高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 化学反应热的计算练习

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 化学反应热的计算练习，共9页。试卷主要包含了已知热化学方程式，S和S是硫的两种同素异形体，已知下列热化学方程式，已知等内容，欢迎下载使用。

已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)
ΔH＝＋140.5 kJ/ml
C(s，石墨)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ/ml
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是( )
A．＋80.5 kJ/ml B．＋30.0 kJ/ml
C．－30.0 kJ/ml D．－80.5 kJ/ml
【解析】 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。
【答案】 D
2．已知25 ℃、101 kPa条件下：
(1)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
ΔH＝－2 834.9 kJ·ml－1
(2)4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)
ΔH＝－3 119.1 kJ·ml－1
由此得出的正确结论是( )
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应
B．等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为放热反应
C．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应
D．O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应
【解析】 根据盖斯定律(2)－(1)得2O3(g)===3O2(g) ΔH＝－284.2 kJ·ml－1，等质量的O2能量低。
【答案】 A
3．已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1＝－184.6 kJ/ml，则反应HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)的ΔH为( )
A．＋184.6 kJ/ml B．－92.3 kJ/ml
C．＋92.3 kJ D．＋92.3 kJ/ml
【解析】 ΔH＝eq \f(＋184.6 kJ/ml,2)＝＋92.3 kJ/ml，C项单位不对。
【答案】 D
4．氧气(O2)和臭氧(O3)是氧元素的两种同素异形体，已知热化学方程式：
4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1
4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH2
3O2(g)===2O3(g) ΔH3则( )
A．ΔH1－ΔH2＝ΔH3
B．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3
C．ΔH2－ΔH1＝ΔH3
D．ΔH2＋ΔH1＋ΔH3＝0
【解析】 第1个热化学方程式减去第2个热化学方程式，即得3O2(g)===2O3(g)，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，故A正确。
【答案】 A
5．已知热化学方程式：
①2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1＝＋571.6 kJ/ml
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝－483.6 kJ/ml
当1 g液态水变为气态水时，其热量变化为( )
①放出 ②吸收 ③2.44 kJ ④4.88 kJ ⑤88 kJ
A．②⑤ B．①③
C．②④ D．②③
【解析】 eq \f(①＋②,2)可得H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·ml－1，则1 g液态水变为气态水时，吸收的热量为eq \f(44 kJ,18)≈2.44 kJ。
【答案】 D
6．S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。
已知：①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH1＝－297.16 kJ·ml－1
②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH2＝－296.83 kJ·ml－1
③S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH3
下列说法正确的是( )
A．ΔH3＝＋0.33 kJ·ml－1
B．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C．S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH3<0，正交硫比单斜硫稳定
D．S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH3>0，单斜硫比正交硫稳定
【解析】 由题意知，根据盖斯定律③＝①－②，即ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－297.16 kJ·ml－1－(－296.83 kJ·ml－1)＝－0.33 kJ·ml－1，所以S(单斜，s)===S(正交，s)为放热反应，说明S(单斜，s)能量高，相对不稳定，S(正交，s)能量低，相对稳定，故选C。
【答案】 C
7．能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kJ·ml－1、282.5 kJ·ml－1、726.7 kJ·ml－1。已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)。则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为
( )
A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)
ΔH＝－127.4 kJ·ml－1
B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)
ΔH＝＋127.4 kJ·ml－1
C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH＝－127.4 kJ·ml－1
D．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH＝＋127.4 kJ·ml－1
【解析】 根据题给三种物质的燃烧热可以写出：
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)
ΔH1＝－285.8 kJ·ml－1 ①
CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)
ΔH2＝－282.5 kJ·ml－1 ②
CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－726.7 kJ·ml－1 ③
