化学选择性必修1第二节 反应热的计算优秀达标测试

这是一份化学选择性必修1第二节 反应热的计算优秀达标测试，共7页。试卷主要包含了根据下列热化学方程式，已知等内容，欢迎下载使用。

第1章 第2节

A组·基础达标
1．在298 K、101 kPa时，已知：
①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1
②Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2
③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　)
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
【答案】A
【解析】因为反应式①②③之间存在关系：①＋2×②＝③，故ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3。
2．已知H—H、H—O和O＝O键的键能分别为436 kJ·mol－1、463 kJ·mol－1和495 kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是(　　)
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝－485 kJ·mol－1
B．H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋485 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋485 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－485 kJ·mol－1
【答案】D
【解析】1 mol气态水分解产生1 mol H2(g)和 mol O2(g)的能量变化为2×463 kJ－436 kJ－×495 kJ＝＋242.5 kJ，因此气态水分解的热化学方程式可表示为H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋242.5 kJ·mol－1，A、B均错误；若2 mol的气态水分解可产生2 mol H2(g)和1 mol O2(g)，则此时反应的焓变是2ΔH＝＋242.5 kJ·mol－1×2＝＋485 kJ·mol－1，则H2(g)与O2(g)反应生成气态水的热化学方程式为2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－485 kJ·mol－1, C错误，D正确。
3．根据下列热化学方程式：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－870.3 kJ·mol－1
可以计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为(　　)
A．ΔH＝＋244.1 kJ·mol－1
B．ΔH＝－488.3 kJ·mol－1
C．ΔH＝－996.6 kJ·mol－1
D．ΔH＝＋996.6 kJ·mol－1
【答案】B
【解析】所求反应可以由①×2＋②×2－③得到，故所求反应的ΔH＝－393.5 kJ·mol－1×2－285.8 kJ·mol－1×2＋870.3 kJ·mol－1＝－488.3 kJ·mol－1。
4．已知甲烷、氢气、一氧化碳的燃烧热ΔH依次为－a kJ·mol－1、－b kJ·mol－1、－c kJ·mol－1(a、b、c均大于0)。可利用甲烷与二氧化碳或水反应制备CO和H2：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1、CH4(g)＋H2O(l)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH2。试推算(　　)
A．ΔH1＝(a－2b＋2c)kJ·mol－1
B．ΔH1＝(b＋c－2a)kJ·mol－1
C．ΔH2＝(b＋3c－a)kJ·mol－1
D．ΔH2＝(3b＋c－a)kJ·mol－1
【答案】D
【解析】依题意知①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－b kJ·mol－1
③CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－c kJ·mol－1
根据盖斯定律知，
①－②×2－③×2得：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝(2b＋2c－a) kJ·mol－1
①－②×3－③得：CH4(g)＋H2O(l)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH2＝(3b＋c－a) kJ·mol－1。
5．在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为：
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol－1
又知由H2(g)与O2(g)反应生成1 mol液态H2O比生成1 mol气态H2O多放出44 kJ的热量。则CH4气体在空气中不完全燃烧的热化学方程式正确的是(　　)
A．2CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋CO(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 214 kJ·mol－1
B．2CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋CO(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 038 kJ·mol－1
C．3CH4(g)＋5O2(g)===CO2(g)＋2CO(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－1 538 kJ·mol－1
D．3CH4(g)＋5O2(g)===CO2(g)＋2CO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 840 kJ·mol－1
【答案】D
【解析】将题给反应依次编号为①、②，根据题目条件可得H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1③。根据盖斯定律，A项中热化学方程式可由②×2－①×得到，ΔH＝－1 497 kJ·mol－1；B项中热化学方程式可由②×2－①×－③×4得到，ΔH＝－1 321 kJ·mol－1；C项中热化学方程式可由②×3－①得到，ΔH＝－2 104 kJ·mol－1；D项中热化学方程式可由②×3－①－③×6得到，ΔH＝－1 840 kJ·mol－1。
6．依据题意，写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa条件下，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完全反应生成NO2，每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。则该反应的热化学方程式为______________。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数的值，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。则该反应的热化学方程式为________________________________。
(4)已知拆开1 mol H—H、1 mol N—H、1 mol N≡N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________________________________。
【答案】(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－725.76 kJ·mol－1
(2)N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.8 kJ·mol－1
(3)C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1 300 kJ·mol－1
(4)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
7．已知：
(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
(2)H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
(3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
常温常压下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体，其体积折合成标准状况下为11.2 L，完全燃烧后，恢复到常温，放出的热量是____________。
【答案】384.7 kJ
【解析】根据题意可知，混合气体的物质的量为0.5 mol，则0.5 mol混合气体中CH4和H2的物质的量分别为0.5 mol×＝0.4 mol,0.5 mol×＝0.1 mol。常温时水为液态，所以放出的热量为(0.4×890.3＋0.1×285.8) kJ＝384.7 kJ。
8．将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
③CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：_________________________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出下列循环图：

