1.2反应热的计算 同步练习题（含解析） 2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

1.2反应热的计算同步练习题
一、选择题
1．下列反应中符合图示能量变化的是
A．盐酸与NaOH溶液反应 B．氯酸钾分解制氧气
C．煅烧石灰石制生石灰 D．工业上用H2还原Fe2O3制Fe
2．分析下表中的3个热化学方程式，下列说法正确的是。
2022年北京冬奥会“飞扬”火炬使用的燃料 氢气 ①
2008年北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料 丙烷 ②③
A．丙烷的燃烧热为
B．等质量的氢气与丙烷相比较，充分燃烧时，丙烷放热更多
C．
D．
3．黑火药爆炸的热化学方程式为
已知：
则为
A． B． C． D．
4．已知几种化学键的键能(E)如表所示，则下列说法错误的是
化学键 H－H F－F H－F H－Cl H－I
E/(kJ mol-1) 436 157 568 431 299
A．表中最牢固的化学键是H－F
B．431kJ mol-1>E(H－Br)>299kJ mol-1
C．1molH2(g)与1molF2(g)生成2molHF(g)放出25kJ的能量
D．1molH2(g)分解成2molH(g)需吸收436kJ的能量
5．已知，其它相关数据如下表：
物质 HCl
1mol分子中的化学键断裂时吸收的能量/kJ 436 a 431
下列说法正确的是
A．a=243
B．和的总能量小于2HCl(g)
C．完全反应放出183kJ热量
D．生成2HCl(l)的能量变化小于183kJ
6．根据图中的各物质间的能量循环图，下列说法正确的是：
A． H5+ H6+ H7+ H8< H2
B． H5<0， H6<0， H7>0
C．I(g) H6的小于Cl(g)的 H6
D． H1= H2+ H3+ H4+ H5+ H6+ H7+ H8
7．已知化学反应的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是
A．
B．该反应正反应的活化能高于逆反应的活化能
C．断裂1molA-A键和1molB-B键，放出akJ能量
D．破坏反应物中化学键所需的能量低于形成反应产物中化学键所释放的能量
8．反应 经过以下两步基元反应完成：
ⅰ.
ⅱ.
下列说法不正确的是
A．
B．因为ⅰ中断裂化学键吸收能量，所以
C．因为ⅱ中形成化学键释放能量，所以
D．断裂中的化学键吸收的能量大于断裂和中的化学键吸收的总能量
9．镁和氯气反应生成氯化镁的能量关系图如图所示。已知，气态的卤素原子得电子生成气态的卤离素子是放热过程。下列说法正确的是
A． H6= H1+ H2+ H3+ H4+ H5
B．Ca(g)–2e-=Ca2＋(g) H7，则 H7> H3
C．I(g)+e-=I-(g) H8，则 H8> H4
D．MgCl2(s)=Mg2＋(aq)+2Cl-(aq) H9，则 H9> H5
10．化学反应伴随着能量变化，下列说法正确的是
A．需要加热的反应一定是吸热反应，不需要加热的反应一定是放热反应
B．单质硫燃烧热的热化学方程式：S(s)+O2(g)=SO3(g) ΔH=a kJ·mol-1
C．C(s，石墨)C(s，金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1，由此推断石墨比金刚石稳定
D．已知：2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1；2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
11．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
选项 热化学方程式 结论
A
B P(s，白磷)比P(s，红磷)稳定
C 的燃烧热()为
D 将和混合并充分反应，放出的热量为
A．A B．B C．C D．D
12．已知的燃烧热为，的燃烧热为。现有和组成的混合气体，混合气体的密度是相同条件下氢气密度的7.5倍，现有该混合气体，充分燃烧后并生成液态水。下列说法正确的是
A．燃烧的热化学方程式为
B．燃烧热的热化学方程式为
C．燃烧前的混合气体中，的体积分数为50%
D．混合气体燃烧后放出的热量为
13．选择性催化还原法()烟气脱硝技术是一种成熟的控制处理方法，主要反应如下：
① △H1=a kJ·mol-1
② △H2=b kJ·mol-1
副反应③ △H3=d kJ·mol-1
可以计算出反应 的△H为
