高考化学三轮冲刺反应热的计算考前微测试含解析 11页

三轮冲刺---反应热的计算考前微测试 一、选择题 ‎1．神舟飞船系列所用动力燃料之一为LiH，已知下列反应：（ ）‎ ‎①2Li(s)+H2(g)2LiH(s) ΔH1=−182 kJ·mol−1；‎ ‎②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=−571.6 kJ·mol−1；‎ ‎③4Li(s)+O2(g)2Li2O(s) ΔH3=−1 196 kJ·mol−1。‎ 则LiH在O2中燃烧的热化学方程式为 A．2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) ΔH=−701.8 kJ·mol−1‎ B．2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) ΔH=−1 949.6 kJ·mol−1‎ C．2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) ΔH=−1 585.6 kJ·mol−1‎ D．2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(g) ΔH=−988 kJ·mol−1‎ ‎【答案】A ‎【解析】根据盖斯定律(③−①×2+②)/2得：2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) ΔH=(ΔH3−ΔH1×2+ΔH2)/‎ ‎2=−701.8 kJ·mol−1。‎ ‎2．已知：H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH1=−285.8 kJ·mol−1①‎ CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=−282.5 kJ·mol−1②‎ CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=−726.7 kJ·mol−1③‎ CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH4，则ΔH4为（ ）‎ A．−127.4 kJ·mol−1 B．+127.4 kJ·mol−1 ‎ C．−254.8 kJ·mol−1 D．+254.8 kJ·mol−1‎ ‎【答案】A ‎【解析】运用盖斯定律进行计算，即①×2+②−③可得CO(g)+2H2(g) CH3OH(l) ΔH4=2ΔH1+ΔH2−ΔH3=2×(−285.8 kJ·mol−1)+(−282.5 kJ·mol−1)−(−726.7 kJ·mol−1)=−127.4 kJ·mol−1。‎ ‎3．根据如图所给信息，得出的结论正确的是（ ）‎ A．‎48 g碳完全燃烧放出的热量为1 574 kJ/mol B．‎2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH =−221.0 kJ/mol C．2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH =+283.0 kJ/mol D．C(s)+O2(g)CO2(s) ΔH =−393.5 kJ/mol ‎【答案】B ‎【解析】‎48 g碳完全燃烧生成二氧化碳气体，放出热量为1 574 kJ，A项错误；根据图像可知，C(s)+O2(g) CO(g) ΔH=−110.5 kJ/mol，故‎2C(s)+O2(g) 2CO(g)ΔH =−221.0 kJ/mol，B项正确；根据图像可知，CO (g)+O2(g)CO2(g)ΔH=−283.0 kJ/mol，故2CO2(g) 2CO(g)+O2(g) ΔH =+566.0 kJ/mol，C项错误；根据图像可知，C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=−393.5 kJ/mol，D项错误。‎ ‎4．已知：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=−Q1 kJ/mol ‎2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=−Q2 kJ/mol ‎2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=−Q3 kJ/mol 常温下，取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体‎11.2 L(已折合成标准状况)，经完全燃烧后恢复至常温，则放出的热量(kJ)为 A．0.4Q1+0.05Q3 B．0.4Q1+0.05Q‎2 ‎ C．0.4Q1+0.1Q3 D．0.4Q1+0.1Q2‎ ‎【解析】A ‎【解析】标准状况下‎11.2 L混合气体中，甲烷占0.4 mol，H2占0.1 mol，0.4 mol CH4完全燃烧生成液态的水和二氧化碳放出0.4Q1 kJ的热量，0.1 mol H2完全燃烧生成液态的水，放出0.05Q3 kJ的热量。‎ ‎5．白磷与氧气可发生如下反应：P4+5O2P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P a kJ/mol、P—O b kJ/mol、P=O c kJ/mol、O=O d kJ/mol。根据如图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，下列数据正确的是（ ）‎ A．(‎6a+5d−‎4c−12b) kJ/mol ‎ B．(‎4c+12b−‎6a−5d) kJ/mol C．(‎4c+12b−‎4a−5d) kJ/mol ‎ D．(‎4a+5d−‎4c−12b) kJ/mol ‎【答案】A ‎【解析】题中给出了反应物和生成物的键能，可算出断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键释放的能量，即可求出ΔH。