【高中化学人教版（2019）选择性必修1同步练习】第二节反应热的计算（含解析）

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【高中化学人教版（2019）选择性必修1同步练习】第二节反应热的计算
一、单选题
1．下列关于盖斯定律描述不正确的是（　　）
A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应途径有关
B．盖斯定律遵守能量守恒定律
C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热
D．利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热
2．下列有关能量变化的说法错误的是（　　）
A．反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，在光照和点燃条件下的ΔH相同
B．C(s，金刚石)=C(s，石墨) ΔH＜0，说明石墨比金刚石稳定
C．大理石分解为吸热反应，双氧水分解也为吸热反应
D．反应物的键能总和小于生成物的键能总和，该反应是放热反应
3．时，某些物质的相对能量如图：
请根据相关物质的相对能量计算反应
的焓变(忽略温度的影响)为（　　）
A． B．
C． D．
4．已知：①Fe2O3(s)＋3C(s) =2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝+494kJ·mol－1
②CO(g)＋1/2O2(g) =CO2(g) ΔH＝-283 kJ·mol－1
③C(s)＋1/2O2(g)=CO(g) ΔH＝-110kJ·mol－1
则反应Fe2O3(s)＋3C(s)+ 3/2O2(g) =2Fe(s)＋3CO2(g)的焓变是（　　）
A．-355 kJ B．+355 kJ
C．-355 kJ mol-1 D．+355 kJ mol-1
5．某反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．反应过程a有催化剂参与
B．该反应为吸热反应，热效应等于ΔH
C．反应过程b可能分两步进行
D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1—E2
6．能源是制约国家发展进程的因素之一。二甲醚等被称为21世纪的绿色能源，工业上制备二甲醚原理，分别用Ir、Ce作催化剂，进行相同的时间后，测得的的转化率随反应温度的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A．已知二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为，二甲醚燃烧热的热化学方程式
B．二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池，两种燃料所含共价键类型不同，断键时所需能量不同
C．反应的，
D．分别用、作催化剂时，活化能降低更多
二、多选题
7．已知：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的图示与过程如下：
过程Ⅰ：……
过程Ⅱ：3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s) ΔH＝+129.2 kJ·mol﹣1
下列说法正确的是（　　）
A．该过程能量转化形式是太阳能→化学能→热能
B．过程Ⅰ热化学方程式为：Fe3O4(s)=3FeO(s)+ O2(g) ΔH=﹣156.6 kJ·mol﹣1
C．氢气的摩尔燃烧焓为ΔH=﹣285.8 kJ·mol﹣1
D．铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点
8．探究小组在25℃和101kPa下进行中和热测定，取用的盐酸和的NaOH溶液(密度均为)。实验数据如下：
实验序号 起始温度 终止温度 温度差
HCl NaOH 平均值
1 25.4 25.0 25.2 28.5 3.3
2 24.5 24.5 24.5 27.5 3.00
3 25.0 24.5 24.75 26.5 1.75
已知：中和后生成的溶液的比热容为，该实验条件下，中和热的理论值为。下列说法正确的是（　　）
A．该实验计算出中和热的平均值低于理论值
B．造成实验误差的原因可能是溶液混合后未及时盖好量热计杯盖
C．实验时，可用的醋酸代替盐酸
D．实验中，NaOH溶液用量越大，所测中和热数值越大
三、实验探究题
9．I.（1）25℃、101kPa时，使1.0 g乙烯与足量的氧气反应，生成CO2和液态H2O并放出50 KJ的热量，表示乙烯燃烧热的热化学方程式为　 　。
（2）比较下列热化学方程式中ΔH的大小关系。
CH4 (g)＋2O2 (g)===CO2 (g)＋2H2O (l)　ΔH1
CH4 (g)＋2O2 (g)===CO2 (g)＋2H2O (g)　ΔH2
则ΔH1　 　ΔH2
（3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：C (s，石墨) + O2 (g) = CO2 (g) ΔH1
2H2 (g) + O2 (g ) = 2H2O (l) ΔH2
2C2H2 (g) + 5 O2 (g ) = 4 CO2 (g) ＋2 H2O (1) ΔH3
则2C (s，石墨)+ H2 (g)= C2H2 (g) 反应的ΔH的表达式为：ΔH =　 　。
II. 草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：2MnO4－ + 5H2C2O4 + 6H+ = 2 Mn2++ 10CO2↑ + 8H2O。现用4 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下：
组别 10%硫酸体积/mL 温度/℃ 其他物质
I 2 mL 20 /
II 2 mL 20 MnSO4固体
III 2 mL 30 /
IV 1 mL 20 1 mL蒸馏水
（4）如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验　 　和　 　 （用I~IV表示，下同）；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验　 　和　 　。
（5）对比实验I和IV，可以研究　 　对化学反应速率的影响，实验IV中加入1 mL蒸馏水的目的是 　 　。
四、填空题
10．回答下列问题：
（1）有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如图所示，反应，则M、N相比，较稳定的是　 　。
（2）已知，蒸发需要吸收的能量为30kJ，其他相关数据如下表：
物质
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 200 a
则表中a=　 　。
（3）热力学标准态(298.15K、101kPa)下，由稳定单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫作该化合物的生成热()，下图为氧族元素中的氧、硫、硒(Se)、碲在生成1mol气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表那种元素，试写出硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为　 　。
（4）下图表示CO和H2反应生成CH3OH过程中能量变化示意图，请写出CO和H2反应的热化学方程式　 　。
（5）、、、分别表示、、、所具有的能量，则对于反应：　 　 (用含、、、的代数式表示)。
（6）用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液进行中和反应的反应热的测定实验，测得酸、碱初始温度的平均值为25.0℃，反应过程中监测到最高温度的平均值为28.2℃，实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均可取为，反应后溶液的比热容。则生成1mol液态水时，反应热　 　(保留三位有效数字)。