运用盖斯定律进行计算，即①×2＋②－③可得：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l) ΔH＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3＝2×(－285.8 kJ·ml－1)＋(－282.5 kJ·ml－1)－(－726.7 kJ·ml－1)＝－127.4 kJ·ml－1。
【答案】 A
8．已知下列热化学方程式：
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·ml－1
现有0.2 ml的炭粉和氢气组成的气、固混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53 kJ热量，则炭粉与氢气的物质的量之比为 ( )
A．1∶1 B．1∶2
C．2∶3 D．3∶2
【解析】 设炭粉的物质的量为x，H2的物质的量为y，由题意知
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(x＋y＝0.2 ml,393.5 kJ·ml－1x＋\f(483.6 kJ·ml－1,2)y＝63.53 kJ))
解得x＝0.1 ml，y＝0.1 ml，则x∶y＝1∶1。
【答案】 A
9．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为___。
(2)若适量的N2和O2完全反应，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为____。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650 kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为____。
(4)已知拆开1 ml H—H，1 ml N—H，1 ml NN分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为____。
【解析】 (1)1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，则1 ml甲醇燃烧放热22.68 kJ×32＝725.76 kJ，甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.76 kJ/ml。
(4)已知拆开1 ml H—H、1 ml N—H、1 ml NN分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝946 kJ/ml＋3×436 kJ/ml－6×391 kJ/ml＝－92 kJ/ml。
【答案】 (1)CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－725.76 kJ/ml
(2)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.8 kJ/ml
(3)C2H2(g)＋eq \f(5,2)O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－1 300 kJ/ml
(4)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ/ml
eq \a\vs4\al([能力提升层次（B）])
10．(2014·重庆高考)已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·ml－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220 kJ·ml－1
H—H、O===O和O—H键的键能分别为436、496和462 kJ·ml－1，则a为( )
A．－332 B．－118
C．＋350 D．＋130
【解析】 根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据题中给出的键能可得出热化学方程式：
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝(2×436＋496－4×462)kJ·ml－1，即③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－480 kJ·ml－1，题中②2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－220 kJ·ml－1，(②－③)×eq \f(1,2)得①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝(ΔH2－ΔH3)×eq \f(1,2)，即a＝(－220＋480)×eq \f(1,2)＝130，选项D正确。
【答案】 D
11．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P a kJ·ml－1、P—O b kJ·ml－1、P===O c kJ·ml－1、O===O d kJ·ml－1，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是( )
A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·ml－1
B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·ml－1
C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·ml－1
D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·ml－1
【解析】 由键能求反应热的公式为ΔH＝反应物断键吸收能量总和－生成物断键吸收能量总和，则ΔH＝6×a kJ·ml－1＋5×d kJ·ml－1－(12×b kJ·ml－1＋4×c kJ·ml－1)＝(6a＋5d－4c－12b) kJ·ml－1，A项正确。
【答案】 A
12．物质的生成热可定义为：由稳定单质生成1 ml物质所放出的热量，如CO2气体的生成热就是1 ml C完全燃烧生成CO2气体时放出的热量，已知下列几种化合物的生成热分别是
则1 kg葡萄糖在人体内完全氧化生成CO2气体和液态水，最多可提供的能量为 ( )
A．3 225 kJ B．2 816 kJ
C．6 999 kJ D．15 644 kJ
【解析】 根据生成热的定义得下面三个热化学方程式：6C(s)＋3O2(g)＋6H2(g)===C6H12O6(s)
ΔH＝－1 259.8 kJ/ml ①
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/ml②
O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/ml③
由：②×6＋③×3－①得：
C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2(l)
ΔH＝－2 816 kJ·ml－1
故1 kg C6H12O6(s)完全氧化时放出的热量为：
2 816×eq \f(1 000,180) kJ≈15 644 kJ。
【答案】 D
13．在一定条件下，当80 g SO2气体被氧化成SO3气体时，放出热量98.3 kJ，已知SO2在此条件下转化率为80%，据此，下列热化学方程式正确的是( )
A．SO2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)SO3(g) ΔH＝－98.3 kJ/ml
B．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(l) ΔH＝－196.6 kJ/ml
C．SO2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)SO3(g) ΔH＝－78.64 kJ/ml
