高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一章 化学反应的热效应第一节 反应热第2课时习题

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热化学方程式　燃烧热(40分钟　70分)一、选择题(本题包括9小题，每小题5分，共45分)1．已知一些燃料的燃烧热分别为燃料一氧化碳甲烷异辛烷(C8H18)乙醇ΔH－283.0 kJ·mol－1－890.3 kJ·mol－1－5 461.0 kJ·mol－1－1 366.8 kJ·mol－1使用上述燃料最能体现“低碳经济”理念的是(　　)A．一氧化碳　　　　　　　　 B．甲烷C．异辛烷          D．乙醇【解析】选B。“低碳经济”是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。即每生成1摩尔二氧化碳时，放出热量最大的物质符合题意，异辛烷(C8H18) [ 5 461.0 kJ· mol－1/8≈682.6 kJ·mol－1]，乙醇[1 366.8 kJ·mol－1/2＝683.4 kJ·mol－1]，故B正确。2．(2021·连云港高二检测)N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是(　　)A．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋267 kJ·mol－1B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－534 kJ·mol－1C．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－133.5 kJ·mol－1D．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534 kJ·mol－1【解析】选D。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量，则1 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ×4＝534 kJ的热量，焓变为负值，反应生成的水为气体，热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1，故D正确。3．(双选)已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　)A．2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量B．1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量大于270 kJC．在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量【解析】选B、C。A项中用L作单位是错误的，因为热化学方程式的化学计量数表示物质的量；B项中放出热量大于270 kJ是正确的；D项中说几个分子间反应是错误的；C项正确。4．已知热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1＝－571.6 kJ·mol－1，则关于热化学方程式：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH2＝？的说法中正确的是(　　)A．热化学方程式中化学计量数表示分子数B．该反应ΔH2大于零C．该反应的ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1D．该反应可表示36 g水分解时的热效应【解析】选B。ΔH2与ΔH1符号相反，数值相等，故ΔH2＝＋571.6 kJ·mol－1；D选项没有指明36 g水的状态，故D项错误。5．下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是(　　)A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283 kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3 kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6 kJ·mol－1【解析】选A。A项，符合燃烧热的概念，正确；B项，生成物中的水是气体，不属于指定产物，错误；C项，热化学方程式中是2 mol可燃物氢气燃烧放热，不符合燃烧热的概念，错误；D项，HCl不是指定产物，不符合燃烧热的概念要求，错误。【补偿训练】沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445.15 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是(　　)A．2CH4(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1B．CH4＋2O2===CO2＋2H2OΔH＝－890.3 kJ·mol－1C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O (l)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1D．CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1【解析】选C。甲烷燃烧是放热反应，ΔH＜0，A不正确；B没有标明物质状态，错误；0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出445.15 kJ的热量，则1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出890.3 kJ的热量。6．根据以下3个热化学方程式2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－Q1 kJ·mol－12H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)ΔH＝－Q2 kJ·mol－12H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(g)ΔH＝－Q3 kJ·mol－1判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是(　　)A．Q1＞Q2＞Q3　　　　　　　　 B．Q1＞Q3＞Q2C．Q3＞Q2＞Q1         D．Q2＞Q1＞Q3【解析】选A。H2S完全燃烧放出的热量多。由于气态水的能量高于液态水的能量，所以生成液态水时放出的热量多，则Q1、Q2、Q3三者关系正确的是Q1＞Q2＞Q3，所以选A。7．(双选)常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是(　　)共价键H—HF—FH—FH—ClH—IE/kJ·mol－1436157568432298A．432 kJ·mol－1＞E(H—Br)＞298 kJ·mol－1B．