人教版 (2019)选择性必修1第二节 反应热的计算课时作业

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[基础过关练]
1．(2021·山东日照高二月考)LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：
①2Li(s)＋H2(g)===2LiH(s) ΔH＝－182 kJ·ml－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572 kJ·ml－1
③4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s) ΔH＝－1 196 kJ·ml－1
则反应2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)的焓变为( )
A．＋351 kJ·ml－1B．－351 kJ·ml－1
C．＋702 kJ·ml－1 D．－702 kJ·ml－1
D [根据盖斯定律eq \f(1,2)(②＋③)－①得到LiH在O2中燃烧的热化学方程式2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)
ΔH＝eq \f(1,2)[－572 kJ·ml－1＋(－1 196 kJ·ml－1)]－(－182 kJ·ml－1)＝－702 kJ·ml－1。]
2．(双选)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) (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．锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏
AD [由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，当温度低于13.2 ℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰)，所以B、C都错。]
3．已知热化学方程式：
C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；
C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2;
C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH3＝＋1.9 kJ·ml－1。
下列说法正确的是( )
A．金刚石比石墨稳定
B．ΔH1>ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
D．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应
D [石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，石墨比金刚石稳定， 故A错误；石墨的能量低于金刚石的能量，故石墨燃烧放出的能量比金刚石低，放热反应的ΔH<0，ΔH1＜ΔH2，故B错误；将3个反应依次编为1式、2式、3式，根据盖斯定律，3式＝2式－1式，故ΔH3＝ΔH2－ΔH1, 故C错误；石墨转化为金刚石ΔH3＝＋1.9 kJ·ml－1，为吸热反应， 故D正确。]
4．氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取Cu2O，已知反应：
2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s) ΔH＝－314 kJ·ml－1
2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s) ΔH＝－292 kJ·ml－1
则CuO(s)＋Cu(s)===Cu2O(s)的ΔH等于( )
A．－11 kJ·ml－1 B．＋11 kJ·ml－1
C．＋22 kJ·ml－1 D． －22 kJ·ml－1
A [根据盖斯定律，热化学方程式可以“加减运算”，获得新的热化学方程式。已知反应中，(前式－后式)/2得CuO(s)＋Cu(s)===Cu2O(s)，故ΔH＝(－314＋292)kJ·ml－1/2＝－11 kJ·ml－1。]
5．(2021·山东滕州一中高二月考)下列各组热化学方程式中，化学反应的反应热ΔH前者大于后者的是( )
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH2
②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH3
2C3H8(g)＋10O2(g)===6CO2(g)＋8H2O(g) ΔH4
③2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH5
NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH6
A．① B．①③ C．②③ D．①②③
C [①C的燃烧反应为放热反应，即ΔH＜0，并且C完全燃烧放出的热量较多，所以反应热ΔH：ΔH2＞ΔH1，①不符合题意；②C3H8的燃烧反应为放热反应，即ΔH＜0，后者反应化学计量数为前者的两倍，则后者放热多，所以反应热ΔH：ΔH3＞ΔH4，故②符合题意；③水的分解为吸热反应，即ΔH＞0，后者的酸碱中和反应为放热反应，即ΔH＜0，所以反应热ΔH：ΔH5＞ΔH6，故③符合题意。]
6．(2021·河北唐山一中高二月考)汽油(以C8H18表示)、甲烷、氢气、CO燃烧的热化学方程式分别为
2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－10 944 kJ·ml－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·ml－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·ml－1
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－565.2 kJ·ml－1
下列有关说法不正确的是( )
A．等物质的量的四种燃料分别完全燃烧，汽油放出的热量最多
B．等质量的四种燃料分别完全燃烧，氢气放出的热量最多
C．H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH＜－285.8 kJ·ml－1
D．2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g) ΔH＝＋565.2 kJ·ml－1
C [2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·ml－1，H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·ml－1的意义是通常状况下1 ml氢气完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量，生成气态水放出的热量小于285.8 kJ，ΔH是焓变，其值为负值时，反应放热，负号后面的数字越小，放出的热量就越小，所以H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH＞－285.8 kJ·ml－1。]
7．黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为
S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝x kJ·ml－1。
已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·ml－1
S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·ml－1
2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·ml－1，则x为( )
A．3a＋b－c B．c－3a－b
C．a＋b－c D．c－a－b
A [碳燃烧的热化学方程式为①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·ml－1，将另外两个热化学方程式进行编号，②S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·ml－1，③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·ml－1，运用盖斯定律，①×3＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝(3a＋b－c) kJ·ml－1，则x＝3a＋b－c，故A正确。]
8．已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·ml－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为( )
A．55 kJ B．220 kJ
C．550 kJ D．1 108 kJ
A [丙烷分子式是C3H8,1 ml丙烷燃烧会产生4 ml水，则丙烷完全燃烧产生1.8 g水，消耗丙烷的物质的量是n(C3H8)＝0.025 ml，所以反应放出的热量是2 215 kJ·ml－1×0.025 ml≈55 kJ，故答案是A。]
9．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
