届高考化学一轮复习过关训练化学反应热的计算解析版.docx
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届高考化学一轮复习过关训练化学反应热的计算解析版
化学反应热的计算
1.已知;
若使
液态酒精完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位为
)()
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【详解】
将三个已知热化学方程式编号:
①
,
②
,
③
,可得液态乙醇完全燃烧生成液态水的热化学方程式为
,利用盖斯定律可知,
即得目标反应热化学方程式,故
,
乙醇的物质的量为
,则放出的热量为
,故
D正确。
易错练
2.H2和I2在一定条件下能发生反应:
H2(g)+I2(g)
2HI(g)ΔH=﹣akJ·
下列说法正确的是()
A.H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键
B.断开2molHI分子中的化学键所需能量约为(c+b+a)kJ
C.相同条件下,1molH2(g)和1molI2(g)总能量小于2molHI(g)的总能量
D.向密闭容器中加入2molH2(g)和2molI2(g),充分反应后放出的热量为2akJ
【答案】B
【详解】
A. HI分子中的化学键是极性共价键,故A错误;
B.△H=反应物断裂化学键需要的能量−生成物形成化学键放出的能量=bKJ/mol+cKJ/mol−2H−I=−aKJ/mol,得到断开2molH−I键所需能量约为(a+b+c)KJ,故B正确;
C. H2和I2在一定条件下能发生反应:
H2(g)+I2(g)
2HI(g)ΔH=﹣akJ·
,反应是放热反应,反应物能量高于生成物,故C错误;
D.反应是可逆反应不能进行彻底,依据焓变意义分析,向密闭容器中加入2molH2和2molI2,充分反应后放出的热量小于2akJ,故D错误;
故选:
B。
3.室温下,将1mol的CuSO4•5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1;将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2,CuSO4•5H2O受热分解的化学方程式为:
CuSO4•5H2O(s)
CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。
则下列判断正确的是()
A.ΔH2>ΔH3B.ΔH3>ΔH1
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
【答案】B
【分析】
①胆矾溶于水时,溶液温度降低,反应为CuSO4•5H2O(s)=Cu2+(aq)+SO42-(aq)+5H2O(l)ΔH1>0;
②硫酸铜溶于水,溶液温度升高,该反应为放热反应,则:
CuSO4(s)=Cu2+(aq)+SO42-(aq)ΔH2<0;
③已知CuSO4•5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l)ΔH3;
依据盖斯定律①-②得到③:
ΔH3=ΔH1-ΔH2,由于ΔH2<0,ΔH1>0,则ΔH3>0。
【详解】
A.根据分析可知ΔH3>0,而ΔH2<0,则ΔH3>ΔH2,故A错误;
B.根据分析可知ΔH2=ΔH1-ΔH3,由于ΔH2<0,ΔH3>ΔH1,故B正确;
C.ΔH3=ΔH1-ΔH2,则ΔH1=ΔH3+ΔH2,故C错误;
D.ΔH2<0,ΔH1>0,且ΔH1=ΔH3+ΔH2,则ΔH1+ΔH2<ΔH3,故D错误。
综上所述答案为B。
4.反应2H2O2(l)
2H2O(l)+O2(g)能量变化如图所示,下列说法错误的是()
A.该反应放热
B.途径Ⅱ加入了催化剂
C.1molH2O2(l)的能量高于1molH2O(l)的能量
D.途径Ⅰ放出的热量多
【答案】D
【详解】
A.比较反应物和生成物的总能量,发现反应物的总能量高于生成物的总能量,说明这个反应是放热反应,故A正确,但不符合题意;
B.比较I、II两个过程的活化能的大小,发现II反应的活化能较低,说明途径II加入了催化剂,故B正确,但不符合题意;
C.2molH2O2(l).的能量高于2molH2O(l)和1molO2(g)的总能量,显然1molH2O2(l)的能量高于1molH2O(l)的能量,故C正确,但不符合题意;
D.根据盖斯定律可知,两个途径的始态和终态相同,反应热相等,故D错误,符合题意;
故选:
D。
5.已知在25℃、1.01×105Pa下,1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示,下列有关说法不正确的是()
A.热化学方程式可表示为:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-490kJ·mol-1
B.乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将小于930kJ
