2020届一轮复习通用版三十三）化学能与热能（2）反应热的比较与计算（过题型）作业 10页

跟踪检测（三十三） 化学能与热能（2）——反应热的比较与计算（过题型） ‎1．1.5 g 火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧，放出50 kJ热量，则二甲基肼的燃烧热ΔH为(　　)‎ A．－1 000 kJ·mol－1 B．－1 500 kJ C．－2 000 kJ·mol－1 D．－2 000 kJ 解析：选C　1.5 g二甲基肼的物质的量是0.025 mol，根据燃烧热的定义可知，1 mol二甲基肼完全燃烧放出的热量应该为（×50）kJ·mol－1＝2 000 kJ·mol－1 ，即二甲基肼的燃烧热ΔH＝－2 000 kJ·mol－1。‎ ‎2．已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)‎ ΔH1＝－241.8 kJ·mol－1‎ ‎②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1‎ 气态分子中的化学键 断开1 mol化学键所需的能量/kJ —H ‎465‎ O===O ‎498‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8 kJ·mol－1‎ B．断开1 mol H—H键需要吸收439.2 kJ的能量 C．相同条件下，1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高 D．18 g H2O(l)完全分解生成氢气和氧气，需要吸收285.8 kJ的能量 解析：选A　根据燃烧热的定义可知，反应②放出的热量为氢气的燃烧热，ΔH＝ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1，A项错误；ΔH1＝E(H—H)＋×498 kJ·mol－1－2×465 kJ·mol－1＝－241.8 kJ·mol－1，则E(H—H)＝439.2 kJ·mol－1，B项正确；气态水液化时放出热量，故相同条件下，1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高，C项正确；根据反应②可知，H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1，D项正确。‎ ‎3．根据Ca(OH)2/CaO 体系的能量循环图：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．ΔH5＞0‎ B．ΔH1＋ΔH2＝0‎ C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5‎ D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0‎ 解析：选D　水蒸气变成液态水会放出热量，ΔH5<0，故A错误；氢氧化钙分解生成氧化钙固体和水蒸气与液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙不是可逆过程，因此ΔH1＋ΔH2≠0，故B错误；由图可知，ΔH3>0，ΔH4<0，ΔH5<0，故ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，故C错误；根据盖斯定律，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正确。‎ ‎4.意大利罗马大学的Fulvio Cacace等科学家获得了极具理论研究意义的N4分子(结构如图所示)。已知断裂1 mol N—N键吸收167 kJ热量，生成1 mol NN键放出942 kJ热量。根据以上信息和数据，由N2(g)生成1 mol气态N4的ΔH为(　　)‎ A．＋882 kJ·mol－1　　　　　 B．＋441 kJ·mol－1‎ C．－882 kJ·mol－1 D．－441 kJ·mol－1‎ 解析：选A　由N2(g)生成气态N4的化学方程式为2N2(g)===N4(g)，根据反应热与键能的关系可知，该反应的ΔH＝(2×942 kJ·mol－1)－(6×167 kJ·mol－1)＝＋882 kJ·mol－1。‎ ‎5．在298 K、101 kPa时，已知：‎ ‎①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1‎ ‎②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH2‎ ‎③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3‎ 则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系正确的是(　　)‎ A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2‎ C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2‎ 解析：选A　分析已知的三个热化学方程式，根据盖斯定律，由①＋②×2可得，2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)，则有ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。‎ ‎6．下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1>ΔH2的是(　　)‎ A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2‎ B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1‎ S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2‎ C．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH1‎ ‎2SO3(g)===O2(g)＋2SO2(g)　ΔH2‎ D．已知反应：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH<0，‎ C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1‎ C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2‎ 解析：选A　A项：，由于H2O(l)===2H2O(g)　ΔH>0，则ΔH2＋ΔH＝ΔH1，ΔH1－ΔH2＝ΔH>0，故ΔH1>ΔH2，正确。