11．某反应分两步进行，其能量变化如图所示。
请回答下列问题：
（1）反应①的活化能　 　。
（2）总反应的热化学方程式为　 　。
（3） 　 　。
（4）在恒温条件下，向某恒容密闭容器中充入和发生上述总反应，达到平衡时气体的总压强增大，其原因是　 　。若达到平衡后，其他条件不变，再充入和，的平衡转化率将　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
（5）在恒温恒压下，向某密闭容器中充入一定量和发生上述总反应，达到平衡后，再充入惰性气体，的平衡转化率　 　(填“增大”“减小”或“不变”)。
12．二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。SO2的催化氧化热化学方程式为： 。其催化机理分为三步反应：
第一步：
第二步：
第三步：___________。
第三步热化学方程式是　 　(的值用含a、b、c的代数式表示)。
13．化学反应总是伴随能量变化，已知下列化学反应的焓变
①2HI（g）=H2（g）+I2（g）△H1
②SO2（g）+I2（g）+2H2O（g）=H2SO4（l）+2HI（g）△H2
③H2SO4（l）=H2O（g）+SO2（g）+ O2（g）△H3
④2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）△H4
△H4与△H1、△H2、△H3之间的关系是：△H4=　 　．
五、解答题
14．已知C﹣H，C﹣F，H﹣F，F﹣F键的键焓（△Hb）分别为：414、489、565、158kJ mol﹣1，根据键焓数据估算以下反应的反应热△H：CH4（g）+4F2（g）﹦CF4（g）+4HF（g）
六、综合题
15．化学反应与能量变化密切相关。回答下列问题：
（1）反应物和生成物均为气态的某可逆反应，在不同条件下的反应历程分别为A、B，如图所示。
①正反应的活化能为　 　(用图中字母表示)；
②当反应达平衡后，其他条件不变，升高温度，反应物的转化率将　 　(填“增大”、“减小”、“不变”)；
③B历程表明此反应采用的条件为　 　(填标号)。
A．升高温度　　　
B.降低温度　　　　
C.增大反应物浓度　　　
D.使用催化剂
（2）在如图的转化关系中(X代表卤素)。△H2　 　0(填“＞”、“＝”或“＜”)；△H1、△H2和△H3三者存在的关系为　 　。
（3）甲醇( )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）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH（g）+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3
已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：
化学键 H-H C-O C O H-O C-H
E/(kJ·mol－1) 436 343 1076 465 413
①计算△H1=　 　kJ.mol－1；
②已知△H3=＋41.1 kJ.mol－1，则△H2 =　 　kJ.mol－1。
16．（14分）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备．回答下列问题：
（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1﹣丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：
①C4H10（g）=C4H8（g）+H2（g）△H1
已知：②C4H10（g）+ O2（g）=C4H8（g）+H2O（g）△H2=﹣119kJ mol﹣1
③H2（g）+ O2（g）=H2O（g）△H3 =﹣242kJ mol﹣1
反应①的△H1为　 　 kJ mol﹣1．图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x　 　0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是　 　（填标号）．
A．升高温度B．降低温度C．增大压强D．降低压强
（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等．图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系．图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是　 　．
（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物．丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是　 　、　 　；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是　 　．
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
2．【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应；反应热和焓变；有关反应热的计算
3．【答案】A
【知识点】有关反应热的计算
4．【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
5．【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应；盖斯定律及其应用；催化剂
6．【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应；盖斯定律及其应用
7．【答案】C,D
【知识点】化学反应中能量的转化；燃烧热；热化学方程式；盖斯定律及其应用
8．【答案】A,B
【知识点】反应热和焓变；中和热；有关反应热的计算
9．【答案】C2H4(g) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l) ΔH = - 1400 kJ/mol；＜；ΔH = 2ΔH1 +1/2 ΔH2 - 1/2 ΔH3 (或ΔH = 1/2(1ΔH1 +ΔH2 - 2ΔH3)；Ⅰ；Ⅱ；Ⅰ；Ⅲ；硫酸浓度（或c(H+)）；稀释硫酸
【知识点】盖斯定律及其应用；化学反应速率的影响因素
10．【答案】（1）M
（2）369
（3）
（4）
（5）
（6）—53.5
【知识点】化学反应中能量的转化；反应热和焓变；盖斯定律及其应用
11．【答案】（1）
（2）
（3）+41
（4）和为气体分子数增大的反应，所以反应达到平衡后气体压强增大；减小
（5）增大
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡的影响因素
12．【答案】
【知识点】盖斯定律及其应用
13．【答案】2（△H1+△H2+△H3）
【知识点】盖斯定律及其应用
14．【答案】解：化学反应的焓变=反应物总键能﹣生成物总键能，CH4（g）+4F2（g）=CF4（g）+4HF（g）△H=（414KJ/mol×4+158KJ/mol×4）﹣（489KJ/mol×4+565KJ/mol×4）=﹣1928KJ/mol，答：反应热为﹣1928KJ/mol．
【知识点】有关反应热的计算
15．【答案】（1）E1；增大；D
（2）＞；△H1 =△H2＋△H3
（3）-99；-57.9
【知识点】反应热和焓变；盖斯定律及其应用
16．【答案】（1）+123；小于；AD
（2）原料中过量H2会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯产率下降
（3）升高温度时，反应速率加快，单位时间内产生丁烯更多；590℃前升高温度，反应①平衡正向移动；高温则有更多的丁烷裂解生成副产物导致产率降低
【知识点】盖斯定律及其应用；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素
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