ΔH=断裂化学键所吸收的总能量−形成化学键所释放的总能量，在1 mol P4与5 mol O2生成1 mol P4O10的过程中，要断裂 6 mol P—P键、5 mol O=O键，同时会形成4 mol P=O键，12 mol P—O键，故ΔH=‎6a kJ/mol+5d kJ/mol−12b kJ/mol−‎4c kJ/mol=(‎6a+5d−‎4c−12b) kJ/mol，A项正确。‎ ‎6‎ ‎．研究表明，化学反应的能量变化与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单的理解为断开1 mol 化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据：（ ） ‎ 化学键 P—P P—O O=O P=O 键能 kJ/mol−1‎ ‎197‎ ‎360‎ ‎499‎ X 已知白磷的燃烧方程式为：P4(s)+5O2(g)P4O10(s)，该反应放出热量2379.0 kJ，且白磷分子结构为正四面体，4个磷原子分别位于正四面体的四个顶点，白磷完全燃烧的产物结构如右图所示，则上表中X为 A．434 B．‎335 C．237 D．188‎ ‎【答案】A ‎【解析】反应焓变ΔH=6×197+5×499−4×X−360×12=−2378.0，计算得到X=434 kJ/mol；答案选A。‎ ‎7．在298 K、1.01×105 Pa下，将‎22 g CO2通入750 mL 1 mol·L−1的NaOH 溶液中充分反应，测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下，1 mol CO2通入‎1 L 2 mol·L−1的NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是（ ）‎ A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=−(2y−x) kJ·mol−1‎ B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=−(2x−y) kJ·mol−1‎ C．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=−(4x−y) kJ·mol−1‎ D．2CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l) ΔH=−(8x−2y) kJ·mol−1‎ ‎【答案】C ‎【解析】0.5 mol CO2与0.75 mol NaOH反应生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3，反应所放出的热量为x kJ，则生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3放出热量4x kJ；1 mol CO2通入含2 mol NaOH的溶液中，生成1 mol Na2CO3，放出y kJ的热量，则1 mol CO2与含1 mol。NaOH的溶液反应生成1 mol NaHCO3放出的热量为(4x−y) kJ，A项、B项均错；D项中NaOH和NaHCO3的状态标注错误；只有C项正确。‎ 二、非选择题 ‎8．已知E1=134 kJ·mol−1、E2=368 kJ·mol−1。‎ 图Ⅰ 图Ⅱ 请回答下列问题：‎ ‎（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，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 ‎，则甲醇蒸气燃烧生成液态水和CO2(g)的热化学方程式为___________________________________。‎ ‎（3）下表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=______(用含a、b、c、d的代数式表示)。‎ ‎【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)‎ ‎【解析】 （1）观察图像，E1为反应的活化能，加入催化剂，使反应的活化能降低，但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作如下运算：②×3－①×2＋③×2，即可求出甲醇蒸气燃烧生成液态水和CO2(g)的热化学方程式。‎ ‎（3）白磷燃烧的化学方程式为P4＋5O2P4O10，结合图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：‎6a＋‎5c－(4x＋12b)=－d，据此可得x=(d＋‎6a＋‎5c－12b)。‎ ‎9．我国成功利用大功率运载火箭发射“天宫二号”空间实验室。火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，如图是一定量肼完全燃烧生成氮气和1 mol气态水过程中的能量变化图。‎ ‎（1）该反应属于________（填“吸热”或“放热”）反应。‎ ‎（2）写出该火箭推进器中相关反应的热化学方程式：__________________。‎ ‎（3）若该火箭推进器中H2O2有24 mol共价键发生断裂，则反应释放出的热量为_______kJ。‎ ‎【答案】（1）放热 ‎（2）N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH= −641.6 kJ·mol−1‎ ‎（3）2566.4‎ ‎【解析】（1）根据N2H4与H2O2反应的能量变化图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应属于放热反应。中/华-资*源%（2）由题意可得火箭推进器中N2H4(l)与H2O2(l)反应的方程式为：N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)，生成1 mol H2O(g)释放出160.4 kJ热量，则生成4 mol H2O(g)释放出热量=4×160.4 kJ=641.6 kJ，则反应的热化学方程式为：N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=−641.6 kJ·mol−1。