高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节反应热的计算精品综合训练题

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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节反应热的计算精品综合训练题，共10页。试卷主要包含了根据下列热化学方程式，8 kJ·ml-1，3 kJ·ml-1，6 kJ·ml-1等内容，欢迎下载使用。

第二节反应热的计算

课后篇素养形成

夯实基础轻松达标

1.相同温度时,下列两个反应的反应热分别用ΔH1和ΔH2表示,则( )

①H2(g)+12O2(g)H2O(g) ΔH1=-Q1 kJ·ml-1

②2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH2=+Q2 kJ·ml-1

已知Q1、Q2均大于零。

A.Q1>Q2B.Q1=Q2

C.2Q1

解析将①式改写成2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH3=-2Q1 kJ·ml-1③,将②式改写成2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH4=-Q2 kJ·ml-1④。③式中各物质的化学计量数与④式相同,但③式中H2O为气态,④式中H2O为液态,生成液态水比生成等物质的量的气态水所放出的热量多,故2Q1

答案C

2.在298 K、101 kPa时,已知:

①2H2O(g)O2(g)+2H2(g) ΔH1

②Cl2(g)+H2(g)2HCl(g) ΔH2

③2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g) ΔH3

则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )

A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2

B.ΔH3=ΔH1+ΔH2

C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2

D.ΔH3=ΔH1-ΔH2

解析因为反应式①②③之间存在关系:①+2×②=③,故ΔH1+2ΔH2=ΔH3。

答案A

3.已知H—H、H—O和OO键的键能分别为436 kJ·ml-1、463 kJ·ml-1和495 kJ·ml-1。下列热化学方程式正确的是( )

A.H2O(g)H2(g)+12O2(g) ΔH=-485 kJ·ml-1

B.H2O(g)H2(g)+12O2(g) ΔH=+485 kJ·ml-1

C.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=+485 kJ·ml-1

D.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-485 kJ·ml-1

解析1 ml气态水分解产生1 ml H2(g)和12 ml O2(g)的能量变化为2×463 kJ-436 kJ-12×495 kJ =242.5 kJ。因此气态水分解的热化学方程式可表示为H2O(g)H2(g)+12O2(g) ΔH=+242.5 kJ·ml-1。A、B两项错误。若2 ml的气态水分解可产生2 ml H2(g)和1 ml O2(g),则此时反应的焓变是2ΔH=+242.5 kJ·ml-1×2=+485 kJ·ml-1。则H2(g)与O2(g)反应生成气态水的热化学方程式为2H2(g)+ O2(g)2H2O(g) ΔH=-485 kJ·ml-1。 C项错误,D项正确。

答案D

4.根据下列热化学方程式:

①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·ml-1

②H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·ml-1

③CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-870.3 kJ·ml-1

可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的反应热为( )

A.ΔH=+244.1 kJ·ml-1

B.ΔH=-488.3 kJ·ml-1

C.ΔH=-996.6 kJ·ml-1

D.ΔH=+996.6 kJ·ml-1

解析所求反应可以由①×2+②×2-③得到,故所求反应的ΔH=-393.5 kJ·ml-1×2-285.8 kJ·ml-1×2+870.3 kJ·ml-1=-488.3 kJ·ml-1。

答案B

5.已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热ΔH依次为-a kJ·ml-1、-b kJ·ml-1、-c kJ·ml-1(a、b、c均大于0)。可利用甲烷与二氧化碳或水反应制备CO和H2:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1、CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g) ΔH2。试推算( )

A.ΔH1=(a-2b+2c) kJ·ml-1

B.ΔH1=(b+c-2a) kJ·ml-1

C.ΔH2=(b+3c-a) kJ·ml-1

D.ΔH2=(3b+c-a) kJ·ml-1

解析依题意知①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-a kJ·ml-1

②H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH=-b kJ·ml-1

③CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH=-c kJ·ml-1

根据盖斯定律知,

①-②×2-③×2得:

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH1=(2b+2c-a) kJ·ml-1

①-②×3-③得:

CH4(g)+H2O(l)CO(g)+3H2(g) ΔH2=(3b+c-a) kJ·ml-1。

答案D

6.已知

①H2O(g)H2O(l) ΔH1= Q1 kJ·ml-1

②C2H5OH(g)C2H5OH(l) ΔH2=Q2 kJ·ml-1

③C2H5OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3= Q3 kJ·ml-1。若使23 g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为( )