C.H2O分解为H2与O2时吸收热量
D.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
【答案】B
【详解】
A.根据能量变化关系可知,H2(g)和
O2(g)反应共释放(930-436-249)=245kJ的能量,则热化学方程式可表示为:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-490kJ·mol-1,A正确;
B.水由气态变为液态时,将释放热量,故乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将大于930kJ,B错误;
C.O2和H2化合生成H2O时释放热量,因此H2O分解为H2与O2时吸收热量,C正确;
D.甲→乙吸收热量,乙→丙释放能量,甲→丙释放能量,因此甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙,D正确;
答案选B。
6.已知:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1;H2(g)+
O2(g)=H2O(l) ΔH2=-285.8kJ·mol-1。
CO2与H2反应生成甲烷与液态水的热化学方程式为CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l) ΔH3,则ΔH3=( )
A.-252.9kJ·mol-1B.+252.9kJ·mol-1
C.-604.5kJ·mol-1D.+604.5kJ·mol-1
【答案】A
【详解】
已知:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1;
②H2(g)+
O2(g)=H2O(l) ΔH2=-285.8kJ·mol-1
根据盖斯定律,由4×②-①可得所求热化学方程式CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l),则ΔH3=4ΔH2-ΔH1=-252.9kJ·mol-1。
答案选A。
7.在36g碳不完全燃烧所得气体中,CO占
体积,CO2占
体积。
且有:
C(s)+
O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1
CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1
与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是
A.172.5kJB.1149kJC.283kJD.517.5kJ
【答案】C
【分析】
根据热化学方程式进行简单计算。
【详解】
方法一:
36g碳完全燃烧生成3molCO2(g)放热Q1=(110.5+283)kJ·mol-1×3mol=1180.5kJ,题中36g不完全燃烧生成1molCO(g)、2molCO2(g)放热Q2=110.5kJ·mol-1×3mol+283kJ·mol-1×2mol=897.5kJ,则损失热量Q1-Q2=1180.5kJ-897.5kJ=283kJ。
方法二:
根据盖斯定律,损失热量就是不完全燃烧的产物完全燃烧放出的热量,即1molCO(g)完全燃烧放出的热量283kJ。
本题选C。
8.表中原子化热、晶格能、键能的单位都是kJ·mol-1
金属
金属原子化热
离子化合物
晶格能
共价键
键能
Na
108.4
NaCl
786
Cl-Cl
243
Mg
146.4
NaBr
747
Si-Si
176
Al
326.4
MgO
3791
Si-Cl
360
则下列说法正确的是
A.Na(s)与Cl2(g)反应生成1molNaCl(s)放出的热量为556.1kJ
B.Si(s)+2Cl2(g)=SiCl4(g)△H=-602kJ·mol-1
C.从表中可以看出,氯化钠的熔点比晶体硅高
D.从表中数据可以看出,微粒半径越大金属键、离子键的越弱,而共价键却越强
【答案】B
【详解】
A.Na与Cl2反应的△H=2×108.4kJ/mol+243kJ/mol-2×786kJ/mol=-1112.2kJ/mol,故A错误;
B.反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,反应的△H=176kJ/mol×2+243kJ/mol×2-360kJ/mol×4=-602kJ/mol,故B正确;
C.NaCl是离子晶体,硅是原子晶体,晶体类型不同,其熔点高低不能只看其晶格能和键能大小,故C错误;
D.微粒半径越大共价键也是越弱,故D错误;
故选:
B。
9.已知:
①298K时,相关物质的相对能量如下表所示:
物质
C2H4(g)
H2(g)
C2H6(g)
CO(g)
H2O(g)
H2O(l)
CO2(g)
相对能量
/kJ·mol-1
52
0
-84
-110
-242
-286
-393
②H2O(g)=H2O(l)ΔH1=-286kJ•mol-1-(-242kJ•mol-1)=-44kJ•mol-1
