高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热第2课时习题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热第2课时习题，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

二 热化学方程式 燃烧热


(40分钟 70分)


一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分)


1.(2020·衡水高二检测)下列关于燃烧热的说法正确的是( )


A.燃烧反应放出的热量就是该反应的燃烧热


B.1 ml可燃物质发生氧化反应所放出的热量就是燃烧热


C.1 ml可燃物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量就是燃烧热


D.在25℃、101 kPa时,1 ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量是燃烧热


【解析】选D。A.燃烧热必须是可燃物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,故A错误;B.1 ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量就是燃烧热,故B错误;C.25 ℃、1.01×105 Pa下,必须是1 ml纯物质完全燃烧并且生成的物质为稳定的氧化物时所放出的热量,故C错误;D.25℃、101 kPa时,1 ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量是燃烧热,故D正确。


2.(2020·大庆高二检测)下列各组物质的燃烧热相等的是( )


A.碳和一氧化碳 B.1 ml碳和2 ml碳


C.3 ml C2H2和1 ml苯D.淀粉和纤维素


【解析】选B。燃烧热是以1 ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量来定义的,只与物质的种类有关,与物质的量无关,故B正确。


3.(2019·雅安高二检测)热化学方程式C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)


ΔH=+131.3 kJ·ml-1表示( )


A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量


B.1 ml碳和1 ml水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量


C.1 ml固态碳和1 ml水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气,并吸收131.3 kJ热量


D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收131.3 kJ热量


【解析】选C。由于反应中物质的物质的量以及物质的状态对反应的热效应均有影响,且热化学方程式中的计量数表示的是物质的量,故此反应表示的是1 ml固态的单质碳和1 ml水蒸气反应生成1 ml CO气体和1 ml氢气时吸热


131.3 kJ。


4.(2020·蚌埠期中)1 g碳与适量的水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,吸收


10.94 kJ的热量,相应的热化学方程式为( )


A.C+H2OCO+H2 ΔH=+10.94 kJ·ml-1


B.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)


ΔH=+10.94 kJ·ml-1


C.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)


ΔH=+131.3 kJ·ml-1


D.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)


ΔH=-131.3 kJ·ml-1


【解析】选C。由1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94 kJ热量,则1 ml碳与水蒸气反应,吸收10.94 kJ×12≈131.3 kJ,则此反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)


ΔH=+131.3 kJ·ml-1。


【补偿训练】


(2020·西安高二检测)如图为N2(g)和 O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列正确的是( )





A.1 ml N2(g)和NA个O2(g)反应放出的能量为180 kJ


B.1 ml N2(g)和1 ml O2(g)具有总键能小于2 ml NO(g)具有的总键能


C.该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180 kJ·ml-1


D.吸热反应一定需要加热才能发生


【解析】选C。本反应为吸热反应,A错误;焓变为正,1 ml N2(g)和1 ml O2(g)具有总键能大于2 ml NO(g)具有的总键能,B错误;由上述分析可知热化学方程式为N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180 kJ·ml-1,C正确;吸热反应可能常温下进行,与反应条件无关,D错误。


5.(2020·芜湖市高二检测)电石气是一种常见燃料,


C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1 ml化学键所需的能量(kJ):OO为500、C—H为410,则断裂1 ml C≡C 键所需的能量(kJ)是( )





A.840 B.1 590 C.900 D.1 250


【解析】选A。焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量,结合图可知,E(C≡C)+2×410 kJ·ml-1+×500 kJ·ml-1-4 166 kJ·ml-1=-1 256 kJ·ml-1,解得E(C≡C)=840 kJ·ml-1。


【补偿训练】


(2020·滨州高二检测)H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-a kJ·ml-1,已知(a、b、c均大于零),下列说法正确的是( )





A.反应物的总能量低于生成物的总能量


B.断开1 ml H—H键和1 ml I—I键所需能量大于断开2 ml H—I键所需能量


C.断开2 ml H—I键所需能量约为(c+b+a) kJ


D.向密闭容器中加入2 ml H2和2 ml I2,充分反应后放出的热量等于2a kJ


【解析】选C。焓变为负,为放热反应,则反应物的总能量高于生成物的总能量,故A错误;焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量,则断开1 ml


