反應熱的計算 同步練習題 高二上學期化學人教版（2019）選擇性必修1

1.2反應熱的計算同步練習題一、選擇題1．2021年10月，神舟十三號載人飛船成功發(fā)射。載人飛船中通過如下過程實現(xiàn)再生：①②下列說法錯誤的是A．的燃燒熱B．反應的C．反應①中斷裂反應物中的化學鍵所需的能量小于形成生成物中化學鍵所釋放的能量D．反應的ΔH=-890.3kJ·mol-12．結合圖關系，判斷如下說法正確的是A．B．C．D．3．關于如圖所示轉化關系(代表Cl、Br、I)，下列說法錯誤的是A．B．，C．越小，越穩(wěn)定D．若分別是、、，則依次減小4．合成氨工作在國民經濟中占有重要地位，對人類生存具有重大意義。合成氨反應的歷程和能量變化如下圖所示：已知：①，②ΔH，則反應②的ΔH為A． B． C． D．5．反應的能量變化如圖所示。已知：斷開1mol中化學鍵需吸收946kJ能量，斷開1mol中化學鍵需吸收498kJ能量。下列說法正確的是A．上述反應中產物比反應物更穩(wěn)定B．斷開1mol中化學鍵需要吸收812kJ能量C．D．上述反應中反應物化學鍵中儲存的總能量比反應產物化學鍵中儲存的總能量高6．下列敘述正確的是A．使用催化劑能夠降低化學反應的反應熱△HB．HCl和NaOH反應的中和熱ΔH=-57.3kJ/mol，則H2SO4和NH3?H2O反應的中和熱ΔH=2×(-57.3)kJ/molC．需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應D．CO(g)的燃燒熱是283.0kJ/mol，則2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+2×283.0kJ/mol7．以太陽能為熱源分解，經熱化學鐵氧化合物循環(huán)分解水制的過程如圖所示。下列敘述正確的是A．過程中是中間產物B．該過程的熱化學方程式可以表示為：C．過程II中3的總能量高于1D．鐵氧化合物循環(huán)制具有節(jié)約能源、產物易分離等優(yōu)點8．下表為常見燃料的燃燒熱數(shù)據(jù)，熱值(單位質量燃料完全燃燒放出的熱量)最大的是燃料氫氣一氧化碳甲烷甲醇燃燒熱285.8283.0890.3726.5A．氫氣 B．一氧化碳 C．甲烷 D．甲醇9．已知拆開1molH-H鍵，1molN-H鍵，1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的ΔH為A．-92kJ/mol B．+184kJ/molC．-184kJ/mol D．-46kJ/mol10．在相同溫度下，下列兩個反應放出的熱量分別以Q1和Q2表示則Q1和Q2的關系為A．2Q1<Q2 B．2Q1>Q2 C．Q1=Q2 D．2Q1=Q211．合成氨原料中的H2可用甲烷在高溫條件下與水蒸氣反應制得。已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃燒熱(△H)分別為-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol、-890.3kJ/mol，且H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol。下列熱化學方程式正確的是A．B．C．D．12．時，某些物質的相對能量如圖：請根據(jù)相關物質的相對能量計算反應的焓變(忽略溫度的影響)為A． B． C． D．13．已知[、、對應的反應中已省略，且]：下列說法正確的是A． B．的值是的燃燒熱C． D．穩(wěn)定性：正丁烷>異丁烷14．已知：。若斷裂、需要吸收的能量分別為436kJ、945.6kJ，則斷裂需要吸收的能量為A．391kJ B．737kJC．1173kJ D．1474kJ15．已知各物質的鍵能如下表所示，下列說法正確的是共價鍵鍵能436157568432298A．B．能量最低，穩(wěn)定性最強C．穩(wěn)定性：D．H2(g)+F2(g)=2HF(g)的ΔH=+25kJ/mol二、填空題16．如圖表示在CuO存在下HCl催化氧化的反應過程，則總反應的熱化學方程為___________。17．化學反應在發(fā)生物質變化的同時伴隨有能量的變化，是人類獲取能量的重要途徑，而許多能量的利用與化學反應中的能量變化密切相關。Ⅰ、H2+Cl2=2HCl的反應過程如圖所示：(1)根據(jù)如圖填寫下表：化學鍵斷裂或形成1mol化學鍵時能量變化反應中能量變化Cl-Cl吸收243kJ共吸收679kJH-H吸收436kJH-Cl放出431kJ共放出___________kJ(2)該反應為___________反應(填“放熱”或“吸熱”)。Ⅱ、硅是太陽能電池的重要材料。工業(yè)冶煉純硅的原理是：粗硅冶煉：(a)SiO2+2CSi+2CO↑；精煉硅：(b)Si+3HClSiHCl3+H2；(c)SiHCl3+H2Si+3HCl化學反應與能量變化如圖所示，回答下列問題：(3)(a)是___________反應，(c)是___________反應(填“吸熱"或“放熱”)。(4)反應(b)破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量___________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化學鍵所放出的能量。Ⅲ、為了探究化學反應的熱效應，某興趣小組進行了如圖所示實驗：(5)室溫下，觀察到的現(xiàn)象是___________；則該反應是___________(填“放熱”或“吸熱”)反應。