中·华.资*源%库 ziyuanku.com ‎（3）根据H2O2的结构式H—O—O—H可知，1 mol H2O2反应断裂3‎ ‎ mol共价键，H2O2有24 mol共价键断裂，则消耗8 mol H2O2，释放出的热量=4 mol×641.6 kJ·mol−1=2566.4 kJ。‎ ‎10．研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过的知识回答下列问题：‎ ‎（1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示：‎ 反应的热化学方程式为____________________________。‎ ‎（2）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。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。已知：N≡N键的键能是948.9 kJ•mol−1，H—H键的键能是436.0 kJ•mol−1，N—H键的键能是391.55 kJ•mol−1，则N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=_____________________。‎ ‎（3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。‎ 已知：①C(s，石墨)+O2(g) CO2(g) ΔH1=−393.5 kJ•mol−1‎ ‎②2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH2=−571.6 kJ•mol−1‎ ‎③‎2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=−2599 kJ•mol−1‎ ‎298 K时反应‎2C(s，石墨)+H2(g)C2H2(g)的焓变：ΔH=_____________________。‎ ‎（4）已知：铝热反应是放热反应，又知，常温下： 4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s) ΔH1‎ ‎4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s) ΔH2‎ 下面关于ΔH1、ΔH2的比较正确的是 A．ΔH1>ΔH2 B．ΔH1<ΔH‎2 C．ΔH1=ΔH2 D．无法计算 ‎【答案】（1）CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=−41 kJ • mol−1‎ ‎（2）−46.2 kJ • mol−1‎ ‎（3）226.7 kJ • mol−1‎ ‎（4）B ‎【解析】（1）由图知，CO(g)+H2O(g) CO2(g)+ H2(g) ΔH=−41 kJ • mol−1。‎ ‎（2）N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=(948.9×+ 436.0×−391.55×3)kJ • mol−1=−46.2 kJ • mol−1。‎ ‎（3）由已知反应①×2+②×−③×，得‎2C(s，石墨)+H2(g) C2H2(g)ΔH=−393.5 kJ • mol−1×2+(−571.6 kJ·mol−1)×−(−2599 kJ·mol−1)×=226.7 kJ·mol−1。‎ ‎（4）第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式，得4Al(s) +2Fe2O3(s) 2Al2O3(s)+4Fe(s) ΔH=ΔH1−ΔH2，因铝热反应是放热反应，则ΔH<0，即ΔH1−ΔH2<0，ΔH1<ΔH2。‎ ‎11．某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以和NH3•H2O的形式存在，该废水的处理流程如图：‎ ‎（1）过程Ⅰ：加入NaOH溶液，调节pH至9后，升温至‎30 °C，通空气将氨赶出并回收。‎ 用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：__________________。‎ ‎（2）过程Ⅱ：在微生物的作用下，经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化如图所示：‎ ‎①第一步反应是________反应(填“放热”或“吸热”)，判断依据______________________。‎ ‎②1 mol NH4+(aq)全部被氧化成NO3−(aq)的热化学方程式是______________________________。‎ ‎（3）过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗‎32 g CH3OH，转移6 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是__________。‎ ‎【答案】（1）+OH−NH3·H2O ‎（2）①放热 ΔH =−273 kJ/mol<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)‎ ‎②(aq)+2O2(g)2H+(aq)+(aq)+H2O(l) ΔH=−346 kJ·mol−1‎ ‎（3）5∶6‎ ‎【解析】（1）加入NaOH溶液，调节pH至9后，发生反应NH4++OH−NH3·H2O。‎ ‎（2）由题图可知第一步反应，反应物的能量之和大于生成物的能量之和，因此是放热反应。‎ ‎①(aq)+1.5O2(g)NO2−(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH =−273kJ/mol；‎ ‎②NO2−(aq)+0.5O2(g)(aq) ΔH =−73kJ/mol；‎ ‎（3）CH3OH被氧化成CO2，C元素化合价从−2价升高到+4价，升高6；HNO3被还原成N2‎ ‎，N元素化合价从+5价降低到0价，降低5，根据电子得失守恒(化合价升降相等)可得还原剂CH3OH和氧化剂HNO3的物质的量之比是5∶6。‎