A.(Q1+Q2+Q3) kJ

B.0.5(Q1+Q2+Q3) kJ

C.(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3) kJ

D.(1.5Q1-0.5Q2 +0.5Q3) kJ

解析由盖斯定律,可由3×①+③-②得

C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=(3Q1+Q3-Q2) kJ·ml-1。

则23 g酒精液体完全燃烧并恢复到室温,放出的热量为0.5 ml×(-ΔH)=(0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3) kJ。

答案C

7.在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为:

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566 kJ·ml-1

CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·ml-1

又知由H2(g)与O2(g)反应生成1 ml液态H2O比生成1 ml气态H2O多放出44 kJ的热量。则CH4气体在空气中不完全燃烧的热化学方程式正确的是( )

A.2CH4(g)+72O2(g)CO2(g)+CO(g)+4H2O(l) ΔH=-1 214 kJ·ml-1

B.2CH4(g)+72O2(g)CO2(g)+CO(g)+4H2O(g) ΔH=-1 038 kJ·ml-1

C.3CH4(g)+5O2(g)CO2(g)+2CO(g)+6H2O(l) ΔH=-1 538 kJ·ml-1

D.3CH4(g)+5O2(g)CO2(g)+2CO(g)+6H2O(g) ΔH=-1 840 kJ·ml-1

解析将题给反应依次编号为①②,根据题目条件可得H2O(g)H2O(l) ΔH=-44 kJ·ml-1③。根据盖斯定律,A项中热化学方程式可由②×2-①×12得到,ΔH=-1 497 kJ·ml-1;B项中热化学方程式可由②×2-①×12-③×4得到,ΔH=-1 321 kJ·ml-1;C项中热化学方程式可由②×3-①得到,ΔH=-2 104 kJ·ml-1;D项中热化学方程式可由②×3-①-③×6得到,ΔH=-1 840 kJ·ml-1,正确。

答案D

8.已知:

(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·ml-1

(2)H2(g)+12O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·ml-1

(3)H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·ml-1

常温常压下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体,其体积折合成标准状况下为11.2 L,完全燃烧后,恢复到常温,放出的热量是。

解析根据题意可知,混合气体的物质的量为0.5 ml,则0.5 ml混合气体中CH4和H2的物质的量分别为0.5 ml×45=0.4 ml,0.5 ml×15=0.1 ml。常温时水为液态,所以放出的热量为(0.4×890.3+0.1×285.8) kJ=384.7 kJ。

答案384.7 kJ

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1.(双选)一定条件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知:①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ· ml-1,②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1 160 kJ· ml-1。下列选项不正确的是( )

A.CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ· ml-1

B.CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH3<ΔH1

C.若用0.2 ml CH4(g)还原NO2(g)至N2(g),则反应中放出的热量一定为173.4 kJ

D.若用2.24 L CH4还原NO2至N2,整个过程中转移电子的物质的量为0.8 ml

解析A项,由①+②2得出:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574-1 1602kJ· ml-1=-867 kJ· ml-1,正确;B项,H2O(g)H2O(l) ΔH<0,因此ΔH3<ΔH1,正确;C项,没有说明反应生成的H2O的状态,如果是气态,则正确,若是液态,则大于173.4 kJ,错误;D项,消耗1 ml CH4转移8 ml e-,但2.24 L CH4是否处于标准状况下不清楚,D错误。

答案CD

2.(2018浙江11月选考)已知:H2O(g)H2O(l) ΔH1

C6H12O6(g)C6H12O6(s) ΔH2

C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(g)+6CO2(g) ΔH3

C6H12O6(g)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g) ΔH4

下列说法正确的是( )

A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4

B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0

C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0

D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0

解析物质由气态转化为液态(液化)需要放热,物质由固态转化为气态需要吸热,比较反应3和反应4,C6H12O6(s)→C6H12O6(g)为吸热过程,6H2O(g)→6H2O(l)为放热过程,所以反应4放出更多能量,ΔH更小,故ΔH3>ΔH4,选项A错误;由盖斯定律知,反应1×6+反应2+反应3可以得到反应4,即6ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4,经数学变形,可以得到6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0,选项B正确,选项C、D均错误。

答案B

3.已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g) ΔH=-72 kJ·ml-1,蒸发1 ml Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:

则下列说法正确的是( )

