人教版 (新课标)选修4 化学反应原理 1.1 化学反应与能量的变化（第2课时 热化学方程式） 课后练习

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第1章 化学反应与能量1.1.2 热化学方程式一、选择题（共10小题，每小题只有一个正确答案）1．下列关于热化学方程式的说法中正确的是A．热化学方程式只表明了化学反应吸收或放出热量的多少B．热化学方程式的化学计量数表示物质的量，可以不是整数C．热化学方程式中的△H 只与反应条件有关，与物质状态无关D．热化学方程式只能表示化学反应中的能量变化，不能表示物理变化中的能量变化【答案】B【解析】热化学方程式表明了化学反应中的物质变化和能量变化，A错误；热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，可以是整数或分数，B正确；热化学方程式中的△H 与反应条件无关，与物质状态有关，C错误；热化学方程式可表示化学反应和物理变化中的能量变化，D错误。答案选B。2．在常温常压下，1 g H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体，放出92.3 kJ 的热量。下列热化学方程式中正确的是A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－92.3 kJ·molB．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝＋92.3 kJ·mol－1C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝＋184.6 kJ·mol－1D．2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋184.6 kJ·mol－1【答案】D【解析】H2在Cl2中燃烧生成HCl气体，1 g H2燃烧放出92.3 kJ的热量，则1 mol (2 g)H2燃烧放出184.6 kJ的热量，化学反应放出热量，ΔH为“－”。则H2在Cl2中燃烧生成HCl气体的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6 kJ·mol－1。一个放热反应的逆反应是吸热反应，并且在其他条件相同时，ΔH是原ΔH的相反数。则该题的四个选项中只有D是正确的。答案选D。3．已知：25℃、101kPa时，1g H2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式中书写正确的是A．2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)          ΔH = -142.9kJ/molB．H2(g)+O2(g)= H2O(l)            ΔH = -285.8kJ/molC．2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)        ΔH = -571.6kJ/molD．H2(g) +O2(g) = H2O(g)        ΔH = +285.8kJ/mol【答案】B【解析】已知：25℃、101kPa时，1g H2完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，因此1mol氢气即2g氢气完全燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量，所以热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l)   ΔH=-285.8kJ/mol。答案选B。4．热化学方程式C(s)＋H2O(g)=== CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1表示A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量B．1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，吸收热量131.3 kJD．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ【答案】C【解析】依据反应热的概念，反应热表示按照热化学方程式中化学计量数的物质的量反应时，吸收或放出的热量，单位是kJ·mol－1，该热化学方程式表示：1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气，并吸收131.3 kJ的热量。特别要指明各物质的状态。答案选C。5．已知：H2(g)＋F2(g) =2HF(g) ΔH＝-270 kJ·mol－1。下列说法正确的A．在相同条件下，1molH2(g)与1molF2(g)的能量总和大于2molHF(g)的能量B．1molH2(g)与1mol F2(g)反应生成2 mol液态HF放出的热量小于270kJC．该反应的逆反应是放热反应D．该反应过程的能量变化可用下图来表示【答案】A【解析】根据H2(g)＋F2(g) =2HF(g) ΔH＝-270 kJ·mol－1可知，该反应为放热反应，则在相同条件下，1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的能量总和大于2 mol HF(g)的能量，A正确； 物质由气态变为液态时放出能量，则1 mol H2(g)与1 mol F2(g)反应生成2 mol液态HF放出的热量大于270 kJ，B错误；因该反应的正反应为放热反应，所以逆反应是吸热反应，C错误；由反应方程式可知，该反应的ΔH＜0，为放热反应，说明反应物的总能量大于生成物的总能量，D错误。答案选A。6．已知298 K时，合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.0 kJ·mol－1，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量为(假定测量过程中没有能量损失)A．一定小于92.0 kJ B．一定大于92.0 kJC．一定等于92.0 kJ D．无法确定【答案】B【解析】热化学方程式N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.0 kJ/mol的意义表示1mol N2与3mol H2完全反应生成2mol NH3放出热量为92.0kJ，但实际该反应为可逆反应将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，不会完全，故放出热量一定小于92.0 kJ，B项正确。答案选B。7．有如下三个热化学方程式：H2(g)+1/2O2(g)== H2O(g)  ΔH=a kJ·mol－1 H2(g)+1/2O2(g)== H2O(l)  ΔH=b kJ·mol－12H2(g)+O2(g)== 2H2O(l)  ΔH=c kJ·mol－1 关于它们的下列表述正确的是A．2b=c B．a、b和c均为正值 C．a=b D．它们都是吸热反应【答案】A【解析】由H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=b kJ•mol-1，2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=c kJ•mol-1，反应热的数值与化学方程式前面的系数成正比，则c=2b，A正确；放热反应的焓变为负值，△H＜0，则a、b和c均为负值，B错误；反应物相同时，生成物为气态水，本身的能量高，放出的热量小，生成物为液态水，本身的能量低，放出热量多，C错误；燃烧为放热反应，均为氢气的燃烧反应，则都是放热反应，D错误。答案为A。8．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系据此判断下列说法中正确的是据此判断下列说法中正确的是A．石墨转变为金刚石是吸热反应B．白磷比红磷稳定C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2　则ΔH1>ΔH2D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0【答案】A【解析】由图像可知石墨的能量比金刚石的低，因此由石墨转变为金刚石是吸热反应，A正确；由图像可知白磷具有的能量比红磷的高，根据能量越低越稳定的原理，B错误；由图像知|ΔH1|>|ΔH2|，由于ΔH1、ΔH2均小于零，故ΔH1<ΔH2，C错误；由图像可知反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应，ΔH<0，D错误。答案选A。9．标准状态下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和O==O键的键焓分别为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)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝－485 kJ·mol－1B．H2O(g)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝＋485 kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋485 kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－485 kJ·mol－1【答案】D【解析】根据题中所给数据，可以计算出2 mol H2和1 mol O2完全反应生成2 mol H2O(g)产生的焓变是436 kJ·mol－1×2＋495 kJ·mol－1－463 kJ·mol－1×4＝－485 kJ·mol－1，所以该过程的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－485 kJ·mol－1，D正确。