2022高考化学一轮复习训练：第6章 第2讲 反应热的计算及比较

这是一份2022高考化学一轮复习训练：第6章 第2讲 反应热的计算及比较，共8页。试卷主要包含了已知反应，通过以下反应均可获取H2等内容，欢迎下载使用。


训练(二十八)　反应热的计算及比较

1．(2021·山东淄博期初调研)
已知：25 ℃、101 kPa，H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　
ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
将煤转化为清洁气体燃料时反应C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)的ΔH是(　　)
A．－131.3 kJ·mol－1　　　　 B．＋131.3 kJ·mol－1
C．＋352.3 kJ·mol－1 D．－352.3 kJ·mol－1
B　[将题给热化学方程式依次编号为①②，由②－①可得：C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)，根据盖斯定律，该反应的ΔH＝(－110.5 kJ·mol－1)－(－241.8 kJ·mol－1)＝＋131.3 kJ·mol－1。]
2．(2021·湖北武汉联考)根据以下热化学方程式，ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是(　　)
A．2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1
2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2
则ΔH1>ΔH2
B．Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH1
Br2(l)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2
则ΔH1<ΔH2
C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH2
则 ΔH1<ΔH2
D．Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH1
Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2
则 ΔH1<ΔH2
A　[将A中的热化学方程式依次编号为①、②，由①－②可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，A项错误；Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量，故1 mol Br2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1 mol Br2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多，则有ΔH1<ΔH2，B项正确；将C中的两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①－②得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s)，则有ΔH3＝ΔH1－ΔH2<0，则ΔH1<ΔH2，C项正确；Cl2比Br2活泼，则Cl2与H2反应时越容易，放出的热量越多，ΔH越小，故ΔH1<ΔH2，D项正确。]
3．(2021·江苏常熟调研)下列关于反应过程中能量变化的说法正确的是(　　)

A．图中a、b曲线可分别表示反应CH2===CH2(g)＋H2(g)―→CH3CH3(g)　ΔH＜0使用和未使用催化剂时，反应过程中的能量变化
B．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1，
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2
C．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
D．在一定条件下，某可逆反应的ΔH＝＋100 kJ·mol－1，则该反应正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ·mol－1
D　[由图可知，CH2===CH2(g)＋H2(g)―→CH3CH3(g)　ΔH＞0，A项错误；等量C与O2反应生成CO2放出热量比生成CO放出热量多，放出热量越多，ΔH越小，则有ΔH1<ΔH2，B项错误；H2与Cl2反应生成HCl的ΔH与反应条件无关，取决于反应物具有总能量和生成物具有总能量的相对大小，C项错误；某可逆反应的ΔH＝＋100 kJ·mol－1>0，据ΔH＝Ea(正反应)－Eb(逆反应)>0推知，该反应正反应的活化能比逆反应的活化能大100 kJ·mol－1，D项正确。]
4．(2021·陕西汉中联考)肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，T ℃时在Cu表面分解的机理如图。已知200 ℃时：
反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)
ΔH1＝－a kJ·mol－1(a＞0)
反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g)
ΔH2＝b kJ·mol－1
总反应为N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g)　ΔH3

