反应热的计算 同步练习题 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

1.2反应热的计算同步练习题一、选择题1．2021年10月，神舟十三号载人飞船成功发射。载人飞船中通过如下过程实现再生：①②下列说法错误的是A．的燃烧热B．反应的C．反应①中断裂反应物中的化学键所需的能量小于形成生成物中化学键所释放的能量D．反应的ΔH=-890.3kJ·mol-12．结合图关系，判断如下说法正确的是A．B．C．D．3．关于如图所示转化关系(代表Cl、Br、I)，下列说法错误的是A．B．，C．越小，越稳定D．若分别是、、，则依次减小4．合成氨工作在国民经济中占有重要地位，对人类生存具有重大意义。合成氨反应的历程和能量变化如下图所示：已知：①，②ΔH，则反应②的ΔH为A． B． C． D．5．反应的能量变化如图所示。已知：断开1mol中化学键需吸收946kJ能量，断开1mol中化学键需吸收498kJ能量。下列说法正确的是A．上述反应中产物比反应物更稳定B．断开1mol中化学键需要吸收812kJ能量C．D．上述反应中反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高6．下列叙述正确的是A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热△HB．HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol，则H2SO4和NH3•H2O反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/molC．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+2×283.0kJ/mol7．以太阳能为热源分解，经热化学铁氧化合物循环分解水制的过程如图所示。下列叙述正确的是A．过程中是中间产物B．该过程的热化学方程式可以表示为：C．过程II中3的总能量高于1D．铁氧化合物循环制具有节约能源、产物易分离等优点8．下表为常见燃料的燃烧热数据，热值(单位质量燃料完全燃烧放出的热量)最大的是燃料氢气一氧化碳甲烷甲醇燃烧热285.8283.0890.3726.5A．氢气 B．一氧化碳 C．甲烷 D．甲醇9．已知拆开1molH-H键，1molN-H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH为A．-92kJ/mol B．+184kJ/molC．-184kJ/mol D．-46kJ/mol10．在相同温度下，下列两个反应放出的热量分别以Q1和Q2表示则Q1和Q2的关系为A．2Q1<Q2 B．2Q1>Q2 C．Q1=Q2 D．2Q1=Q211．合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol、-890.3kJ/mol，且H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol。下列热化学方程式正确的是A．B．C．D．12．时，某些物质的相对能量如图：请根据相关物质的相对能量计算反应的焓变(忽略温度的影响)为A． B． C． D．13．已知[、、对应的反应中已省略，且]：下列说法正确的是A． B．的值是的燃烧热C． D．稳定性：正丁烷>异丁烷14．已知：。若断裂、需要吸收的能量分别为436kJ、945.6kJ，则断裂需要吸收的能量为A．391kJ B．737kJC．1173kJ D．1474kJ15．已知各物质的键能如下表所示，下列说法正确的是共价键键能436157568432298A．B．能量最低，稳定性最强C．稳定性：D．H2(g)+F2(g)=2HF(g)的ΔH=+25kJ/mol二、填空题16．如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程，则总反应的热化学方程为___________。17．化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量的变化，是人类获取能量的重要途径，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。Ⅰ、H2+Cl2=2HCl的反应过程如图所示：(1)根据如图填写下表：化学键断裂或形成1mol化学键时能量变化反应中能量变化Cl-Cl吸收243kJ共吸收679kJH-H吸收436kJH-Cl放出431kJ共放出___________kJ(2)该反应为___________反应(填“放热”或“吸热”)。Ⅱ、硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：粗硅冶炼：(a)SiO2+2CSi+2CO↑；精炼硅：(b)Si+3HClSiHCl3+H2；(c)SiHCl3+H2Si+3HCl化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：(3)(a)是___________反应，(c)是___________反应(填“吸热"或“放热”)。(4)反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量___________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。Ⅲ、为了探究化学反应的热效应，某兴趣小组进行了如图所示实验：(5)室温下，观察到的现象是___________；则该反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应。18．目前我国主要使用肼（N2H4）作为卫星发射所用燃料。