答案选D。10．下列热化学方程式或叙述正确的是A．1 mol液态肼(N2H4)在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ热量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋642 kJ·mol－1B．12 g石墨转化为CO时，放出110.5 kJ热量：2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1C．已知：H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1，则2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋572 kJ·mol－1D．已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出46.2 kJ的热量【答案】C【解析】A项，放出热量，ΔH<0，正确的热化学方程式为N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－642 kJ·mol－1；B项，2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH应是2 mol，即24 g石墨转化为CO时的反应热，即ΔH＝－221 kJ·mol－1；C项，根据热化学方程式的含义知，若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则ΔH数值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但绝对值不变，据此可判断该项正确；D项，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92.4 kJ的热量，但合成氨反应是可逆反应，0.5 mol N2(g)与1.5 mol H2(g)充分反应后生成的NH3(g)的物质的量小于1 mol，故放出的热量小于46.2 kJ。答案选C。二、非选择题（共3小题）11．已知下列热化学方程式： ①H2(g) +eq \f(1,2)O2(g) = H2O(l)△H =－285.8 kJ / mol②C(s) + O2(g) = CO2(g)△H =－393.5 kJ / mol③C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)△H = ＋131.5 kJ／mol请回答：（1）上述反应中属于放热反应的是______（填序号，下同），属于吸热反应的是____。（2）1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出的热量为____kJ。 （3）写出下列反应的热化学方程式： ①1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO(g)，需吸收68 kJ的热量；_________________________________②2 molCu(s) 与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314 kJ热量；__________________________________【答案】（1）①② ③ （2）285.8 （3）①N2(g)+eq \f(1,2)O2(g)= NO(g) ΔH=+68kJ/mol ②2Cu(s) +O2(g) =2CuO(s) ΔH=-314kJ/mol 【解析】（1）ΔH>0为吸热反应，ΔH<0为放热反应，故属于放热反应的是①②，属于吸热反应的是③；（2）由H2(g) +eq \f(1,2)O2(g) = H2O(l)△H = －285.8 kJ / mol可知，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出的热量为285.8 kJ；（3）书写热化学方程式时需要标出各物质的聚集状态，注明△H的数值及单位，反应的系数是物质的量，另外不用标出反应条件。根据题意，可写出热化学方程式：①N2(g)+eq \f(1,2)O2(g)= NO(g) ΔH=+68kJ/mol；②2Cu(s) +O2(g) =2CuO(s) ΔH=-314kJ/mol12．已知下列化学键的键能：化学键　　　 键能(kJ·mol－1)H—H 436N—H 391N≡N 946(1)通过计算判断合成氨反应是放热还是吸热？(2)1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为________，1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为________。(3)写出合成氨的热化学方程式：______________________________________________。【答案】(1)放热。　(2)ΔH＝－92 kJ·mol－1ΔH＝－30.7 kJ·mol－1(3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1【解析】(1)反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)过程中，共断裂1 mol N≡N键和3 mol H—H键，形成6 mol N—H键，则断键共吸热为946 kJ·mol－1×1 mol＋436 kJ·mol－1×3 mol＝2 254 kJ，形成N—H键共放热为391 kJ·mol－1×6 mol＝2 346 kJ，由于放出热量＞吸收热量，故反应放热。(2)1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为ΔH＝－(2 346－2 254)kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1，而1 mol H2只与eq \f(1,3) mol N2反应，所以1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为ΔH＝－92 kJ·mol－1×eq \f(1,3)≈－30.7 kJ·mol－1。(3)由(2)分析可知，1 mol N2完全反应，对应的反应热ΔH＝－92 kJ·mol－1，可写出热化学方程式。13．根据图示回答问题：(1)化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是________(填字母)。A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1C．eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)===NH3(l) ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1D．eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)===NH3(g) ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1(2)如图是N2和H2反应生成2 mol NH3过程中能量变化的示意图，请计算每生成1 mol NH3放出的热量为__________________________。(3)2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为 1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1。①图中A、C分别表示________、________，E的大小对该反应的反应热有无影响？________________________________________________________________________。②图中ΔH＝________kJ·mol－1。【答案】(1)A　(2)46.1 kJ　(3)①反应物总能量　生成物总能量　无影响　②－198【解析】(1)由图可以看出，eq \f(1,2)mol N2(g)和eq \f(3,2) mol H2(g)的化学键断裂吸收的能量为a kJ，形成1 mol NH3(g)放出的能量为b kJ，所以eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)===NH3(g)　ΔH＝(a－b)kJ·mol－1，而1 mol 的NH3(g)转化为1 mol 的NH3(l)放出的热量为c kJ，所以有：eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)===NH3(l)　ΔH＝(a－b－c)kJ·mol－1，即：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)　ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1。(2)由题图可知生成2 mol NH3放出热量为427.2 kJ－335 kJ＝92.2 kJ，则生成1 mol NH3放出热量为46.1 kJ。(3)①由图示可知，A表示反应物总能量，C表示生成物总能量，E值不影响A、C的能量值。故能量E的大小对该反应的反应热无影响。②ΔH对应2 mol SO2(g)转化为2 mol SO3(g)的焓变，其值为2×(－99 kJ·mol－1)＝－198 kJ·mol－1。