人教版 (2019)第二节 反应热的计算巩固练习

这是一份人教版 (2019)第二节 反应热的计算巩固练习，共7页。试卷主要包含了已知，已知反应器中存在如下反应等内容，欢迎下载使用。

1．(2021·山东济南高二月考)已知：CH4 在一定条件下可发生一系列反应，如图所示。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1＞ΔH5 B．ΔH3＝ΔH2－ΔH5
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4 D．ΔH4＞0
B [甲烷和氧气反应生成液态水和气态水过程中，反应放出的热量生成液态水放热多，焓变为负值，则反应的焓变ΔH1＞ΔH5,A正确；分析变化过程可知，盖斯定律得到ΔH2＋ΔH3＝ΔH5,B错误；转化关系可知，焓变只与反应体系的始态和终态物质的能量有关，与变化过程无关，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4,C正确；液态水转化为气态水的过程是吸热过程ΔH4＞0，D正确。]
2．已知在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
B [①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH1＝－221 kJ·ml－1；②CO2(g)===C(s)＋O2(g) ΔH2＝＋393.5 kJ·ml－1，利用盖斯定律，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。]
3．用CH4催化还原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574 kJ·ml－1
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1 160 kJ·ml－1
下列说法不正确的是( )
A．若用标准状况下4.48 LCH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4 kJ
B．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＜－574 kJ·ml－1
C．生成相同物质的量的CO2，反应①②转移的电子数相同
D．反应②中当4.48 LCH4反应完全时转移的电子总数为1.60 ml
D [根据盖斯定律，(①＋②)×eq \f(1,2)得到如下热化学方程式：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJ·ml－1，标准状况下4.48 LCH4的物质的量为0.2 ml，放出的热量为0.2 ml×867 kJ·ml－1＝173.4 kJ；由于液态水生成气态水需要吸收热量，所以生成液态水的反应放出的热量多，放热越多，则ΔH越小，即ΔH＜－574 kJ·ml－1；反应②中每1 mlCH4反应完全时转移的电子总数为8 ml，因为没有指明气体的温度和压强，4.48 LCH4的物质的量无法求算。]
4．向足量H2SO4溶液中加入100 mL 0.4 ml·L－1Ba(OH)2溶液，放出的热量是5.12 kJ。如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 ml·L－1盐酸时，放出的热量为2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )
A．Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)===BaSO4(s)
ΔH＝－2.92 kJ·ml－1
B．Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)===BaSO4(s)
ΔH＝－18 kJ·ml－1
C．Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)===BaSO4(s)
ΔH＝－73 kJ·ml－1
D．Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)===BaSO4(s)
ΔH＝－0.72 kJ·ml－1
B [由题给条件可知：
Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)＋2H＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－128 kJ·ml－1①
OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l) ΔH＝－55 kJ·ml－1②
根据盖斯定律①－2×②可得Ba2＋(aq)＋SOeq \\al(2－,4)(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－18 kJ·ml－1。]
5．研究化学反应原理对于生产、生活及环境保护具有重要意义。已知：
Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)
ΔH＝＋64.39 kJ·ml－1
2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)
ΔH＝－196.46 kJ·ml－1
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.84 kJ·ml－1
则H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的ΔH为( )
A．＋319.68 kJ·ml－1 B．＋259.7 kJ·ml－1
C．－319.68 kJ·ml－1 D．－259.7 kJ·ml－1
C [①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g) ΔH＝＋64.39 kJ·ml－1
②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－196.46 kJ·ml－1
③H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.84 kJ·ml－1
依据盖斯定律①＋eq \f(1,2)×②＋③得到：Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－319.68 kJ·ml－1。
6．(2020·全国卷Ⅱ，节选)天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。
乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) ΔH1，相关物质的燃烧热数据如表所示：
ΔH1＝________kJ·ml－1。
[解析] 根据题表中数据信息可写出热化学方程式
(ⅰ)C2H6(g)＋eq \f(7,2)O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1 560 kJ·ml－1、
(ⅱ)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－1 411 kJ·ml－1、
(ⅲ)H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·ml－1，根据盖斯定律，由(ⅰ)－(ⅱ)－(ⅲ)得C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) ΔH1＝＋137 kJ·ml－1。
[答案] ＋137
7．(1)C、N、S的氧化物常会造成一些环境问题，科研工作者正在研究用各种化学方法来消除这些物质对环境的影响。
CO2的重整用CO2和H2为原料可得到CH4燃料。
已知： ①CH4 (g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH1＝＋247 kJ·ml－1
②CH4 (g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH2＝＋205 kJ·ml－1
则CO2重整的热化学方程式为_______________________________________