‎ B项：，由于S(s)===S(g)　ΔH>0，则ΔH＋ΔH1＝ΔH2，ΔH2－ΔH1＝ΔH>0，故ΔH2>ΔH1，错误。‎ C项：SO2氧化成SO3是放热反应，ΔH1<0，SO3分解成SO2是吸热反应，ΔH2>0，故ΔH2>ΔH1，错误。‎ D项：，根据盖斯定律ΔH1＝ΔH＋ΔH2，ΔH1－ΔH2＝ΔH<0，则ΔH1<ΔH2，错误。‎ ‎7．断裂1 mol化学键所需的能量如下表，火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是(　　)‎ 化学键 N—N ===O N≡N N—H 键能(kJ)‎ ‎154‎ ‎500‎ ‎942‎ a A．N2(g)比O2(g)稳定 B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)‎ ΔH＝－534 kJ·mol－1‎ C．图中的ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1‎ D．表中的a＝194‎ 解析：选D　由表中数据可知，N≡N键的键能大于===O键的键能，则N2(g)比O2(g)稳定，A正确；由能量变化图示可知，反应N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝－534 kJ·mol－1，B正确；根据盖斯定律，反应N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)的ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＝(－2 752 kJ·mol－1)＋ΔH3＝－534 kJ·mol－1，则ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1，C正确；N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)的ΔH3＝＋2 218 kJ·mol－1，根据反应热与键能的关系可得ΔH3＝(4a kJ·mol－1＋154 kJ·mol－1＋500 kJ·mol－1)＝＋2 218 kJ·mol－1，解得a＝391，D错误。‎ ‎8．已知有以下四个热化学反应方程式：‎ ‎①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH＝－a kJ·mol－1‎ ‎②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)‎ ΔH＝－b kJ·mol－1‎ ‎③2C3H8(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋2CO(g)＋8H2O(l)‎ ΔH＝－c kJ·mol－1‎ ‎④C3H8(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)‎ ΔH＝－d kJ·mol－1‎ 其中a、b、c、d最大的是(　　)‎ A．a B．b C．c D．d 解析：选C　①与②相比生成液态水比生成气态水放出的热量多，所以b>a，④中各物质的物质的量均为①中的一半，所以d＝a，③与②相比，2 mol C3H8燃烧生成4 mol CO2和2 mol CO，相当于此反应中的2 mol C3H8有 mol C3H8完全燃烧， mol C3H8不完全燃烧，故c大于b，所以c最大。‎ ‎9．常温下，断裂1 mol化学键所需要的能量用E表示。结合表中信息判断，下列说法不正确的是(　　)‎ 化学键 H—H F—F H—F H—Cl H—I E/ (kJ·mol－1)‎ ‎436‎ ‎157‎ ‎568‎ ‎432‎ ‎298‎ A．432 kJ·mol－1>E(H—Br)>298 kJ·mol－1‎ B．表中最稳定的共价键是H—F键 C．H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJ·mol－1‎ D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－25 kJ·mol－1‎ 解析：选D　溴原子半径大于氯原子小于碘原子，半径越大键能越小，结合表中数据可知432 kJ·mol－1>E (H—Br)>298 kJ·mol－1，A项正确；键能越大形成的化学键越稳定，键能最大的是H—F键，则最稳定的共价键是H—F键，B项正确；氢气转化为氢原子吸收的能量等于断裂H—H键需要的能量：H2(g)―→2H(g)　ΔH＝＋436 kJ·mol－1，C项正确；依据键能计算，反应焓变＝反应物键能总和－生成物键能总和，ΔH＝436 kJ·mol－1＋157 kJ·mol－1－2×568 kJ·mol－1＝－543 kJ·mol－1，D项错误。‎ ‎10．用H2可将工业废气中的NO催化还原成N2，其能量转化关系如下所示，则NO(g)＋H2(g)===N2(g)＋H2O(g)的ΔH为(　　)‎ A．0.5(a＋b－c－d)kJ·mol－1‎ B．0.5(c＋a－d－b)kJ·mol－1‎ C．0.5(c＋d－a－b)kJ·mol－1‎ D．0.5(b＋d－a－c)kJ·mol－1‎ 解析：选A　根据题图知，NO中键能为0.5a kJ·mol－1，N2中键能为c kJ·mol－1，H2中键能为0.5b kJ·mol－1，H2O中键能为0.5d kJ·mol－1，故该反应中ΔH＝0.5a kJ·mol－1＋0.5b kJ·mol－1－＝0.5(a＋b－c－d)kJ·mol－1。‎ ‎11．已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　‎ ΔH＝a kJ·mol－1‎ ‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJ·mol－1‎ H—H、O===O和O—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　)‎ A．－332 B．－118‎ C．＋350 D．＋130‎ 解析：选D　按题给顺序将题中两个热化学方程式分别编号为①、②，根据盖斯定律由①×2－②可得：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋(2a＋220) kJ·mol－1，则：4×462 kJ·mol－1－2×436 kJ·mol－1－496 kJ·mol－1＝(2a＋220)kJ·mol－1，解得a＝＋130。‎ ‎12．(2018·广安期中)根据以下热化学方程式，ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是(　　)‎ A．2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1‎ ‎2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2‎ 则有ΔH1>ΔH2‎ B．Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH1‎ Br2(l)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2，则有ΔH1<ΔH2‎ C．4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1‎ ‎4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH2‎ 则有ΔH1<ΔH2‎ D．Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH1‎ Br2(g)＋H2(g)===2HBr(g)　ΔH2，则有ΔH1<ΔH2‎ 解析：选A　将A中的热化学方程式依次编号为①、②，由①－②可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，A错误；等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量，故1 mol Br2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1 mol Br2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多，则有ΔH1<ΔH2，B正确；将C中的两个反应依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①－②得4Al(s)＋2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)＋4Fe(s)，则有ΔH3＝ΔH1－ΔH2<0，则ΔH1<ΔH2，C正确；Cl原子半径比Br原子半径小，H—Cl键的键能比H—Br键的键能大，故ΔH1<ΔH2，D正确。‎ ‎13．联氨可用作火箭燃料，回答下列问题：‎ ‎(1)在发射“神舟”十一号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.6 kJ·mol－1；‎ H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1‎ 若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为________。‎ ‎(2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为____________。‎ ‎(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。已知：‎ ‎①N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534.0 kJ·mol－1‎ ‎②H2(g)＋F2(g)===HF(g)　ΔH＝－269.0 kJ·mol－1‎ ‎③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242.0 kJ·mol－1‎ 请写出肼和氟气反应的热化学方程式： ___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)已知：①H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1‎ ‎②O2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol－1‎ ‎③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1‎ ‎④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1‎ 请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式： __________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)6.4 g液态肼的物质的量为0.2 mol。由盖斯定律可知：液态肼与H2O2反应生成N2和液态水的热化学方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－(641.6＋4×44)kJ·mol－1＝－817.6 kJ·mol－1，故0.2 mol 液态肼放出的热量为0.2 mol×817.6 kJ·‎ mol－1＝163.52 kJ。‎ ‎(2)N2O4与偏二甲肼反应的产物为CO2、N2和气态水，1 mol C2H8N2(l)与N2O4(l)完全燃烧放出的热量为×60 g＝2 550.0 kJ。该反应的热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－2 550.0 kJ·mol－1。‎ ‎(3)根据盖斯定律，由①＋②×4－③×2得：‎ N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)ΔH＝－1 126.0 kJ·mol－1。‎ ‎(4)根据盖斯定律，由④＋③－①－②×得：‎ H2(l)＋O2(l)===H2O(g)ΔH＝－237.46 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)163.52 kJ ‎(2)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－2 550.0 kJ·mol－1‎ ‎(3)N2H4(l)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)　ΔH＝－1 126.0 kJ·mol－1‎ ‎(4)H2(l)＋O2(l)===H2O(g)　ΔH＝－237.46 kJ·mol－1‎ ‎14．(1)下列三个反应在某密闭容器中进行：‎ 反应①：Fe(s)＋CO2(g)===FeO(s)＋CO(g)‎ ΔH1＝a kJ·mol－1‎ 反应②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1‎ 反应③：2Fe(s)＋O2(g)===2FeO(s)　ΔH3＝________kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。