高中化学第二节 反应热的计算随堂练习题

这是一份高中化学第二节 反应热的计算随堂练习题，共9页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
反应热的计算(40分钟　70分)一、选择题(本题包括8小题，每小题7分，共56分)1．航天飞船可用肼(N2H4)和过氧化氢(H2O2)为动力源，已知1 g液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出20.05 kJ的热量。下列说法中错误的是(　　)A．该反应中肼作还原剂B．液态肼的燃烧热ΔH为－641.6 kJ·mol－1C．该动力源的突出优点之一是生成物对环境污染小D．肼和过氧化氢反应的热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)；ΔH＝－641.6 kJ·mol－1【解析】选B。N2H4中N元素为－2价，反应后生成N2为0价，所以N元素化合价升高，所以肼作还原剂，故A正确； 燃烧热是指1 mol纯净物完全燃烧生成指定产物放出的热量，1 g 液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出20.05 kJ 的热量，则1 mol肼反应放出的热量为32×20.05 kJ＝641.6 kJ，但该数值不是肼的燃烧热，故B错误；液态肼和液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气，对环境无污染，故C正确；肼和过氧化氢反应的热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.6 kJ·mol－1，故D正确。2．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝ －564 kJ·mol－1Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g)ΔH＝－226 kJ·mol－1根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是(　　)A．CO的燃烧热为282 kJB．如图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＞－452 kJ·mol－1D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023【解析】选C。A单位错误；依据热化学方程式，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－564 kJ·mol－1；分析图像中一氧化碳和氧气物质的量不符合反应物的物质的量，B错误；C、固态二氧化碳变化为气态二氧化碳需要吸热，焓变放热是负值；依据热化学方程式判断，2Na2O2(s)＋2CO2(g)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＝－452 kJ·mol－1；所以反应2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＞－452 kJ·mol－1，故C正确；已知：①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－564 kJ·mol－1；②Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＝－226 kJ·mol－1。依据盖斯定律②×2＋①得到：2Na2O2(s)＋2CO(g)===2Na2CO3(s)　ΔH＝－1 016 kJ·mol－1；CO(g)与Na2O2(s)反应放出508 kJ热量时，反应的一氧化碳物质的量为1 mol，电子转移数为2×6.02×1023，故D错误。3．(2021·海口高二检测)机动车尾气中含NO，在催化剂作用下，利用CO可将其转化为无毒的物质。已知下列热化学方程式：①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH1＝＋180 kJ·mol－1；②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH2＝－564 kJ·mol－1；则NO(g)＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g)ΔH＝x kJ·mol－1，x为(　　)A．－744　　B．＋744　　 C．－372　　D．＋372【解析】选C。由①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1＝＋180 kJ·mol－1、②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝－564 kJ·mol－1；结合盖斯定律可知，×(②－①)得到NO(g)＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g)，则ΔH＝(ΔH2－ΔH1)＝(－564－180) kJ·mol－1＝－372 kJ·mol－1。4．已知25 ℃时：①HF(aq)＋OH－(aq) F－(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－67.7 kJ·mol－1②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1下列有关说法中正确的是(　　)A．HF(aq) H＋(aq)＋F－(aq)ΔH＝＋10.4 kJ·mol－1B．水解消耗0.1 mol F－时，吸收的热量为6.77 kJC．中和热均为57.3 kJ·mol－1D．含0.1 mol HF、0.1 mol NaOH的两种溶液混合后放出的热量为6.77 kJ【解析】选B。根据盖斯定律，将①式减去②式得HF(aq) H＋(aq)＋F－(aq)　ΔH＝－10.4 kJ·mol－1，A项错误；氟离子水解是氟化氢中和反应的逆反应，故吸热，B项正确；只有强酸与强碱反应的中和热才是57.3 kJ·mol－1，C项错误；因为①反应为可逆反应，故实际放出的热量小于6.77 kJ，D项错误。【补偿训练】(双选)现在科学家正在寻求将太阳能转化成化学能的办法，其中办法之一就是利用太阳能将H2O分解成H2，再将化学能转化为其他能源。如图是有关的能量循环示意图，下列有关说法正确的是(　　)A.