(浙江选考)2020版高考化学大一轮复习第8讲《化学反应中的热效应》课时作业(含解析) 练习

课后作业8　化学反应中的热效应

(时间:45分钟　满分:100分)

一、选择题(本题包括10小题,每小题6分,共60分,每小题只有一个选项符合题目要求)

1.下列说法正确的是(　　)

A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B.放热反应在常温下一定很容易发生

C.吸热反应只有在加热条件下才能发生

D.反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小

答案D

解析反应在加热条件下进行,不一定是吸热反应,例如:Fe+SFeS属于加热条件下进行的放热反应,A错误;放热反应常温下不一定容易发生,如铝热反应,B错误;有些吸热反应不加热也能反应,如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体常温下就能反应,C错误。

2.(2018·宁波十校第一次联考)已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)

ΔH1=-483.6 kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH 2=-571.6 kJ·mol-1;据此判断,下列说法正确的是(　　)

A.2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH3=+X kJ·mol-1,X小于571.6

B.2 mol氢气和1 mol氧气的总能量大于2 mol液态水的能量

C.1 mol H2O(l)转变成 1 mol H2O(g)放出 44.0 kJ 热量

D.1 mol H2O(g)转变成 1 mol H2O(l)放出 88.0 kJ 热量

答案B

解析热化学反应方程式的正过程热效应的绝对值等于逆过程热效应的绝对值,即X为571.6,故A错误;氢气的燃烧是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,即2mol氢气和1mol氧气的总能量大于2mol液态水的能量,故B正确;给已知热化学方程式依次编号为①②,即①2H2(g)+O2(g)2H2O(g),②2H2(g)+O2(g)2H2O(l),由盖斯定律可知,(①-②)×得H2O(l)H2O(g)　ΔH=×(571.6-483.6)kJ·mol-1=+44.0kJ·mol-1,即1molH2O(l)转变成1molH2O(g)吸收44.0kJ的热量,C错误;根据C选项的分析可知,1mol水蒸气转化成1mol液态水,放出的热量为44kJ,故D错误。

3.(2018·浙江新高考研究联盟第二次联考)根据下图的能量关系图,下列说法正确的是(　　)

A.A2(g)+B2(g)2AB(g)是一个放热反应

B.2 mol AB的总能量大于1 mol A2和1 mol B2的能量之和

C.1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和为a kJ

D.2AB(g)A2(l)+B2(l)　ΔH<(b-a) kJ·mol-1

答案D

解析根据能量关系图可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,即此反应为吸热反应,故A错误;没有指明物质的聚集状态,B错误;akJ·mol-1为活化能,不是A2(g)和B2(g)的总能量,故C错误;A2(g)A2(l)、B2(g)B2(l)属于吸热过程,因此2AB(g)A2(l)+B2(l)　ΔH<(b-a)kJ·mol-1,D正确。

4.(2018·温州十五校联考)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原理如下:

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

下列说法正确的是(　　)

A.CH3OH 的热值为 kJ·g-1

B.反应①中的能量变化如右图所示

C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

D.根据②推知反应:CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1

答案D

解析根据反应②CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)

ΔH=-192.9kJ·mol-1,氢气能够继续燃烧放出热量,因此CH3OH的热值大于kJ·g-1,故A错误;反应①的ΔH>0,而图示的ΔH=生成物总能量-反应物总能量<0,故B错误;由已知可知,反应①为吸热反应,而反应②为放热反应,故C错误;等物质的量的同种物质,气态能量高于液态,固态能量最低,由②推知反应:CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9kJ·mol-1,D正确。

5.一定条件下,充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ,经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5 mol·L-1的KOH溶液100 mL恰好生成正盐。则此条件下反应:C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH为(　　)

A.-16Q kJ·mol-1 B.+8Q kJ·mol-1

C.+16Q kJ·mol-1 D.-8Q kJ·mol-1

答案A

解析n(C4H10)=n(CO2)=n(KOH)=×0.5mol=mol,所以1molC4H10(g)完全燃烧放出的热量为16QkJ,A选项正确。

6.(2018·浙江五校高三第一次联考)已知在25 ℃、1.01×105 Pa下,1 mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示,下列有关说法正确的是(　　)