表中最稳定的共价键是H—Cl键C．H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJ·mol－1D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－25 kJ·mol－1【解析】选B、D。A项，Br的非金属性介于Cl、I之间，所以E(H—Br)介于E(H—Cl)、E(H—I)之间，即432 kJ·mol－1＞E(H—Br)＞298 kJ·mol－1，正确；B项，根据表中的数据，H—F键的键能最大，所以表中最稳定的共价键是H—F键，不正确；C项，破坏化学键需要吸收能量，所以H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJ·mol－1，正确；D项，H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝436 kJ·mol－1＋157 kJ·mol－1－2×568 kJ·mol－1＝－543 kJ·mol－1，错误。8．(2021·遵义高二检测)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　)选项热化学方程式结论AH2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1H2的燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1BOH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1溶质物质的量为0.5 mol的Ba(OH)2稀溶液与足量稀H2SO4完全中和，放出的热量等于57.3 kJCC(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1；C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－b kJ·mol－1b＜aDP4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH＝－29.2 kJ·mol－1P4(s，白磷)比P(s，红磷)稳定【解析】选C。燃烧热为1 mol纯物质在氧气中完全燃烧生成指定产物放出的热量，而氢气在氯气中的燃烧放出的能量不是燃烧热，故A错误；溶质物质的量为0.5 mol的Ba(OH)2稀溶液与足量稀H2SO4完全中和，反应生成水的同时还生成硫酸钡，则溶质物质的量为0.5 mol的Ba(OH)2稀溶液与足量稀H2SO4完全中和，放出的热量大于57.3 kJ，故B错误；都为放热反应，不完全燃烧放出的热量较少，等物质的量的碳燃烧时，生成二氧化碳放出的热量较多，则b＜a，故C正确；为放热反应，则红磷能量较低，红磷较稳定，故D错误。9.(双选)(2021·东营高二检测)俗语说“雷雨发庄稼”与N2和O2反应生成NO有关。反应过程中不使用催化剂(曲线Ⅰ)和使用催化剂(曲线Ⅱ)的能量变化如图所示(图中E1表示破坏旧化学键吸收的能量，E2表示形成新化学键释放的能量)。下列叙述错误的是(　　)A．上述反应属于吸热反应B．途径Ⅰ的反应焓变比途径Ⅱ大C．过程Ⅰ的反应速率比过程Ⅱ慢D．N2与O2反应的热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝(E1－E2)kJ·mol－1【解析】选B、D。由图可知，生成物的总能量大于反应物的总能量，则该反应为吸热反应，故A正确；化学反应的反应热大小取决于反应物和生成物的总能量大小，与反应途径无关，则途径Ⅰ的反应焓变与途径Ⅱ相等，故B错误；由图可知，过程Ⅰ的活化能大于过程Ⅱ的活化能，活化能越大，反应速率越慢，则过程Ⅰ的反应速率比过程Ⅱ慢，故C正确；由图可知，N2(g)＋O2(g)===NO(g)　ΔH＝(E1－E2)kJ·mol－1，故D错误。二、非选择题(本题包括2小题，共25分)10．(15分)(1)在101 kPa时，H2在1 mol O2中完全燃烧生成2 mol液态水，放出571.6 kJ的热量，H2的燃烧热为______________，表示H2燃烧热的热化学方程式为__________________________________________________________。(2)1.00 L 1.00 mol·L－1硫酸与2.00 L 1.00 mol·L－1 NaOH溶液完全反应，放出114.6 kJ的热量，该中和反应反应热为______________，表示其中和反应反应热的热化学方程式为_____________________________________________。(3)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为________________________；又已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是____________kJ。【解析】抓概念要点：燃烧热含义，中和热含义，1 mol，指定产物等关键词。将0.3 mol乙硼烷燃烧放出的热量折算成1 mol乙硼烷燃烧放出的热量。注意区别燃烧热和热量的单位。答案：(1)285.8 kJ·mol－1H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8 kJ·mol－1(2)57.3 kJ·mol－1　H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1(3)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 165 kJ·mol－1　1 016.511．(10分)依据事实写出下列反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_________________________________________________________________。(2)家用液化气中的主要成分之一是丁烷，当1.0 kg丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出的热量为5×104 kJ，试写出丁烷燃烧热的热化学方程式____________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案：(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1 427.2 kJ·mol－1(2)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－2 900 kJ·mol－1　　　　　　【特别提醒】“五环节”法书写热化学方程式【补偿训练】下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　)A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 322.8 kJ·mol－1(燃烧热)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1(中和热)C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ·mol－1(反应热)D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(反应热)【解析】选C。