5mol－0.4mol＝0.1mol，根据两种气体燃烧热的热化学方程式及题意(反应后恢复至室温，H2O液态)知反应放出的热量为Q1kJ·mol－1×0.4mol＋Q3kJ·mol－1×0.1mol＝(0.4Q1＋0.05Q3)kJ。
5．现有以下几种措施：①对煤燃烧时产生的尾气进行除硫处理 ②少用原煤做燃料 ③燃煤时鼓入足量空气 ④开发清洁能源 ⑤固体煤粉碎后燃烧。其中能减少酸雨产生的措施是( )
A．①②③ B．②③④⑤
C．①②④ D．①③④⑤
答案 C
解析 产生酸雨的主要原因是燃烧化石燃料产生SO2，故只要减少SO2排放的措施都可减少酸雨的产生，其中燃煤时鼓入足量空气，将固体煤粉碎后燃烧，可以使煤充分燃烧，提高燃烧效率，不能减少SO2的排放量。
6．已知下列热化学方程式：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
则H2的燃烧热ΔH是( )
A．－483.6 kJ·mol－1 B．－241.8 kJ·mol－1
C．－571.6 kJ·mol－1 D．－285.8 kJ·mol－1
答案 D
解析 三个热化学方程式中，前两个中水都是气态，第三个方程式是2mol H2燃烧的热化学方程式，可以求出H2的燃烧热ΔH＝×(－571.6 kJ·mol－1)＝－285.8 kJ·mol－1。
7．下列措施有利于节能减排、改善环境质量的是( )
①回收再利用废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃等资源
②发展低碳经济、循环经济，开发推广太阳能、水能、风能等能源，可减少煤、石油等化石燃料的使用
③使用填埋法处理未经分类的生活垃圾
④推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染
⑤研制开发新型燃料电池汽车，减少机动车尾气污染
A．①②④⑤ B．①②⑤
C．①②③④ D．③④⑤
答案 A
解析 解答本题应从“绿色化学”和“低碳”角度分析相关措施，从而判断是否符合以上理念。未经分类的生活垃圾使用填埋法处理的措施不仅污染环境，还会造成资源浪费，故只有③不正确。
8．煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气，再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下：
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋131.3 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1
下列有关说法正确的是( )
A．水煤气只能用作燃料
B．水煤气是一种二级能源，比煤直接燃烧污染小
C．由③可以确定H2的燃烧热为241.8 kJ·mol－1
D．等质量的CO和H2完全燃烧时，前者放热多
答案 B
解析 水煤气在工业上还能用作还原性气体，故A项错；水煤气是二级能源，其燃烧产物是CO2和H2O，比煤直接燃烧污染小，故B项正确；H2燃烧生成的稳定氧化物为液态水，C项错误；通过②、③反应可以计算得出，等质量的H2比CO完全燃烧放热多，故D项错误。
9．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A．CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol－1
B．反应①中的能量变化如图所示
C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D．根据②推知反应：CH3OH(l)＋1/2O2(g)―→CO2(g)＋2H2(g)的ΔH>－192.9 kJ·mol－1
答案 D
解析 本题考查了化学反应中的能量变化、燃烧热的概念及热化学方程式的计算。燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，CH3OH燃烧生成稳定的氧化物是CO2(g)、H2O(l)，方程式②不表示燃烧热的热化学方程式，A项不正确；反应②是吸热反应，说明生成物的总能量大于反应物的总能量，B项不正确；由反应①②可知CH3OH转化成H2可能是吸热反应，也可能是放热反应；D项中CH3OH(l)到CH3OH(g)需要吸收热量，所以CH3OH(l)燃烧放出的热量少，则ΔH>－192.9 kJ·mol－1(ΔH比较大小带正负号)。
10．已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，CH4的燃烧热为890 kJ·mol－1，由1mol CO和3mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为( )
A．2912 kJ B．2953 kJ
C．3236 kJ D．3867 kJ
答案 B
解析 由题给燃烧热可知3mol CH4充分燃烧放出的热量为3mol×890 kJ·mol－1＝2670 kJ,1mol CO充分燃烧放出的热量为283 kJ，故混合气体在该条件下充分燃烧产生的热量为2670 kJ＋283 kJ＝2953 kJ，B项正确。
11．“嫦娥一号”登月，实现了中国人“奔月”的梦想。
(1)发射“嫦娥一号”的长征三号甲火箭的第三级使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点是_______；______。(请写两条)
(2)已知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1
H2(g)＝H2(l) ΔH＝－0.92 kJ·mol－1
O2(g)===O2(l) ΔH＝－6.84 kJ·mol－1
H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：___________。
(3)如果此次“嫦娥一号”所携带的推进剂为45吨，液氢、液氧恰好完全反应生成气态水，一共释放能量________kJ。(保留3位有效数字)
答案 (1)相同质量时，氢气放出的热量多 产物为水，无污染(其他合理答案均可)
(2)H2(l)＋O2(l)===H2O(g)
ΔH＝－237.46 kJ·mol－1
(3)5.94×108
解析 (1)H2的密度小，相同质量的H2比其他燃料燃烧放出的热量多，产物H2O不对大气造成污染。
