1.2 反应热的计算 同步检测
一、单选题
1.已知下列热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ mol﹣1
H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H=﹣241.8kJ mol﹣1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6kJ mol﹣1
则氢气的燃烧热是( )
A.483.6 kJ mol﹣1 B.241.8 kJ mol﹣1
C.571.6 kJ mol﹣1 D.285.8 kJ mol﹣1
2.已知:
⑴Zn(s)+ O2(g)=ZnO(s) ΔH=-348.3 kJ·mol-1
⑵2Ag(s)+ O2(g)=Ag2O(s) ΔH=-31.0 kJ·mol-1
则Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于( )
A.-317.3 kJ·mol-1 B.-379.3 kJ·mol-1
C.-332.8 kJ·mol-1 D.+317.3 kJ·mol-1
3.下列有关反应热的说法正确的是( )
A.吸热反应一定需要加热,放热反应一定不需要加热
B.甲烷的燃烧热△H=﹣890kJ/mol,则甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣890kJ/mol
C.常温常压下:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3 kJ/mol则有:H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)△H=﹣114.6 kJ/mol
D.S (s)+O2(g)=SO2(g)△H1=﹣Q1 kJ/molS (g)+O2(g)=SO2(g)△H2=﹣Q2 kJ/mol,则Q1<Q2
4.已知H﹣H键能为436KJ/mol,H﹣N键能为391KJ/mol,根据化学方程式:N2+3H2=2NH3△H=﹣92KJ/mol,则N≡N键的键能是( )
A.431 KJ/mol B.946 KJ/mol C.649 KJ/mol D.869 KJ/mol
5.已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-b kJ·molˉ1
分子中的化学键 H-H O2分子中的氧化键 O-H
断开1mol化学键所需的能量/KJ 436 498 463
下列说法不正确的是( )
A.a>b
B.反应①中反应物总键能小于生成物总键能
C.a=482
D.反应②中反应物的总能量大于生成物的总能量
6.在Pt2O+表面发生反应:,利用该反应能够处理汽车尾气中的污染物.物质变化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示,下列说法错误的是( )
A.
B.使用 Pt2O+催化剂,N2O的转化率增大
C.反应物总键能小于生成物总键能
D.对于该反应,升高温度,活化分子百分数增加,反应速率加快
7.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:
过程Ⅰ:
过程Ⅱ:……
下列说法错误的是( )
A.过程Ⅰ中每消耗转移电子
B.过程Ⅱ热化学方程式为
C.过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式分别是太阳能→化学能,热能→化学能
D.铁氧化合物循环分解水制具有成本低、产物易分离等优点
8.环戊二烯( )是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。已知:
① (g)= (g)+H2(g)△H1=+100.3kJ·mol-1
②H2(g)+I2(g)=2HI(g)△H2=-11.0kJ·mol-1
则反应 (g)+I2(g)= (g)+2HI(g)的△H等于( )
A.+89.3kJ·mol-1 B.-89.3kJ·mol-1
C.+111.3kJ·mol-1 D.-111.3kJ·mol-1
9.如图所示,有关化学反应和能量变化的说法正确的是( )
A.图a可以表示碳酸钙分解反应的能量变化
B.图b中反应物一定比生成物稳定
C.图a不需要加热就能发生,图b一定需要加热才能发生
D.图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
10.已知2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484 kJ,且氧气中1 mol O==O键完全断裂时吸收能量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出能量463 kJ,则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收能量为( )
A.920 kJ B.557 kJ
C.436 kJ D.188 kJ
11.氢气在氯气中燃烧的反应过程中,破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中,正确的是( )
