高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 反应热的计算练习

第一章　第二节　

A组·基础达标

1．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

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

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

A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)

ΔH＝－485 kJ·mol－1

B．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋485 kJ·mol－1

C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝＋485 kJ·mol－1

D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－485 kJ·mol－1

【答案】D　【解析】1 mol气态水分解产生1 mol H2(g)和 mol O2(g)的能量变化为2×463 kJ－436 kJ－×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)＋O2(g)　ΔH＝＋242.5 kJ·mol－1，A、B均错误；若2 mol的气态水分解可产生2 mol H2(g)和1 mol O2(g)，则此时反应的焓变是2ΔH＝＋242.5 kJ·mol－1×2＝＋485 kJ·mol－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·mol－1, C错误，D正确。

3．根据下列热化学方程式：

①C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－870.3 kJ·mol－1

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

A．ΔH＝＋244.1 kJ·mol－1

B．ΔH＝－488.3 kJ·mol－1

C．ΔH＝－996.6 kJ·mol－1

D．ΔH＝＋996.6 kJ·mol－1

【答案】B　【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·mol－1×2－285.8 kJ·mol－1×2＋870.3 kJ·mol－1＝－488.3 kJ·mol－1。

4．已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热ΔH依次为－a kJ·mol－1、－b kJ·mol－1、－c kJ·mol－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·mol－1

B．ΔH1＝(b＋c－2a)kJ·mol－1

C．ΔH2＝(b＋3c－a)kJ·mol－1

D．ΔH2＝(3b＋c－a)kJ·mol－1

【答案】D　【解析】依题意知①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－a kJ·mol－1

②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－b kJ·mol－1

③CO(g)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－c kJ·mol－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·mol－1

①－②×3－③得：CH4(g)＋H2O(l)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH2＝(3b＋c－a) kJ·mol－1。

5．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·mol－1

CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890 kJ·mol－1

又知由H2(g)与O2(g)反应生成1 mol液态H2O比生成1 mol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)＋O2(g)===CO2(g)＋CO(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 214 kJ·mol－1

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

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

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

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

6．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 mol H—H、1 mol N—H、1 mol 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)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－725.76 kJ·mol－1

(2)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)

ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1

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

(4)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

ΔH＝－92 kJ·mol－1

7．在一定条件下，当64 g SO2气体被氧化成SO3气体时，共放出热量98.3 kJ，已知SO2在此条件下转化率为80%。据此，下列热化学方程式正确的是(　　)

A．SO2(g)＋O2(g)SO3(g)

ΔH＝－98.3 kJ·mol－1

B．2SO2(g)＋O2(g)SO3(l)

ΔH＝－196.6 kJ·mol－1

C．SO2(g)＋O2(g)SO3(g)

ΔH＝－78.64 kJ·mol－1

D．2SO2(g)＋O2(g)SO3(g)

ΔH＝＋196.6 kJ·mol－1

【答案】A　【解析】题目中给出64 g SO2气体转化为SO3气体时放出热量为98.3 kJ，A正确。

8．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·mol－1

②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)

ΔH＝－242.0 kJ·mol－1

③CO(g)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－283.0 kJ·mol－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 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol 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：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

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

【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·mol－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”。

B组·能力提升

9．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

【答案】B　【解析】分别编号为①②③④，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③和④，C6H12O6(s)→C6H12O6(g)为吸热过程，6H2O(g)→6H2O(l)为放热过程，所以④放出更多能量，ΔH更小，故ΔH3>ΔH4，A错误；由盖斯定律知，①×6＋②＋③可以得到④，即6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，B正确，C、D均错误。

10．断开1 mol 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)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，则根据所给键能数据可得，b＝________ kJ·mol－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 mol电子转移时，反应的能量变化为______________。

【答案】(1)放热　(a－b) kJ·mol－1

(2)926　496.4

(3)O2＋4HCl2Cl2＋2H2O　放出31.4 kJ能量

【解析】(2)b表示H、O原子结合为1 mol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＋x－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·mol－1＝－125.6 kJ·mol－1，则转移1 mol电子时反应放出的能量为31.4 kJ。