18．目前我國主要使用肼（N2H4）作為衛(wèi)星發(fā)射所用燃料。(1)N2H4可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成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寫出液體燃料N2H4與液態(tài)N2O4反應的熱化學方程式：_______________________________。(2)在230℃和催化劑存在的條件下，將CO2與H2轉化為CH3OH(g)和H2O(g)。如圖為生產1molCH3OH(g)的能量變化示意圖：下表為破壞1mol不同共價鍵所需的能量（kJ）。試計算：C-HC-OC=OH-HH-O413.4351745436462.8①當CO2與H2轉化為1molCH3OH(g)和H2O(g)的ΔH=_____________。②已知E1=8.2kJ·mol-1，則E2=_________kJ·mol-1。(3)以H2合成尿素CO(NH2)2的有關熱化學方程式有：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則N2(g)、H2(g)與CO2(g)反應生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的熱化學方程式為_________。19．苯乙烯()常用來合成橡膠，還廣泛應用于制藥、染料、農藥等行業(yè)，是石化行業(yè)的重要基礎原料，苯乙烯與各物質之間反應的能量變化如下：I．II．III．IV．回答下列問題：(1)①根據(jù)上述反應計算得△H3=___________kJ/mol。②設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。反應II每生成5.3g苯乙烷，放出的熱量為___________kJ，轉移的電子數(shù)為___________NA。(2)相關化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示?；瘜W鍵Cl-ClH-ClH-H鍵能/(kJ/mol)243x436①x=___________。②完全燃燒5.2g苯乙烯，消耗氧氣___________mol。20．化學反應伴隨能量變化，獲取反應能量變化有多條途徑。回答下列問題：(1)理論研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)=HNC(g)異構化反應過程的能量變化如圖所示，計算可得：HCN(g)=HNC(g)?H=_____kJ?mol-1。HCN與HNC穩(wěn)定性較強的是_____。(2)已知：化學鍵種類C—HN—H鍵能(kJ/mol)ab計算可得：HCN(g)=HNC(g)?H=______kJ?mol-1(用含a、b的式子表示)。(3)已知：4gCH4完全燃燒生成CO2(g)、H2O(l)時放出熱量222.5kJ，則表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式為_____。(4)實驗室用50mL0.50mol/L鹽酸、50mL0.55mol/LNaOH溶液和如圖所示裝置，進行測定中和熱的實驗。①實驗裝置中尚缺少的一種實驗用品是_____。②若測得中和熱的數(shù)值偏低，請你分析可能的原因是_____。A．測量鹽酸的溫度后，溫度計沒有用水沖洗干凈B．把量筒中的氫氧化鈉溶液倒入小燒杯時動作遲緩C．做本實驗的當天室溫較高D．將50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液取成了50mL0.55mol/L的氨水E.在量取鹽酸時仰視讀數(shù)【參考答案】一、選擇題1．B解析：A．根據(jù)②可知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)ΔH=-571.6kJ·mol-1。燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒產生穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量，H2O的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài)，2molH2完全燃燒產生液態(tài)水放出熱量是571.6kJ，則1molH2完全燃燒產生液態(tài)水放出熱量是285.8kJ，故H2的燃燒熱ΔH=-285.8kJ·mol-1，A正確；B．反應物的能量相同，當生成物是氣態(tài)時含有的能量比液態(tài)高，所以反應放出熱量就少，反應放出熱量越少，則反應熱就越大，所以反應2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH＞-571.6kJ·mol-1，B錯誤；C．反應①是放熱反應，所以反應①中斷裂反應物中的化學鍵所需的能量小于形成生成物中化學鍵所釋放的能量，C正確；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根據(jù)蓋斯定律，將[①+②×2]×(-1)，整理可得反應CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的ΔH=-890.3kJ·mol-1，D正確；故選B。2．A【分析】根據(jù)圖中信息得到，。解析：A．根據(jù)兩個方程式相減得到，故A正確；B．