2018屆高考化學三輪沖刺 反應熱的計算考前微測試.doc

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反應熱的計算 一、選擇題 1．神舟飛船系列所用動力燃料之一為LiH，已知下列反應：（ ） ①2Li(s)+H2(g)2LiH(s) ΔH1=?182 kJmol?1； ②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=?571.6 kJmol?1； ③4Li(s)+O2(g)2Li2O(s) ΔH3=?1 196 kJmol?1。 則LiH在O2中燃燒的熱化學方程式為 A．2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) ΔH=?701.8 kJmol?1 B．2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) ΔH=?1 949.6 kJmol?1 C．2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) ΔH=?1 585.6 kJmol?1 D．2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(g) ΔH=?988 kJmol?1 【答案】A 【解析】根據(jù)蓋斯定律(③?①2+②)/2得：2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) ΔH=(ΔH3?ΔH12+ΔH2)/ 2=?701.8 kJmol?1。 2．已知：H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH1=?285.8 kJmol?1① CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=?282.5 kJmol?1② CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=?726.7 kJmol?1③ CO和H2在一定條件下可以合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH4，則ΔH4為（ ） A．?127.4 kJmol?1 B．+127.4 kJmol?1 C．?254.8 kJmol?1 D．+254.8 kJmol?1 【答案】A 【解析】運用蓋斯定律進行計算，即①2+②?③可得CO(g)+2H2(g) CH3OH(l) ΔH4=2ΔH1+ΔH2?ΔH3=2(?285.8 kJmol?1)+(?282.5 kJmol?1)?(?726.7 kJmol?1)=?127.4 kJmol?1。 3．根據(jù)如圖所給信息，得出的結(jié)論正確的是（ ） A．48 g碳完全燃燒放出的熱量為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碳完全燃燒生成二氧化碳氣體，放出熱量為1 574 kJ，A項錯誤；根據(jù)圖像可知，C(s)+O2(g) CO(g) ΔH=?110.5 kJ/mol，故2C(s)+O2(g) 2CO(g)ΔH =?221.0 kJ/mol，B項正確；根據(jù)圖像可知，CO (g)+O2(g)CO2(g)ΔH=?283.0 kJ/mol，故2CO2(g) 2CO(g)+O2(g) ΔH =+566.0 kJ/mol，C項錯誤；根據(jù)圖像可知，C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=?393.5 kJ/mol，D項錯誤。 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 常溫下，取體積比為4∶1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L(已折合成標準狀況)，經(jīng)完全燃燒后恢復至常溫，則放出的熱量(kJ)為 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】標準狀況下11.2 L混合氣體中，甲烷占0.4 mol，H2占0.1 mol，0.4 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)的水和二氧化碳放出0.4Q1 kJ的熱量，0.1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)的水，放出0.05Q3 kJ的熱量。 5．白磷與氧氣可發(fā)生如下反應：P4+5O2P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為P—P a kJ/mol、P—O b kJ/mol、P=O c kJ/mol、O=O d kJ/mol。根據(jù)如圖所示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應的ΔH，下列數(shù)據(jù)正確的是（ ） 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】題中給出了反應物和生成物的鍵能，可算出斷裂舊化學鍵吸收的能量和形成新化學鍵釋放的能量，即可求出ΔH。ΔH=斷裂化學鍵所吸收的總能量?形成化學鍵所釋放的總能量，在1 mol P4與5 mol O2生成1 mol P4O10的過程中，要斷裂 6 mol P—P鍵、5 mol O=O鍵，同時會形成4 mol P=O鍵，12 mol P—O鍵，故ΔH=6a kJ/mol+5d kJ/mol?12b kJ/mol?4c kJ/mol=(6a+5d?4c?12b) kJ/mol，A項正確。 6．研究表明，化學反應的能量變化與反應物和生成物的鍵能有關(guān)。鍵能可以簡單的理解為斷開1 mol 化學鍵時所需吸收的能量。