A [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\{\rc\ (\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。]
10．已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝a kJ·ml－1；
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－220 kJ·ml－1。
H—H、O===O和O—H键的键能分别为436 kJ·ml－1、496 kJ·ml－1和462 kJ·ml－1，则a为( )
A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130
D [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。]
[拓展培优练]
11．(2021·湖南部分重点中学高二月考)工业上乙烯催化氧化制乙醛的某一反应原理为2CH2===CH2(g)＋O2(g) 2CH3CHO(aq) ΔH，该反应原理可以拆解为如下三步反应：
Ⅰ．CH2===CH2(g)＋PdCl2(aq)＋H2O(l)===CH3CHO(aq)＋Pd(s)＋2HCl(aq) ΔH1
Ⅱ．……
Ⅲ．4CuCl(s)＋O2(g)＋4HCl(aq)===4CuCl2(aq)＋2H2O(l) ΔH3
若第Ⅱ步反应的反应热为ΔH2，且ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3，则第Ⅱ步反应的热化学方程式为( )
A．PdCl2(aq)＋2CuCl(s)===Pd(s)＋2CuCl2(aq) ΔH2
B．2Pd(s)＋4CuCl2(aq)===2PdCl2(aq)＋4CuCl(s) ΔH2
C．Pd(s)＋2CuCl2(aq)===PdCl2(aq)＋2CuCl(s) ΔH2
D．2PdCl2(aq)＋4CuCl(s)===2Pd(s)＋4CuCl2(aq) ΔH2
C [根据ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2＋ΔH3，则有：2ΔH2＝ΔH－2ΔH1－ΔH3，运用盖斯定律，eq \f(1,2)(总－2×Ⅰ－Ⅲ)得：Pd(s)＋2CuCl2(aq)===PdCl2(aq)＋2CuCl(s)。]
12．(2021·渝中区校级期末)已知：
①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3
④2CO2(g)＋4H2(g)===CH3COOH(l)＋2H2O(l) ΔH4
⑤2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH5
下列关于上述反应的焓变的判断正确的是( )
A．ΔH1＞0，ΔH2＜0
B．ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1
C．ΔH2＞0
D．ΔH4＝ΔH1－2ΔH3
B [CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)属于燃烧反应，是放热反应，所以ΔH1＜0,A错误；由盖斯定律可知，方程式2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH5由方程式②×2＋③－①可得，则ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1,B正确；C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2属于燃烧反应，是放热反应，所以ΔH2＜0,C错误；根据盖斯定律可知，方程式2CO2(g)＋4H2(g)===CH3COOH(l)＋2H2O(l) ΔH4由③×2－①可得，则ΔH4＝2ΔH3－ΔH1,D错误。]
13．成语是中国传统文化的瑰宝。铜墙铁壁、铜心铁胆、金戈铁马、百炼成钢等成语向人传递正能量。工业上，冶炼铁的有关热化学方程式如下：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·ml－1
②CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2＝b kJ·ml－1
③Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH3＝c kJ·ml－1
④2Fe2O3(s)＋3C(s)===4Fe(s)＋3CO2(g ) ΔH4＝d kJ·ml－1(上述热化学方程式中，a、b、c、d均不等于0)。下列说法正确的是( )
A．bB．C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝(a＋b)/2 kJ·ml－1
C．d＝3c＋2b
D．CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔHB [①C(s)＋O2(g)===CO2(g)为放热反应，ΔH1＝a kJ·ml－1<0，a<0；②CO2(g)＋C(s)===2CO(g) 为吸热反应，ΔH2＝b kJ·ml－1 >0，b>0 ，因此b>a，A错误；根据盖斯定律可知，将[①＋②]×eq \f(1,2)可得：C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝(a＋b)/2 kJ·ml－1<0，B正确；根据盖斯定律可知，将②×3＋③×2可得：2Fe2O3(s)＋3C(s)===4Fe(s)＋3CO2(g) ΔH4＝d kJ·ml－1＝(3b＋2c) kJ·ml－1，C错误；因为碳燃烧生成一氧化碳为放热反应，所以1 ml碳完全燃烧放出的热量大于1 ml一氧化碳完全燃烧放出的热量，而反应热包括符号和数值，故CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH>a kJ·ml－1,D错误。]
14．(2021·浙江模拟)NASA宣布将发起“CO2转化挑战赛”，这项研究有助于解决在火星上的生存问题。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3＋ΔH4)
B．用工业催化剂代替微生物发酵，ΔH5不变
C．葡萄糖的燃烧热为－ΔH1
D．“人造转化器”所起的作用就是催化剂
D [根据盖斯定律可知ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3＋ΔH4)，A正确；催化剂不改变反应热，故用工业催化剂代替微生物发酵，ΔH5不变，B正确；根据图示可知葡萄糖的燃烧热为－ΔH1,C正确； “人造转化器”的目的是使非自发反应发生，D错误。]
15．(情境素养题)在环境污染和能源危机日益严重情况下，氢气作为很有发展前景的新型能源备受青睐，下列两种方法都能获取氢气。
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1­丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：
已知：①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH1
②C4H10(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g) ΔH2＝－119 kJ·ml－1
③H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)
ΔH3＝－242 kJ·ml－1
反应①的ΔH1为________kJ·ml－1。
(2)如图，通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_____________________________________________________________________
___________________________________、___________________________，
制得等量H2所需能量较少的是__________________。
[解析] (1)②C4H10(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)
ΔH2＝－119 kJ·ml－1
③H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)
ΔH3＝－242 kJ·ml－1
②－③得C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g) ΔH1＝＋123 kJ·ml－1。
(2)系统(Ⅰ)涉及水的分解，系统(Ⅱ)涉及硫化氢的分解，利用盖斯定律分别将系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)的热化学方程式相加，可得到水、硫化氢分解的热化学方程式。根据系统(Ⅰ)、系统(Ⅱ)的热化学方程式可知：每反应产生1 ml 氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制取等量的H2所需能量较少的是系统(Ⅱ)。
[答案] (1)＋123 (2)H2O(l)===H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝＋286 kJ·ml－1
H2S(g)===H2(g)＋S(s) ΔH＝＋20 kJ·ml－1 系统(Ⅱ)