人教版 (2019)选择性必修1第一章 化学反应的热效应第二节 反应热的计算同步训练题

这是一份人教版 (2019)选择性必修1第一章 化学反应的热效应第二节 反应热的计算同步训练题，共13页。试卷主要包含了选择题，H2，非选择题等内容，欢迎下载使用。

三 反应热的计算


(40分钟 70分)


一、选择题(本题包括8小题,每小题7分,共56分)


1.已知H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·ml-1,则反应HCl(g)H2(g)+Cl2(g)的ΔH为( )


A.+184.6 kJ·ml-1 B.-92.3 kJ·ml-1


C.-369.2 kJ·ml-1 D.+92.3 kJ·ml-1


【解析】选D。据两热化学方程式的关系可知ΔH=-(-184.6 kJ·ml-1)×=


+92.3 kJ·ml-1,D正确。


2.已知:


①H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH1=a kJ·ml-1


②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=b kJ·ml-1


③H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH3=c kJ·ml-1


④2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH4=d kJ·ml-1


则a、b、c、d的关系正确的是( )


A.ad>0


C.2a=b<0D.2c=d>0


【解析】选C。对比①、②两热化学方程式可知:2a=b<0,C正确;对比③、④两式可知2c=d<0,D错误,则B也错误;再对比①、③两式,因等质量的H2O(g)比H2O(l)的能量高,则|a|<|c|,又因为a、c均为负值,故c

3.在25 ℃、101 kPa条件下,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为


393.5 kJ·ml-1、285.8 kJ·ml-1、870.3 kJ·ml-1,则2C(s)+2H2(g)


+O2(g)CH3COOH(l)的反应热为( )


A.-488.3 kJ·ml-1 B.+488.3 kJ·ml-1


C.-191 kJ·ml-1 D.+191 kJ·ml-1


【解析】选 A。 25 ℃、101 kPa下,H2(g)、C(s)和CH3COOH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ·ml-1、393.5 kJ·ml-1、870.3 kJ·ml-1,则H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·ml-1①,C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·ml-1②,


CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-870.3 kJ·ml-1③,由盖斯定律可知,①×2+②×2-③可得反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l),其反应热为2×(-285.8 kJ·ml-1)+2×(-393.5 kJ·ml-1)+870.3 kJ·ml-1=-488.3 kJ·ml-1,故选A。


4.已知298 K时,合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.0 kJ·ml-1,将此温度下的1 ml N2和3 ml 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.一定大于92.0 kJ B.无法确定


C.一定等于92.0 kJD.一定小于92.0 kJ


【解析】选D。N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是可逆反应,1 ml N2和3 ml H2放在一密闭容器中,生成氨气的物质的量一定小于2 ml,所以放出的热量一定小于92.0 kJ,故D正确。


5.硫酸是基础化学工业的重要产品,下列为接触法制硫酸的反应:


①4FeS2(s)+11O2(g)2Fe2O3(s)+8SO2(g)


ΔH=-3 412 kJ·ml-1


②2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)


ΔH=-196.6 kJ·ml-1


③SO3(g)+H2O(l)H2SO4(l)


ΔH=-130.3 kJ·ml-1


下列说法正确的是( )


A.反应②中使用催化剂越多释放出的热量越大


B.反应①中1 ml FeS2(s)参与反应放出的热量为3 412 kJ


C.64 g SO2与1 ml O2在密闭容器中发生反应释放出98.3 kJ热量


D.FeS2生成H2SO4的热化学方程式可表示为2FeS2(s)+O2(g)+4H2O(l)Fe2O3(s)+4H2SO4(l)


ΔH=-2 620.4 kJ·ml-1


【解析】选D。催化剂不影响反应热大小,A错误;反应①中1 ml FeS2(s)参与反应放出的热量为 kJ=853 kJ,B错误;由于反应②属于可逆反应,故1 ml SO2不能完全转化为SO3,释放出的热量小于98.3 kJ,C错误;根据盖斯定律,由×①+2×②+4×③可得2FeS2(s)+O2(g)+4H2O(l)Fe2O3(s)+4H2SO4(l) ΔH=-2 620.4 kJ·ml-1,D正确。