有研究表明,在催化剂存在下,C2H6(g)+CO2(g)
C2H4(g)+CO(g)+H2O(g),该反应分两步进行,如下图所示。
下列说法不正确的是()
A.E[C2H6(g)+CO2(g)]=-477kJ•mol-1B.第2步反应∆H=41kJ•mol-1
C.第2步正反应活化能为210kJ•mol-1D.第1步反应比第2步反应慢
【答案】D
【详解】
A.E[C2H6(g)+CO2(g)]=(-84kJ•mol-1)+(-393kJ•mol-1)=-477kJ•mol-1,故A正确;
B.第2步反应∆H=(-300kJ•mol-1)-(-341kJ•mol-1)=41kJ•mol-1,故B正确;
C.第2步正反应活化能为(-131kJ•mol-1)-(-341kJ•mol-1)=210kJ•mol-1,故C正确;
D.第1步正反应活化能为(-300kJ•mol-1)-(-477kJ•mol-1)=177kJ•mol-1,小于第二步正反应活化能,则第1步反应比第2步反应快,故D错误;
故答案为D。
10.反应A(g)+B(g)
C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示,下列说法错误的是
A.该正反应是吸热反应
B.反应物的总键能大于生成物的总键能
C.加入催化剂后,化学反应加快,△E减小
D.反应达到平衡时,升高温度,A的转化率增大
【答案】C
【详解】
A.由图可知,该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量,所以反应为吸热反应,故A正确;
B.反应物断键吸收能量和生成物成键放出能量,该反应为吸热反应,所以反应物断键吸收能量大于生成物成键放出能量,故B正确;
C.图中△E为该反应的热效应,加催化剂,降低了反应所需的活化能,但是反应热不变,即催化剂对△E无影响,故C错误;
D.该反应为吸热反应,所以反应达到平衡时,升高温度,平衡正向移动,则A的转化率增大,故D正确;
故选C。
11.以下反应均可制取O2。
下列有关说法正确的是
反应①:
2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H1=+571.6kJ·mol-1
反应②:
2H2O2(l)=2H2O
(1)+O2(g)△H2=-196.4kJ·mol-1
A.制取O2的反应一定是吸热反应
B.H2的燃烧热为-571.6kJ·mol-1
C.若使用催化剂,反应②的△H将减小
D.反应2H2O2(l)=2H2O(g)+O2(g)的△H>-196.4kJ·mol-1
【答案】D
【详解】
A.制取O2的反应可能是放热反应,如过氧化氢在催化剂作用下的分解反应的△H<0,为放热反应,故A错误;
B.燃烧热是完全燃烧1mol物质得到最稳定的化合物所放出的热量,根据2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H1=+571.6kJ·mol-1可知,H2的燃烧热为0.5×571.6kJ•mol-1=285.8kJ•mol-1,故B错误;
C.使用催化剂,只能改变反应速率,不影响反应的△H,故C错误;
D.液态水变成气态水需要吸热,双氧水分解生成气态水放出的热量更小,△H更大,因此2H2O2(l)═2H2O(g)+O2(g)的△H>-196.4kJ•mol-1,故D正确;
故选D。
12.下列各组热化学方程式中,△H1>△H2的是()
①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1C(s)+
O2(g)=CO(g)△H2
②S(s)+O2(g)=SO2(g)△H1S(g)+O2(g)=SO2(g)△H2
③H2(g)+
O2(g)=H2O(l)△H12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2
④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H1CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)△H2
A.①B.④C.②③④D.①②③
【答案】C
【详解】
①等质量的C完全燃烧产生CO2放出的热量比不完全燃烧产生CO放出的热量多,反应放出热量越多,则△H越小,所以△H1<△H2,①不符合题意;
②物质S在气态时含有的能量比固态时多,所以气态S燃烧放出的热量比固态S燃烧放出的热量要多,反应放出热量越多,则△H越小,所以△H1>△H2,②符合题意;
③发生反应的H2越多,反应放出的热量就越多,则该反应的△H越小,所以反应热:
△H1>△H2,③符合题意;
④固态CaCO3分解反应是吸热反应,△H1>0;CaO与H2O反应产生Ca(OH)2的反应是放热反应,△H2<0,所以两个反应的反应热:
△H1>△H2,④符合题意;
可见,△H1>△H2的反应是②③④,故答案选C。
13.氨催化氧化是硝酸工业的基础,在某催化剂作用下只发生主反应①和副反应②:
①4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)△H=-905kJ/mol
