高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 化学反应热的计算练习题

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 化学反应热的计算练习题，共10页。试卷主要包含了已知，已知下列两个热化学方程式等内容，欢迎下载使用。


1．在298 K时下述反应的有关数据：
C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH1＝－110.5 kJ·ml－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·ml－1
则C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH为( )
A．＋283.5 kJ·ml－1 B．＋172.5 kJ·ml－1
C．－172.5 kJ·ml－1 D．－504 kJ·ml－1
解析：由已知热化学方程式可得：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH＝2ΔH1＝－221 kJ·ml－1①
CO2(g)===C(s)＋O2(g) ΔH－ΔH2＝＋393.5 kJ·ml－1②
依据盖斯定律，反应①＋②可得：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)
ΔH＝－221 kJ·ml－1＋393.5 kJ·ml－1＝＋172.5 kJ·ml－1。
答案：B
2．根据盖斯定律判断如下图所示的物质转变过程中，正确的等式是( )
A．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3＝ΔH4
B．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4
D．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
解析：由盖斯定律知：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，D项正确。
答案：D
3．已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·ml－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为( )
A．55 kJ B．220 kJ
C．550 kJ D．1 108 kJ
解析：丙烷分子式是C3H8，1 ml丙烷完全燃烧会产生4 ml水，则丙烷完全燃烧产生1.8 g水，反应放出的热量为eq \f(1.8,18×4)×2 215 kJ＝55.375 kJ。
答案：A
4．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·ml－1；
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.6 kJ·ml－1。
现有由炭粉和氢气组成的悬浮气0.2 ml，在氧气中完全燃烧，共放出63.53 kJ热量，则悬浮气中C与H2的物质的量之比为( )
A．1∶1 B．1∶2
C．2∶3 D．3∶2
解析：设悬浮气中炭粉的物质的量为x ml，氢气的物质的量为y ml，则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x＋y＝0.2，,393.5x＋241.8y＝63.53，))解方程组得：x＝0.1，y＝0.1，即两者的物质的量之比为1∶1。
答案：A
5．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 ml产物的数据)。
据图回答下列问题：
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为__________________
______________________________________________________。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为________________
_____________________________________________________。
(3)P和Cl2分两步反应生成1 ml PCl5的ΔH3＝________，P和Cl2一步反应生成1 ml PCl5的ΔH4________(填“＞”“＜”或“＝”)ΔH3。
解析：(1)由题图可知，1 ml P在Cl2中燃烧生成PCl3(g)放出的热量为306 kJ，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为P(s)＋ eq \f(3,2)Cl2(g) ===PCl3(g) ΔH＝－306 kJ·ml－1。(2)中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其ΔH＝－93 kJ·ml－1，所以PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋93 kJ·ml－1。(3)由盖斯定律可知，一步生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即ΔH3＝ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＝－399 kJ·ml－1。
答案：(1)P(s)＋ eq \f(3,2)Cl2(g)===PCl3(g) ΔH＝－306 kJ·ml－1 (2)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)
ΔH＝＋93 kJ·ml－1 (3)－399 kJ·ml－1 ＝
(时间：40分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括7个小题，每小题8分，共56分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于盖斯定律的说法不正确的是( )
A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同
B．反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关
C．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到
D．根据盖斯定律，热化学方程式中ΔH直接相加即可得总反应热
解析：根据盖斯定律，热化学方程式的ΔH，须由已知的化学反应经过合理的“变形”(如加减或乘除等)，还要注意“＋”“－”号的变化，得到热化学方程式的ΔH。
答案：D
2．已知H2(g)＋Cl2 (g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·ml－1，则反应HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)的ΔH为( )
A．＋184.6 kJ·ml－1 B．－92.3 kJ·ml－1
C．－369.2 kJ·ml－1 D．＋92.3 kJ·ml－1
解析：据两热化学方程式的关系可知ΔH＝－(－184.6 kJ·ml－1)×eq \f(1,2)＝＋92.3 kJ·ml－1，D正确。
答案：D
3．已知热化学方程式：
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1①
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2②
C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH3＝＋1.9 kJ·ml－1③
下列说法正确的是( )
A．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应
B．金刚石比石墨稳定
C．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
D．ΔH1＞ΔH2
解析：由热化学方程式③中ΔH3＝＋1.9 kJ·ml－1＞0得出石墨比金刚石稳定，故A项对，B项错；C项中正确结论应为ΔH3＝ΔH2－ΔH1；ΔH1与ΔH2均小于零，石墨具有的能量低于金刚石，故都生成CO2时ΔH1＜ΔH2，D项错。
答案：A
4．肼(N2H4)是火箭发动机的一种燃料，反应时N2O4为氧化剂，生成N2和水蒸气。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)
ΔH＝＋8.7 kJ·ml－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－534.0 kJ·ml－1
下列表示肼与N2O4反应的热化学方程式，正确的是( )
A．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－542.7 kJ·ml－1
B．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 059.3 kJ·ml－1