(2)根据H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，以及题给各物质状态变化时的焓变，可求出H2(l)＋O2(l)===H2O(g)的焓变ΔH的数值，
ΔH＝(－285.8＋0.92＋×6.84＋44) kJ·mol－1＝－237.46 kJ·mol－1
(3)设45吨燃料完全燃烧放出的热量为Q，则
H2(l)＋O2(l)===H2O(g) ΔH＝－237.46 kJ·mol－1
18 g 237.46 kJ
45×106 g Q
Q＝＝5.94×108 kJ。
12．保护环境已成为当前和未来的一项全球性重大课题之一。为消除目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有的专家提出了利用太阳能促使燃料循环使用的构想，如图所示。
这种构想或方案可用如下反应表示：
①2CO22CO＋O2
②H2O―→________
③N2＋H2O―→________
④CO2＋________―→CH3OH＋________
⑤________＋H2O―→CH4＋________
(1)请完成上述化学方程式。
(2)在此构想的物质循环中太阳能最终转化为( )
A．化学能 B．热能
C．生物质能 D．电能
(3)要实现上述的一些构想，目前和今后要解决的关键问题是_________________________________________________________。
(4)如果光子的能量不够，上述反应是无法完成的。而大自然已经解决了这个问题，即______________________________，它是地球上最重要的化学反应之一 ，请写出该反应的化学方程式______。
答案 (1)②2H2O2H2↑＋O2↑
③2N2＋6H2O4NH3＋3O2
④2CO2＋4H2O2CH3OH＋3O2
⑤CO2＋2H2OCH4＋2O2
(2)B
(3)如何使物质吸收的光能转变为其他物质(我们可以模拟叶绿素的功能)
(4)绿色植物的光合作用就是在日光作用下，利用光能把二氧化碳和水转变为碳水化合物(糖类)
6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2
解析 题图中由CO2、H2O、N2转化为CH4、CH3OH、NH3是在光的作用下完成的，由转化关系可知太阳能最终以热能形式释放。要使燃料循环使用，即燃烧产物(右边)燃料(左边)＋O2。
双基限时练(三) 化学反应热的计算
1．已知
(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝a kJ·mol－1
(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝b kJ·mol－1
(3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝c kJ·mol－1
(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝d kJ·mol－1
下列关系式中正确的是( )
A．ad>0
C．2a＝b<0 D．2c＝d>0
答案 C
解析 氢气的燃烧是一个放热过程，所以其ΔH<0，即a、b、c、d均小于0，水由气态到液态的过程，也是一个放热过程，故b>d，a>c。由(1)、(2)及(3)、(4)反应中物质的量及物质的聚集状态知，b＝2a，d＝2c。所以答案为C项。对热化学反应方程式中的热量值进行比较时，应注意比较的是ΔH还是仅比较数值的大小。若比较ΔH，则还应注意该反应是吸热反应还是放热反应，若为放热反应，还要考虑ΔH前的负号。
2．已知热化学方程式：
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1①
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2②
C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH3＝＋1.9 kJ·mol－1③
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
答案 A
解析 由方程式③中ΔH3＝＋1.9 kJ·mol－1>0得出石墨比金刚石稳定，故A项对，B项错；C项中正确结论应为ΔH3＝ΔH2－ΔH1；ΔH1与ΔH2均小于零，石墨具有的能量低于金刚石，故都生成CO2时ΔH1<ΔH2，D项错。
3．由氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气放出60.45 kJ的热量，则反应：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的ΔH为( )
A．－483.6 kJ·mol－1 B．－241.8 kJ·mol－1
C．－120.6 kJ·mol－1 D．＋241.8 kJ·mol－1
答案 A
解析 生成4.5 g H2O(g)时放出60.45 kJ的热量，根据热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)，可知ΔH＝－(36 g/4.5 g)×60.45 kJ·mol－1＝－483.6 kJ·mol－1。
4．已知：①H2O(g)===H2O(l) ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1
②CH3OH(g)===CH3OH(l) ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1
③2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1(Q1、Q2、Q3均大于0)
若要使32 g液态甲醇完全燃烧，最后恢复到室温，放出的热量为( )
A．(Q1＋Q2＋Q3)kJ B．(0.5Q3－Q2＋2Q1)kJ
C．(0.5Q3＋Q2－2Q1)kJ D．(0.5(Q1＋Q2＋Q3))kJ
答案 B
解析 由③－2×②＋4×①得
2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－(Q3－2Q2＋4Q1)kJ·mol－1 32 g CH3OH为1mol，放出的热量为kJ＝(0.5Q3－Q2＋2Q1)kJ。
5.