A.H2O分解为H2与O2时放出热量

B.热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-490 kJ·mol-1

C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙

D.乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将小于930 kJ

答案B

解析氢气和氧气反应生成1molH2O(g)的ΔH=436kJ·mol-1+249kJ·mol-1-930kJ·mol-1=-245kJ·mol-1,反应放热,所以H2O分解为H2和O2时吸热,故A错误;据A项的分析,生成1molH2O(g)时放出245kJ的热量,则热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-490kJ·mol-1,B正确;断键吸收能量,成键释放能量,甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙,C错误;水蒸气变成液态水时会放热,乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将大于930kJ,D错误。

7.根据碘与氢气反应的热化学方程式

(Ⅰ)I2(g)+H2(g)2HI(g)　ΔH=-9.48 kJ·mol-1

(Ⅱ)I2(s)+H2(g)2HI(g)　ΔH=+26.48 kJ·mol-1

下列判断正确的是(　　)

A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJ

B.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ

C.反应(Ⅰ)的产物比反应(Ⅱ)的产物稳定

D.反应(Ⅱ)的反应物总能量比反应(Ⅰ)的反应物总能量低

答案D

解析题给反应是可逆反应,反应物不能完全转化;利用盖斯定律可得出1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ;反应(Ⅰ)和反应(Ⅱ)的产物都为HI(g),稳定性相同,C项错误;利用盖斯定律可得出选项D正确。

8.(2018·金华十校高三期末联考)25 ℃、101 kPa时,有以下能量转化图,下列说法不正确的是(　　)

A.转化Ⅱ的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-282.9 kJ·mol-1

B.相同条件下,1 mol C(s)和 mol O2(g)的总能量大于1 mol CO(g)的能量

C.由C→CO 的热化学方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-221.2 kJ·mol-1

D.CO2(g)分解为C(s)和O2(g)是吸热反应

答案A

解析根据能量转化图,转化Ⅱ的热化学方程式为CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-282.9kJ·mol-1或者2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-565.8kJ·mol-1,故A错误;C和O2反应生成CO,此反应属于放热反应,因此,相同条件下1molC(s)和molO2(g)的总能量大于1molCO(g)的能量,B正确;根据能量转化图,C→CO的热化学方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-(393.5-282.9)×2kJ·mol-1=-221.2kJ·mol-1,C正确;C和O2的反应是放热反应,CO2分解为C和O2是吸热反应,故D正确。

9.(2018·江苏盐城高三三模)化学链燃烧技术是目前能源领域研究的热点之一,用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图和相关热化学反应如下:

化学链燃烧示意图

2Ni(s)+O2(g)2NiO(s)　ΔH=-479.8 kJ·mol-1

CH4(g)+NiO(s)CO(g)+2H2(g)+Ni(s)

ΔH=a kJ·mol-1

CH4(g)+2NiO(s)CO2(g)+2H2(g)+2Ni(s)

ΔH=b kJ·mol-1

CH4(g)+4NiO(s)CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s)　ΔH=156.9 kJ·mol-1

下列说法错误的是(　　)

A.CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH=(2a-b) kJ·mol-1

B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802.7 kJ·mol-1

C.甲烷在“燃料反应器”中反应时产生淡蓝色火焰并放出热量

D.含碳燃料利用“化学链燃烧技术”有利于二氧化碳的分离与回收

答案C

解析已知:①2Ni(s)+O2(g)2NiO(s)　ΔH1=-479.8kJ·mol-1

②CH4(g)+NiO(s)CO(g)+2H2(g)+Ni(s)　ΔH2=akJ·mol-1

③CH4(g)+2NiO(s)CO2(g)+2H2(g)+2Ni(s)　ΔH3=bkJ·mol-1

④CH4(g)+4NiO(s)CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s)　ΔH4=156.9kJ·mol-1