A． B．
C． D．
14．已知某金属氧化物催化丙烷脱氢过程中，部分反应进程如图，则过程中的焓变为___________kJ/mol。
A． B． C． D．
15．已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示为H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1。现有下列反应：
NH3·H2O(aq)＋HCl(aq)=NH4Cl(aq)＋H2O(l) ΔH1
H2SO4(浓)＋NaOH(aq)=Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH2
HNO3(aq)＋NaOH(aq)=NaNO3(aq)＋H2O(l) ΔH3
上述反应均在溶液中进行，则下列ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是
A．ΔH2>ΔH3>ΔH1 B．ΔH1>ΔH3>ΔH2
C．ΔH1=ΔH2=ΔH3 D．ΔH2=ΔH3>ΔH1
二、填空题
16．绿色能源是未来能源发展的重要方向，氢能是重要的绿色能源，利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如图所示。
已知：总反应 ；反应Ⅱ 。
(1)则反应Ⅰ的热化学方程式为_______。
(2)研究氮和碳的化合物对工业生产和防治污染有重要意义，相关化学键的键能数据如表所示：
化学键
436 946 391
合成氨反应的活化能，由此计算氨分解反应的活化能_______。
17．宇宙中所有的一切都是能量的变化，研究化学反应中的能量变化意义重大。
(1)奥运会火炬常用的燃料为丙烷、丁烷等。已知：丙烷的燃烧热，正丁烷的燃烧热；异丁烷的燃烧热。下列有关说法正确的是_______(填字母)。
A．奥运火炬燃烧时的能量转化形式主要是由化学能转化为热能、光能
B．异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
C．正丁烷比异丁烷稳定
(2)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。键能也可以用于估算化学反应的反应热()。下表是部分化学键的键能数据：
化学键 P-P P-O O=O P=O
键能/(kJ/mol) 172 335 498 X
已知白磷的燃烧热为2378.0kJ·mol-1，白磷和白磷完全燃烧的产物结构如图所示，则上表中X=___。
(3)研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图：
反应I：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)
反应III：S(s)+O2(g)=SO2(g)
反应II的热化学方程式：_______。
(4)热力学标准态(298K、101kPa)下，由稳定单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成热()。如图为VIA族元素(包括氧、硫、硒、碲)氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题。
①图中d对应的氢化物是_______(填化学式)，结合元素周期律归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热的关系：_______。
②硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为____。(沸点：硒化氢-41.3℃；硒684.9℃)
18．下表列出了3种化学键的键能：
化学键 H—H Cl—Cl H—Cl
键能/() 436 243 431
请根据以上信息写出氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的热化学方程式_________。
19．不同的化学反应具有不同的反应热，人们可以通过多种方法获得反应热的数据，通常用实验进行测定，也可以进行理论推算。
I．在科学研究中，科学家常用量热计来测量反应热。我校某化学兴趣小组的同学欲测定硫酸与氢氧化钠溶液反应的反应热，则：
(1)用98%浓硫酸(密度1.84 g/cm3)配制浓度为0.5 mol/L稀硫酸450 mL
①所需浓硫酸的体积为_________mL；
②选用的主要仪器有：烧杯、量筒、______、______、_______；