H—H键和1 ml I—I键所需能量小于断开2 ml H—I键所需能量,故B错误;焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量,设断开2 ml H—I键所需能量为x,则b+c-x=-a,可知x=(c+b+a) kJ,故C正确;该反应为可逆反应,不能完全转化,则密闭容器中加入2 ml H2和2 ml I2,充分反应后放出的热量小于2a kJ,故D错误。


6.(2020·上饶高二检测)下列过程都与热量变化有关,其中表述不正确的是


( )


A.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·ml-1,则表示CO(g)燃烧反应的热化学方程式为CO(g)+ O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·ml-1


B.稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热为57.3 kJ·ml-1,则表示稀硫酸与稀氢氧化钾溶液发生反应的热化学方程式为H2SO4(l)+KOH(l)K2SO4(l)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1


C.铝热反应是放热反应,但需要足够的热量才能使反应发生


D.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2


【解析】选B。CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·ml-1,则表示1 ml CO(g)完全燃烧,生成二氧化碳气体时释放的热量,则热化学方程式为CO(g)+ O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·ml-1,故A正确;稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热为


57.3 kJ·ml-1,则表示稀硫酸与稀氢氧化钾溶液的热化学方程式为H2SO4(aq)+KOH(aq)K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,故B错误;铝热反应是放热反应,要在高温时才能反应,则需要足够的热量才能使反应发生,故C正确;已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2,反应均为放热反应,焓变小于零,C(s)完全燃烧时释放的热量多,焓变越小,则ΔH1<ΔH2,故D正确。


7.(2020·乌鲁木齐高二检测)工业上由CO2和H2合成气态甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50 kJ·ml-1。下面表示合成甲醇的反应的能量变化示意图,其中正确的是( )





【解析】选A。由热化学方程式可知,反应物、生成物均为气态,焓变为负,为放热反应,且生成物为液态时放出热量更多,选项A中图符合。


【补偿训练】


1.(2019·泰安高二检测) 甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是( )


①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)


ΔH=+49.0 kJ·ml-1


②CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)


ΔH=-192.9 kJ·ml-1


下列说法正确的是( )





A.CH3OH的燃烧热ΔH=-192.9 kJ·ml-1


B.反应①中的能量变化如图所示


C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量


D.根据②推知反应CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·ml-1


【解析】选D 。反应②中H2(g)不是稳定的氧化物,A项不正确;反应①为吸热反应,而图示反应为放热反应,B项不正确;据题给反应①、②可知,CH3OH转变成H2的过程可以吸收能量,也可以放出能量,C项不正确;由于CH3OH在气态时比在液态时能量高,可知等量CH3OH(l)比CH3OH(g)反应时放出热量少, 即D项正确。


2.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1。稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与0.1 ml·L-1的NaOH溶液恰好完全反应,放出的热量与消耗NaOH溶液的体积之间的关系如图所示(CH3COOH电离要吸热)。则下列描述正确的是( )





A.A表示稀硝酸与NaOH溶液的反应


B.B表示稀醋酸与NaOH溶液的反应


C.b=5.73


D.C表示浓硫酸与NaOH溶液的反应


【解析】选C。CH3COOH是弱酸,电离会吸热,浓硫酸溶解会放出大量的热,这些不属于中和热,所以稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与1.0 L 0.1 ml·L-1的NaOH溶液恰好完全反应,实际放出的热量的大小顺序为浓硫酸(A)>稀硝酸(B)>稀醋酸(C),b点表示生成0.1 ml H2O(l),所以b=5.73。


8.(2019·赣州高二检测)已知一些燃料的燃烧热的数据如表所示:


使用相同质量的上述燃料,产生热量最多的是( )


A.一氧化碳 B.甲烷 C.正戊烷 D.乙醇


【解析】选B。ΔH是焓变,其值为负值时,反应放热,负号后面的数字越大,放出的热量就越大;负号后面的数字越小,放出的热量就越小,一氧化碳、甲烷、正戊烷、乙醇的相对分子质量分别为28、16、72、46,所以相同质量的这4种燃料的物质的量之比就是∶∶∶,燃烧放出热量分别为283.0 kJ×≈


10.1 kJ、890.3 kJ×≈55.64 kJ、3 761 kJ×≈52.2 kJ、1 366.8 kJ×≈29.7 kJ,所以相同质量的一氧化碳、甲烷、正戊烷、乙醇完全燃烧时,放出热量最多的是甲烷。