下列说法不正确的是(　　)
A．图示反应①是放热反应
B．b＜0
C．3 mol N2H4(g)的总能量大于1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)的总能量
D．ΔH3＝(a＋2b)kJ·mol－1
D　[图示反应①N2H4分解为N2和NH3的ΔH＜0，则①是放热反应，A项正确；由能量变化图示可知，N2H4(g)＋H2(g)具有总能量高于2NH3(g)具有总能量，该反应是放热反应，则b＜0，B项正确；反应Ⅰ是放热反应，则3 mol N2H4(g)具有总能量高于1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)具有总能量，C项正确；由Ⅰ－Ⅱ×2可得：N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g)，根据盖斯定律，该反应的ΔH3＝－(a＋2b) kJ·mol－1，D项错误。]
5．(2021·山东济南检测)已知反应：
①2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1
②2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1
③CH3CH2OH(g)=== CH3OCH3(g)
ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1
在C2H4(g)＋H2O(g)=== CH3CH2OH(g)　 ΔH4中，ΔH4等于(　　)
A．－48.5 kJ·mol－1　　　　 B．＋48.5 kJ·mol－1
C．－45.5 kJ·mol－1 D．＋45.5 kJ·mol－1
C　[分析目标热化学方程式C2H4(g)＋H2O(g)=== CH3CH2OH(g)，将三个已知热化学方程式中CH3OH(g)、CH3OCH3(g)消去。根据盖斯定律，由①－②－③可得：C2H4(g)＋H2O(g)===CH3CH2OH(g)，则有ΔH4＝(－23.9 kJ·mol－1)－(－29.1 kJ·mol－1)－(＋50.7 kJ·mol－1)＝－45.5 kJ·mol－1。]
6．(2021·浙江杭州模拟)氢气和氧气反应生成水的能量关系如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．ΔH5<0
B．ΔH1>ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
D．O—H键键能为ΔH1
B　[液态水转化为气态水需要吸热，则ΔH5>0，A项错误；根据盖斯定律可知ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，由于ΔH5>0，因此ΔH1>ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，B项正确；根据盖斯定律可知ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5，则ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5－ΔH1＝0，C项错误；O—H键键能为－ΔH1×，D项错误。]

7．(2021·北京海淀区一模)AlH3是一种储氢材料，可作为固体火箭推进剂。通过激光加热引发AlH3的燃烧反应，燃烧时温度随时间变化关系如图所示。燃烧不同阶段发生的主要变化如下：

2AlH3(s)===2Al(s)＋3H2(g)　　　 ΔH1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH2
Al(s)===Al(g) ΔH3
Al(g)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
下列分析正确的是(　　)
A．AlH3燃烧需要激光加热引发，所以AlH3燃烧是吸热反应
B．其他条件相同时，等物质的量的Al(s)燃烧放热大于Al(g)燃烧放热
C．在反应过程中，a点时物质所具有的总能量最大
D．2AlH3(s)＋3O2(g)===Al2O3(s)＋3H2O(g)　ΔH＝ΔH1＋3ΔH2＋2ΔH3＋2ΔH4
D　[由图可知，AlH3燃烧在激光加热引发后，体系温度能升高到接近于1 600 ℃，故AlH3燃烧是放热反应，A项错误；其他条件相同时，等物质的量的Al(g)具有能量高于Al(s)，故Al(g)放出热量多，B项错误；AlH3的燃烧是放热反应，反应过程中各点物质具有的总能量均低于反应物具有总能量，C项错误；将题给热化学方程式依次编号为①②③④，由①＋②×3＋③×2＋④×2可得反应：2AlH3(s)＋3O2(g)===Al2O3(s)＋3H2O(g)，根据盖斯定律，该反应的ΔH＝ΔH1＋3ΔH2＋2ΔH3＋2ΔH4，D项正确。]
8．(2021·湖北荆州中学检测)水煤气变换反应为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。下列说法正确的是(　　)

A．水煤气变换反应的ΔH＞0
B．步骤③的化学方程式为CO·＋OH·＋H2O(g)===COOH·＋H2O·
C．步骤⑤只有非极性键H—H键形成
D．该历程中最大能垒(活化能)E正＝1.91 eV
B　[由图可知，CO(g)＋2H2O(g)具有总能量高于CO2(g)＋H2(g)＋H2O(g)具有总能量，则水煤气变换反应是放热反应，ΔH<0，A项错误；步骤③中CO·＋OH·＋H2O(g)转化为COOH·＋H2O·，B项正确；步骤⑤中COOH·＋2H·＋OH·转化为CO2(g)＋H2(g)＋H2O·，故步骤⑤有C===O键、H—H键和H—O键形成，C项错误；图中步骤④的能垒(活化能)最大，最大能垒E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，D项错误。]
9．(2021·山东烟台一中检测)通过以下反应均可获取H2。
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋131.3 kJ·mol－1
②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH2＝＋206.1 kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH3
下列说法正确的是(　　)
A．①中反应物的总能量大于生成物的总能量
B．②中使用适当催化剂，可以使ΔH2减小
C．由①、②计算反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝－74.8 kJ·mol－1
D．若知反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH，结合ΔH1可计算出ΔH3
D　[①是吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，A项错误；使用催化剂，可以改变活化能，但反应热ΔH2不变，B项错误；由②－①可得反应：CH4(g)===C(s)＋2H2(g)，根据盖斯定律，则有ΔH＝(＋206.1 kJ·mol－1)－(＋131.3 kJ·mol－1)＝+74.8 kJ·mol－1，C项错误；若知反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH，将该反应编号为④，由①－④可得反应③，根据盖斯定律，则反应③的ΔH3＝ΔH1－ΔH，D项正确。]