根据燃烧热的概念，生成的水应为液态，A项错；B项中反应放热，ΔH应为负值，B项错；D项中没表示出物质的聚集状态，D项错。Ｋ(20分钟　30分)一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)1．(双选)(2021·泰安高二检测)工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2]，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　)A．NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物B．反应Ⅰ逆反应的活化能＞反应Ⅱ正反应的活化能C．反应Ⅱ在热力学上进行趋势很大D．2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(l)＋H2O(l)的焓变ΔH＝E1－E2【解析】选C、D。NH2COONH4是反应Ⅰ的生成物，也反应Ⅱ的反应物，所以NH2COONH4是中间产物，故A正确；由可逆反应的两步过程中的能量变化图可知，反应Ⅰ逆反应的活化能数值大，反应Ⅱ正反应的活化能数值小，即反应Ⅰ逆反应的活化能＞反应Ⅱ正反应的活化能，故B正确；由图可知，反应Ⅱ的ΔH＞0且ΔS＞0，所以反应Ⅱ只有在高温下才能自发进行，在热力学上进行趋势不大，故C错误；反应Ⅰ为2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)　ΔH＝－El kJ·mol－1，反应Ⅱ为NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　ΔH＝＋E2 kJ·mol－1，反应Ⅰ＋反应Ⅱ得到2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(l)＋H2O(l)的焓变ΔH＝(－E1＋E2) kJ·mol－1＝(E2－E1) kJ·mol－1，故D错误。2．(2021·天津高二检测)已知：①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1；②Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＝－226 kJ·mol－1。根据以上热化学方程式判断，下列说法或表示正确的是(　　)A．Na2O2(s)＋CO2(s)===Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＞－226 kJ·mol－1B．如图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C．CO的燃烧热为283 kJD．CO(g)＋Na2O2(s)===Na2CO3(s)　ΔH＝＋509 kJ·mol－1【解析】选A。CO2(s)―→CO2(g)吸收热量，并且该反应的焓变为负值，所以Na2O2(s)＋CO2(s)===Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＞－226 kJ·mol－1，故A正确；反应热与物质的计量数成正比，图中计量数不对，正确的图为故B错误；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1，则CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1，所以CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，故C错误；根据盖斯定律：①×＋②计算CO(g)＋Na2O2(s)===Na2CO3(s)的焓变ΔH＝(－566 kJ·mol－1)×＋(－226 kJ·mol－1)＝－509 kJ·mol－1，故D错误。二、非选择题(本题包括1小题，共20分)3．(1)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 ℃、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.76 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量分别为___________________________。【解析】由题意知：反应生成3.6 g H2O(l)，故H2的物质的量为＝0.2 mol。0.2 mol H2完全燃烧放出的热量为×0.2 mol＝57.16 kJ，故CO完全燃烧放出的热量为113.76 kJ－57.16 kJ＝56.6 kJ，所以CO的物质的量为＝0.2 mol。答案：(1)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)ΔH＝－177.6 kJ·mol－1　(2)0.2 mol、0.2 mol【补偿训练】1．已知：(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH1＝a kJ·mol－1(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2＝b kJ·mol－1(3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH3＝c kJ·mol－1(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH4＝d kJ·mol－1下列关系式中正确的是(　　)A．a<c<0　　　　　　　 B．b>d>0 C．2a＝b<0       D．2c＝d>0【解析】选C。抓比较的关键。该反应是放热反应，ΔH＜0；(1)与(2)是生成H2O的状态一样，但物质的计量数是2倍关系，2a＝b；同理比较(3)、(4)得：2c＝d，由于H2O(g)===H2O(l)是放热反应，ΔH＜0，故c＜a，d＜b，综合考虑，仅C选项符合题意。2．已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量是__________。【解析】因为1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，所以1 mol H2与 mol O2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出热量242 kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1时所发生键的变化为断裂1 mol H—H键和 mol O===O键、形成2 mol O—H键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为×496 kJ＋E(H—H)，形成新键释放的能量为2×463 kJ＝926 kJ，此反应为放热反应，所以有926 kJ－×496 kJ－E(H—H)＝242 kJ，解得E(H—H)＝436 kJ。答案：436 kJ