6.(2020·温州高二测试)已知Ca(OH)2固体溶于水放热,与Ca(OH)2体系相关的能量关系如图所示,下列说法正确的是( )





A.ΔH4<0


B.ΔH1+ΔH2>0


C.ΔH3>ΔH2


D.ΔH1+ΔH2+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0


【解析】选C。Ca(OH)2固体电离受热变为气态离子,断裂离子键,需要吸热,则ΔH4>0,故A错误;Ca(OH)2固体溶于水放热,则ΔH1+ΔH2<0,故B错误;断裂化学键吸收能量,焓变为正,而CaO与水反应放热,焓变为负,则ΔH3>ΔH2,故C正确;结合盖斯定律可知,ΔH1+ΔH2-ΔH5-ΔH6=ΔH4,则ΔH1+ΔH2-ΔH4-ΔH5-ΔH6=0,故D错误。


【补偿训练】


(2020·安阳高二检测)25 ℃时,一定量的甲烷与a L(已折合成标准状况)空气的混合气体充分反应,甲烷恰好完全燃烧,恢复至25 ℃时,放出b kJ的热量。假设空气中氧气的体积分数是,则下列表示甲烷燃烧热的热化学方程式正确的是


( )


A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)


ΔH=-b kJ·ml-1


B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)


ΔH=- kJ·ml-1


C.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)


ΔH=- kJ·ml-1


D.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)


ΔH=+ kJ·ml-1


【解析】选C。甲烷与氧气反应的化学方程式为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l),空气中氧气的体积为 L,n(O2)== ml,即一定量CH4与 ml O2恰好完全燃烧放出b kJ热量,则CH4与2 ml O2恰好完全燃烧放出 kJ热量,反应的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=- kJ·ml-1,燃烧热是1 ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,即甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-kJ·ml-1。


7.动画片《黑猫警长》有一集《失踪的纽扣》,最终黑猫警长破案,丢失的纽扣是由于锡纽扣在零下33度以下会变成粉末状,而失踪。





灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知:


①Sn(白,s)+2HCl(aq)SnCl2(aq)+H2(g) ΔH1


②Sn(灰,s)+2HCl(aq)SnCl2(aq)+H2(g) ΔH2


③Sn(灰,s)Sn(白,s)


ΔH3=+2.1 kJ·ml-1


下列说法正确的是( )


A.ΔH1>ΔH2


B.锡在常温下以灰锡状态存在


C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应


D.锡制器皿长期处于低于13.2 ℃的环境中,会自行毁坏


【解析】选D。常温下,灰锡将自发地转化为白锡,说明锡在常温下以白锡状态存在。锡制器皿(白锡)长期处于低于13.2 ℃的环境中,会发生白锡向灰锡转化的反应,由于灰锡以粉末状存在,所以锡制器皿会自行毁坏,B项错误,D项正确;ΔH3=ΔH2-ΔH1>0,也可知A、C项错误。


【补偿训练】


已知反应H2(g)+ I2(g)2HI(g),1 ml H2完全反应放出a kJ的热量,依据下表数据,以下说法错误的是( )


A.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量


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键所需能量为(a+b+c)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小于2a kJ


【解析】选B。A、此反应是放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量,故说法正确;B、此反应为放热反应,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,故说法错误;C、断开1 ml H—H键和


1 ml I—I键所需的能量为(b+c) kJ,设断开2 ml H—I所需能量为x kJ,此反应属于放热反应,x-(b+c)=a,则x=a+b+c,故说法正确;D、此反应属于可逆反应,不能进行到底,故说法正确。


8.钛被称为“第三金属”。用钛合金制成的“钛潜艇”,可潜入4 500米的深度。“钛飞机”坚实又轻便,时速每小时可超过300千米。在航天事业中,钛可制成飞船的“外衣”,防高温的侵袭。





将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知:


TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g)


ΔH=+140.5 kJ·ml-1


C(石墨,s)+O2(g)CO(g)


ΔH=-110.5 kJ·ml-1


则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(石墨,s)TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是( )


A.+80.5 kJ·ml-1 B.+30.0 kJ·ml-1


C.-30.0 kJ·ml-1D.-80.5 kJ·ml-1


【解析】选D。按题干顺序给两个热化学方程式编号为①②,根据盖斯定律,①+②×2,得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(石墨,s)TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-80.5 kJ·ml-1。