②4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g)△H=-1268kJ/mol
下列说法中不正确的是()
A.降低压强对提高反应①②中NH3的转化率均有利
B.升高温度对提高反应①②中NH3的转化率均有利
C.工业上通常提高氧气的浓度,以提高NH3的转化率
D.N2(g)+O2(g)
2NO(g)△H=+181.5kJ/mol
【答案】B
【详解】
A.反应①、②的生成物气体分子数大于反应物,所以降低压强,反应①、②中平衡都发生正向移动,NH3的转化率提高,A正确;
B.升高温度,反应①、②中平衡都发生逆向移动,NH3的转化率均降低,B不正确;
C.提高氧气的浓度,平衡将发生正向移动,NH3的转化率提高,C正确;
D.利用盖斯定律,(反应①-反应②)×
得,N2(g)+O2(g)
2NO(g);△H=+181.5kJ/mol,D正确;
故选B。
14.向100mL0.4mol·L-1的氢氧化钡溶液中加入足量稀硫酸充分反应后,放出5.12kJ的热量。
如果向100mL0.4mol·L-1的稀盐酸中加入足量氢氧化钡溶液充分反应后,放出2.2kJ的热量,则硫酸钠溶液与氯化钡溶液反应的热化学方程式为( )
A.Ba2+(aq)+
(aq)=BaSO4(s)ΔH=-2.92kJ·mol-1
B.Ba2+(aq)+
(aq)=BaSO4(s)ΔH=-0.72kJ·mol-1
C.Ba2+(aq)+
(aq)=BaSO4(s)ΔH=-18kJ·mol-1
D.Ba2+(aq)+
(aq)=BaSO4(s)ΔH=-73kJ·mol-1
【答案】C
【分析】
利用盖斯定律计算,写出已知条件下的热化学方程式,在计算反应热时,在加和反应时等号同侧的相加,当乘以一个系数时反应热也要乘以这个系数;向H2SO4溶液中加入Ba(OH)2溶液反应涉及的离子方程式有Ba2+(aq)+
(aq)=BaSO4(s)、H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),向足量Ba(OH)2溶液中加入HCl溶液时涉及的离子方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),据此分析。
【详解】
100mL0.4mol·L-1 Ba(OH)2溶液中n[Ba(OH)2]=0.04mol,向H2SO4溶液中加入100mL0.4mol·L-1 Ba(OH)2溶液反应涉及的离子方程式有Ba2+(aq)+
(aq)=BaSO4(s)、H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),100mL0.4mol·L-1 稀盐酸中n(HCl)=0.04mol,向足量Ba(OH)2溶液中加入100mL0.4mol·L-1 稀盐酸时涉及的离子方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l),放出的热量为2.2kJ,可知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-
=-55kJ·mol-1,设Ba2+(aq)+
(aq)=BaSO4(s) ΔH=-QkJ·mol-1,则0.04Q+0.08mol×55kJ·mol-1=5.12kJ,解之得Q=18,所以Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为Ba2+(aq)+
(aq)=BaSO4(s)ΔH=-18kJ·mol-1,故答案为C。
15.已知下列热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-24.8kJ/mol
Fe2O3(s)+
CO(g)=
Fe3O4(s)+
CO2(g)ΔH=-15.73kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)ΔH=+640.4kJ/mol
则14gCO气体还原足量FeO固体得到Fe单质和CO2气体时对应的ΔH约为()
A.-218kJ/molB.-109kJ/molC.+109kJ/molD.+218kJ/mol
【答案】B
【详解】
已知:
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-24.8kJ/mol
②Fe2O3(s)+
CO(g)=
Fe3O4(s)+
CO2(g)ΔH
=-15.73kJ/mol
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)ΔH=+640.4kJ/mol
根据盖斯定律可知(①×3-②×3-③×2)×
即得到FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=-218 kJ·mol-1,因此14 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为-109 kJ·mol-1;