A. B. C. D.
12.已知:①1mol H2分子中化学键断裂时需要吸收 436kJ 的能量②1mol Cl2 分子中化学键断裂时需要吸收 243kJ 的能量③由 H 原子和 Cl 原子形成 1mol HCl 分子时释放 431kJ 的能量.则下列叙述正确的是( )
A.氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
B.氢气和氯气反应生成 2mol 氯化氢气体,反应的△H=183kJ/mol
C.氢气和氯气反应生成 2mol 氯化氢气体,反应的△H=﹣183kJ/mol
D.氢气和氯气反应生成 1mol 氯化氢气体,反应的△H=﹣183kJ/mol
13.根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是( )
A.1 mol C(g)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ
B.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
C.由C→CO的热化学方程式为:2C(s)+O2(g) =2CO(g) ΔH= 221.2 kJ mol 1
D.热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量,则CO热值ΔH= 10.1 kJ mol 1
14.氢气在氧气中燃烧时产生淡蓝色火焰.在反应过程中,破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol O2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1mol H2O中的化学键释放的能量为Q3 kJ.下列关系式中,正确的是( )
A.Q1+Q2>Q3 B.2Q1+Q2>2Q3 C.2Q1+Q2<2Q3 D.Q1+Q2<2Q3
15.已知:HF(aq)与NaOH(aq)反应的△H=﹣67.7KJ mol﹣1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的△H=﹣57.3KJ mol﹣1.则HF在水溶液中电离的△H等于( )
A.﹣10.4KJ mol﹣1 B.﹣125KJ mol﹣1
C.+10.4KJ mol﹣1 D.+125KJ mol﹣1
16.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是﹣285.8kJ mlo﹣1﹣1411.0kJ mlo﹣1和﹣1366.8kJ mlo﹣1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为( )
A.﹣44.2kJ mol﹣1 B.+44.2kJ mol﹣1
C.﹣330kJ mol﹣1 D.+330kJ mol﹣1
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】解:燃烧热是1mol可燃物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,所以氢生成液态水,而2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6kJ mol﹣1可知,1mol氢气的燃烧热是 =285.8 kJ mol﹣1,所以氢气的燃烧热是285.8 kJ mol﹣1,故选D.
【分析】燃烧热是1mol可燃物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,所以氢生成液态水,而2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6kJ mol﹣1可知,1mol氢气放出的热量,由此分析解答.
2.【答案】A
【解析】【解答】ΔH=ΔH1-ΔH2=-348.3 kJ·mol-1-(-31.0 kJ·mol-1)=-317.3 kJ·mol-1
【分析】根据盖斯定律计算目标方程式的焓变即可。
3.【答案】D
【解析】【解答】解:A、吸热反应不一定需要加热,如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体搅拌即可发生反应,不需要加热,碳燃烧要在点燃的条件下才能发生,故A错误;
B、燃烧热是生成稳定的氧化物,水是生成液态水,故B错误;
C、因SO42﹣、Ba2+反应生成BaSO4,需要放出热量,所以反应热小于﹣114.6 kJ mol﹣1,故C错误;
D、固体硫转化为气态硫要吸热,所以①S (s)+O2(g)=SO2(g)△H1=﹣Q1 kJ/mol,②S (g)+O2(g)=SO2(g)△H2=﹣Q2 kJ/mol,根据盖斯定律,①﹣②得Q2﹣Q1>0,则Q1<Q2,故D正确;
故选D.
【分析】A、吸热反应不一定需要加热,放热反应不一定不需要加热;
B、燃烧热是生成稳定的氧化物;
C、根据SO42﹣、Ba2+反应生成BaSO4,需要放出热量来判断;
D、固体硫转化为气态硫要吸热.
4.【答案】B
【解析】【解答】解:已知:H﹣H键能为436kJ/mol,H﹣N键能为391kJ/mol,令N≡N的键能为x,
对于反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=﹣92kJ/mol,
反应热=反应物的总键能﹣生成物的总键能,故x+3×436kJ/mol﹣2×3×391kJ/mol=﹣92kJ/mol
解得:x=946kJ/mol
故选:B.
【分析】反应热=反应物的总键能﹣生成物的总键能,据此计算.
