高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 反应热的计算第2课时课堂检测

第2课时　反应热的计算

基础过关练

题组一　反应热的大小比较

1.已知以下三个热化学方程式:

2H2S(g)+3O2(g) 2SO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-Q1 kJ·mol-1

2H2S(g)+O2(g) 2S(s)+2H2O(l)　ΔH=-Q2 kJ·mol-1

2H2S(g)+O2(g) 2S(s)+2H2O(g)　ΔH=-Q3 kJ·mol-1

则Q1、Q2、Q3三者关系正确的是 (　　)

A.Q1>Q2>Q3　　　　　　　B.Q1>Q3>Q2

C.Q3>Q2>Q1　　　　　　　D.Q2>Q1>Q3

2.(2021北京丰台期中)已知氢气燃烧的下列3个反应:

H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH1=-a kJ·mol-1

H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1

下列关系正确的是 (　　)

①b>a　　　②b<a　　　③2a>c　　　④2b=c

A.①和④　　　　　　B.②和④

C.②和③　　　　　　D.①和③

3.(2020福建宁德同心顺联盟校高二上期中联考)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是              (深度解析)

A.已知Ni(CO)4(s) Ni(s)+4CO(g)　ΔH=Q kJ·mol-1,则Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(s)　ΔH=-Q kJ·mol-1

B.在一定温度和压强下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放出热量19.3 kJ,则其热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-19.3 kJ·mol-1

C.已知2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH1,2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH2,则ΔH1>ΔH2

D.已知C(石墨,s) C(金刚石,s)　ΔH>0,则金刚石比石墨稳定

4.(2021山东六校阶段性联考)根据以下热化学方程式,ΔH1和ΔH2的大小比较正确的是              (　　)

A.已知反应:2S(s)+2O2(g) 2SO2(g)　ΔH<0

2H2S(g)+3O2(g) 2SO2(g)+2H2O(l)　ΔH1

2H2S(g)+O2(g) 2S(s)+2H2O(l)　ΔH2,则有ΔH1<ΔH2

B.Br2(g)+H2(g) 2HBr(g)　ΔH1

Br2(l)+H2(g) 2HBr(g)　ΔH2,则有ΔH1>ΔH2

C.已知反应:4Al(s)+2Fe2O3(s) 2Al2O3(s)+4Fe(s)　ΔH<0

4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s)　ΔH1

4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)　ΔH2,则有ΔH1>ΔH2

D.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,则有ΔH1>ΔH2

题组二　反应热的简单计算

5.(2021福建福州高二检测)已知丙烷(C3H8)的燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水,则放出的热量约为              (　　)

A.55 kJ　　B.220 kJ　　C.550 kJ　　D.1 108 kJ

6.工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其热化学方程式为CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(g)+H2O(g)　ΔH=　　　　　　　　　。 

已知:尿素的结构可表示为。

7.(2021江西赣州十六校期中联考)已知下列热化学方程式:

①H2O(l) H2(g)+O2(g)　ΔH=+285.8 kJ·mol-1

②H2O(g) H2(g)+O2(g)　ΔH=+241.8 kJ·mol-1

③C(s)+O2(g) CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1

④C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1

回答下列问题:

(1)上述反应中属于放热反应的是　　　(填序号)。 

(2)H2的燃烧热ΔH=　　　　　　　　。 

(3)表示CO燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)在标准状况下,由CO和H2组成的混合气体4.48 L,质量为3.0 g。此混合物完全燃烧放出的热量为　　　　kJ。 

能力提升练

题组一　化学反应中的热量变化与比较

1.(2020浙江台州五校高二上联合段考,)使18 g焦炭发生不完全燃烧,所得气体中CO占体积,CO2占体积,已知:C(s)+O2(g) CO(g)　ΔH=-Q1 kJ/mol,CO(g)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-Q2 kJ/mol,与这些焦炭完全燃烧相比较,损失的热量是(　　)

A.Q2 kJ　　　　　　　　　　B.Q1 kJ

C.Q2 kJ　　　　　        　D.(Q1+Q2)kJ

2.(2019江西南昌洪都中学、八一中学高二期末联考,)已知A(g)+C(g) D(g)　ΔH=-Q1 kJ/mol,B(g)+C(g) E(g)　ΔH=-Q2 kJ/mol,Q1、Q2均大于0,且Q1>Q2,若A与B组成的混合气体1 mol与足量的C反应,放热为Q3 kJ,则原混合气体中A与B物质的量之比为              (深度解析)