_______________________________________________________________。
(2)已知部分物质燃烧的热化学方程式如下：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484 kJ·ml－1
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·ml－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－802 kJ·ml－1
“二次转化”时CH4和O2反应生成CO和H2的热化学方程式为
___________________________________________________________。
(3)NH3是造成水体富营养化的重要因素之一，用次氯酸钠水解生成的次氯酸将水中的NH3转化为氮气除去，其相关反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：NH3(aq)＋HClO(aq)===NH2Cl(aq)＋H2O(l) ΔH1＝a kJ·ml－1；
反应Ⅱ：NH2Cl(aq)＋HClO(aq)===NHCl2(aq) ＋H2O(l)
ΔH2＝b kJ·ml－1；
反应Ⅲ：2NHCl2(aq)＋H2O(l)===N2(g)＋HClO(aq)＋3HCl(aq) ΔH3＝c kJ·ml－1。
则2NH3(aq)＋3HClO(aq)===N2(g)＋3HCl(aq)＋3H2O(l)
ΔH＝______________kJ·ml－1。
(4)已知：①2CO(g)＋SO2(g)S(l)＋2CO2(g) ΔH1＝－37.0 kJ·ml－1
②2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g)
ΔH2＝＋45.0 kJ·ml－1
③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3＝－566.0 kJ·ml－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH4＝－484.0 kJ·ml－1
写出液态硫(S)燃烧的热化学方程式_____________________________
____________________________________________________________。
[解析] (1)由已知：①CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH1＝＋247 kJ·ml－1，②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH2＝＋205 kJ·ml－1，根据盖斯定律，①－②×2得CO2重整的热化学方程式为CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝－163 kJ·ml－1。(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－484 kJ·ml－1 ①，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566 kJ·ml－1 ②，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802 kJ·ml－1 ③，将2×③－2×①－②得，2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g) ΔH＝－70 kJ·ml－1。 (3)反应Ⅰ×2＋反应Ⅱ×2＋反应Ⅲ，得出目标方程式的ΔH＝(2a＋2b＋c) kJ·ml－1。(4)②2H2(g)＋SO2(g)S(l)＋2H2O(g) ΔH2＝＋45.0 kJ·ml－1，④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH4＝－484.0 kJ·m1－1，根据盖斯定律，④－②得液态硫(S)燃烧的热化学方程式：S(l)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－529.0 kJ·ml－1。
[答案] (1)CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－163 kJ·ml－1
(2)2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g) ΔH＝－70 kJ·ml－1
(3)2a＋2b＋c (4)S(l)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－529.0 kJ·ml－1
8．(1)已知：
(g)===(g)＋H2(g) ΔH1＝＋100.3 kJ·ml－1①
H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH2＝－11.0 kJ·ml－1②
对于反应：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)③
ΔH3＝________kJ·ml－1。
(2)已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·ml－1
2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ·ml－1
则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)的ΔH＝______ kJ·ml－1。
(3)CH4­CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。
已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·ml－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－394 kJ·ml－1
C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－111 kJ·ml－1
该催化重整反应的ΔH＝________kJ·ml－1。
(4)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：
2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)
ΔH1＝＋48 kJ·ml－1
3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)＋2SiHCl3(g)
ΔH2＝－30 kJ·ml－1
则反应4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH＝________kJ·ml－1。
(5)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)催化剂,2CO(g)＋2H2(g)
已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：
则该反应的ΔH＝________。
(6)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：
2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq) ΔH＝－116.1 kJ·ml－1
3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l) ΔH＝＋75.9 kJ·ml－1
反应3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝_______kJ·ml－1。