D．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝＋196.6 kJ/ml
【解析】 SO2的转化率为80%，所以参加反应的SO2为1 ml，即1 ml SO2气体完全转化成SO3时的热效应为98.3 kJ，所以相应的热化学方程式为SO2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)SO3(g) ΔH＝－98.3 kJ/ml。
【答案】 A
14．液态肼(N2H4)和液态双氧水可作为火箭推进剂的原料，它们混合时发生反应，生成N2和水蒸气，并放出大量的热。已知1 g液态肼完全反应生成气态水放出的热量为20 kJ。
(1)H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·ml－1，写出液态肼与液态双氧水反应生成N2和液态水的热化学方程式：____。
(2)以N2和H2为原料通过一定途径可制得N2H4，已知断裂1 ml N—N键、N≡N键、N—H键、H—H键所需的能量分别为193 kJ·ml－1、946 kJ·ml－1、390.8 kJ·ml－1、436 kJ·ml－1，试写出由N2、H2合成气态肼(N2H4)的热化学方程式为____。
(3)温度在150 ℃以上时，H2O2便迅速分解为H2O和O2，发射火箭时用过氧化氢作强氧化剂就是利用这个原理，
已知：
①H2(g)＋O2(g)===H2O2(l)
ΔH1＝－134.3 kJ·ml－1；
②H2O(l)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)
ΔH2＝＋286 kJ·ml－1。
则反应③H2O2(l)===H2O(l)＋eq \f(1,2)O2(g)的ΔH＝________。
【解析】 (1)①N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－32×20 kJ·ml－1＝－640 kJ·ml－1；②H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·ml－1，根据盖斯定律，①－4×②可得，N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－816 kJ·ml－1。
(2)N2(g)＋2H2(g)===N2H4(g)，断键吸收的能量为946 kJ＋2×436 kJ＝1 818 kJ；成键时释放的能量为4×390.8 kJ＋193 kJ＝1 756.2 kJ，故ΔH＝(1 818－1 756.2)kJ·ml－1＝＋61.8 kJ·ml－1。(3)根据盖斯定律：－(①＋②)可得③，ΔH＝－(＋286－134.3) kJ·ml－1＝－151.7 kJ·ml－1。
【答案】 (1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－816 kJ·ml－1
(2)N2(g)＋2H2(g)===N2H4(g)
ΔH＝＋61.8 kJ·ml－1
(3)－151.7 kJ·ml－1
15．参考下列图表和有关要求回答问题。
(1)图Ⅰ是1 ml NO2(g)和1 ml CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：__；
图Ⅰ
(2)下表是部分化学键的键能数据：
已知白磷的燃烧热ΔH＝－d kJ/ml，白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示，则上表中x＝________(用含有a、b、c、d的代数式表示)。
图Ⅱ
【解析】 (1)观察图形，1 ml NO2(g)和1 ml CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的反应热数值即反应物和生成物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ/ml。
(2)由反应热＝反应物键能总和－生成物键能总和与燃烧热概念可得等式6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，
可得x＝eq \f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)。
【答案】 (1)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)
ΔH＝－234 kJ/ml
(2)eq \f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)[或－eq \f(1,4)(12b－d－6a－5c)]
16．(1)(2014·广东高考节选)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。
①1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g)
ΔH1＝－47.3 kJ·ml－1
②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)
ΔH2＝＋210.5 kJ·ml－1
③CO(g)1/2C(s)＋1/2CO2(g)
ΔH3＝－86.2 kJ·ml－1
反应2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)(2014·新课标全国卷Ⅰ节选)已知
甲醇脱水反应
2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－23.9 kJ·ml－1
甲醇制烯烃反应
2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－29.1 kJ·ml－1
乙醇异构化反应
C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)
ΔH3＝＋50.7 kJ·ml－1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·ml－1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是__。
【解析】 (1)利用盖斯定律可以计算出所给反应的焓变，要学会利用所给方程式中化学计量数和反应物、中间产物的关系进行解答。根据盖斯定律，由①×4＋②＋③×2可得目标热化学方程式，故有ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。
(2)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－23.9 kJ·ml－1 ①
2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－29.1 kJ·ml－1 ②
C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)
ΔH3＝＋50.7 kJ·ml－1 ③
根据盖斯定律，由①－②－③得，C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH＝－45.5 kJ·ml－1。
浓H2SO4具有强氧化性，在反应中可能会发生副反应，生成有害气体。所以气相直接水合法的优点是污染小、腐蚀性小等。
【答案】 (1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3
(2)－45.5 污染小，腐蚀性小等
化合物
葡萄糖
H2O(l)
CO2
生成热(kJ/ml)
1 259.8
285.8
393.5
化学键
P—P
P—O
O===O
P===O
键能/(kJ/ml)
a
b
c
x