高中化学人教版 (2019)选择性必修1实验活动1 探究影响化学平衡移动的因素精品课时练习

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第一章  化学反应的热效应

第一节  反应热

课时2  热化学方程式   燃烧热

一、选择题

1．已知一些燃料的燃烧热分别为

使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是(　　)

A．一氧化碳　　   B．甲烷            C．异辛烷      、D．乙醇

【答案】B

【解析】“低碳经济”是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。即每生成1摩尔二氧化碳时，放出热量最大的物质符合题意，异辛烷(C8H18) [ 5 461.0 kJ· mol－1/8≈682.6 kJ·mol－1]，乙醇[1 366.8 kJ·mol－1/2＝683.4 kJ·mol－1]，故B正确。

2．（2021·青海海东市·平安一中高二月考）在25℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2 800 kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是

A．C(s)＋O2(g)=CO(g) H＝－393.5 kJ/mol

B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) H＝＋571.6 kJ/mol

C．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) H＝－890.3 kJ/mol

D．C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l) H＝－1400 kJ/mol

【答案】D

【分析】燃烧热指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，碳元素对应的是二氧化碳，氢元素对应的是液态水。

【解析】A．根据燃烧热的定义，碳完全燃烧生成的稳定氧化物是二氧化碳而不是一氧化碳，故A错误；

B．生成物中水应是液态而不是气态，故B错误；

C．应生成液态水才能与ΔH＝-890.3 kJ/mol相对应，故C错误；

D．葡萄糖的燃烧热2800 kJ/mol，则0.5mol葡萄糖完全燃烧放出的热量是1400 kJ，热化学方程式书写正确，故D正确；

故选D。

3．已知：

(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)        ΔH1＝a kJ·mol－1

(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)        ΔH2＝b kJ·mol－1

(3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)         ΔH3＝c kJ·mol－1

(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)         ΔH4＝d kJ·mol－1

下列关系式中正确的是(　　)

A．a<c<0　　　　　　　 B．b>d>0

C．2a＝b<0       D．2c＝d>0

【答案】C

【解析】抓比较的关键。该反应是放热反应，ΔH＜0；(1)与(2)是生成H2O的状态一样，但物质的计量数是2倍关系，2a＝b；同理比较(3)、(4)得：2c＝d，由于H2O(g)===H2O(l)是放热反应，ΔH＜0，故c＜a，d＜b，综合考虑，仅C选项符合题意。

4．根据碘与氢气反应的热化学方程式：

①I2(g)+H2(g) 2HI(g) △H=-9.48 k.J·mol-1

②I2(s)+H2((g) 2HI(g)△H=+26.48k.J·mol-1

下列判断正确的是

A．254gI(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48kJ

B．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ

C．反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低

D．反应①的生成物比反应②的生成物稳定

【答案】C

【解析】已知：①I2(g)+H2(g)⇌2HI(g)△H=-9.48kJ•mol-1；②I2(s)+H2(g)⇌2HI(g)△H=+26.48kJ•mol-1，利用盖斯定律将①-②可得I2(g)=I2(s)△H=-9.48kJ•mol-1-26.48kJ•mol-1=-35.96kJ•mol-1，A．n(I2)=1moL，n(H2)=1mol，由于该反应为可逆反应不能完全进行，则放出的热量小于9.48kJ，错误；B．由I2(g)=I2(s)△H=-35.96kJ•mol-1，可知1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ，错误；C．由I2(g)=I2(s)△H=-35.96kJ•mol-1，可知I2(g)能量大于I2(s)，正确；D．反应①、②的产物都是HI，状态相同，稳定性相同，错误；故选：C。

5．（2021·青海海东市·平安一中高二月考）热化学方程式:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3 kJ/mol和H(g)+H(g)=H2(g) ΔH=-435.7 kJ/mol表示

A．氢原子的能量比氢分子的能量低

B．一个氢原子与一个氢原子结合生成1个氢分子且放出435.7 kJ的能量

C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3 kJ

D．固态碳和液态水反应生成一氧化碳气体和氢气吸收131.3 kJ能量

【答案】C

【解析】A．H(g)+ H(g)= H2 (g)，△H = -435.7kJ/mol，表示氢原子结合成氢气过程是放热反应，依据能量守恒可知，氢原子能量高于氢气分子，故A错误；