根據(jù)兩個方程式相減再乘以2得到，故B錯誤；C．減去的2倍，得到，故C錯誤；D．根據(jù)C分析得到，故D錯誤。綜上所述，答案為A。3．D解析：A．根據(jù)蓋斯定律可知，，A正確；B．化學鍵斷裂過程種吸熱，，化學鍵形成的過程為放熱，，B正確；C．反應熱等于反應中斷裂舊化學鍵消耗的能量之和與反應中形成新化學鍵放出的能量之和的差，Cl、Br、I的原子半徑依次增大，Cl2、Br2、I2斷鍵需要的能量減小，途徑Ⅰ生成HX放出的熱量依次減小，說明HX越不穩(wěn)定，即越小，HX越溫度，C正確；D．途徑Ⅲ為化學鍵的形成，釋放能量，對應HX越不穩(wěn)定，釋放能量越小，X按Cl、Br、I的順序，依次增大，D錯誤；故答案為：D。4．A解析：由圖可知，氨氣分解生成氮氣和氫氣的反應為吸熱反應，反應ΔH=+(500—308—100)kJ/mol=+92kJ/mol，故選A。5．D解析：A．由題圖可知，該反應是吸熱反應，則2molNO的能量大于1mol和1mol的總能量，能量越低越穩(wěn)定，產物的穩(wěn)定性小于反應物的穩(wěn)定性，故A錯誤；B．設斷開1mol中化學鍵需要吸收能量，由題圖可知，反應的熱化學方程式為，，，即斷開1mol中化學鍵需要吸收632kJ能量，故B錯誤；C．反應的熱化學方程式為，則，即，故C錯誤；D．為吸熱反應，焓變，焓變=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能>0，所以該反應中反應物化學鍵中儲存的總能量比反應產物化學鍵中儲存的總能量高，故D正確；選D。6．D解析：A．使用催化劑只能降低反應的活化能，不能改變反應的△H，A錯誤；B．中和熱是指強酸強堿稀溶液反應生成1mol水釋放的能量，故其數(shù)值不會發(fā)生變化，B錯誤；C．有些放熱反應也需要加熱，C錯誤；D．CO的燃燒熱是指1molCO完全燃燒生成二氧化碳時放出的能量，該反應的逆反應該好就是CO完全燃燒的反應，故該反應為吸熱反應，吸收的熱量數(shù)值為CO燃燒熱的兩倍，D正確；故選D。7．D解析：A．太陽能為熱源分解，經熱化學鐵氧化合物循環(huán)分解水制，故是過程Ⅰ的反應物，過程Ⅱ的生成物，不是中間產物，A錯誤；B．根據(jù)圖示，過程Ⅰ的熱反應方程式為，過程Ⅱ的熱反應方程式為，根據(jù)蓋斯定律：-(過程Ⅰ+過程Ⅱ)可得，，B錯誤；C．根據(jù)圖示，由過程Ⅱ中無法比較3mol的總能量與1mol的高低，C錯誤；D．根據(jù)流程信息可知，鐵氧化合物循環(huán)制具有節(jié)約能源、產物易分離等優(yōu)點，D正確。故選D。8．A解析：由燃料的燃燒熱可知，1g氫氣、一氧化碳、甲烷、甲醇完全燃燒放出的熱量分別為×285.8kJ/mol=142.75kJ、×283.0kJ/mol≈10.1kJ、×890.3kJ/mol≈55.6kJ、×726.5kJ/mol≈22.7kJ，則氫氣的熱值最大，故選A。9．A解析：N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式為，拆開1molH—H鍵、1molN—H鍵、1molN≡N鍵需要的能量分別是436kJ、391kJ、946kJ，則ΔH=，故熱化學方程式為，故選A。10．A解析：H2O(g)變?yōu)镠2O(l)放熱，即H2O(g)=H2O(l)+Q3，依次將題目所給兩個熱化學方程式標號為①、②，根據(jù)蓋斯定律可得②-①×2可得Q2-2Q1=Q3＞0，所以2Q1<Q2；故答案為A。11．A【分析】根據(jù)已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃燒熱可得表示物質燃燒熱的熱化學方程式：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，然后結合④H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol，利用蓋斯定律，將熱化學方程式疊加，可得相應反應的熱化學方程式，并進行判斷。解析：根據(jù)已知H2(g)、CO(g)、CH4(g)的燃燒熱可得表示物質燃燒熱的熱化學方程式：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，根據(jù)蓋斯定律，將熱化學方程式④+③-②-①×3，整理可得，故合理選項是A。12．A解析：該反應的，故選A。13．C解析：A．、分別表示異丁烷與正丁烷的燃燒熱，若，說明燃燒1mol兩種物質時前者釋放的熱量較后者少，由此知異丁烷的能量較低，則正丁烷轉化為異丁烷是放熱反應，故A錯誤；B．燃燒熱是1mol純物質完全燃燒生成指定產物時放出的熱量，含H元素的物質燃燒生成的指定產物為液態(tài)水，所以ΔH3的值不是正丁烷的燃燒熱，故B錯誤；C．ΔH1+ΔH2和ΔH3+ΔH4的始態(tài)和終態(tài)相同，由蓋斯定律可知，ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4，故C正確；D．相同條件下，能量越低越穩(wěn)定，則穩(wěn)定性：正丁烷＜異丁烷，故D錯誤；故選C。14．A【分析】根據(jù)=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和，結合物質結構與能量進行計算。解析：斷裂需要吸收的能量為xkJ，則根據(jù)=反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和可知，，解得x=391，即斷裂需要吸收的能量為391kJ，A項符合題意；答案選A。