二、非选择题(本题包括1小题,共14分)


9.断开1 ml AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。下表列出了一些化学键的键能E:


请回答下列问题:





(1)如图表示某反应的能量变化关系,则这些反应为_________(填“吸热”或“放热”)反应,其中ΔH=____________(用含有a、b的关系式表示)。


(2)若图示中表示反应H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·ml-1,则b=____________ kJ·ml-1,x=____________ kJ·ml-1。


(3)历史上曾用“地康法”制氯气,这一方法是用CuCl2作催化剂,在450 ℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气,反应的化学方程式为___。


若忽略温度和压强对反应热的影响,根据上题中的有关数据,计算当反应中有


1 ml电子转移时,反应的能量变化为________________________________


________________。


【解析】(1)反应物的能量高于生成物,因此是放热反应。反应热为反应物与生成物的能量之差,即ΔH=(a-b) kJ·ml-1。(2)b表示H、O原子结合为气态水时的能量变化,其数值为463×2=926;436+x-926=-241.8,则x=496.4。(3)根据题意写出方程式。反应的ΔH=(496.4+431×4-247×2-463×4) kJ·ml-1=


-125.6 kJ·ml-1,则转移1 ml电子时反应放出的能量为31.4 kJ。


答案:(1)放热 (a-b) kJ·ml-1


(2)926 496.4


(3)O2+4HCl2Cl2+2H2O 放出能量31.4 kJ


(20分钟 30分)


一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)


10.半导体工业用石英砂作原料通过三个重要反应生产单质硅:


①+2C(s)+2CO(g) ΔH=+682.44 kJ·ml-1,


②Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(g)


ΔH=-657.01 kJ·ml-1


③SiCl4(g)+2Mg(s)2MgCl2(s)+


ΔH=-625.63 kJ·ml-1


生产1.00 kg纯硅的总反应热约为( )


×104 kJ B.-2.35×104 kJ


C.-2.23×104 kJD.-2.14×104 kJ


【解析】选D。利用盖斯定律将①+②+③可得:SiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)+2Mg(s)


Si(s)+2CO(g)+2MgCl2(s) ΔH=-600.2 kJ·ml-1。


生产1.00 kg纯硅时总反应热为-600.2 kJ·ml-1×≈-2.14×104 kJ。


11.(2020·长沙高二检测)1,3-丁二烯CH2CH—CHCH2和2-丁炔CH3—C≡C—CH3是有机合成工业中常用的不饱和烃原材料,分别与氢气反应的热化学方程式如下:


CH2CH—CHCH2(g)+2H2(g)


CH3CH2CH2CH3(g) ΔH=-236.6 kJ·ml-1


CH3—C≡C—CH3(g)+2H2(g)


CH3CH2CH2CH3(g) ΔH=-272.7 kJ·ml-1。


下列说法错误的是( )


A.可计算出1,3-丁二烯和2-丁炔相互转化的焓变ΔH


B.可比较1,3-丁二烯和2-丁炔分子的稳定性


C.可比较1,3-丁二烯和2-丁炔的燃烧热热值的相对大小


D.可计算出2-丁炔中一个碳碳三键键能与1,3-丁二烯中两个碳碳双键键能之和的差值


【解析】选D。由题给热化学方程式可得CH2CH—CHCH2(g)CH3—C≡C—CH3(g) ΔH=+36.1 kJ·ml-1,由此可以得出其相互转化的焓变,故A正确;相同条件下2-丁炔放出热量比1,3-丁二烯多,说明1,3-丁二烯能量低,稳定,故B正确;相同条件下2-丁炔放出热量比1,3-丁二烯多,说明1,3-丁二烯能量低,燃烧热热值也低,故C正确;1,3-丁二烯和2-丁炔所含的碳碳单键数目不同,所以不能判断一个


碳碳三键的键能与两个碳碳双键的键能大小,故D错误。


二、非选择题(本题包括1小题,共20分)


12.(2020·龙岩高二检测)(1)奥运会火炬采用常温下为气态的丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高,污染较小,是一种优良的燃料。试回答下列问题:


①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 ml H2O(l)过程中的能量变化图,在图中的括号内填入的是____________(“+”或“-”)。





②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式: ____________________________。


③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料,应用前景广阔。1 ml二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 ml丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量,则混合气体中,丙烷和二甲醚的物质的量之比为_________。


(2)盖斯定律认为:不管化学过程是一步完成还是分几步完成,整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题:


①已知:H2O(g)H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ·ml-1


C2H5OH(g)C2H5OH(l) ΔH=-Q2 kJ·ml-1


C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ·ml-1。若使46 g液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为____________kJ。


②碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应:C(s)+O2(g)CO(g)的ΔH。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的ΔH,计算时需要测得的实验数据有________________________。


【解析】(1)①图像是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 ml H2O(l)过程中的能量变化图,丙烷燃烧反应放热ΔH=-553.75 kJ·ml-1。


②根据丙烷完全燃烧生成CO2和1 ml H2O(l)过程中的能量变化图,反应放热


ΔH=-553.75 kJ·ml-1;则写出的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH1=-2 215.0 kJ·ml-1。


③1 ml二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 ml丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量,设1 ml混合气体中二甲醚物质的量为x ml,丙烷物质的量为(1-x) ml,C3H8(g)+5O2(g)


3CO2(g)+4H2O(l) ΔH1=-2 215.0 kJ·ml-1,得到丙烷燃烧放热(1-x)2 215 kJ;依据条件得到:1 645 kJ-1 455x kJ=(1-x)2 215 kJ,计算得到x=0.75,则丙烷物质的量为0.25 ml,则混合气体中丙烷和二甲醚物质的量之比=0.25∶0.75=


1∶3。


(2)①a、H2O(g)H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ·ml-1


b、C2H5OH(g)C2H5OH(l) ΔH2=-Q2 kJ·ml-1


c、C2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ·ml-1


依据盖斯定律计算c+3a-b得到,46 g液态无水酒精物质的量==1 ml,完全燃烧,生成气态CO2和液态H2O的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-(Q3+3Q1-Q2) kJ·ml-1。


②设计实验、利用盖斯定律计算C(s)+O2(g)CO(g)的ΔH,需要知道碳和一氧化碳的燃烧热才能计算得到。


答案:(1)①- ②C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH1=-2 215.0 kJ·ml-1 ③1∶3 (2)①(Q3+3Q1-Q2) ②碳和一氧化碳的燃烧热


【补偿训练】


碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题:


(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:





则M、N相比,较稳定的是________________________。


(2)已知CH3OH(l)的燃烧热为726.5 kJ·ml-1,CH3OH(l) +1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·ml-1,则a____________726.5(填“>”“<”或“=”)。


(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 ml Cl2参与反应时释放出145 kJ热量,写出该反应的热化学方程式 ___________________。


(4)已知:Fe2O3(s)+3C(石墨,s)2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+489.0 kJ·ml-1


CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)


ΔH=-283.0 kJ·ml-1


C(石墨)+O2(g)CO2(g)


ΔH=-393.5 kJ·ml-1


则4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s) ΔH=_________。


【解析】(1)M转化为N是吸热反应,所以N的能量高,能量越高越不稳定,能量越低越稳定,故稳定性M>N;


(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2 (g)属于不完全燃烧,放出的热量少,故a<726.5;


(3)有1 ml Cl2参与反应时释放出145 kJ热量,2 ml氯气反应放热 290 kJ,反应的热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g)


ΔH=-290 kJ·ml-1;


(4)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨,s)2Fe(s)+3CO(g) ΔH=+489.0 kJ·ml-1


②CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)


ΔH=-283. 0 kJ·ml-1


③C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)


ΔH=-393.5 kJ·ml-1


则由盖斯定律可知(③×3-①-②×3)×2即得到4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)的


ΔH=-1 641.0 kJ·ml-1。


答案:(1)M (2)<


(3)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJ·ml-1


(4)-1 641.0 kJ·ml-1








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化 学 键
H—H
I—I
断开1 ml化学键时吸收的能量(kJ)
b
c
化学键
H—H
Cl—Cl
OO
C—Cl
C—H
O—H
H—Cl
E/(kJ·ml-1)
436
247
x
330
413
463
431