C．N2H4(g)＋eq \f(1,2)N2O4(g)===eq \f(3,2)N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1 076.7 kJ·ml－1
D．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 076.7 kJ·ml－1
解析：根据盖斯定律，由②×2－①得2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 076.7 kJ·ml－1，故选D。
答案：D
5．在100 g碳不完全燃烧所得气体中，CO和CO2的体积比为1∶2，已知：
①C(s)＋ eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)
ΔH1＝－110.35 kJ·ml－1
②CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)
ΔH2＝－282.57 kJ·ml－1
则与100 g碳完全燃烧相比，损失的热量是( )
A．392.92 kJ B．2 489.42 kJ
C．784.92 kJ D．3 274.3 kJ
解析：所谓不完全燃烧就是指碳燃烧生成了CO，没有完全生成CO2，而损失的能量就是这部分CO燃烧生成CO2所释放的能量。100 g碳不完全燃烧得到CO气体的物质的量为100 g÷(12 g·ml－1)×1/3＝25/9 ml，由热化学方程式②可知，1 ml CO燃烧生成CO2放出282.57 kJ的热量，则可求得损失的热量是25/9 ml×282.57 kJ·ml－1＝784.92 kJ，故C选项正确。
答案：C
6．已知：Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g) ΔH1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH2
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3
则反应Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)的ΔH是( )
A．ΔH＝ΔH1＋eq \f(1,2)ΔH2＋eq \f(1,2)ΔH3
B．ΔH＝ΔH1＋eq \f(1,2)ΔH2－eq \f(1,2)ΔH3
C．ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3
D．ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
解析：根据待求热化学方程式，将已知热化学方程式进行处理：
Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g) ΔH1
H2O2(l)===H2O(l)＋eq \f(1,2)O2(g) eq \f(1,2)ΔH2
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) eq \f(1,2)ΔH3
然后将三个热化学方程式相加，得Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l) ΔH＝ΔH1＋eq \f(1,2)ΔH2＋eq \f(1,2)ΔH3。
答案：A
7．已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热ΔH分别是－1 411.0 kJ·ml－1和－1 366.8 kJ·ml－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为( )
A．－44.2 kJ·ml－1 B．＋44.2 kJ·ml－1
C．－330 kJ·ml－1 D．＋330 kJ·ml－1
解析：由题意知
①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH1＝－1 411.0 kJ·ml－1
②C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH2＝－1 366.8 kJ·ml－1
③C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l) ΔH
由盖斯定律，得：③＝①－②，则ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－1 411.0 kJ·ml－1－(－1 366.8 kJ·ml－1)＝－44.2 kJ·ml－1，故选A。
答案：A
二、非选择题(本题包括2个小题，共44分)
8．(22分)已知下列两个热化学方程式：
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.0 kJ·ml－1
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2 220.0 kJ·ml－1
(1)实验测得H2和C3H8的混合气体共5 ml，完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为________。
(2)已知：H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·ml－1，写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式：_________________________
_____________________________________________________。
解析：(1)设H2、C3H8的物质的量分别为n1 ml、n2 ml，则eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(n1＋n2＝5，,285.0n1＋2 220.0n2＝6 262.5，))
解得：eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(n1＝2.5，,n2＝2.5。))由相同p、T时，eq \f(V（H2）,V（C3H8）)＝eq \f(n（H2）,n（C3H8）)＝eq \f(2.5 ml,2.5 ml)＝1∶1。(2)由H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·ml－1，则4 ml H2O(l)变为气态水吸热为176 kJ，故C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－2 044.0 kJ·ml－1。
答案：(1)1∶1 (2)C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－2 044 kJ·ml－1
9．(22分)研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过的知识回答下列问题：
(1)已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示：
①反应的热化学方程式为_______________________________。
②已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131 kJ·ml－1
则C(s)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝________。
(2)化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 ml化学键时释放(或吸收)的能
量。已知：N≡N键的键能是948.9 kJ·ml－1，H—H键的键能是436.0 kJ·ml－1；N—H键的键能是391.55 kJ·ml－1。则eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)===NH3(g)。ΔH＝________。
解析：(1)由能量变化图示可知该反应的热化学方程式为：①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41 kJ·ml－1；②将C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)减去CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)，整理可得：C(s)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝＋172 kJ·ml－1；(2)根据键能的定义及与反应热的关系可知：ΔH＝eq \f(1,2)×948.9 kJ·ml－1＋eq \f(3,2)×436.0 kJ·ml－1－3×391.55 kJ·ml－1＝－46.2 kJ·ml－1。
答案：(1)①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41 kJ·ml－1 ②＋172 kJ·ml－1
(2)－46.2 kJ·ml－1