(1)N2H4可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和H2O。已知：①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)ΔH=-19.5kJ·mol-1②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534.2kJ·mol-1写出液体燃料N2H4与液态N2O4反应的热化学方程式：_______________________________。(2)在230℃和催化剂存在的条件下，将CO2与H2转化为CH3OH(g)和H2O(g)。如图为生产1molCH3OH(g)的能量变化示意图：下表为破坏1mol不同共价键所需的能量（kJ）。试计算：C-HC-OC=OH-HH-O413.4351745436462.8①当CO2与H2转化为1molCH3OH(g)和H2O(g)的ΔH=_____________。②已知E1=8.2kJ·mol-1，则E2=_________kJ·mol-1。(3)以H2合成尿素CO(NH2)2的有关热化学方程式有：①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1②NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH=-79.7kJ·mol-1③NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=+72.5kJ·mol-1则N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的热化学方程式为_________。19．苯乙烯()常用来合成橡胶，还广泛应用于制药、染料、农药等行业，是石化行业的重要基础原料，苯乙烯与各物质之间反应的能量变化如下：I．II．III．IV．回答下列问题：(1)①根据上述反应计算得△H3=___________kJ/mol。②设NA为阿伏加德罗常数的值。反应II每生成5.3g苯乙烷，放出的热量为___________kJ，转移的电子数为___________NA。(2)相关化学键的键能数据如下表所示。化学键Cl-ClH-ClH-H键能/(kJ/mol)243x436①x=___________。②完全燃烧5.2g苯乙烯，消耗氧气___________mol。20．化学反应伴随能量变化，获取反应能量变化有多条途径。回答下列问题：(1)理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)=HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示，计算可得：HCN(g)=HNC(g)∆H=_____kJ•mol-1。HCN与HNC稳定性较强的是_____。(2)已知：化学键种类C—HN—H键能(kJ/mol)ab计算可得：HCN(g)=HNC(g)∆H=______kJ•mol-1(用含a、b的式子表示)。(3)已知：4gCH4完全燃烧生成CO2(g)、H2O(l)时放出热量222.5kJ，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为_____。(4)实验室用50mL0.50mol/L盐酸、50mL0.55mol/LNaOH溶液和如图所示装置，进行测定中和热的实验。①实验装置中尚缺少的一种实验用品是_____。②若测得中和热的数值偏低，请你分析可能的原因是_____。A．测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净B．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓C．做本实验的当天室温较高D．将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水E.在量取盐酸时仰视读数【参考答案】一、选择题1．B解析：A．根据②可知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH=-571.6kJ·mol-1。燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量，H2O的稳定状态是液态，2molH2完全燃烧产生液态水放出热量是571.6kJ，则1molH2完全燃烧产生液态水放出热量是285.8kJ，故H2的燃烧热ΔH=-285.8kJ·mol-1，A正确；B．反应物的能量相同，当生成物是气态时含有的能量比液态高，所以反应放出热量就少，反应放出热量越少，则反应热就越大，所以反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH＞-571.6kJ·mol-1，B错误；C．反应①是放热反应，所以反应①中断裂反应物中的化学键所需的能量小于形成生成物中化学键所释放的能量，C正确；D．已知①CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)ΔH=-252.9kJ·mol-1②2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6kJ·mol-1根据盖斯定律，将[①+②×2]×(-1)，整理可得反应CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的ΔH=-890.3kJ·mol-1，D正确；故选B。2．A【分析】根据图中信息得到，。解析：A．根据两个方程式相减得到，故A正确；B．根据两个方程式相减再乘以2得到，故B错误；C．减去的2倍，得到，故C错误；D．