‎ ‎(2)焦炭与CO、CO2、H2均是重要的化工原料，由CO2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下：‎ 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)‎ ΔH1＝－49.58 kJ·mol－1‎ 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)‎ ΔH2＝＋41.19 kJ·mol－1‎ 反应Ⅲ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH3‎ 则反应Ⅲ的ΔH3＝________kJ·mol－1。‎ ‎(3)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定下来，但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，相关的热化学方程式如下：‎ ‎①CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)‎ ΔH1＝＋210.5 kJ·mol－1‎ ‎②CaSO4(s)＋CO(g)CaS(s)＋CO2(g)‎ ΔH2＝－47.3 kJ·mol－1‎ 反应：CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)的 ΔH＝________kJ·mol－1。‎ ‎(4)根据下列3个热化学方程式：‎ ‎①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)‎ ΔH1＝－24.8 kJ·mol－1‎ ‎②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)‎ ΔH2＝－47.2 kJ·mol－1‎ ‎③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)‎ ΔH3＝＋19.4 kJ·mol－1‎ 写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学方程式：________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)分析反应①和②，根据盖斯定律，由①×2＋②可得2Fe(s)＋O2(g)===2FeO(s)，则有ΔH3＝2ΔH1＋ΔH2＝2a kJ·mol－1＋b kJ·mol－1＝(2a＋b) kJ·mol－1。‎ ‎(2)分析反应Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ，根据盖斯定律，由反应Ⅰ－Ⅱ可得反应Ⅲ，则有ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝(－49.58 kJ·mol－1)－(＋41.19 kJ·mol－1)＝－90.77 kJ·mol－1。‎ ‎(3)根据盖斯定律，由②×4－①可得CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)，则有ΔH＝4ΔH2－ΔH1＝(－47.3 kJ·mol－1)×4－(＋210.5 kJ·mol－1)＝－399.7 kJ·mol－1。‎ ‎(4)分析已知的三个热化学方程式，根据盖斯定律，由①×3－②－③×2可得6CO(g)＋6FeO(s)===6Fe(s)＋6CO2(g)，则有ΔH＝(－24.8 kJ·mol－1)×3－(－47.2 kJ·mol－1)－(＋19.4 kJ·mol－1)×2＝－66 kJ·mol－1，从而可得热化学方程式：CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－11 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)2a＋b　(2)－90.77　(3)－399.7‎ ‎(4)CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)‎ ΔH＝－11 kJ·mol－1‎ ‎15．请参考题中图表，已知E1＝134 kJ·mol－1、E2＝368 kJ·mol－1，根据要求回答下列问题：‎ ‎(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：‎ ‎①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)‎ ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1‎ ‎②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)‎ ΔH＝－192.9 kJ·mol－1‎ 又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1，则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)如表所示是部分化学键的键能参数。‎ 化学键 P—P P—O O===O P===O 键能/(kJ·mol－1)‎ a b c x 已知白磷的燃烧热为d kJ·mol－1，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图Ⅱ所示，则表中x＝________________ kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代数式表示)。‎ 解析：(1)观察图，E1应为正反应的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但是ΔH不变；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的反应热数值即反应物和生成物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1。‎ ‎(2)观察方程式，利用盖斯定律，将所给热化学方程式如下运算：②×3－①×2＋③×2，即可得出甲醇蒸气燃烧的热化学方程式。‎ ‎(3)白磷燃烧的化学方程式为P4＋5O2P4O10，结合题图Ⅱ中白磷及其完全燃烧产物的结构，根据“反应热＝反应物键能总和－生成物键能总和”与燃烧热概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，据此可得x＝(d＋6a＋5c－12b)。‎ 答案：(1)减小　不变　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1‎ ‎(2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)‎ ΔH＝－764.7 kJ·mol－1‎ ‎(3)(d＋6a＋5c－12b)‎