B．热化学方程式中的计量数只表示物质的量不能表示微粒数，故B错误；

C．反应的焓变是对应化学方程式中物质聚集状态，按照计量数全部反应时放出的热量，1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3kJ，故C正确；

D．反应的焓变是对应化学方程式中物质聚集状态，按照计量数全部反应时放出的热量，1mol固态碳和1mol气态水反应生成一氧化碳气体和氢气吸收131.3kJ能量，故D错误；

故选D。

6．(2021·连云港高二检测)N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是(　　)

A．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)   ΔH＝＋267 kJ·mol－1

B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)   ΔH＝－534 kJ·mol－1

C．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)   ΔH＝－133.5 kJ·mol－1

D．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)   ΔH＝－534 kJ·mol－1

【答案】D

【解析】0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量，则1 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ×4＝534 kJ的热量，焓变为负值，反应生成的水为气体，热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1，故D正确。

7．已知热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1＝－571.6 kJ·mol－1，则关于热化学方程式：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH2＝？的说法中正确的是(　　)

A．热化学方程式中化学计量数表示分子数

B．该反应ΔH2大于零

C．该反应的ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1

D．该反应可表示36 g水分解时的热效应

【答案】B

【解析】选B。ΔH2与ΔH1符号相反，数值相等，故ΔH2＝＋571.6 kJ·mol－1；D选项没有指明36 g水的状态，故D项错误。

8．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1

CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.9 kJ·mol－1

某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为(　　)

A．2∶1　　　B．1∶2　　　C．1∶1　　　D．2∶3

【答案】C

【解析】n(H2O)＝＝0.2 mol，则n(H2)＝0.2 mol，0.2 mol H2完全燃烧生成液态水放出的热量为×0.2 mol＝57.16 kJ。由CO完全燃烧产生的热量为113.74 kJ－57.16 kJ＝56.58 kJ，n(CO)＝

＝0.2 mol，n(H2)∶n(CO)＝0.2 mol∶0.2 mol＝1∶1。

9. 下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　)

A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 322.8 kJ·mol－1(燃烧热)

B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1(中和热)

C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1(反应热)

D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(反应热)

【答案】C

【解析】根据燃烧热的概念，生成的水应为液态，A项错；B项中反应放热，ΔH应为负值，B项错；D项中没表示出物质的聚集状态，D项错。

10．（2021·云南省通海县第一中学高二期中）灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体，基于以上信息判断，说法正确的是

①Sn(s，白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g)  △H1

②Sn(s，灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g)  △H2

③Sn(s，灰) Sn(s，白) △H3=+2.1 kJ/mol

A．△H1＞△H2

B．锡在常温下以灰锡状态存在

C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应

D．锡制容器长期处于低于13.2℃的环境中，会自行毁灭

【答案】D

【解析】A．由③Sn(s，灰) Sn(s，白) △H3=+2.1 kJ/mol知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，根据①、②产物相同，则Sn(白)释放的热量多，则ΔH1＜ΔH2，故A错误；

B．根据③Sn(s，灰) Sn(s，白) △H3=+2.1 kJ/mol，锡在常温下以白锡状态存在，故B错误；

C．由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，根据①、②，其产物相同，则Sn(白)释放的热量多，灰锡转化为白锡的反应是吸热反应，故C错误；

D．根据③当温度低于13.2℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰)，锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中，会自行毁坏，变成粉末状，故D正确；

故答案：D。

11．下列关于热化学反应的描述中正确的是

A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ/mol

B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g) ＝2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝+2×283.0kJ/mol

C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

【答案】B

【解析】A．强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H+(aq)+OH－(aq)====H2O(l)中和热为-57．3 kJ·mol－1，H2SO4和Ca(OH)2得到的CaSO4微溶，会产生额外的热，错误；B．在25℃，101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热:CO(g)＋1/2 O2(g)= CO2(g) ΔH＝-283.0kJ/mol，再利用盖斯定律，得：2CO2（g）=2CO（g）+O2（g）H=+2×283.0kJ/mol，正确；C．反应的吸、放热与反应条件无关，如有些放热反应必须在加热条件下才能进行，如铝热反应，错误；D．燃烧热是1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，应生成液态水，D错误。答案选B。

12．(2021·遵义高二检测)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　)