根据C分析得到，故D错误。综上所述，答案为A。3．D解析：A．根据盖斯定律可知，，A正确；B．化学键断裂过程种吸热，，化学键形成的过程为放热，，B正确；C．反应热等于反应中断裂旧化学键消耗的能量之和与反应中形成新化学键放出的能量之和的差，Cl、Br、I的原子半径依次增大，Cl2、Br2、I2断键需要的能量减小，途径Ⅰ生成HX放出的热量依次减小，说明HX越不稳定，即越小，HX越温度，C正确；D．途径Ⅲ为化学键的形成，释放能量，对应HX越不稳定，释放能量越小，X按Cl、Br、I的顺序，依次增大，D错误；故答案为：D。4．A解析：由图可知，氨气分解生成氮气和氢气的反应为吸热反应，反应ΔH=+(500—308—100)kJ/mol=+92kJ/mol，故选A。5．D解析：A．由题图可知，该反应是吸热反应，则2molNO的能量大于1mol和1mol的总能量，能量越低越稳定，产物的稳定性小于反应物的稳定性，故A错误；B．设断开1mol中化学键需要吸收能量，由题图可知，反应的热化学方程式为，，，即断开1mol中化学键需要吸收632kJ能量，故B错误；C．反应的热化学方程式为，则，即，故C错误；D．为吸热反应，焓变，焓变=反应物的总键能-生成物的总键能>0，所以该反应中反应物化学键中储存的总能量比反应产物化学键中储存的总能量高，故D正确；选D。6．D解析：A．使用催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的△H，A错误；B．中和热是指强酸强碱稀溶液反应生成1mol水释放的能量，故其数值不会发生变化，B错误；C．有些放热反应也需要加热，C错误；D．CO的燃烧热是指1molCO完全燃烧生成二氧化碳时放出的能量，该反应的逆反应该好就是CO完全燃烧的反应，故该反应为吸热反应，吸收的热量数值为CO燃烧热的两倍，D正确；故选D。7．D解析：A．太阳能为热源分解，经热化学铁氧化合物循环分解水制，故是过程Ⅰ的反应物，过程Ⅱ的生成物，不是中间产物，A错误；B．根据图示，过程Ⅰ的热反应方程式为，过程Ⅱ的热反应方程式为，根据盖斯定律：-(过程Ⅰ+过程Ⅱ)可得，，B错误；C．根据图示，由过程Ⅱ中无法比较3mol的总能量与1mol的高低，C错误；D．根据流程信息可知，铁氧化合物循环制具有节约能源、产物易分离等优点，D正确。故选D。8．A解析：由燃料的燃烧热可知，1g氢气、一氧化碳、甲烷、甲醇完全燃烧放出的热量分别为×285.8kJ/mol=142.75kJ、×283.0kJ/mol≈10.1kJ、×890.3kJ/mol≈55.6kJ、×726.5kJ/mol≈22.7kJ，则氢气的热值最大，故选A。9．A解析：N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为，拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键需要的能量分别是436kJ、391kJ、946kJ，则ΔH=，故热化学方程式为，故选A。10．A解析：H2O(g)变为H2O(l)放热，即H2O(g)=H2O(l)+Q3，依次将题目所给两个热化学方程式标号为①、②，根据盖斯定律可得②-①×2可得Q2-2Q1=Q3＞0，所以2Q1<Q2；故答案为A。11．A【分析】根据已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热可得表示物质燃烧热的热化学方程式：①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol，②CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol，③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol，然后结合④H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol，利用盖斯定律，将热化学方程式叠加，可得相应反应的热化学方程式，并进行判断。解析：根据已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃烧热可得表示物质燃烧热的热化学方程式：①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol，②CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol，③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3kJ/mol，及④H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol，根据盖斯定律，将热化学方程式④+③-②-①×3，整理可得，故合理选项是A。12．A解析：该反应的，故选A。13．C解析：A．、分别表示异丁烷与正丁烷的燃烧热，若，说明燃烧1mol两种物质时前者释放的热量较后者少，由此知异丁烷的能量较低，则正丁烷转化为异丁烷是放热反应，故A错误；B．燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，含H元素的物质燃烧生成的指定产物为液态水，所以ΔH3的值不是正丁烷的燃烧热，故B错误；C．ΔH1+ΔH2和ΔH3+ΔH4的始态和终态相同，由盖斯定律可知，ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4，故C正确；D．相同条件下，能量越低越稳定，则稳定性：正丁烷＜异丁烷，故D错误；故选C。14．A【分析】根据=反应物的键能之和-生成物的键能之和，结合物质结构与能量进行计算。解析：断裂需要吸收的能量为xkJ，则根据=反应物的键能之和-生成物的键能之和可知，，解得x=391，即断裂需要吸收的能量为391kJ，A项符合题意；答案选A。