图中ΔH1＝－ΔH2－ΔH3B．如果H—H的键能为a kJ·mol－1，O===O键能为b kJ·mol－1，则断开1 mol H—O键所需要的能量为(ΔH1＋a＋b) kJC．1 mol H2燃烧生成液态水放出|ΔH3|kJ的热量D．水蒸气所具有的能量比液态水多ΔH2 kJ【解析】选A、C。根据盖斯定律，－ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，故A正确；根据图示，H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH1，根据ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和可得：ΔH1＝2×E(H—O) －(a＋)，E(H—O)＝(a＋＋ΔH1)，故B错误；由图中ΔH3的含义可知：1 mol H2燃烧生成液态水放出|ΔH3| kJ的热量，故C正确；没有指明水蒸气的物质的量，故D错误。5．已知氟化氢气体中有平衡关系：①2H3F3(g)===3H2F2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1　②H2F2(g)===2HF(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1　已知a、b均大于0，则可推测反应：H3F3(g)===3HF(g)的ΔH3等于(　　)A．(a＋b) kJ·mol－1　　  B．(a－b) kJ·mol－1C．(a＋3b) kJ·mol－1     D．(0.5a＋1.5b) kJ·mol－1【解析】选D。由×①＋×②得：H3F3(g)===3HF(g)　ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝ kJ·mol－1＝(0.5a＋1.5b) kJ·mol－1。6．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH22CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH34Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH43CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)A．ΔH1>0，ΔH3<0　　　　　 B．ΔH2>0，ΔH4>0C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3　      D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5【解析】选C。根据反应特点，碳燃烧放热，ΔH1＜0；二氧化碳和碳反应吸热，ΔH2＞0；CO燃烧放热，ΔH3＜0；铁和氧气反应放热，ΔH4＜0；CO还原氧化铁放热，ΔH5＜0；由盖斯定律知ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，3ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5，C项正确，D项错误。7．LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：①2Li(s)＋H2(g)===2LiH(s)ΔH＝－182 kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－572 kJ·mol－1③4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s)ΔH＝－1 196 kJ·mol－1则反应2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)的焓变为(　　)A．＋351 kJ·mol－1    B．－351 kJ·mol－1C．＋702 kJ·mol－1    D．－702 kJ·mol－1【解析】选D。目标反应：LiH在O2中燃烧的化学方程式为2LiH＋O2===Li2O＋H2O，根据盖斯定律(②＋③)－①得到LiH在O2中燃烧的热化学方程式为2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)　ΔH＝[－572 kJ·mol－1＋(－1 196 kJ·mol－1)]－(－182 kJ·mol－1)＝－702 kJ·mol－1。8．(2021·郑州高二检测)工业上乙烯催化氧化制乙醛的某一反应原理为2CH2===CH2(g)＋O2(g)2CH3CHO(aq)　ΔH，该反应原理可以拆解为如下三步反应：Ⅰ.CH2===CH2(g)＋PdCl2(aq)＋H2O(l)===CH3CHO(aq)＋Pd(s)＋2HCl(aq)　ΔH1Ⅱ.……Ⅲ.4CuCl(s)＋O2(g)＋4HCl(aq)===4CuCl2(aq)＋2H2O(l)　ΔH3若第Ⅱ步反应的反应热为ΔH2，且ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3，则第Ⅱ步反应的热化学方程式为(　　)A．PdCl2(aq)＋2CuCl(s)===Pd(s)＋2CuCl2(aq)　ΔH2B．2Pd(s)＋4CuCl2(aq)===2PdCl2(aq)＋4CuCl(s)　ΔH2C．Pd(s)＋2CuCl2(aq)===PdCl2(aq)＋2CuCl(s)　ΔH2D．2PdCl2(aq)＋4CuCl(s)===2Pd(s)＋4CuCl2(aq)　ΔH2【解析】选C。根据ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3，则有2ΔH2＝ΔH－2ΔH1－ΔH3，运用盖斯定律，(总－2×Ⅰ－Ⅲ)得Pd(s)＋2CuCl2(aq)===PdCl2(aq)＋2CuCl(s)　ΔH2。【补偿训练】(2020·绍兴高二检测)最近有科学家发现正丁烷(C4H10)脱氢或不完全氧化也可制得1，3­丁二烯(C4H6)，已知热化学方程式如下：①C4H10(g)===C4H6(g)＋2H2(g)ΔH1＝＋123 kJ·mol－1②C4H10(g)＋O2(g)===C4H6(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－119 kJ·mol－1③H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH3＝－57.3 kJ·mol－1下列说法正确的是(　　)ＫA．