并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析：甲、乙两同学观点中正确的是________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是__________________________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料与煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点：____________________________。
【答案】(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1
(2)乙　甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，且ΔH2>0)
(3)①减少污染，②燃烧充分，③方便运输(答两点即可)
【解析】(1)根据盖斯定律①－②－③，即可得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1。(2)由(1)中分析可知煤转化为水煤气是吸热反应，而甲正是忽略了这个问题，才误认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。
B组·能力提升
9．一定条件下，用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知：①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJ· mol－1，②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－1 160 kJ· mol－1。下列选项不正确的是(　　)
A．CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－867 kJ· mol－1
B．CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3<ΔH1
C．若用0.2 mol CH4(g)还原NO2(g)至N2(g)，则反应中放出的热量一定为173.4 kJ
D．若用标况下2.24 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子的物质的量为0.8 mol
【答案】C
【解析】由得出：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝ kJ· mol－1＝－867 kJ· mol－1，A正确；H2O(g)===H2O(l)　ΔH<0，因此ΔH3<ΔH1，B正确；由反应生成的H2O的状态判断，如果是气态，则正确，若是液态，则大于173.4 kJ，C错误；消耗1 mol CH4转移8 mol e－，标况下2.24 L CH4为0.1 mol，转移电子数为0.8 mol，D正确。
10．已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH1
C6H12O6(g)===C6H12O6(s)　ΔH2
C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(g)＋6CO2(g)　ΔH3
C6H12O6(g)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g)　ΔH4
下列说法正确的是(　　)
A．ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<ΔH4
B．6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
C．－6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
D．－6ΔH1＋ΔH2－ΔH3＋ΔH4＝0
【答案】B
【解析】分别编号为①②③④，物质由气态转化为液态(液化)需要放热，物质由固态转化为气态需要吸热，比较③和④，C6H12O6(s)→C6H12O6(g)为吸热过程，6H2O(g)→6H2O(l)为放热过程，所以④放出更多能量，ΔH更小，故ΔH3>ΔH4，A错误；由盖斯定律知，①×6＋②＋③可以得到④，即6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，B正确，C、D均错误。
11．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－72 kJ·mol－1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：
物质
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
则下列说法正确的是(　　)
A．2HBr(g)===H2(g)＋Br2(l)　ΔH<0
B．Br2(l)===Br2(g)　ΔH＝－30 kJ·mol－1
C．H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH＝－42 kJ·mol－1
D．a＝200
【答案】D
【解析】2HBr(g)===H2(g)＋Br2(l)，ΔH＝72 kJ·mol－1，A错误；物质由液态变成气态，应吸收热量，ΔH>0，B错误；由题意有H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)
ΔH＝－102 kJ·mol－1，C错误；由436 kJ＋a kJ－2×369 kJ＝－102 kJ，解得a＝200，D正确。
12．MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：
M2＋(g)＋CO(g)M2＋(g)＋O2－(g)＋CO2(g)
↑ΔH1　　　　　　↓ΔH3
MCO3(s) MO(s)＋CO2(g)
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是(　　)
A. ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
【答案】C
【解析】ΔH1表示断裂CO和M2＋的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，A正确；ΔH2表示断裂CO中共价键形成O2－和CO2吸收的能量，与M2＋无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，B正确；由上可知ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)>0，C错误；由上分析可知ΔH1＋ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，D正确。
13．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)，反应过程中的能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。

根据图像回答下列问题：
(1)P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式是______________。
(2)PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式是______________。
(3)P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1 mol PCl5(g)的ΔH3＝________，P(s)和Cl2(g)一步反应生成1 mol PCl5(g)的ΔH4________(填“大于”“小于”或“等于”)ΔH3。
【答案】(1)Cl2(g)＋P(s)===PCl3(g)　ΔH＝－306 kJ/mol　(2)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋93 kJ/mol
(3)－399 kJ/mol　等于
【解析】(3)根据盖斯定律可知由P(s)和Cl2(g)生成1 mol PCl5(g)的ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝－399 kJ/mol，不管该反应是一步完成还是分几步完成，反应的热效应不变。
14．断开1 mol 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的键能。下表列出了一些化学键的键能(E)：
化学键
H—H
Cl—Cl
O===O
C—Cl
C—H
O—H
H—Cl
E/(kJ·mol－1)
436
247
x
330
413
463
431
请回答下列问题：
(1)如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为____________(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·mol－1，则根据所给键能数据可得，b＝________ kJ·mol－1，x＝________。
(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 ℃时利用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为________________________ ____________。若忽略温度和压强对反应热的影响，根据题给有关数据及前面的计算结果，计算当反应中有1 mol电子转移时，反应的能量变化为____________________。
【答案】(1)放热　(a－b) kJ·mol－1
(2)926　496.4
(3)O2＋4HCl2Cl2＋2H2O　放出31.4 kJ能量
【解析】(2)b表示H、O原子结合为1 mol气态水时的能量变化，其数值为463×2＝926；根据键能与焓变的关系可得，436＋x－926＝－241.8，则x＝496.4。(3)根据题意可写出“地康法”制氯气的化学方程式：O2＋4HCl2Cl2＋2H2O。该反应的ΔH＝(496.4＋431×4－247×2－463×4) kJ·mol－1＝－125.6 kJ·mol－1，则转移1 mol电子时反应放出的能量为31.4 kJ。