根据盖斯定律,由②×2-③得反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH=(2a-b)kJ·mol-1,选项A正确;根据盖斯定律,由①×2+④得反应CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802.7kJ·mol-1,选项B正确;甲烷在“燃料反应器”中反应时不是甲烷的燃烧反应,不产生淡蓝色火焰,选项C错误;含碳燃料利用“化学链燃烧技术”有利于二氧化碳的分离与回收,选项D正确。

10.黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:

S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)

ΔH=x kJ·mol-1

已知:碳的标准燃烧热ΔH1= a kJ·mol-1

S(s)+2K(s)K2S(s)　ΔH2=b kJ·mol-1

2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)

ΔH3=c kJ·mol-1

则x为(　　)

A.3a+b-c B.c-3a-b

C.a+b-c D.c-a-b

答案A

解析由碳的标准燃烧热,可得热化学方程式:C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=akJ·mol-1　①,对题目中的热化学方程式依次编号:②③④,根据盖斯定律,②=①×3+③-④,则ΔH=ΔH1×3+ΔH3-ΔH4,即x=3a+b-c,故A项正确。

二、非选择题(本题包括4小题,共40分)

11.(16分)(1)丙烷热值较高,污染较小,是一种优良的燃料。试回答下列问题。

①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图,请在图中的括号内填入“+”或“-”。

②写出表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式: 

　。 

③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料,应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量,则混合气体中,丙烷和二甲醚的物质的量之比为　　　　　。 

(2)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成或分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:

①已知:H2O(g)H2O(l)

ΔH1=-Q1 kJ·mol-1(Ⅰ)

C2H5OH(g)C2H5OH(l)

ΔH2=-Q2 kJ·mol-1(Ⅱ)

C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)

ΔH3=-Q3 kJ·mol-1(Ⅲ)

若使46 g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为　　　　　　　　 kJ。 

②碳在氧气供应不充足时,生成CO,同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应C(s)+O2(g)CO(g)的ΔH。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的ΔH,计算时需要测得的实验数据有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案(1)①-　②C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)

ΔH=-2 215.0 kJ·mol-1　③1∶3

(2)①3Q1-Q2+Q3　②C(s)和CO的标准燃烧热

解析(1)①丙烷完全燃烧生成CO2和1molH2O(l)的过程放热,ΔH为“-”。

②标准燃烧热是101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,所以表示丙烷标准燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2215.0kJ·mol-1。③n(二甲醚)×1455kJ·mol-1+[1mol-n(二甲醚)]×2215.0kJ·mol-1=1645kJ,解得n(二甲醚)=0.75mol,n(丙烷)=0.25mol。

(2)①由Ⅰ式×3+Ⅲ式-Ⅱ式可得C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH4=-(3Q1-Q2+Q3)kJ·mol-1,所以使46g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,整个过程中放出的热量为(3Q1-Q2+Q3)kJ。

②利用盖斯定律计算反应C(s)+O2(g)CO(g)的ΔH,需要测得的实验数据有C(s)和CO的标准燃烧热。

12.(8分)已知:CH4(g)的标准燃烧热为-890 kJ·mol-1,蒸发1 mol H2O(l)需要吸收44 kJ热量。

CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-1 114 kJ·mol-1

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH=-114 kJ·mol-1

写出CH4催化还原NO2(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式: 

　。 

答案CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-844 kJ·mol-1

13.(8分)雾霾严重影响人们的生活,汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一。已知汽车尾气排放时容易发生以下反应:

①N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH1=a kJ·mol-1

②2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH2=b kJ·mol-1

③CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH3=c kJ·mol-1

④2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH4

根据反应①②③,确定反应④中ΔH4=　　　　　 kJ·mol-1。 

答案2c-a

14.(8分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,一种工业合成氨的简易流程图如下:

步骤Ⅱ中制氢气的原理如下:

①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

ΔH=206.4 kJ·mol-1

②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

ΔH=-41.2 kJ·mol-1

写出氢气和二氧化碳气体反应生成甲烷和水蒸气的热化学方程式:　。 

答案4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-165.2 kJ·mol-1