由②可知，正丁烷(C4H10)的燃烧热为119 kJ·mol－1B．由①和②可推知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＝－242 kJ·mol－1C．H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1D.由①和②可知，同质量的正丁烷(C4H10)转变为1，3­丁二烯(C4H6)所需要的能量相同【解析】选B。燃烧热的定义是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，正丁烷(C4H10)的燃烧热指的是生成二氧化碳和液态水，故A错误；根据盖斯定律，由②减①得，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH4＝－242 kJ·mol－1，故B正确；中和热指的是稀的强酸和强碱反应生成 1 mol 液态水时放出的热量，H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l)中除了生成液态水时，还生成了硫酸钡，生成硫酸钡沉淀是要放出热量，故C错误； 由①和②可知，同质量的正丁烷(C4H10)转变为1，3­丁二烯(C4H6)所需要的能量不相同，故D错误。二、非选择题(本题包括1小题，共14分)9．发射卫星时可用肼(N2H4)作燃料，用二氧化氮作氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534 kJ·mol－1H2(g)＋F2(g)===HF(g)ΔH＝－269 kJ·mol－1H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－242 kJ·mol－1(1)肼和二氧化氮反应的热化学方程式为____________________________________________________________________________________________________；此反应用于火箭推进，除释放大量能量和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是_______________________________________________________。(2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放的能量更大。肼和氟气反应的热化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________。【解析】写出目标反应，然后再利用题给条件计算出反应热，最后写出热化学方程式。答案：(1)2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 135.7 kJ·mol－1　产物无污染(2)N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)ΔH＝－1 126 kJ·mol－1【补偿训练】煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g)===CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝＋218.4 kJ·mol－1(反应Ⅰ)CaSO4(s)＋4CO(g)===CaS(s)＋4CO2(g)ΔH2＝－175.6 kJ·mol－1(反应Ⅱ)请回答下列问题：(1)反应Ⅰ是放热反应还是吸热反应？__________，能否通过反应Ⅰ判断等物质的量的CO、CO2具有能量的高低？__________。(2)已知CO转化成CO2的能量关系如图所示。写出该反应的热化学方程式____________________，则CO的燃烧热ΔH为______________kJ·mol－1。(3)依据反应Ⅰ、Ⅱ确定反应CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)===CaS(s)＋3CO2(g)　ΔH＝______ kJ·mol－1。【解析】(1)反应Ⅰ的ΔH1＞0，故为吸热反应；通过反应Ⅰ只能判断反应物的总能量低于生成物的总能量，不能判断某一反应物与某一生成物之间的能量的相对大小。(2)由图可知2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1，CO的燃烧热ΔH为×(－566) kJ·mol－1＝－283 kJ·mol－1。(3)利用盖斯定律将反应Ⅱ减去反应Ⅰ可得目标方程式，ΔH＝(－175.6－218.4)kJ·mol－1＝－394 kJ·mol－1。答案：(1)吸热反应　否　(2)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1　－283(3)－394(20分钟　30分)一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)1．(2021·天津高二检测)下列各选项中两个反应的反应热，其中ΔH1＞ΔH2的是(　　)A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2B．4P(g)＋5O2(g)===2P2O5(g)　ΔH1；4P(s)＋5O2(g)===2P2O5(g)　ΔH2C．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH1；2SO3(g) O2(g)＋2SO2(g)　ΔH2D．已知反应：C(金刚石，s) C(石墨，s)　ΔH＜0。C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1；C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2【解析】选A。