1.1.2热化学方程式 燃烧热 课时训练 高中化学人教版选择性必修1（答案）

第一章　第一节　热化学方程式　燃烧热
A组·基础达标
1．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol-1。下列说法正确的是(　　)
A．CO的燃烧热为－283 kJ·mol-1
B．CO的燃烧热为566 kJ·mol-1
C．CO的燃烧热ΔH＝－283 kJ·mol-1
D．下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
2．(2023·内蒙古呼和浩特第一中学期中)2023年5月30日搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。运载火箭使用的推进剂是N2O4/C2H8N2，其推进剂的热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l)　ΔH，下列说法错误的是(　　)
A．该推进剂完全反应后的产物对环境友好
B．无氧环境下不影响该推进剂的使用
C．若反应物都是气态的，反应的ΔH将变大
D．C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l)的ΔH<0
3．(2023·北京第一六一中学期中)N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一。下图显示了该反应中的能量变化。下列说法不正确的是(　　)
A．N≡N键的键能大于O===O键的键能
B．完全断开1 mol NO中的化学键需吸收1 264 kJ能量
C．该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
D．生成NO反应的热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol-1
4．(2024·广东广州五中期中)下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　)
A．2NO2===2NO＋O2　ΔH＝＋116.2 kJ·mol-1(反应热)
B．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 360.7 kJ·mol-1(燃烧热)
C．H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1(中和热)
D．C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol-1(反应热)(已知石墨比金刚石稳定)
5．(2023·江苏常州一中期中)已知反应：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－806.0 kJ·mol-1，其他相关数据如下表：
化学键 C—H O===O C===O H—O
1 mol化学键断裂 时吸收的能量/kJ x 498 803 464
下列说法正确的是(　　)
A．反应物的总能量小于生成物的总能量
B．CH4的燃烧热是806.0 kJ·mol-1
C．x＝415
D．断开氧氧键形成1 mol氧原子需要放出能量249 kJ
6．煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气，再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下：
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋131.3 kJ·mol-1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH2＝－566.0 kJ·mol-1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH3＝－483.6 kJ·mol-1
下列有关说法正确的是(　　)
A．水煤气只能用作燃料
B．水煤气是一种二次能源，比煤直接燃烧污染小
C．等质量的CO和H2完全燃烧时，前者放热多
D．由反应③可以确定H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
7．(2023·广东广州第二中学期中)下列热化学方程式正确的是(　　)
选项 已知条件 热化学方程式
A H2的燃烧热为a kJ ·mol-1 H2＋Cl22HCl　ΔH＝－a kJ·mol-1
B 1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应，放出热量98.3 kJ 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol-1
C H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1 H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol-1
D 31 g白磷(P4)比31 g红磷能量多b kJ P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＝－4b kJ·mol-1
8．依据实验数据，写出下列反应的热化学方程式。
(1)1 mol C2H4(g)与足量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 411 kJ的热量。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)1 mol C2H5OH(l)与足量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 367 kJ的热量。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)2 mol Al(s)与足量O2(g)反应，生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的热量。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)18 g葡萄糖与足量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出280.4 kJ的热量。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
B组·能力提升
9．根据下图所给信息，得出的结论正确的是(　　)
A．48 g C(s)完全燃烧生成CO2气体放出的热量为1 574 kJ
B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　
ΔH＝－110.5 kJ·mol-1
C．2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　
ΔH＝＋283.0 kJ·mol-1