(2)测定中和热的装置如图所示。
①从实验装置上看，图中尚缺少的一种仪器是_______；
②做一次完整的中和热测定实验，温度计需使用____次；
③现用25 mL 0.5 mol/L的稀硫酸与50 mL 0.55mol/L氢氧化钠溶液反应测定，以下操作可能会导致测得的中和热数值偏大的是( )
A．实验装置保温、隔热效果差
B．量取稀硫酸的体积时仰视读数
C．分多次把氢氧化钠溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
II．并不是所有反应的反应热均可通过实验直接测定。
(1)已知：由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。部分化学键键能数据如下表：
化学键 H-H N-H N≡N
键能(kJ/mol) 436 391 945
反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＝a kJ·mol-1，试根据表中所列键能数据估算a=__________。
(2)依据盖斯定律可以对某些反应的焓变进行推算。已知：
Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1＝-24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) ΔH2＝-47.1kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) ΔH3＝+640.5kJ/mol
请写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：_______________。
【参考答案】
一、选择题
1．A
【分析】图示反应中反应物的能量比生成物的能量高，发生反应放出热量，因此表示的反应为放热反应。
解析：A．盐酸与NaOH溶液反应是放热反应，与图像表示的放热反应符合，A符合题意；
B．氯酸钾分解制氧气的反应为吸热反应，生成物的能量比反应物的高，与图示的放热反应不符合，B不符合题意；
C．煅烧石灰石制生石灰的反应是吸热反应，生成物的能量比反应物的高，与图示的放热反应不符合，C不符合题意；
D．工业上用H2还原Fe2O3制Fe的反应为吸热反应，生成物的能量比反应物的高，与图像表示的放热反应不符合，D不符合题意；
故选A。
2．C
解析：A．燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；由反应②可知，1mol丙烷燃烧生成液体水时，放出热量大于，A错误；
B．等质量的氢气与丙烷相比较，假设质量均为44g，则两者的物质的量分别为22mol、1mol，则由反应①②比较可知，充分燃烧时，氢气放热更多，B错误；
C．由盖斯定律可知，反应①×5-②得：，C正确；
D．由盖斯定律可知，反应①×-③得：，D错误；
故选C。
3．A
解析：对应、、分别给方程式进行编号为①、②、③，对应方程式可由方法组合得到，因此，故选A。
4．C
解析：A．共价键的键能越大越牢固，则表中最牢固的化学键是H—F，A正确；
B．卤族元素的非金属性越强，对应的简单氢化物越稳定，简单氢化物中化学键的键能越大，结合表中数据可知431kJ mol-1>E(H—Br)>299kJ mol-1，B正确；
C．1molH2(g)与1molF2(g)生成2molHF(g)放出的能量为(2×568-436-157)kJ=543kJ，C错误；
D．H—H键能为436kJ mol-1，且断裂化学键需吸收能量，则1molH2(g)分解成2molH(g)需吸收436kJ的能量，D正确；
故选C。
5．A
解析：A．断键时吸热、成键时放热，则(436+a)-2×431=-183，得，A正确；
B．反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，该反应为放热反应，则和的总能量大于的，B错误；
C．与完全反应生成时放出热量，条件不足，无法求出的物质的量，C错误；
D．的能量比的能量高，则生成的能量变化大于，D错误；
答案选A。
6．A
【分析】根据盖斯定律，反应热与反应过程无关，则 H1= H2+ H3+ H4+ H8或 H1= H2+ H3+ H5+ H6+ H7+ H8；
解析：A．由图可知Cl(g)→Cl-(g)放热，即 H6<0，固态钠气化吸热，即 H2>0，则 H5+ H6+ H7+ H8< H2，A正确；
B．钠原子失去电子放热，即 H5<0，氯原子得到电子放热，即 H6<0，钠离子和氯离子结合生成NaCl(g)放出热量， H7<0，B错误；