氢气燃烧的反应属于放热反应，生成液态水放出的热量多，所以ΔH1＞ΔH2，故A正确；气态具有的能量比固态具有的能量多，所以气态时燃烧放出的能量多，所以ΔH1＜ΔH2，故B错误；二氧化硫转化为三氧化硫是放热反应，ΔH1为负值，三氧化硫分解成二氧化硫和氧气是吸热反应，ΔH2为正值，所以ΔH1＜ΔH2，故C错误；由反应C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1，C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，根据盖斯定律可知方程1减去方程2可得C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH＜0，所以ΔH1－ΔH2＜0，即ΔH1＜ΔH2，故D错误。2.(双选)意大利科学家获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图所示，已知Ⅰ、断裂1 mol N—N键吸收167 kJ热量，形成1 mol N≡N键放出942 kJ热量；Ⅱ、N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH1＝－92 kJ·mol－1，N4(g)＋6H2(g)===4NH3(g)　ΔH2(kJ·mol－1)，根据以上信息和数据，下列说法正确的是(　　)A．ΔH2<0B．N2分子比N4分子稳定C．ΔH2＝2ΔH1D．ΔH2与方程式化学计量数无关【解析】选A、B。在1 mol N4气体中含有6 mol N—N键，1 mol N2中含有1 mol N≡N键，1 mol N4气体转变为2 mol N2的反应热ΔH＝化学键断裂吸收的热量－形成化学键放出的热量＝6×167 kJ·mol－1 －2×942 kJ·mol－1 ＝1 002 kJ·mol－1 －1 884 kJ·mol－1＝－882 kJ·mol－1，则可得热化学方程式：N4(g)===2N2(g)　ΔH＝－882 kJ·mol－1。已知N4(g)===2N2(g)　ΔH＝－882 kJ·mol－1；N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH1＝－92 kJ·mol－1；根据盖斯定律可知，热化学方程式N4(g)＋6H2(g)===4NH3(g)可由第一个热化学方程式加上第二个热化学方程式的2倍得到，则ΔH2＝ －882 kJ·mol－1＋ 2(－92 kJ·mol－1)＝－1 066 kJ·mol－1，　ΔH2<0，A项正确；由分析知，N4(g)===2N2(g)　ΔH＝－882 kJ·mol－1，该反应为放热反应，则反应物1 mol N4的总能量大于生成物2 mol N2的总能量，而物质的能量越低越稳定，则N2分子比N4分子稳定，B项正确；ΔH1＝－92 kJ·mol－1，ΔH2＝－1 066 kJ·mol－1，C项错误；热化学方程式中化学式前面的化学计量数表示参加反应物质的量，ΔH单位中的“每摩尔”是指每摩尔反应，反应热与化学方程式的化学计量数成正比，D项错误。二、非选择题(本题包括1小题，共20分)3．(1)随着化石能源的减少，新能源的开发利用日益迫切。Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成：SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(g)===2HI(g)＋H2SO4(l)ΔH1＝a kJ·mol－12H2SO4(l)===2H2O(g)＋2SO2(g)＋O2(g)ΔH2＝b kJ·mol－12HI(g)===H2(g)＋I2(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1则：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝__________kJ·mol－1。 (2)(2020·山东等级考节选)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH3回答下列问题：ΔH3＝__________kJ·mol－1。(3)(2021·聊城高二检测)已知：4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1；4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)ΔH2＝－b kJ·mol－1；则反应4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)的ΔH＝____________kJ·mol－1。【解析】(1)已知：ⅰ.SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(g)===2HI(g)＋H2SO4(l)　ΔH1＝a kJ·mol－1，ⅱ.2H2SO4(l)===2H2O(g)＋2SO2(g)＋O2(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1，ⅲ.2HI(g)===H2(g)＋I2(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1，依据盖斯定律ⅰ×2＋ⅱ＋ⅲ×2得到2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝(2a＋b＋2c) kJ·mol－1。(2)根据盖斯定律反应Ⅰ－反应Ⅱ计算反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)的焓变ΔH3＝－49.5 kJ·mol－1－(－90.4 kJ·mol－1)＝＋40.9 kJ·mol－1；(3)已知：①4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1，②4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1，所求反应为4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)，该反应可由得到，根据盖斯定律，该反应的焓变为ΔH＝＝。答案：(1)2a＋b＋2c　(2)＋40.9　(3)【解题技巧】运用盖斯定律的技巧——“三调一加”一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置，改写已知的热化学方程式。二调：根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。三调：调整中间物质的化学计量数。一加：将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。