A.　　　　　　　　B.　　　　　　C.　　　　　　　　D.

3.(双选)()已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下:

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

②C6H6(g)+O2(g) 6CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-3 295 kJ/mol

下列说法正确的是 (　　)

A.1 mol C2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热小于1 300 kJ

B.1 mol C6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于3 295 kJ

C.相同条件下,等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧,C6H6(g)放热更多

D.C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应

题组二　反应热的综合计算

4.(2020河南省实验中学高二上月考,)已知断裂1 mol化学键吸收的能量或形成1 mol化学键释放的能量称为键能,部分物质的键能如下表所示:

甲醛的结构式为,甲醛制备乌洛托品(C6H12N4)的反应如下,该反应的ΔH为 (　　)

A.6(a+b+c-d-e) kJ·mol-1

B.6(d+e-a-b-c) kJ·mol-1

C.6(b+2c-2d-2e) kJ·mol-1

D.6(2d+2a+2e-b-3c) kJ·mol-1

5.(2021辽宁协作体高二第一次考试,)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.(g)+HCl(g) (g)　ΔH1=-54 kJ·mol-1

Ⅱ.(g)+H2(g) (g)　ΔH2=-121 kJ·mol-1

Ⅲ.(g)+Cl2(g) (g)+HCl(g)　ΔH3

Ⅳ.H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH4=-185 kJ·mol-1

回答下列问题:

(1)①根据上述反应计算得ΔH3=　　　kJ·mol-1。 

②反应Ⅱ每生成5.3 g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。

①x=　　　　。 

②完全燃烧5.2 g苯乙烯,消耗氧气　　　　mol。 

答案全解全析

基础过关练

1.A　H2S燃烧生成SO2和H2O(l)放出的热量最多,生成S(s)和H2O(l)比生成S(s)和H2O(g)放出热量多,所以Q1>Q2>Q3。

2.A　氢气燃烧放出热量,H2O(g) H2O(l)放热,则H2O(g)的能量高于H2O(l)的能量,燃烧生成1 mol H2O(g)放出的热量比生成1 mol H2O(l)放出的热量少,则a<b;由热化学方程式的含义可知c=2b>2a;①和④正确,故选A。

3.A　Ni(CO)4(s) Ni(s)+4CO(g)　ΔH=Q kJ·mol-1,则Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(s)　ΔH=-Q kJ·mol-1,A正确;合成氨的反应是可逆反应,不能进行完全,B错误;H2O(g)转化为H2O(l)放热,且氢气燃烧的焓变ΔH<0,所以ΔH1<ΔH2,C错误;由C(石墨,s) C(金刚石,s)　ΔH>0可知,石墨的能量小于等量的金刚石,石墨比金刚石稳定,D错误。

反思升华

反应热大小比较的注意事项

(1)物质的气、液、固三态的变化与反应热关系:

(2)ΔH的符号:比较反应热大小时要注意ΔH数值的正负,要带符号进行比较。

(3)化学计量数:当反应物和生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。

(4)可逆反应与反应热(ΔH):正确理解可逆反应的反应热(ΔH),如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1表示1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量是92.4 kJ。

4.A　将A中的热化学方程式依次编号为①、②、③,由②-③可得2S(s)+2O2(g) 2SO2(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2,A正确;等质量时,Br2(g)具有的能量高于Br2(l)具有的能量,故1 mol Br2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1 mol Br2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多,则有ΔH1<ΔH2,B不正确;将C中的后两个反应依次编号为①、②,根据盖斯定律,由①-②得4Al(s)+2Fe2O3(s) 2Al2O3(s)+4Fe(s),则有ΔH=ΔH1-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH2,C不正确;等质量时,C(金刚石,s)具有的能量高于C(石墨,s)具有的能量,故1 mol C(金刚石,s)与O2(g)反应生成CO2(g)放出的热量比1 mol C(石墨,s)与O2(g)反应生成CO2(g)放出的热量多,则有ΔH1<ΔH2,D不正确。