15．A解析：A．F、Cl、Br、I是同一主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱，则H-X(X代表卤族元素)的键能逐渐减小，故H-Br键的键能介于H-Cl和H-I之间，即432kJ⋅mol-1>E(H−Br)>298kJ⋅mol-1，故A正确；B．F-F键键能最小，说明F-F易断裂，则F2很活泼，容易发生化学反应，故B错误；C．从F到I，H-X(X代表卤族元素)的键能逐渐减小，所以稳定性：HI<HCl<HF，故C错误；D．反应热=反应物的总键能-生成物的总键能，所以H2(g)+F2(g)=2HF(g)的ΔH=436kJ/mol+157kJ/mol-2×568kJ/mol=-543kJ/mol，故D错误；故选A。二、填空题16．2HCl(g)+O2(g)=H2O(g)+Cl2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3解析：根据盖斯定律，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热都是相同的，由题图可知热化学方程式为2HCl(g)+O2(g)=H2O(g)+Cl2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。17．(1)862(2)放热(3)吸热吸热(4)小于(5)甲处液面上升，乙处液面下降吸热解析：（1）如图，断裂1molH—H键和1molCl—Cl键共吸收的总能量为679kJ，形成1molH—Cl键释放431kJ，总的形成2molH—Cl键，共释放862kJ能量，故填862；（2）根据反应物键能之和—生成物键能之和，则反应的<0，为放热反应，故填放热；（3）如图A为粗硅冶炼的能量变化图，反应物总能小于生成物总能量，所以反应(a)为吸热反应；如图B，反应(c)的反应物总能小于生成物总能量，所以反应(c)为吸热反应，故填吸热；吸热；（4）如图B，反应(b)的反应物总能大于生成物总能量，所以反应(b)为放热反应，即，根据反应物键能之和—生成物键能之和<0，所以反应物键能之和<生成物键能之和，故填小于；（5）将与混合，瓶内温度降低，压强减小，会观察到甲处液面上升，乙处液面下降，说明该反应吸热，为吸热反应，故填甲处液面上升，乙处液面下降；吸热；18．2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2OΔH=-1048.9kJ·mol-1-181.6kJ·mol-1189.8N2(g)+3H2(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-179.3kJ·mol-1【分析】本题主要考查应用盖斯定律来书写热化学方程式，以及利用反应热（焓变）等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，也等于正反应的活化能减去逆反应的活化能来进行解题，总体难度不大。解析：(1)根据盖斯定律可知，液体燃料N2H4与液态N2O4反应的反应2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O可由已知反应2②-①，故ΔH=2(-534.2kJ·mol-1)-(-19.5kJ·mol-1)=-1048.9kJ·mol-1，故答案为：2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2OΔH=-1048.9kJ·mol-1；(2)①根据=反应物的键能之和减去生成物的键能之和，可知反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=2E(C=O)+3E(H-H)-3E(C-H)-E(C-O)-3E(H-O)=2×745kJ/mol+3×436kJ/mol-3×413.4kJ/mol-351kJ/mol-3×462.8kJ/mol=-181.6kJ/mol，故答案为：-181.6kJ/mol；②根据=E1-E2，则E2=E1-=8.2kJ·mol-1-(-181.6kJ·mol-1)=189.8kJ·mol-1，故答案为：189.8；(3)根据盖斯定律可知，N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的反应N2(g)+3H2(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)可由已知反应通过①+2②+③联立而得到，则=(-92.4kJ·mol-1)+2×(-79.7kJ·mol-1)+(+72.5kJ·mol-1)=-179.3kJ·mol-1，故N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-179.3kJ·mol-1，故答案为：N2(g)+3H2(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-179.3kJ·mol-1。19．(1)-1186.050.1(2)4320.5解析：（1）①根据盖斯定律可知，反应Ⅲ可由反应Ⅰ+反应Ⅳ-反应Ⅱ得到，则△H3=△H1+△H4-△H2=-54kJ/mol-185kJ/mol+121kJ/mol=-118kJ/mol；②苯乙烷的相对分子质量为106，5.3g苯乙烷的物质的量n==0.05mol。根据方程式可知：每生成1mol苯乙烷，转移电子2mol，则反应Ⅱ每生成5.3g苯乙烷即反应产生0.05mol苯乙烷，放出的热量为Q=121kJ/mol×0.05mol=6.05kJ，转移电子的物质的量n(e-)=0.05mol×2=0.1mol，故转移电子数目