15．A解析：A．F、Cl、Br、I是同一主族元素，從上到下，非金屬性逐漸減弱，則H-X(X代表鹵族元素)的鍵能逐漸減小，故H-Br鍵的鍵能介于H-Cl和H-I之間，即432kJ?mol-1>E(H?Br)>298kJ?mol-1，故A正確；B．F-F鍵鍵能最小，說明F-F易斷裂，則F2很活潑，容易發(fā)生化學反應，故B錯誤；C．從F到I，H-X(X代表鹵族元素)的鍵能逐漸減小，所以穩(wěn)定性：HI<HCl<HF，故C錯誤；D．反應熱=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，所以H2(g)+F2(g)=2HF(g)的ΔH=436kJ/mol+157kJ/mol-2×568kJ/mol=-543kJ/mol，故D錯誤；故選A。二、填空題16．2HCl(g)+O2(g)=H2O(g)+Cl2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3解析：根據(jù)蓋斯定律，不管化學反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱都是相同的，由題圖可知熱化學方程式為2HCl(g)+O2(g)=H2O(g)+Cl2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。17．(1)862(2)放熱(3)吸熱吸熱(4)小于(5)甲處液面上升，乙處液面下降吸熱解析：（1）如圖，斷裂1molH—H鍵和1molCl—Cl鍵共吸收的總能量為679kJ，形成1molH—Cl鍵釋放431kJ，總的形成2molH—Cl鍵，共釋放862kJ能量，故填862；（2）根據(jù)反應物鍵能之和—生成物鍵能之和，則反應的<0，為放熱反應，故填放熱；（3）如圖A為粗硅冶煉的能量變化圖，反應物總能小于生成物總能量，所以反應(a)為吸熱反應；如圖B，反應(c)的反應物總能小于生成物總能量，所以反應(c)為吸熱反應，故填吸熱；吸熱；（4）如圖B，反應(b)的反應物總能大于生成物總能量，所以反應(b)為放熱反應，即，根據(jù)反應物鍵能之和—生成物鍵能之和<0，所以反應物鍵能之和<生成物鍵能之和，故填小于；（5）將與混合，瓶內溫度降低，壓強減小，會觀察到甲處液面上升，乙處液面下降，說明該反應吸熱，為吸熱反應，故填甲處液面上升，乙處液面下降；吸熱；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】本題主要考查應用蓋斯定律來書寫熱化學方程式，以及利用反應熱（焓變）等于反應物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，也等于正反應的活化能減去逆反應的活化能來進行解題，總體難度不大。解析：(1)根據(jù)蓋斯定律可知，液體燃料N2H4與液態(tài)N2O4反應的反應2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O可由已知反應2②-①，故ΔH=2(-534.2kJ·mol-1)-(-19.5kJ·mol-1)=-1048.9kJ·mol-1，故答案為：2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2OΔH=-1048.9kJ·mol-1；(2)①根據(jù)=反應物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，可知反應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，故答案為：-181.6kJ/mol；②根據(jù)=E1-E2，則E2=E1-=8.2kJ·mol-1-(-181.6kJ·mol-1)=189.8kJ·mol-1，故答案為：189.8；(3)根據(jù)蓋斯定律可知，N2(g)、H2(g)與CO2(g)反應生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的反應N2(g)+3H2(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)可由已知反應通過①+2②+③聯(lián)立而得到，則=(-92.4kJ·mol-1)+2×(-79.7kJ·mol-1)+(+72.5kJ·mol-1)=-179.3kJ·mol-1，故N2(g)、H2(g)與CO2(g)反應生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的熱化學方程式為：N2(g)+3H2(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-179.3kJ·mol-1，故答案為：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根據(jù)蓋斯定律可知，反應Ⅲ可由反應Ⅰ+反應Ⅳ-反應Ⅱ得到，則△H3=△H1+△H4-△H2=-54kJ/mol-185kJ/mol+121kJ/mol=-118kJ/mol；②苯乙烷的相對分子質量為106，5.3g苯乙烷的物質的量n==0.05mol。根據(jù)方程式可知：每生成1mol苯乙烷，轉移電子2mol，則反應Ⅱ每生成5.3g苯乙烷即反應產生0.05mol苯乙烷，放出的熱量為Q=121kJ/mol×0.05mol=6.05kJ，轉移電子的物質的量n(e-)=0.05mol×2=0.1mol，故轉移電子數(shù)目