1.2反应热的计算 课时训练 高中化学人教版选择性必修1（含解析）

第一章　第二节　反应热的计算
A组·基础达标
1．(2023·辽宁部分学校期末)利用CO2催化加氢制二甲醚，可以实现CO2的再利用，该过程中涉及以下两个反应：
①CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2
则反应2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH为(　　)
A．2ΔH1＋ΔH2　 B．2ΔH1－ΔH2
C．ΔH1＋2ΔH2　 D．ΔH1＋ΔH2
【答案】A　【解析】根据盖斯定律①×2＋②得反应：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＝2ΔH1＋ΔH2，A正确。
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．(2023·广东佛山南海石门中学期中)H2与ICl的反应分①②两步进行，其历程如图(图中两步的最高点分别为反应①和反应②的过渡态)，下列有关说法错误的是(　　)
A．反应①和反应②均为放热反应
B．若反应①的焓变为ΔH①，反应②的焓变为ΔH②，ΔH①>ΔH②
C．反应过程中HI浓度维持不断增大
D．该过程表示的总反应焓变：ΔH＝－218 kJ·mol-1
【答案】C　【解析】反应①：H2(g)＋2ICl(g)===HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)，生成物能量低于反应物，为放热反应；反应②：HCl(g)＋HI(g)＋ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)，生成物能量低于反应物，为放热反应。根据图像可知，反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物，则反应①、反应②均为放热反应，A正确；焓变＝生成物总能量－反应物总能量，由图可知，ΔH①>ΔH②，B正确；根据图像可知，反应①中正反应的活化能较大，反应②中正反应的活化能较小，则反应①比反应②的速率慢，HI的消耗速率比生成速率快，HI的浓度不能维持不断增大，C错误；总反应的反应物为H2(g)和ICl(g)，生成物为I2(g)和HCl(g)，总反应焓变＝生成物总能量－反应物总能量，由图可知，ΔH＝－218 kJ·mol-1，D正确。
4．(2022·河南开封阶段)“世上无难事，九天可揽月”，我国的航空航天事业取得了举世嘱目的成就。碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是种优良的含能材料，可作为火箭推进剂的组分，其相关反应的能量变化如图所示，已知ΔH2＝－299 kJ·mol-1，则ΔHl(kJ·mol-1)为(　　)
A．－1 563　 B．－1 389
C．－1 334　 D．－1 703
【答案】D　【解析】由盖斯定律可知，ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝2×(－299 kJ·mol-1)＋(－1 018 kJ·mol-1)－87 kJ·mol-1＝－1 703 kJ·mol-1，故选D。
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①②，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，D正确。
6．(2023·福建福州期中)碘与氢气反应的热化学方程式是①I2(g)＋H2(g) 2HI(g)
ΔH＝－9.48 kJ·mol-1，②I2(s)＋H2(g) 2HI(g)　ΔH＝＋26.48 kJ·mol-1，下列说法正确的是(　　)
A．I2(g)和H2(g)完全反应生成HI(g)时放热9.48 kJ
B．I2(s)===I2(g)　ΔH＝＋17.00 kJ·mol-1
C．②的反应物总能量比①的反应物总能量低
D．I2(g)比I2(s)稳定
【答案】C　【解析】根据I2(g)＋H2(g) 2HI(g)　ΔH＝－9.48 kJ·mol-1可得，1 mol I2(g)和H2(g)完全反应生成HI(g)时放热9.48 kJ，没有指明碘的物质的量，无法判断放出热量的多少，A错误；由盖斯定律有②－①得I2(s)===I2(g)　ΔH＝＋35.96 kJ·mol-1，B错误；②－①得I2(s)===I2(g)
ΔH＝＋35.96 kJ·mol-1，即I2(g)的能量高于I2(s)，②的反应物总能量比①的反应物总能量低，C正确；相同物质的量的I2(g)的总能量大于I2(s)的总能量，能量越高越不稳定，故前者热稳定性更差，D错误。
7．(2023·广东佛山一中期末)回答下列问题：
(1)已知下列热化学方程式：
①H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋285.8 kJ·mol-1
②C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2＝－110.5 kJ·mol-1
③H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH3＝＋241.8 kJ·mol-1
上述反应中属于放热反应的是________。
(2)①的反应过程是太阳光催化分解水制氢气，该反应中主要能量转化形式为________________。
a．太阳能转化为化学能
b．化学能转化为电能
(3)若反应③使用催化剂，那么ΔH3将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·mol-1。
(5)0.1 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(B2O3)和气态水，释放203.3 kJ的热量。
①写出该反应的热化学方程式__________________________________。
②11.2 L (标准状况)气态乙硼烷(B2H6)完全燃烧生成液态水放出的热量为______kJ。
【答案】(1)②　(2)a　(3)不变　(4)＋131.3　(5)①B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(g)　ΔH＝－2 033 kJ·mol-1
②1 082.5
【解析】(1)在热化学方程式中，反应热ΔH为负值(即ΔH<0)为放热反应，ΔH为正值(即ΔH>0)为吸热反应，在题给的已知反应中反应②的ΔH为负值，故反应②为放热反应。(2)反应①ΔH为正值，是焓增大的反应，即生成物总能量大于反应物总能量，该过程是太阳光催化分解水制氢气，则能量变化为太阳能转化为化学能，故选a。(3)反应的ΔH只与反应物总能量和生成物总能量有关，与反应过程、途径无关，催化剂不影响反应热，故ΔH3不变。(4)根据盖斯定律，②C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2＝－110.5 kJ·mol-1，③H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH3＝＋241.8 kJ·mol-1，②＋③可得反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，则该反应的ΔH＝ΔH2＋ΔH3＝(－110.5 kJ·mol-1)＋(＋241.8 kJ·mol-1)＝＋131.3 kJ·mol-1。(5)0.1 mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和气态水，释放203.3 kJ的热，则1 mol气态乙硼烷完全燃烧生成固态三氧化二硼和气态水，释放的热量为2 033 kJ，其热化学反应方程式为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(g)　ΔH＝－2 033 kJ·mol-1；由已知①H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋285.8 kJ·mol-1，③H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH3＝＋241.8 kJ·mol-1可知，H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol-1，则B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 165 kJ·mol-1即1 mol 气态乙硼烷(B2H6)完全燃烧生成液态水放出的热量为2 165 kJ，标准状况下，11.2 L 气态乙硼烷(B2H6)物质的量为0.5 mol，完全燃烧生成液态水放出的热量为0.5 mol×2 165 kJ·mol-1＝1 082.5 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如下：