5.【答案】A
【解析】【解答】A.将反应①减去反应②得热化学方程式:H2O(l)=H2O(g) ,则a<b,A符合题意;
B.反应①是一个放热反应,故反应物的键能总和小于生成物的键能总和,B不符合题意;
C.由化学键键能计算反应热时,反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,故 H=(2×436+498)-463×4=-482kJ/mol,C不符合题意;
D.反应②为放热反应,故反应物所具有的能量大于生成物所具有的能量,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.由方程式①和②确定a和b的大小;
B.根据键能计算反应热进行分析;
C.根据反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,即可得出a的值;
D.根据反应热与物质本身具有能量的关系进行分析;
6.【答案】B
【解析】【解答】A.根据盖斯定律,对于多步反应,反应的总能量等于各步化学反应的反应热的和;反应热等于反应物活化能与生成物活化能的差,则,A不符合题意;
B.催化剂只能改变反应途径,降低反应的活化能,但不能改变反应的始态与终态,因此化学平衡发生移动,故使用 Pt2O+催化剂,N2O的转化率不变,B符合题意;
C.断裂化学键吸收能量,形成化学键会释放能量,该反应是放热反应,说明断裂反应物化学键吸收的总能量小于形成生成物化学键释放的总能量,即反应物总键能小于生成物总键能,C不符合题意;
D.对于该反应,升高温度,分子运动速率加快,物质分子内能增加,更多普通分子变为活化分子,活化分子百分数增加,分子之间的有效碰撞次数增加,化学反应速率加快,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据盖斯定律计算;
C.该反应为放热反应,反应物总键能小于生成物总键能;
D.升高温度,分子运动速率加快,活化分子百分数增加,分子之间的有效碰撞次数增加,化学反应速率加快。
7.【答案】B
【解析】【解答】A.根据过程Ⅰ:
可知,每
参与反应,转移
电子,
的摩尔质量为
,故每消耗
转移
电子,A项正确;
B.根据盖斯定律可知,过程Ⅱ=(总反应-过程Ⅰ)/2,则过程Ⅱ热化学方程式为
,B项错误;
C.过程Ⅰ和过程Ⅱ都是吸热反应,由图可知,过程Ⅰ能量转化的形式是太阳能→化学能,过程Ⅱ能量转化的形式是热能→化学能,C项正确;
D.在太阳能的作用下,铁氧化合物循环分解水制
,具有成本低、产物易分离等优点,D项正确。
故选B。
【分析】A.过程 Ⅰ:,分析化合价,1mol四氧化三铁反应转移2mol的电子;
B.利用盖斯定律求该反应的反应热;
C.分析图可以得到;
D. 铁氧化合物循环分解水制,利用的是太阳能,具有成本低、产物易分离等优点。
8.【答案】A
【解析】【解答】已知:① (g)= (g)+H2(g)△H1=+100.3kJ·mol-1
②H2(g)+I2(g)=2HI(g)△H2=-11.0kJ·mol-1
根据盖斯定律,①+②可得反应 (g)+I2(g)= (g)+2HI(g)△H=+89.3kJ·mol-1,
故答案为:A。
【分析】根据盖斯定律即可解答。
9.【答案】D
【解析】【解答】A. 图a中反应物的总能量大于生成物的总能量,图a表示的是放热反应,而碳酸钙分解反应是吸热反应,因此不能表示,A不符合题意;
B. 图b中反应物的总能量小于生成物的总能量,但是,反应物或生成物都不止一种时,很难比较其中某2个物质的能量高低,因此难以比较稳定性,B不符合题意;
C. 图a表示放热反应,放热反应不加热不一定能发生,如C在O2中燃烧等,图b表示吸热反应,吸热反应不一定要加热才能发生,如氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应为吸热反应,常温即可发生,C不符合题意;
D. 图b表示吸热反应,氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应为吸热反应,因此可以表示,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.绝大多数分解反应是吸热反应
B.反应物和生成物单一时,能量越低越稳定
C.加热与否与反应是否发生没有必然联系
D.氯化铵和氢氧化钡能量低于产物的能量
10.【答案】C
【解析】【解答】设1 mol H—H键断裂时吸收能量为x kJ。2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时应该拆开2 mol H—H键、1 mol O=O键,吸收的能量为(2x+496)kJ;生成2 mol H2O形成4 mol H—O键,放出的能量为4×463kJ=1 852 kJ,依据能量守恒定律放出能量484 kJ=1 852 kJ-(2x+496)kJ,即可求出x=436。
故答案为:C
【分析】化学反应放出的热量=新健生成的热量-就见断裂吸收的能量
11.【答案】B
【解析】【解答】H2与Cl2在一定条件下发生反应产生HCl,反应方程式为H2+Cl2=2HCl,该反应为放热反应,由于破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ,所以2Q3 kJ-(Q1 +Q2) kJ>0,故Q1 +Q2<2Q3,
故答案为:B。
【分析】涉及反应是H2+Cl2=2HCl,该反应为燃烧反应,其△H=E反应物总键能-E生成物总键能<0,据此分析。
12.【答案】C
【解析】【解答】解:A.热化学方程式应标出反应热的数值,故A错误;
B.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热=生成物的键能减反应物的键能=436kJ mol﹣1+243kJ mol﹣1﹣2×431 kJ mol﹣1=﹣183kJ mol﹣1,故1mol氢气与1mol氯气反应时放出热量为183KJ,△H=﹣183kJ/mol,故B错误;
C.反应热=生成物的键能减反应物的键能=436kJ mol﹣1+243kJ mol﹣1﹣2×431 kJ mol﹣1=﹣183kJ mol﹣1,故1mol氢气与1mol氯气反应时放出热量为183KJ,△H=﹣183kJ/mol,故C正确;
D.当生成1mol氯化氢气体时,放出的热量是原来的一半,△H=﹣91.5kJ/mol,故D错误.