【补偿训练】


(2020·马鞍山市高二检测)下列说法或表示方法正确的是( )


A.等物质的量的钠蒸气和钠固体分别完全燃烧,后者放出热量多


B.一定条件下,将0.5 ml N2(g)和1.5 ml H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)


ΔH=-38.6 kJ·ml-1


C.P4(s,白磷)4P(s,红磷) ΔH=-29.2 kJ·ml-1,可见红磷比白磷更稳定


D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=571.6 kJ·ml-1


【解析】选C。燃烧为放热反应,且同种物质的气态比固态能量高,则等物质的量的钠蒸气和钠固体分别完全燃烧,前者放出热量多,故A错误;该反应为可逆反应不能进行到底,热化学方程式中是全部反应放出热量,故B错误;焓变为负,可知红磷能量低,红磷更稳定,故C正确;2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,即1 ml H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·ml-1,故D错误。


二、非选择题(本题包括2小题,共22分)


9.(10分)已知下列两个热化学方程式:


2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1


C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)


ΔH=-2 220 kJ·ml-1


请根据上面两个热化学方程式,回答下列问题:


(1)H2的燃烧热为________,C3H8的燃烧热为________________________。


(2)1 ml H2和2 ml C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为________。


(3)现有H2和C3H8的混合气体共5 ml,完全燃烧时放热3 846.75 kJ,则在混合气体中H2和C3H8的体积比是________________________________________。


【解析】(1)根据燃烧热的概念知H2、C3H8的燃烧热分别为285.8 kJ·ml-1、


2 220 kJ·ml-1。


(2)燃烧释放的总热量的计算式为Q放=1 ml×285.8 kJ·ml-1+2 ml×


2 220 kJ·ml-1=4 725.8 kJ。


(3)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2,则有:





解得n1= ml n2= ml


相同p、T时,V(H2)∶V(C3H8)=n(H2)∶n(C3H8)=3∶1。


答案:(1)285.8 kJ·ml-1 2 220 kJ·ml-1


(2)4 725.8 kJ (3)3∶1


10.(12分)请根据所学知识回答下列问题:


(1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1________ΔH2(填“>”“<”或“=”,下同)。


(2)相同条件下,2 ml氢原子所具有的能量________1 ml氢分子所具有的能量。


(3)已知常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中ΔH的大小:ΔH1________ΔH2。


①P4(白磷,s)+5O2(g)2P2O5(s) ΔH1,


②4P(红磷,s)+5O2(g)2P2O5(s) ΔH2。


(4)已知:稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,则浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 ml水,放出的热量________57.3 kJ。


(5)已知:0.5 ml CH4(g)与0.5 ml水蒸气在t ℃、p kPa时,完全反应生成CO和H2的混合气体,吸收了a kJ热量,该反应的热化学方程式是__。


【解析】(1)反应热等于生成物的总能量与反应物总能量的差,故ΔH1=ΔH2。


(2)2 ml氢原子形成新化学键生成1 ml氢分子时放热,故2 ml氢原子所具有的能量大于1 ml氢分子所具有的能量。


(3)常温时红磷比白磷稳定,则白磷的能量比红磷高,燃烧时放出的热量多,则ΔH1<ΔH2。


(4)浓硫酸与其他水溶液混合时放热,故浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 ml水,放出的热量大于57.3 kJ。


(5)根据题意配平化学方程式,注明物质的状态和反应热。


答案:(1)= (2)> (3)< (4)>


(5)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+a kJ·ml-1


(20分钟 30分)


一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)


11.已知反应:①101 kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g)


ΔH=-221 kJ·ml-1


②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)


ΔH=-57.3 kJ·ml-1


下列结论正确的是( )


A.碳的燃烧热大于110.5 kJ·ml-1


B.碳的燃烧热为221 kJ·ml-1


C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3 kJ·ml-1


D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 ml水,放出57.3 kJ热量


【解析】选A。碳的燃烧热为1 ml C完全燃烧生成二氧化碳放出的热量,CO不是C的稳定氧化物,CO完全燃烧还放出热量,所以C的燃烧热大于


110.5 kJ·ml-1,A正确,B错误;强的稀酸和强的稀碱溶液混合生成1 ml水和可溶性盐时放出的热量为其中和热,其中和热为57.3 kJ·ml-1或中和热ΔH=-57.3 kJ·ml-1,C错误;醋酸电离吸收热量,所以稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 ml水,放出的热量小于57.3 kJ,D错误。