D．C(s)＋O2(g)===CO2(s)　
ΔH＝－393.5 kJ·mol-1
10．在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ，经测定完全吸收生成的CO2需消耗5 mol·L-1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为(　　)
A．＋8Q kJ·mol-1
B．＋16Q kJ·mol-1
C．－8Q kJ·mol-1
D．－16Q kJ·mol-1
11．(2024·广东佛山一中月考)科技工作者运用DFT计算研究在甲醇钯基催化剂表面上制氢的反应历程如图所示。其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是(　　)
A．该反应是放热反应
B．甲醇在不同催化剂表面上制氢的反应历程完全相同
C．CH3OH(g) CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝＋157.2 kJ·mol-1
D．该历程中的最大能垒(活化能)E正＝179.6 kJ·mol-1
12．(2022·浙江卷6月)热解H2S制H2。根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，发生如下反应：
Ⅰ.2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)　ΔH1＝＋170 kJ·mol-1
Ⅱ.CH4(g)＋S2(g) CS2(g)＋2H2(g)
ΔH2＝＋64 kJ·mol-1
总反应：
Ⅲ.2H2S(g)＋CH4(g) CS2(g)＋4H2(g)若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图。
13．已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，其结构为(冠状)。在一定条件下，S8(s)与O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的反应热)。
(1)写出表示S8(s)燃烧热的热化学方程式：___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出SO3(g)分解生成SO2(g)和O2(g)的热化学方程式：______________________
________________________________________________________________________。
(3)化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。若已知硫氧键(S＝O)的键能为d kJ·mol-1，氧氧键(O＝O)的键能为e kJ·mol-1，则S8分子中硫硫键(S—S)的键能为________________________________________________________________________。
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第一章　第一节　热化学方程式　燃烧热
A组·基础达标
1．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol-1。下列说法正确的是(　　)
A．CO的燃烧热为－283 kJ·mol-1
B．CO的燃烧热为566 kJ·mol-1
C．CO的燃烧热ΔH＝－283 kJ·mol-1
D．下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
【答案】C　【解析】CO的燃烧热为283 kJ·mol-1，D图中的量标示错误，C正确。
2．(2023·内蒙古呼和浩特第一中学期中)2023年5月30日搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。运载火箭使用的推进剂是N2O4/C2H8N2，其推进剂的热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l)　ΔH，下列说法错误的是(　　)
A．该推进剂完全反应后的产物对环境友好
B．无氧环境下不影响该推进剂的使用
C．若反应物都是气态的，反应的ΔH将变大
D．C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(l)的ΔH<0
【答案】C　【解析】用N2O4/C2H8N2作推进剂，反应产物为氮气和二氧化碳、水，无污染，对环境友好，A正确；根据题意可知，反应不需要氧气，无氧环境下不影响该推进剂的使用，B正确；液态变为气态需要吸热，若反应物都是气态的，则该反应的ΔH将变小，C错误；推进剂反应释放大量的热量给火箭提供动力，反应的ΔH<0，D正确。
3．(2023·北京第一六一中学期中)N2与O2化合生成NO是自然界固氮的重要方式之一。下图显示了该反应中的能量变化。下列说法不正确的是(　　)
A．N≡N键的键能大于O===O键的键能
B．完全断开1 mol NO中的化学键需吸收1 264 kJ能量
C．该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量
D．生成NO反应的热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol-1
【答案】B　【解析】据图可知1 mol N≡N键断裂吸收946 kJ的能量，1 mol O===O键断裂吸收498 kJ能量，即N≡N键的键能大于O===O键的键能，A正确；据图可知由2 mol N原子和2 mol O原子形成2 mol NO时放出1 264 kJ能量，则完全断开2 mol NO中的化学键才需吸收1 264 kJ能量，B错误；焓变＝断键吸收总能量－成键释放总能量＝946 kJ·mol-1＋498 kJ·mol-1－1 264 kJ·mol-1＝＋180 kJ·mol-1，焓变大于0则为吸热反应，所以该反应中产物所具有的总能量高于反应物所具有的总能量，C正确；该反应焓变为ΔH＝＋180 kJ·mol-1，结合图可知热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol-1，D正确。
4．(2024·广东广州五中期中)下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　)
A．2NO2===2NO＋O2　ΔH＝＋116.2 kJ·mol-1(反应热)
B．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 360.7 kJ·mol-1(燃烧热)
C．H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1(中和热)
D．C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol-1(反应热)(已知石墨比金刚石稳定)