[解析] (1)反应①＋②可得反应③，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝＋100.3 kJ·ml－1＋(－11.0 kJ·ml－1)＝＋89.3 kJ·ml－1。(2)将已知热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由eq \f(1,2)a－b，得N2O5(g)===2NO2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)ΔH＝eq \f(1,2)ΔH1－ΔH2＝eq \f(1,2)×(－4.4 kJ·ml－1)－(－55.3 kJ·ml－1)＝＋53.1 kJ·ml－1。(3)将已知中3个反应依次记为①、②、③，根据盖斯定律③×2－①－②得该催化重整反应的ΔH＝[(－111)×2＋75＋394] kJ·ml－1＝＋247 kJ·ml－1。(4)将已知热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由3×①＋②，可得：4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g) ΔH＝3×48 kJ·ml－1－30 kJ·ml－1＝＋114 kJ·ml－1。(5)根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，该反应的ΔH＝(413×4＋745×2)kJ·ml－1－(1 075×2＋436×2) kJ·ml－1＝＋120 kJ·ml－1。(6)①2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq) ΔH＝－116.1 kJ·ml－1，②3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l) ΔH＝＋75.9 kJ·ml－1，根据盖斯定律，(①×3＋②)/2得，3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g) ΔH＝－136.2 kJ·ml－1。
[答案] (1)＋89.3 (2)＋53.1 (3)＋247 (4)＋114
(5)＋120 kJ·ml－1 (6)－136.2
9．(1)已知反应器中存在如下反应：
ⅰ．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH1
ⅱ．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2
ⅲ．CH4(g)===C(s)＋2H2(g) ΔH3
……
ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用
______________________反应的ΔH。
(2)已知：
As(s)＋eq \f(3,2)H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH2
2As(s)＋eq \f(5,2)O2(g)===As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝__________________。
(3)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g) ΔH1＝＋175.4 kJ·ml－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－220.9 kJ·ml－1
TiO2加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：______________
____________________________________________________________。
(4)氢气可用于制备H2O2。已知：
H2(g)＋A(l)===B(l) ΔH1
O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l) ΔH2
其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
(5)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25 ℃，101 kPa时：
CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l)
ΔH＝－271 kJ·ml－1
5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l) ΔH＝－937 kJ·ml－1
则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是______________
____________________________________________________________。
(6)硅与氯两元素的单质反应生成1 ml硅的最高价化合物，恢复至室温，放热687 kJ。已知该化合物的熔、沸点分别为－69 ℃和58 ℃。写出该反应的热化学方程式： ________________________________________________________
_______________________________________________________________。
[解析] (1)ⅰ－ⅱ可得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，设为ⅳ，用ⅳ－ⅲ可得C(s)＋CO2(g)===2CO(g)，因此还需利用C(s)＋CO2(g)===2CO(g)反应的焓变[或计算可得CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)，设为ⅳ，用ⅳ－ⅲ可得C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)]。(2)将已知热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由①×2－②×3－③可得：As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s) ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。(3)根据盖斯定律，将已知的两个热化学方程式相加即可得到所求热化学方程式。(4)题中的两个反应都是熵减的反应，由于两个反应均能自发进行，所以两个反应都是放热反应，即ΔH1<0、ΔH2<0。根据盖斯定律，将题中两个热化学方程式叠加得：H2(g)＋O2(g)===H2O2(l) ΔH＝ΔH1＋ΔH2<0。(5)CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－271 kJ·ml－1 ①，5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l)ΔH＝－937 kJ·ml－1②，根据盖斯定律，由①×5－②得，Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g) ΔH＝－271 kJ·ml－1×5－(－937 kJ·ml－1)＝－418 kJ·ml－1。(6)生成物是四氯化硅，书写热化学方程式的关键是判断常温下四氯化硅的状态。根据其熔点和沸点数据，可推断出四氯化硅在常温下呈液态。据此可写出反应的热化学方程式。
[答案] (1)C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)[或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)]
(2)2ΔH1－3ΔH2－ΔH3
(3)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH＝－45.5 kJ·ml－1
(4)<
(5)Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g) ΔH＝－418 kJ·ml－1
(6)Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH＝－687 kJ·ml－1
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH/(kJ·ml－1)
－1 560
－1 411
－286
化学键
C—H
C===O
H—H
键能
/(kJ·ml－1)
413
745
436
1 075