下表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)：（ ） 化學鍵 P—P P—O O=O P=O 鍵能 kJ/mol?1 197 360 499 X 已知白磷的燃燒方程式為：P4(s)+5O2(g)P4O10(s)，該反應放出熱量2379.0 kJ，且白磷分子結(jié)構(gòu)為正四面體，4個磷原子分別位于正四面體的四個頂點，白磷完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如右圖所示，則上表中X為 A．434 B．335 C．237 D．188 【答案】A 【解析】反應焓變ΔH=6197+5499?4X?36012=?2378.0，計算得到X=434 kJ/mol；答案選A。 7．在298 K、1.01105 Pa下，將22 g CO2通入750 mL 1 molL?1的NaOH 溶液中充分反應，測得反應放出x kJ的熱量。已知在該條件下，1 mol CO2通入1 L 2 molL?1的NaOH溶液中充分反應放出y kJ的熱量，則CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學方程式正確的是（ ） A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=?(2y?x) kJmol?1 B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=?(2x?y) kJmol?1 C．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=?(4x?y) kJmol?1 D．2CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l) ΔH=?(8x?2y) kJmol?1 【答案】C 【解析】0.5 mol CO2與0.75 mol NaOH反應生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3，反應所放出的熱量為x kJ，則生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3放出熱量4x kJ；1 mol CO2通入含2 mol NaOH的溶液中，生成1 mol Na2CO3，放出y kJ的熱量，則1 mol CO2與含1 mol。NaOH的溶液反應生成1 mol NaHCO3放出的熱量為(4x?y) kJ，A項、B項均錯；D項中NaOH和NaHCO3的狀態(tài)標注錯誤；只有C項正確。 二、非選擇題 8．已知E1=134 kJmol?1、E2=368 kJmol?1。 圖Ⅰ 圖Ⅱ 請回答下列問題： （1）圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)過程中的能量變化，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是__________ (填“增大”、“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：__________________________。 （2）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應的熱化學方程式如下： ①CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJmol?1， ②CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2(g)ΔH=?192.9 kJmol?1， 又知③H2O(g)H2O(l) ΔH=?44 kJmol?1，則甲醇蒸氣燃燒生成液態(tài)水和CO2(g)的熱化學方程式為___________________________________。 （3）下表是部分化學鍵的鍵能參數(shù)： 化學鍵 P—P P—O O=O P=O 鍵能/ kJmol?1 a b c x 已知白磷的燃燒熱為d kJmol?1，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示，則表中x=______(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)。 【答案】（1）減小 不變 NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH=－234 kJmol?1 （2）CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)ΔH=?764.7 kJmol?1 （3）(d＋6a＋5c－12b) 【解析】 （1）觀察圖像，E1為反應的活化能，加入催化劑，使反應的活化能降低，但ΔH不變；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)的反應熱數(shù)值即反應物和生成物的能量差，因此該反應的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)CO2(g)＋NO(g)ΔH=?234 kJmol?1。 （2）觀察方程式，利用蓋斯定律，將所給熱化學方程式作如下運算：②3－①2＋③2，即可求出甲醇蒸氣燃燒生成液態(tài)水和CO2(g)的熱化學方程式。 （3）白磷燃燒的化學方程式為P4＋5O2P4O10，結(jié)合圖Ⅱ中白磷及其完全燃燒產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，根據(jù)“反應熱=反應物鍵能總和－生成物鍵能總和”與燃燒熱概念可得：6a＋5c－(4x＋12b)=－d，據(jù)此可得x=(d＋6a＋5c－12b)。 9．我國成功利用大功率運載火箭發(fā)射“天宮二號”空間實驗室。火箭推進器中裝有還原劑肼(N2H4)和強氧化劑過氧化氫(H2O2)，如圖是一定量肼完全燃燒生成氮氣和1 mol氣態(tài)水過程中的能量變化圖。 （1）該反應屬于________（填“吸熱”或“放熱”）反應。 （2）寫出該火箭推進器中相關(guān)反應的熱化學方程式：__________________。 （3）若該火箭推進器中H2O2有24 mol共價鍵發(fā)生斷裂，則反應釋放出的熱量為_______kJ。 【答案】（1）放熱 （2）N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH= ?641.6 kJmol?1 （3）2566.4 【解析】（1）根據(jù)N2H4與H2O2反應的能量變化圖可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，所以該反應屬于放熱反應。（2）由題意可得火箭推進器中N2H4(l)與H2O2(l)反應的方程式為：N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g)，生成1 mol H2O(g)釋放出160.4 kJ熱量，則生成4 mol H2O(g)釋放出熱量=4160.4 kJ=641.6 kJ，則反應的熱化學方程式為：N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=?641.6 kJmol?1。 （3）根據(jù)H2O2的結(jié)構(gòu)式H—O—O—H可知，1 mol H2O2反應斷裂3 mol共價鍵，H2O2有24 mol共價鍵斷裂，則消耗8 mol H2O2，釋放出的熱量=4 mol641.6 kJmol?1=2566.4 kJ。 10．研究化學反應中的能量變化有重要意義。請根據(jù)學過的知識回答下列問題： （1）已知一氧化碳與水蒸氣反應過程的能量變化如圖所示： 反應的熱化學方程式為____________________________。 （2）化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W鍵的鍵能是形成(或拆開)1 mol化學鍵時釋放(或吸收)的能量。已知：N≡N鍵的鍵能是948.9 kJ?mol?1，H—H鍵的鍵能是436.0 kJ?mol?1，N—H鍵的鍵能是391.55 kJ?mol?1，則N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=_____________________。 （3）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算。 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時反應2C(s，石墨)+H2(g)C2H2(g)的焓變：ΔH=_____________________。 （4）已知：鋁熱反應是放熱反應，又知，常溫下： 4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s) ΔH1 4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s) ΔH2 下面關(guān)于ΔH1、ΔH2的比較正確的是 A．ΔH1>ΔH2 B．ΔH1<ΔH2 C．ΔH1=ΔH2 D．無法計算 【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）由圖知，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?391.553)kJ ? mol?1=?46.2 kJ ? mol?1。 （3）由已知反應①2+②?③，得2C(s，石墨)+H2(g) C2H2(g)ΔH=?393.5 kJ ? mol?12+(?571.6 kJmol?1)?(?2599 kJmol?1)=226.7 kJmol?1。 （4）第一個熱化學方程式減去第二個熱化學方程式，得4Al(s) +2Fe2O3(s) 2Al2O3(s)+4Fe(s) ΔH=ΔH1?ΔH2，因鋁熱反應是放熱反應，則ΔH<0，即ΔH1?ΔH2<0，ΔH1<ΔH2。 11．某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以和NH3?H2O的形式存在，該廢水的處理流程如圖： （1）過程Ⅰ：加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至9后，升溫至30 C，通空氣將氨趕出并回收。 用離子方程式表示加NaOH溶液的作用：__________________。 （2）過程Ⅱ：在微生物的作用下，經(jīng)過兩步反應被氧化成。兩步反應的能量變化如圖所示： ①第一步反應是________反應(填“放熱”或“吸熱”)，判斷依據(jù)______________________。 ②1 mol NH4+(aq)全部被氧化成NO3?(aq)的熱化學方程式是______________________________。 （3）過程Ⅲ：一定條件下，向廢水中加入CH3OH，將HNO3還原成N2。若該反應消耗32 g CH3OH，轉(zhuǎn)移6 mol電子，則參加反應的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是__________。 【答案】（1）+OH?NH3H2O （2）①放熱 ΔH =?273 kJ/mol<0(或反應物的總能量大于生成物的總能量) ②(aq)+2O2(g)2H+(aq)+(aq)+H2O(l) ΔH=?346 kJmol?1 （3）5∶6 【解析】（1）加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至9后，發(fā)生反應NH4++OH?NH3H2O。 （2）由題圖可知第一步反應，反應物的能量之和大于生成物的能量之和，因此是放熱反應。 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元素化合價從?2價升高到+4價，升高6；HNO3被還原成N2，N元素化合價從+5價降低到0價，降低5，根據(jù)電子得失守恒(化合價升降相等)可得還原劑CH3OH和氧化劑HNO3的物質(zhì)的量之比是5∶6。