【补偿训练】


已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-Q1 kJ·ml-1


2H2(g)+O2(g)2H2O(g)


ΔH=-Q2 kJ·ml-1


2H2(g)+O2(g)2H2O(l)


ΔH=-Q3 kJ·ml-1


常温下,取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(已折合成标准状况),经完全燃烧后恢复至常温,则放出的热量为( )


A.0.4 Q1+0.05 Q3 B.0.4 Q1+0.05 Q2


C.0.4 Q1+0.1 Q3D.0.4 Q1+0.1 Q2


【解析】选A。n(混)==0.5 ml,n(CH4)=0.5 ml×=0.4 ml,


n(H2)=0.5 ml×=0.1 ml,0.4 ml CH4完全燃烧放出热量0.4 Q1 kJ,0.1 ml H2完全燃烧生成H2O(l)放出0.05 Q3 kJ热量。


12.(2020·河南高二检测)苯与氢气发生加成反应(在25 ℃,产物均为液态)的能量变化与反应进程的关系如图所示,其中环己三烯为假设分子(分子中含有三个碳碳双键)。下列说法错误的是( )








A.苯比“环己三烯”稳定


B.反应(l)+H2(g)(l)为放热反应


C.(l)+H2(g)(l)


ΔH=-111 kJ·ml-1


D.由图中数据可得出:碳碳双键加成时总是放出能量,放出的能量大致与双键数成正比


【解析】选B。能量越低越稳定,根据图知,苯能量小于环己三烯,则苯较稳定,故A正确;反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,否则为吸热反应,苯+H2(g)能量小于环己二烯,则该反应为吸热反应,故B错误;(l)+H2(g) ΔH=(-231+120)kJ·ml-1=-111 kJ·ml-1,故C正确;根据图知,环己三烯生成环己二烯、环己二烯生成环己烯、环己烯生成环己烷都放出能量,第一步放出的热量为(360-231)kJ=129 kJ·ml-1、第二步放出热量为(231-120)kJ=111 kJ·ml-1、第三步放出热量为120 kJ,所以碳碳双键加成时总是放出能量,放出的能量大致与双键数成正比,故D正确。


二、非选择题(本题包括1小题,共18分)


13.Ⅰ.氢气燃烧生成液态水的热化学方程式是


2H2(g)+O2(g)2H2O(l)


ΔH=-572 kJ·ml-1


请回答下列问题:


(1)生成物能量总和________(填“大于”“小于”或“等于”)反应物能量总和。


(2)若2 ml氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量________572 kJ(填“>”“<”或“=”)。


Ⅱ.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当把


0.4 ml液态肼和0.8 ml H2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7 kJ的热量(相当于25 ℃、101 kPa下测得的热量)。


(1)反应的热化学方程式为__。


(2)又已知H2O(l)H2O(g) ΔH=+44 kJ·ml-1。则32 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是________ kJ。


(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是____________________________________。


【解析】Ⅰ.(1)ΔH<0,属于放热反应,故生成物总能量小于反应物总能量;


(2)H2O(g)H2O(l) ΔH<0,故2 ml H2(g)生成H2O(g)放出热量小于生成H2O(l)时放出的热量。


Ⅱ.(1)0.4 ml N2H4(l)与0.8 ml H2O2(l)恰好反应生成0.4 ml N2(g)和1.6 ml H2O(g)放出256.7 kJ的热量,则1 ml N2H4完全燃烧放出的热量为=


641.75 kJ;(2)n(N2H4)==1 ml,则n(H2O)=4 ml,放出热量为


641.75 kJ+44 kJ×4=817.75 kJ。


答案:Ⅰ.(1)小于 (2)<


Ⅱ.(1)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)


ΔH=-641.75 kJ·ml-1


(2)817.75 (3)产物没有污染





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燃料
一氧化碳
甲烷
正戊烷
乙醇
ΔH/(kJ·ml-1)
-283.0
-890.3
-3 761
-1 366.8