答案选B。
16.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。
我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇与水在钢基催化剂上的反应机理相能量图如下:
下列说法正确的是( )
A.反应II的热化学方程式为:
CO(g)+H2O(g)→H2(g)+CO2(g)-Q kJ(Q>0)
B.1mol CH3OH(g)和lmol H2O(g)的总能量大于lmol CO2(g)和3mol H2(g)的总能量
C.选择优良的催化剂降低反应I和II的活化能,有利于减少过程中的能耗
D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂
【答案】C
【分析】
由反应机理图可知,反应Ⅰ为:
CH3OH=2H2+CO,反应Ⅱ为:
CO+H2O=H2+CO2。
由能量图可知,反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,对比能量图中反应Ⅰ的反应物所具有的能量和反应Ⅱ的生成物所具有的能量,可知反应Ⅰ的反应物和反应Ⅱ的生成物所具有的能量的大小关系为:
EⅡ生>EⅠ反。
据此进行分析。
【详解】
A.结合能量图可知,反应Ⅱ为放热反应,根据反应机理图可知,反应Ⅱ的热化学方程式为:
CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)+Q kJ(Q>0),选项A错误;
B.结合反应机理和能量图可知,EⅡ生>EⅠ反,即1molCH3OH(g)和1molH2O(g)的总能量小于1molCO2(g)和3molH2(g)的总能量,选项B错误;
C.催化剂可以通过参与反应改变反应历程降低反应的活化能,从而可减少反应过程的能耗,选项C正确;
D.CO(g)属于中间产物,不是催化剂,选项D错误;
答案选C。
17.下列说法或表示方法正确的是
A.由“C(石墨)
C(金刚石)△H=+1.9kJ/mol”可知金刚石比石墨稳定
B.在101KPa时,1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C.相同的条件下,如果1mol氢原子所具有的能量为E1,1mol氢分子的能量为E2,则2E1﹥E2
D.HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,则H2SO4 和Ca(OH)2 反应的中和热为△H=-(2×57.3)kJ/mol
【答案】C
【详解】
A.由“C(石墨)
C(金刚石)△H=+1.9kJ/mol”,金刚石的能量高于石墨,所以金刚石不如石墨稳定,A不正确;
B.在101KPa时,1mol碳完全燃烧放出的热量为碳的燃烧热;若燃烧不充分,所放出的热量不是碳的燃烧热,B不正确;
C.相同的条件下,如果1mol氢原子所具有的能量为E1,1mol氢分子的能量为E2,则由氢原子形成氢分子时,形成化学键,放出热量,所以2E1﹥E2,C正确;
D.HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应,由于生成CaSO4也会放出热量,热量数值偏大,所以中和热为△H<-(2×57.3)kJ/mol,D不正确;
故选C。
18.某反应过程能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A.反应过程b有催化剂参与化学反应
B.该反应为放热反应,热效应等于ΔH
C.使用催化剂,可以提高活化分子百分数
D.有催化剂条件下,反应的活化能等于E1+E2
【答案】D
【详解】
A.反应过程b分步进行,且活化能改变,说明有催化剂参与了化学反应,故A正确;
B.反应物能量高于生成物,反应为放热反应,△H=生成物能量-反应物能量,故B正确;
C.反应过程b使用催化剂,降低活化能,从而提高活化分子百分数,故C正确;
D.有催化剂条件下,正反应的活化能等于E1,故D错误;
故答案为D。
19.科学家已获得了极具理论研究意义的N4,其结构为正四面体(如图所示),与白磷分子相似。
已知断裂1molN—N吸收193kJ热量,断裂1molN≡N吸收941kJ热量,则
A.N4的熔点比P4高B.1molN4气体转化为N2时要吸收724kJ能量
C.N4与N2互为同位素D.1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量
【答案】D
【详解】
A.二者均是分子晶体,相对分子质量越大,熔沸点越高,故N4的熔点比P4低,A错误;
B.1molN4气体转化为N2时,
,故要放出724kJ能量,B错误;
C.N4与N2是氮元素的不同单质,互为同素异形体,C错误;
D.根据计算可知,1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量,D正确;
答案选D。
20.下列说法正确的是
A.准确测量中和热的实
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