C．I的非金属性比Cl弱，得电子能力比Cl弱，所需能量较低，由于该过程放出热量，数值越小 H越大，则I(g) H6的大于Cl(g)的 H6，C错误；
D．根据盖斯定律，反应热与反应过程无关，则 H1= H2+ H3+ H5+ H6+ H7+ H8，D错误；
故选：A。
7．B
解析：A．由能量变化图可知 ，A错误；
B．该反应正反应的活化能为a，逆反应活化能为b，由能量变化图可知该反应正反应的活化能高于逆反应的活化能，B正确；
C．由能量变化图可知，断裂1molA-A键和1molB-B键，吸收2akJ能量，C错误；
D．由能量变化图可知，破坏反应物中化学键所需的能量为a，形成反应产物中化学键所释放的能量为b，可以看出a>b，D错误；
故答案为：B。
8．B
解析：A．根据盖斯定律可知两个基元反应相加得反应2HI(g) H2(g)+I2(g)，H=H1+H2，选项A正确；
B．ⅰ中HI断裂化学键吸收能量，形成H2成键要放出能量，所以 H1要比较吸收能量和放出能量的相对多少，选项B错误；
C．ⅱ中只有I形成I2，成化学键释放能量，所以 H2＜0，选项C正确；
D．反应2HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH>0，说明断裂2molHI(g)中的化学键吸收的能量大于断裂1molH2(g)和1molI2(g)中的化学键吸收的总能量，选项D正确；
答案选B。
9．C
解析：A．根据盖斯定律可知， H6= H1+ H2+ H3+ H4－ H5，故A错误；
B．原子失去电子变为离子属于吸热过程，Ca和Mg属于同主族，Ca的金属性强于Mg，Ca→Ca2+吸收热量小于Mg→Mg2+吸收热量，即 H7＜ H3，故B错误；
C．原子得电子变为离子属于放热过程，Cl非金属性强于I，即Cl→Cl-放出热量比I→I-放出热量多，即 H8＞ H4，故C正确；
D．MgCl2(s)=Mg2+(g)+2Cl-(g)属于吸热反应，即 H5＞0，Mg2+(g)、2Cl-(g)转化成Mg2+(aq)、2Cl-(aq)要放出热量，发生MgCl2(s)=Mg2+(aq)+2Cl-(aq)吸收热量比MgCl2(s)=Mg2+(g)+2Cl-(g)少，即 H9＜ H5，故D错误；
答案为C。
10．C
解析：A．反应是放热反应还是吸热反应与反应条件是否需要加热无关，需要加热的反应可能是吸热反应，不需要加热的反应也可能是放热反应，A错误；
B．S燃烧产生的稳定氧化物是SO2，S燃烧反应不能产生SO3，因此S(s)+O2(g)=SO3(g) ΔH=a kJ·mol-1不能表示单质硫燃烧热，B错误；
C．物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强，根据C(s，石墨)C(s，金刚石) ΔH=+1.9 kJ·mol-1可知：石墨含有的能量比金刚石低，因此可推断石墨比金刚石稳定，C正确；
D．物质完全燃烧放出的能量比不完全燃烧放出的热量多。反应放出的热量越多，其反应热就越小，则反应物ΔH1＜ΔH2，D错误；
故合理选项是C。
11．A
解析：A．生成CO2放出的热量更多，两个反应都是放热反应，焓变为负值，则，A正确；
B．P(s，白磷)生成P(s，红磷)放热，说明P(s，红磷)的能量比较低，能量比较低的体系比较稳定，故P(s，红磷)比P(s，白磷)稳定，B错误；
C．燃烧热指1mol物质与氧气进行完全燃烧反应时放出的热量。题给热反应方程式不是H2在氧气中燃烧，C错误；
D．该反应是可逆反应，和混合并充分反应，不能完全反应，故放出的热量小于，D错误；
故选A。
12．C
解析：A．燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；故燃烧的热化学方程式为ΔH=-565.6kJ/mol，故A错误；
B．表示氢气燃烧热时应该对应液态水，所以H2燃烧的热化学方程式为　ΔH=-285.8kJ/mol，故B错误；
C．H2和CO组成的混合气体，混合气体的密度是相同条件下氢气密度的7.5倍，则其摩尔质量为15g/mol，设H2和CO的物质的量分别为a、b，则，a:b=1:1，则H2的体积分数等于物质的量分数为×100%=50%，故C正确；
D．该混合气体中H2和CO的物质的量分别为2mol、2mol，则完全燃烧放热（285.8×2+282.8×2）kJ=1137.2kJ，故D错误；
故选C。
13．D
解析：由盖斯定律可知，反应 为（3①-4②+③）/4，则该反应的焓变为△H=(3△H1-4△H2+△H3)/4=.