A.2HBr(g)H2(g)+Br2(l) ΔH<0

B.Br2(l)Br2(g) ΔH=-30 kJ·ml-1

C.H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH=-42 kJ·ml-1

D.a=200

解析A项,2HBr(g)H2(g)+Br2(l)应为吸热反应,ΔH>0,A错误;B项,物质由液态变成气态,应吸收热量,ΔH>0,故B项错误;已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g)

ΔH=-72 kJ·ml-1,蒸发1 ml Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,则有H2(g)+Br2(g)2HBr(g) ΔH=-102 kJ·ml-1,C项错误;由436 kJ+a kJ-2×369 kJ=-102 kJ,解得a=200,故D项正确。

答案D

4.(2019浙江4月选考)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):

M2+(g)+CO32-(g)M2+(g)+O2-(g)+CO2(g)

MCO3(s)↑ΔH1 MO(s)↓ΔH3+CO2(g)

已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是( )

A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0

B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0

C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)

D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3

解析ΔH1表示断裂MCO3中CO32-和M2+的离子键所吸收的能量,离子键强度越大,吸收的能量越大,因而ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,A项正确;ΔH2表示断裂CO32-中共价键形成O2-和CO2吸收的能量,与M2+无关,因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,B项正确;由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量,ΔH3为负值,CaO的离子键强度弱于MgO,因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO),ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,C项错误;由上分析可知ΔH1+ΔH2>0,ΔH3<0,故ΔH1+ΔH2>ΔH3,D项正确。

答案C

5.依据题意,写出下列反应的热化学方程式。

(1)在25 ℃、101 kPa条件下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为。

(2)若适量的N2和O2完全反应生成NO2,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。则该反应的热化学方程式为。

(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650 kJ的热量。则该反应的热化学方程式为。

(4)已知拆开1 ml H—H、1 ml N—H、1 ml N≡N分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为。

答案(1)CH3OH(l)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-725.76 kJ·ml-1

(2)N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·ml-1

(3)C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 300 kJ·ml-1

(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·ml-1

6.断开1 ml AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B的键能。下表列出了一些化学键的键能(E):

请回答下列问题:

(1)如图表示某反应的能量变化关系,则此反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,其中ΔH= (用含有a、b的关系式表示)。

(2)若图示中表示反应H2(g)+12O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·ml-1,则根据所给键能数据可得,b= kJ·ml-1,x= 。

(3)历史上曾用“地康法”制氯气,这一方法是用CuCl2作催化剂,在450 ℃时利用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为。若忽略温度和压强对反应热的影响,根据题给有关数据及前面的计算结果,计算当反应中有1 ml电子转移时,反应的能量变化为。

解析(1)图示反应中反应物具有的能量大于生成物具有的能量,因此是放热反应。反应热为反应物断键吸收的能量与生成物成键放出的能量之差,即ΔH=(a-b) kJ·ml-1。(2)b表示H、O原子结合为1 ml气态水时的能量变化,其数值为463×2=926;根据键能与焓变的关系可得,436+12x-926=-241.8,则x=496.4。(3)根据题意可写出“地康法”制氯气的化学方程式:O2+4HCl2Cl2+2H2O。该反应的ΔH=(496.4+431×4-247×2-463×4) kJ·ml-1=-125.6 kJ·ml-1,则转移1 ml电子时反应放出的能量为31.4 kJ。

答案(1)放热 (a-b) kJ·ml-1

(2)926 496.4

(3)O2+4HCl2Cl2+2H2O 放出31.4 kJ能量

贴近生活拓展创新

将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为

①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·ml-1

②H2(g)+12O2(g)H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·ml-1

③CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·ml-1

请回答:

(1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式: 。

(2)比较反应热数据可知,1 ml CO(g)和1 ml H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 ml C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出下列循环图:

并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。

请分析:甲、乙两同学观点中正确的是 (填“甲”或“乙”);判断的理由是。

(3)将煤转化为水煤气作为燃料与煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点: 。

解析(1)根据盖斯定律①-②-③,即可得C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·ml-1。(2)由(1)中分析可知煤转化为水煤气是吸热反应,而甲正是忽略了这个问题,才误认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。

答案(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·ml-1

(2)乙甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1=ΔH2+ΔH3,且ΔH2>0)

(3)①减少污染,②燃烧充分,③方便运输(答两点即可)H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1 ml分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
化学键
H—H
Cl—Cl
OO
C—Cl
C—H
O—H
H—Cl
E/(kJ·ml-1)
436
247
x
330
413
463
431