【答案】C　【解析】热化学方程式书写时需注明各物质所处的状态，故热化学方程式错误，A错误；燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，水为液态水，故C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 360.7 kJ·mol-1不是表示燃烧热，B错误；中和热是指强酸和强碱稀溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量，故H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1表示中和热，C正确；已知石墨比金刚石稳定，即石墨具有的总能量比金刚石低，故金刚石转化为石墨是一个放热反应，即C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH＝－1.9 kJ·mol-1，D错误。
5．(2023·江苏常州一中期中)已知反应：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－806.0 kJ·mol-1，其他相关数据如下表：
化学键 C—H O===O C===O H—O
1 mol化学键断裂 时吸收的能量/kJ x 498 803 464
下列说法正确的是(　　)
A．反应物的总能量小于生成物的总能量
B．CH4的燃烧热是806.0 kJ·mol-1
C．x＝415
D．断开氧氧键形成1 mol氧原子需要放出能量249 kJ
【答案】C　【解析】该反应ΔH＜0，说明反应物的总能量大于生成物的总能量，A错误；根据反应：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)可知，1 mol甲烷完全燃烧生成气态水放出能量806.0 kJ·mol-1，则其燃烧热数值大于806.0 kJ·mol-1，B错误；根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，列等式：(4x＋498×2)kJ－(803×2＋4×464)kJ＝－806 kJ，解得x＝415，C正确；断开1 mol氧氧键可形成2 mol氧原子，吸收热量498 kJ，则断开氧氧键形成1 mol氧原子需要吸收能量249 kJ，D错误。
6．煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气，再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下：
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋131.3 kJ·mol-1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH2＝－566.0 kJ·mol-1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH3＝－483.6 kJ·mol-1
下列有关说法正确的是(　　)
A．水煤气只能用作燃料
B．水煤气是一种二次能源，比煤直接燃烧污染小
C．等质量的CO和H2完全燃烧时，前者放热多
D．由反应③可以确定H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1
【答案】B　【解析】水煤气在工业上还可用于炼制金属等，A错误；水煤气属于二次能源，其燃烧产物为CO2和H2O，比煤直接燃烧污染小，B正确；通过②③反应可以计算得出，等质量的H2比CO完全燃烧放热多，C错误；计算H2的燃烧热时，生成的指定产物应为液态水，D错误。
7．(2023·广东广州第二中学期中)下列热化学方程式正确的是(　　)
选项 已知条件 热化学方程式
A H2的燃烧热为a kJ ·mol-1 H2＋Cl22HCl　ΔH＝－a kJ·mol-1
B 1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应，放出热量98.3 kJ 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol-1
C H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1 H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol-1
D 31 g白磷(P4)比31 g红磷能量多b kJ P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＝－4b kJ·mol-1
【答案】D　【解析】燃烧热是指1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量，应是1 mol气态H2和气态O2反应生成1 mol液态水放出的热量，A错误；根据1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应后，放出热量98.3 kJ可知，则2 mol SO2、1 mol O2完全反应后，放出热量196.6 kJ，因此2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－196.6 kJ·mol-1，B错误；根据H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol-1，生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6 kJ ，故H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＜－114.6 kJ·mol-1，C错误；根据31 g即0.25 mol白磷比31 g即1 mol红磷能量多b kJ，白磷转化为红磷会释放能量，1 mol白磷固体变为4 mol红磷固体释放4b kJ的热量，因此P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＝－4b kJ·mol-1，D正确。
8．依据实验数据，写出下列反应的热化学方程式。
(1)1 mol C2H4(g)与足量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 411 kJ的热量。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)1 mol C2H5OH(l)与足量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 367 kJ的热量。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)2 mol Al(s)与足量O2(g)反应，生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的热量。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)18 g葡萄糖与足量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出280.4 kJ的热量。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 411 kJ·mol-1