故选D。
14．D
【分析】从图看反应经历了三个历程（过程），则X(g)→Y(g) 过程中的焓变应该由三个历程叠加。
解析：第一步反应的焓变为E1-E2；第二步反应的焓变为ΔH；第三步反应焓变为E3-E4，所以该反应的焓变为E1 E2+ΔH+E3 E4；
故选D。
15．B
解析：由于CH3OOH为弱电解质，与NaOH反应过程中CH3OOH继续电离要吸收一部分热量，故最终生成1 mol H2O时放出热量小于57.3 kJ，浓硫酸遇水放出大量热量，故浓硫酸与NaOH反应生成1 mol H2O时放出热量大于57.3 kJ，HNO3与NaOH反应生成1 mol H2O时放出热量等于57.3 kJ，由于中和反应为放热反应，故放热越多，反应热数值越小，故ΔH1>ΔH3>ΔH2，所以答案选B。
二、填空题
16．(1)
(2)300
解析：（1）由题图可知，反应Ⅰ为 ，根据盖斯定律，总反应反应Ⅱ可得反应Ⅰ的热化学方程式为 。
（2）正反应的活化能-逆反应的活化能、反应物的键能总和-生成物的键能总和。，又，则。
17．(1)A
(2)470
(3)3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)
(4) H2O 非金属性氢化物越稳定，越小 H2Se(g)=Se(s)+H2(g)
解析：（1）A．燃料燃烧放热，化学能转化为热能，还有部分转化为光能，A项正确；
B．正丁烷和异丁烷是同分异构体，H原子数相同，所以异丁烷分子中的碳氢键和正丁烷的相同，B项错误；
C．正丁烷的燃烧热；异丁烷的燃烧热，由此可知正丁烷的能量比异丁烷高，能量越低越稳定，故异丁烷更稳定，C项错误；
故选A。
（2）已知白磷的燃烧热为2378.0kJ·mol－1，热化学方程式为 ，反应的焓变等于反应物的总键能减去生成物的总键能，，解得。
（3）由图示可知反应II的热化学方程式为 ，II=－(I+III)，根据盖斯定律可知，综上 。
（4）根据元素周期律，同主族元素非金属性越强，其氢化物越稳定，能量越低越稳定，放热越多，故非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热的关系：非金属性氢化物越稳定，越小，因为非金属性O>S>Se>Te，故a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O，硒化氢的反应热为81kJ/mol，硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为H2Se(g)=Se(s)+H2(g) 。
18．H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g) ΔH＝—183kJ/mol
解析：反应热与反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值相等，则气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的反应热为ΔH＝(436+243) kJ/mol—431kJ/mol×2=—183kJ/mol，则反应的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g) ΔH＝—183kJ/mol，故答案为：H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g) ΔH＝—183kJ/mol。
19．6 玻璃棒 500 mL容量瓶 胶头滴管 环形玻璃搅拌棒 3 B -93 CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) ΔH＝-218.05kJ/mol。
【分析】本题可通过一定物质的量浓度溶液的配制过程来记忆需要用到的实验仪器；根据测定中和热的实验装置和实验步骤进行有关分析；根据盖斯定律推断反应的热化学方程式和反应热。
解析：I．(1)①根据c=可解得98%的浓硫酸的c1=18.4 mol/L。需要配制的稀硫酸c2=0.5 mol/L，因实验室无450 mL的容量瓶，需选用500 mL进行配制，因此V2=500 mL=0.5L。根据溶液稀释前后溶质物质的量不变可得c1V1= c2V2，将数据代入即可求得V1=13.6 mL。
②根据溶液稀释的过程联想需要的主要实验仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、500 mL容量瓶和胶头滴管。因此答案为玻璃棒、500 mL容量瓶和胶头滴管。
(2)①由量热计的构造可知该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒。
②需要使用温度计测量反应前酸溶液的温度、反应前碱溶液的浓度和发生中和反应后最高温度，共需要三次。因此答案为3。
③量取稀硫酸的体积时仰视导致量取的稀硫酸体积增大，反应放出的热量偏多，故测得中和热数值偏大。实验装置保温、隔热效果差和分多次把氢氧化钠溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，都会导致热量损失大，从而导致测量的中和热偏小。综上所述，得中和热数值偏大的是B,本题选B。
II．(1)从化学键角度来计算反应热，a=反应物的键能之和-生成物的键能之和=945 kJ/mol +3×436 kJ/mol -6×391 kJ/mol =-93 kJ/mol。
(2) Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1＝-24.8kJ/mol ①
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) ΔH2＝-47.1kJ/mol ②
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) ΔH3＝+640.5kJ/mol ③
根据盖斯定律（①×3－③×2－②）÷6即得CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) ΔH，ΔH＝（ΔH1×3－ΔH3×2－ΔH2）÷6=（-24.8×3－640.5×2+47.1）÷6＝ -218.05kJ/mol。因此CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式为CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) ΔH＝-218.05kJ/mol