已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关，下列各对应的反应热关系中不正确的是( )
A．A→F ΔH＝－ΔH6
B．A→D ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0
D．ΔH1＋ΔH6＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
答案 D
解析 由题给各转化关系知F→A ΔH＝＋ΔH6，A→F ΔH＝－ΔH6，A项正确；A→D其过程为A→B→C→D，故ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，B项正确；由转化可知A→D其过程可以为A→B→C→D，也可设计为A→F→E→D，故ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH6＋ΔH5＋ΔH4)，可推导出C项正确，D项错误。
6．已知2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。实验测得4mol SO2发生上述化学反应时放出314.3 kJ的热量，SO2的转化率最接近于( )
A．40% B．50%
C．80% D．90%
答案 C
解析 设放出314.3 kJ的热量时反应的SO2的物质的量为x
2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
2mol 196.6 kJ
x 314.3 kJ
列比例＝，解得x＝3.2mol
SO2的转化率为×100%＝80%。
7．1mol CH4气体完全燃烧生成CO2和H2O(g)放出的热量是802 kJ，但当不完全燃烧生成CO和H2O(g)时，放出的热量为519 kJ，如果将1mol CH4与一定量的O2燃烧生成CO、CO2和H2O(g)，并释放出731.25 kJ的热量，那么一定量的O2为(生成物均为气态)( )
A．48 g B．56 g
C．60 g D．64 g
答案 C
解析 由题目信息可写出甲烷燃烧分别生成CO2和H2O及CO和H2O时热化学方程式为
CH4(g)＋2O2(g)===2H2O(g)＋CO2(g)
ΔH＝－802 kJ·mol－1
CH4(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋CO(g)
ΔH＝－519 kJ·mol－1
设生成CO2和CO的物质的量分别为x、y，由题意得
解得
1mol CH4含氢原子4mol生成水2mol，根据氧原子守恒可得氧气的物质的量为＋＝1.875mol，氧气的质量为：32 g·mol－1×1.875mol＝60 g。
8．不管化学反应过程是一步完成还是分为数步完成，这个过程的热效应是相同的。
已知：
H2O(g)===H2O(l) ΔH1＝Q1 kJ·mol－1 ①
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2＝Q2 kJ·mol－1 ②
C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH3＝Q3 kJ·mol－1 ③
若使23 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为( )
A．Q1＋Q2＋Q3
B．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3
C．0.5(Q1＋Q2＋Q3)
D．1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3
答案 D
解析 根据盖斯定律，③－②＋①×3得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)，该反应的ΔH＝(3Q1－Q2＋Q3) kJ·mol－1。题给23 g C2H5OH的物质的量为0.5mol，故完全燃烧时放出的热量Q＝0.5(3Q1－Q2＋Q3)kJ＝(1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q3)kJ。
9．已知下列热化学方程式：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
②H2O(g)===H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋241.8 kJ·mol－1
③C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
④C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
回答下列问题。
(1)上述反应中属于放热反应的是________(填序号)。
(2)H2的燃烧热为________，C的燃烧热为________。
(3)燃烧10 g H2生成气态水，放出的热量为________。
(4)写出CO燃烧的热化学方程式：________________。
答案 (1)①③④
(2)285.8 kJ·mol－1 393.5 kJ·mol－1
(3)1209 kJ
(4)CO(g)＋O2(g)＝CO2(g)
ΔH＝－283 kJ·mol－1
解析 (1)放热反应的ΔH<0，故①、③、④为放热反应。
(2)根据热化学方程式可判断出H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，C的燃烧热为393.5 kJ·mol－1。
(3)H2的物质的量为＝5mol，由②反应方程式可知H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，燃烧5mol H2放出的热量为241.8 kJ·mol－1×5mol＝1209 kJ。
(4)利用盖斯定律由④－③可得CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol－1。
10．在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2，当它们混合时产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热，已知0.4mol液态肼与足量液态H2O2反应生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。
(1)写出热化学方程式：__________________________。
(2)已知H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1，则16 g液态肼与足量液态H2O2反应生成氮气和液态水时，放出的热量是______kJ。
答案 (1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.625 kJ·mol－1
(2)408.81
解析 0.4mol液态肼与H2O2反应放出256.65 kJ热量，则1mol肼反应产生641.625 kJ的热量；水由气态变为液态时又放出热量，因此16 g肼(0.5mol)与H2O2反应放出的热量为641.62 kJ·mol－1×0.5mol＋44 kJ·mol－1×2mol＝408.81 kJ。
11．将煤转化为煤气的主要化学反应为：
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ/mol
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ/mol
请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式：_________________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知，1mol CO(g)和1mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律作出下列循环图：
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是________________________________。
(3)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成：①甲醇
②甲醛 ③甲酸 ④乙酸。试分析当CO和H2按1:1的体积比混合反应，合成上述________(填序号)物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。
答案 (1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1
(2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气时需要吸收热量(或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3且ΔH2>0)
(3)②④
解析 (1)运用盖斯定律，用C(s)完全燃烧的热化学方程式减去CO(g)完全燃烧的热化学方程式，再减去H2(g)完全燃烧的热化学方程式，即可得出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式。
(2)利用盖斯定律可判断出。
(3)CO和H2按1:1的体积比混合，若满足绿色化学要求，其生成物应符合通式(CH2O)n，在给出各项物质中只有甲醛、乙酸符合题意。