(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1 367 kJ·mol-1
(3)2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH＝－1 669.8 kJ·mol-1
(4)C6H12O6(s)＋6O2(g)===6H2O(l)＋6CO2(g)
ΔH＝－2 804 kJ·mol-1
【解析】书写热化学方程式时，要注意反应热的绝对值与化学计量数是否对应。放热时ΔH<0，吸热时ΔH>0。
B组·能力提升
9．根据下图所给信息，得出的结论正确的是(　　)
A．48 g C(s)完全燃烧生成CO2气体放出的热量为1 574 kJ
B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　
ΔH＝－110.5 kJ·mol-1
C．2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　
ΔH＝＋283.0 kJ·mol-1
D．C(s)＋O2(g)===CO2(s)　
ΔH＝－393.5 kJ·mol-1
【答案】A　【解析】根据图像可知，C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol-1，故2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol-1，B错误；根据图像可知，CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol-1，故2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋566.0 kJ·mol-1，C错误；根据图像可知，C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol-1，D错误。
10．在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ，经测定完全吸收生成的CO2需消耗5 mol·L-1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为(　　)
A．＋8Q kJ·mol-1
B．＋16Q kJ·mol-1
C．－8Q kJ·mol-1
D．－16Q kJ·mol-1
【答案】D　【解析】据元素守恒建立关系式：
C4H10～4CO2～8KOH　　　～　　ΔH
　　　　　　　8 mol　　　　　　 ΔH
　　　　5 mol·L-1×0.1 L　　　－Q kJ·mol-1
则ΔH＝－＝－16Q kJ·mol-1。
11．(2024·广东佛山一中月考)科技工作者运用DFT计算研究在甲醇钯基催化剂表面上制氢的反应历程如图所示。其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是(　　)
A．该反应是放热反应
B．甲醇在不同催化剂表面上制氢的反应历程完全相同
C．CH3OH(g) CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝＋157.2 kJ·mol-1
D．该历程中的最大能垒(活化能)E正＝179.6 kJ·mol-1
【答案】D　【解析】由图可知，生成物的总能量高于反应物，该反应为吸热反应，A错误；催化剂可以改变路径，使用不同的催化剂，反应的历程不同，B错误；CH3OH(g) CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝生成物相对能量－反应物相对能量＝(97.9－0)kJ·mol-1＝＋97.9 kJ·mol-1，C错误；由图可知，该历程中最大能垒(活化能)就是由－65.7 kJ·mol-1上升到113.9 kJ·mol-1，E正＝(113.9＋65.7)kJ·mol-1＝179.6 kJ·mol-1，D正确。
12．(2022·浙江卷6月)热解H2S制H2。根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，发生如下反应：
Ⅰ.2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)　ΔH1＝＋170 kJ·mol-1
Ⅱ.CH4(g)＋S2(g) CS2(g)＋2H2(g)
ΔH2＝＋64 kJ·mol-1
总反应：
Ⅲ.2H2S(g)＋CH4(g) CS2(g)＋4H2(g)若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图。
【答案】
13．已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，其结构为(冠状)。在一定条件下，S8(s)与O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的反应热)。
(1)写出表示S8(s)燃烧热的热化学方程式：___________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出SO3(g)分解生成SO2(g)和O2(g)的热化学方程式：______________________
________________________________________________________________________。
(3)化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。若已知硫氧键(S＝O)的键能为d kJ·mol-1，氧氧键(O＝O)的键能为e kJ·mol-1，则S8分子中硫硫键(S—S)的键能为________________________________________________________________________。
【答案】(1)S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g)　ΔH＝－8a kJ·mol-1
(2)2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋2b kJ·mol-1
(3)(2d－a－e) kJ·mol-1
【解析】(1)根据图像分析可知，1 mol O2(g)和 mol S8(s)反应生成二氧化硫气体放热a kJ，根据燃烧热的定义可写出热化学方程式。(2)根据题中图像可知，SO3(g)的分解反应为吸热反应，注意在书写热化学方程式时标注物质的聚集状态。
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