故选C.
【分析】A.热化学方程式应标出反应热;
B.根据反应热等于反应物的总键能﹣生成物的总键来解答;
C.根据反应热等于反应物的总键能﹣生成物的总键来解答;
D.反应中的热量与反应物的物质的量成正比.
13.【答案】C
【解析】【解答】A、由图可知:1mol C(s) 与1mol O2(g)的能量之和大于393.5 kJ,而1mol C(g) 与1mol O2(g)的能量之和远大于393.5 kJ,故A不符合题意;
B、由图可知:1molCO( g)和0.5mol的O2(g)生成1molCO2( g) 放出282.9kJ的热量,所以反应2CO( g)+O2(g)═2CO2( g) 中,反应物的总能量大于生成物的总能量,故B不符合题意;
C、由图可知:1molC(s)和0.5molO2(g)转化为1mol的CO( g),放出热量为:393.5-282.9=110.6kJ,所以2C(s)+O2(g)═2CO( g)△H=-221.2kJ/mol,故C符合题意;
D、热值指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,燃烧产物在该条件下是一种较为稳定的状态,则CO的热值为 kJ/g=10.1kJ/g,单位不符合题意,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】利用图像可以分别算出C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol,CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g)△H=-282.9kJ/mol.由盖斯定律可以求得C(s)+0.5O2(g)=CO(g) △H=-110.6kJ/mol,系数扩大二倍即为选项C。
14.【答案】C
【解析】【解答】解:破坏1molH﹣H消耗的能量为Q1kJ,则H﹣H键能为Q1kJ/mol,破坏1molO═O键消耗的能量为Q2kJ,则O═O键键能为Q2kJ/mol,
形成1mol水中的化学键释放的能量为Q3kJ,每摩尔H2O中含有2molH﹣O键,1molH﹣O键释放的能量为 Q3kJ,则H﹣O键能为 Q3kJ/mol,
对于反应2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)反应热△H=反应物的总键能﹣生成物的总键能,
故:反应热△H=2Q1kJ/mol+Q2kJ/mol﹣4× Q3kJ/mol=(2Q1+Q2﹣2Q3)KJ/mol,
由于氢气在氧气中燃烧,反应热△H<0,即(2Q1+Q2﹣2Q3)<0,所以2Q1+Q2<2Q3,
故选C.
【分析】化学反应中旧键断裂需要吸收能量,新键形成需要放出能量,化学反应中的反应热△H=反应物总键能﹣生成物总键能,H﹣H键的键能为436kJ/mol,O═O键的键能为498kJ/mol,注意氢气在氧气中燃烧,反应热△H<0,每摩尔H2O中含有2molH﹣O键,据此计算.
15.【答案】A
【解析】【解答】解:反应的热化学方程式分别为:
①HF(aq)+OH﹣(aq)═F﹣(aq)+H2O(l)△H=﹣67.7kJ mol﹣1…①
②H+(aq)+OH﹣(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3kJ mol﹣1…②
据盖斯定律,用①﹣②可得HF电离的热化学方程式为:HF(aq) H+(aq)+CN﹣(aq)△H=﹣67.7kJ mol﹣1﹣(﹣57.3kJ mol﹣1)=﹣10.4kJ mol﹣1,
故选A.
【分析】HF(aq)与NaOH(aq)反应可分为两步:①HF在水溶液中电离HCN H++F﹣;②产生的H+与NaOH(aq)反应;利用盖斯定律进行计算,可得HF在水溶液中电离的反应热.
16.【答案】A
【解析】【解答】解:有题意可知:
氢气燃烧的热化学方程式为:①H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=﹣285.8 kJ/mol;
C2H4(g)燃烧的热化学方程式为:②C2H4(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g)△H=﹣1411.0kJ/mol;
C2H5OH(1)燃烧的热化学方程式为:③C2H5OH(l)+3O2(g)=3H2O(l)+2CO2 (g)△H=﹣1366.8kJ/mol;
利用盖斯定律②﹣③可得:
C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)△H=(﹣1411.0kJ/mol)﹣(﹣1366.8kJ/mol)=﹣44.2kJ/mol,
故选:A.
【分析】写出各种物质燃烧的热化学方程式,运用盖斯定律求出C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H.