10．(1)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的热化学方程式如下：
①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1，则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如表所示是部分化学键的键能参数。
化学键
P—P
P—O
O===O
P===O
键能/(kJ·mol－1)
a
b
c
x
已知白磷的燃烧热为d kJ·mol－1，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图所示，则表中x＝______________ kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代数式表示)。

解析　(1)利用盖斯定律，将所给热化学方程式进行如下运算：②×3－①×2＋③×2，即可得出甲醇蒸气燃烧的热化学方程式。
(2)白磷燃烧的化学方程式为P4＋5O2P4O10，结合题图中白磷及其完全燃烧产物的结构，根据“反应热＝反应物键能总和－生成物键能总和”与燃烧热概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，据此可得x＝(d＋6a＋5c－12b)。
答案　(1)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－764.7 kJ·mol－1
(2)(d＋6a＋5c－12b)
11．(2021·广东广州六校联考)(1)一定条件下，二氧化碳可合成低碳烯烃，缓解温室效应、充分利用碳资源。
已知：①C2H4(g)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2(g)　 ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　 ΔH2
③H2O(l)===H2O(g)　 ΔH3
④2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)　 ΔH4
则ΔH4＝__________________________________ (用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。

由图可知合成氨反应N2(g)＋H2(g)⇌NH3(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。该历程中反应速率最慢的步骤的化学方程式为____________________________。
(3)用H2S和天然气生产CS2的反应为CH4(g)＋2H2S(g) CS2(l)＋4H2(g)。
已知：Ⅰ.CH4(g)＋4S(s) CS2(g)＋2H2S(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1
Ⅱ.S(s)＋H2(g) H2S(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1
Ⅲ.CS2(l) CS2(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1
则反应CH4(g)＋2H2S(g) CS2(l)＋4H2(g)的ΔH＝__________ kJ·mol－1(用含a、b、c的代数式表示)。
(4)己知：①CH2O(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－480 kJ·mol－1；
②相关化学键的键能数据如下表所示：
化学键
O===O
H—H
O—H
键能/(kJ·mol－1)
498
436
464
则CO2(g)＋2H2(g) CH2O(g)＋H2O(g)　ΔH＝________。
解析　(1)分析题给热化学方程式，由②×2＋③×4－①可得反应2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)，根据盖斯定律，则有ΔH4＝2ΔH2＋4ΔH3－ΔH1。
(2)由图可知，N2(g)＋H2(g)具有的总能量比NH3(g)具有总能量高46 kJ·mol－1，则合成氨反应N2(g)＋H2(g) NH3(g)的ΔH＝－46 kJ·mol－1。一般情况，正反应的活化能越大，反应速率越慢，图中过程Nad＋3Had→NHad＋2Had的活化能最大，该步反应最慢。
(3)由Ⅰ－Ⅱ×4－Ⅲ可得反应CH4(g)＋2H2S(g) CS2(l)＋4H2(g)，根据盖斯定律，该反应的ΔH＝(a－4b－c)kJ·mol－1。
(4)①CH2O(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－480 kJ·mol－1；根据表中键能，写出H2和O2反应：②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝－486 kJ·mol－1。由②－①可得反应：CO2(g)＋2H2(g) CH2O(g)＋H2O(g)，根据盖斯定律，该反应的ΔH＝(－486 kJ·mol－1)－(－480 kJ·mol－1)＝－6 kJ·mol－1。
答案　(1)2ΔH2＋4ΔH3－ΔH1　
(2)－46　 Nad＋3Had===NHad＋2Had
(3)a－4b－c
(4)－6 kJ·mol－1