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．(2023·江西吉安期中)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
下列说法错误的是(　　)
A．ΔH1<0，ΔH2<0
B．ΔH3>ΔH4
C．6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
D．－6ΔH1＋ΔH2－ΔH3＋ΔH4＝0
【答案】D　【解析】同一种物质能量：g＞l＞s，则H2O(g)===H2O(l)、C6H12O6(g)===C6H12O6(s)都是放热过程，则ΔH1<0，ΔH2<0，A正确；从上到下依次为反应①②③④，根据盖斯定律，反应③－反应④可得6H2O(l)===6H2O(g)　ΔH＝ΔH3－ΔH4>0，则ΔH3>ΔH4，B正确；由盖斯定律，6×反应①＋反应②＋反应③＝反应④，即6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0，故C正确；由C项分析，－6ΔH1－ΔH2－ΔH3＋ΔH4＝0，D错误。
10．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。
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第一章　第二节　反应热的计算
A组·基础达标
1．(2023·辽宁部分学校期末)利用CO2催化加氢制二甲醚，可以实现CO2的再利用，该过程中涉及以下两个反应：
①CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2
则反应2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH为(　　)
A．2ΔH1＋ΔH2　 B．2ΔH1－ΔH2
C．ΔH1＋2ΔH2　 D．ΔH1＋ΔH2
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
3．(2023·广东佛山南海石门中学期中)H2与ICl的反应分①②两步进行，其历程如图(图中两步的最高点分别为反应①和反应②的过渡态)，下列有关说法错误的是(　　)
A．反应①和反应②均为放热反应
B．若反应①的焓变为ΔH①，反应②的焓变为ΔH②，ΔH①>ΔH②
C．反应过程中HI浓度维持不断增大
D．该过程表示的总反应焓变：ΔH＝－218 kJ·mol-1
4．(2022·河南开封阶段)“世上无难事，九天可揽月”，我国的航空航天事业取得了举世嘱目的成就。碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是种优良的含能材料，可作为火箭推进剂的组分，其相关反应的能量变化如图所示，已知ΔH2＝－299 kJ·mol-1，则ΔHl(kJ·mol-1)为(　　)
A．－1 563　 B．－1 389
C．－1 334　 D．－1 703
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
6．(2023·福建福州期中)碘与氢气反应的热化学方程式是①I2(g)＋H2(g) 2HI(g)
ΔH＝－9.48 kJ·mol-1，②I2(s)＋H2(g) 2HI(g)　ΔH＝＋26.48 kJ·mol-1，下列说法正确的是(　　)
A．I2(g)和H2(g)完全反应生成HI(g)时放热9.48 kJ
B．I2(s)===I2(g)　ΔH＝＋17.00 kJ·mol-1
C．②的反应物总能量比①的反应物总能量低
D．I2(g)比I2(s)稳定
7．(2023·广东佛山一中期末)回答下列问题：
(1)已知下列热化学方程式：
①H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋285.8 kJ·mol-1
②C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2＝－110.5 kJ·mol-1
③H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH3＝＋241.8 kJ·mol-1
上述反应中属于放热反应的是________。
(2)①的反应过程是太阳光催化分解水制氢气，该反应中主要能量转化形式为________________。
a．太阳能转化为化学能
b．化学能转化为电能
(3)若反应③使用催化剂，那么ΔH3将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·mol-1。
(5)0.1 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(B2O3)和气态水，释放203.3 kJ的热量。
①写出该反应的热化学方程式__________________________________。
②11.2 L (标准状况)气态乙硼烷(B2H6)完全燃烧生成液态水放出的热量为______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如下：
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：
________________________________________________________________________
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(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
________________________________________________________________________
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(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：
________________________________________________________________________
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B组·能力提升
9．(2023·江西吉安期中)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
下列说法错误的是(　　)
A．ΔH1<0，ΔH2<0
B．ΔH3>ΔH4
C．6ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
D．－6ΔH1＋ΔH2－ΔH3＋ΔH4＝0
10．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______________。
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