5.A　丙烷的燃烧热ΔH=-2 215 kJ·mol-1,1 mol丙烷燃烧会产生4 mol水,放热2 215 kJ。丙烷完全燃烧产生1.8 g水,生成H2O的物质的量为0.1 mol,消耗丙烷的物质的量为0.025 mol,所以反应放出的热量是0.025 mol×2 215 kJ·mol-1=55.375 kJ,A正确。

6.答案　-32 kJ·mol-1　

解析　根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能进行计算。ΔH=[2×728+6×389-(2×305+728+4×389)-2×464]kJ·mol-1=-32 kJ·mol-1。

7.答案　(1)③④　(2)-285.8 kJ·mol-1

(3)CO(g)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1

(4)56.88

解析　(1)放热反应的ΔH<0,故属于放热反应的是③④。

(2)由①可得H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1,故氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1。

(3)已知③C(s)+O2(g) CO(g)　ΔH=-110.5 kJ·mol-1

④C(s)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1

由④-③得CO(g)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1-(-110.5 kJ·mol-1)=-283.0 kJ·mol-1。

(4)在标准状况下,4.48 L由CO和H2组成的混合气体的物质的量为0.2 mol,质量为3.0 g,设CO和H2的物质的量分别为x mol和y mol,则x+y=0.2,28x+2y=3.0;解得x=0.1,y=0.1;根据氢气和一氧化碳的燃烧热计算出此混合物完全燃烧放出热量为0.1 mol×283.0 kJ·mol-1+0.1 mol×285.8 kJ·mol-1=56.88 kJ。

能力提升练

1.A　碳不完全燃烧损失的热量为生成的一氧化碳燃烧放出的热量。18 g碳的物质的量为=1.5 mol,故生成CO、CO2总的物质的量为1.5 mol,CO的物质的量为1.5 mol×=0.5 mol,由于CO(g)+O2(g) CO2(g)　ΔH=-Q2 kJ/mol,所以0.5 mol CO燃烧放出的热量为Q2 kJ/mol×0.5 mol=0.5Q2 kJ,即18 g碳不完全燃烧损失的热量为Q2 kJ。

2.A　1 mol A与C完全反应放出的热量为Q1 kJ,1 mol B与C完全反应放出的热量为Q2 kJ,设混合气体中A的物质的量为x mol,B的物质的量为y mol,则①x+y=1,再根据放出的热量可以知道②xQ1+yQ2=Q3,根据①和②计算得出x=、y=,则A和B的物质的量之比为∶=。

反思升华

根据热化学方程式计算的技巧

热化学方程式与数学上的方程式类似,可以左右颠倒,同时改变ΔH的正、负号,各物质的化学计量数及ΔH的数值可以同时乘以或除以相同的数。

3.AD　水由液态到气态需要吸热,由①知1 mol C2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热小于1 300 kJ,A正确;由②知1 mol C6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热小于3 295 kJ,B错误;相同条件下,等质量C2H2(g)和C6H6(g)完全燃烧,C2H2(g)放出的热量比C6H6(g)多,C错误;根据盖斯定律,由3×①-②得3C2H2(g) C6H6(g)　ΔH=-605 kJ/mol,D正确。

4.C　根据题中所给化学键的键能可得该反应的反应热ΔH=(a×12+b×6+c×12-d×12-a×12-e×12) kJ·mol-1=6(b+2c-2d-2e) kJ·mol-1。

5.答案　(1)①-118　②6.05　0.1　(2)①432　②0.5　

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ΔH3=ΔH1+ΔH4-ΔH2=-54 kJ·mol-1-185 kJ·mol-1+121 kJ·mol-1=-118 kJ·mol-1。②苯乙烷的相对分子质量为106,每生成1 mol苯乙烷,转移电子2 mol;则反应Ⅱ每生成5.3 g苯乙烷,放出的热量为121 kJ·mol-1×=6.05 kJ;转移电子数目为0.1NA。

(2)①焓变=反应物化学键的总键能-生成物化学键的总键能,根据反应Ⅳ及表格中的数据可得:436 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1-2x kJ·mol-1=-185 kJ·mol-1,解得x=432。②苯乙烯与氧气反应的化学方程式为+10O2 4H2O+8CO2,苯乙烯的相对分子质量为104,5.2 g苯乙烯的物质的量为0.05 mol,则完全燃烧5.2 g苯乙烯消耗氧气0.5 mol。