【答案】C

【解析】燃烧热为1 mol纯物质在氧气中完全燃烧生成指定产物放出的热量，而氢气在氯气中的燃烧放出的能量不是燃烧热，故A错误；溶质物质的量为0.5 mol的Ba(OH)2稀溶液与足量稀H2SO4完全中和，反应生成水的同时还生成硫酸钡，则溶质物质的量为0.5 mol的Ba(OH)2稀溶液与足量稀H2SO4完全中和，放出的热量大于57.3 kJ，故B错误；都为放热反应，不完全燃烧放出的热量较少，等物质的量的碳燃烧时，生成二氧化碳放出的热量较多，则b＜a，故C正确；为放热反应，则红磷能量较低，红磷较稳定，故D错误。

13．（2021·北京房山区·高三二模）我国学者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)

下列说法不正确的是

A．催化剂能够改变反应历程

B．H2O*转化为 H*和OH*时需要吸收能量

C．反应过程中，过渡态1比过渡态2更难达到

D．总反应方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NAeV/mol

【答案】C

【解析】A．由反应历程图可知：在过渡态中，催化剂能够改变反应过程中的相对能量，改变的是反应的历程，但是最终反应物和生成物不会改变，故A正确；

B．根据反应历程图可知，CO(g)+H2O(g)+H2O*的能垒为-0.32eV；CO(g)+H2O(g)+ H*+OH*的能垒为-0.16eV，所以H2O*转化为 H*和OH*时需要吸收能量，故B正确；

C．由反应历程图可知：反应过程中生成过渡态1比过渡态2的能垒小，所以过渡态1反应更容易，故C错误；

D．根据反应历程图可知，整个反应历程中1 mol CO(g)和2 mol H2O(g)生成1 mol CO2(g).和1 mol H2O(g)和1 mol H2(g)时，放出0.72 NAeV的能量，而△H为每1 mol反应对应的能量变化，所以该反应的总反应方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NAeV/mol，故D正确；

故答案：C。

二、非选择题

14．（2021·云南省永胜县第一中学高二月考）能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会人类面临的严峻课题，回答下列问题：

(1)我国是世界上少数以煤为主要燃料的国家，下列关于煤作燃料的论点正确的是___________(填字母)。

A．煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单燃烧掉太可惜，应该综合利用

B．煤是发热很高的固体燃料，我国煤炭资源相对集中，开采成本低，用煤作燃料实惠

C．煤燃烧时产生大量二氧化硫和烟尘，对环境污染严重

D．通过洁净煤技术，如煤的气化和液化以及烟气脱硫，不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率

(2)乌克兰科学家将铜和铁混合熔化制成多孔金属，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料雾化器，该雾化器的作用是_______。

(3)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43 kJ的热量，表示乙醇燃烧热的热化学方程式为___________。

【答案】ACD    使煤油雾化，增大煤油与助燃剂的接触面积，提高燃烧效率    C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH=-1366.89 kJ·mol-1   

【解析】(1)A．煤的液化、气化转化为清洁能源，提高利用率，则煤作燃料简单燃烧掉太可惜，应该综合利用，故A正确；

B．煤炭为不再生能源，开采成本较高，应减少使用，开发新能源，故B错误；

C．二氧化硫可导致酸雨发生，烟尘可导致雾霾发生，则对环境污染严重，故C正确；

D．煤的气化和液化可减少污染物的排放；烟气脱硫可减少二氧化硫的排放，则不仅减轻了燃煤污染，还能提高煤燃烧的热利用率，故D正确；

故答案为ACD；

(2)雾化器可使煤油雾化，增大煤油与助燃剂的接触面积，从而提高燃烧效率；

(3)2.0g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43kJ的热量，可知1molC2H5OH燃烧放出热量为59.43kJ×46/2=1366.89kJ，乙醇燃烧的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH=-1366.89 kJ·mol-1。

15．(1)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是______________________________________________。

(2)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)        ΔH＝－571.6 kJ·mol－1

CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1

某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.76 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量分别为___________________________。

【答案】(1)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)   ΔH＝－177.6 kJ·mol－1　(2)0.2 mol、0.2 mol

【解析】由题意知：反应生成3.6 g H2O(l)，故H2的物质的量为＝0.2 mol。0.2 mol H2完全燃烧放出的热量为×0.2 mol＝57.16 kJ，故CO完全燃烧放出的热量为113.76 kJ－57.16 kJ＝56.6 kJ，所以CO的物质的量为＝0.2 mol。