高中化学 课时分层作业4 化学反应热的计算 新人教版选修4-新人教版高二选修4化学试题

课时分层作业(四)
(建议用时：40分钟)
[基础达标练]
1．下列关于反应热的说法正确的是( ) A ．当ΔH 为“－”时，表示该反应为吸热反应
B ．已知C(s)＋12O 2(g)===CO(g)的反应热为－110.5 kJ·mol －1
，说明C 的燃烧热为110.5
kJ/mol
C ．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D ．化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关
D [A 中ΔH 为“＋”时，反应为吸热反应，错误；B 中生成物为CO ，不是C 的燃烧热，错误；C 中反应热的大小与反应物和生成物的能量有关，错误；D 为盖斯定律，正确。

]
2．液态水分解生成H 2和O 2可通过下列途径来完成： H 2O (l )
――――――――→ΔH 1＝＋44 kJ/mol H 2O (g )―――→ΔH 2H 2(g )＋12
O 2(g )
已知：氢气的燃烧热为286 kJ/mol ，则ΔH 2为( ) A ．＋330 kJ/mol B ．－330 kJ/mol C ．＋242 kJ/mol
D ．－242 kJ/mol
C [由盖斯定律可知ΔH 1＋ΔH 2＝＋286 kJ/mol ，ΔH 2＝＋286 kJ/mol －ΔH 1＝＋286 kJ/mol －(＋44 kJ/mol)＝＋242 kJ/mol 。

]
3．肼(H 2NNH 2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。

已知断裂1 mol 化学键所需的能量(kJ)：N≡N 为942、O===O 为500、N —N 为154，则断裂1 mol N —H 键所需的能量(kJ)是( )
A ．194
B ．391
C ．516
D ．658
B [由图知N 2H 4(g)＋O 2(g)===N 2(g)＋2H 2O(g) ΔH 1＝－534 kJ·mol －1
，设断裂1 mol N —H 键所需的能量为x kJ ，则ΔH 1＝ΔH 3＋ΔH 2，ΔH 3＝ΔH 1－ΔH 2＝－534 kJ·mol －1
＋2 752
kJ·mol －1
＝＋2 218 kJ·mol －1
，即N 2H 4(g)＋O 2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)需要吸收2 218 kJ 能量，1 mol N 2H 4中含有1 mol N —N 键和4 mol N —H 键，故154 kJ ＋4x kJ ＋500 kJ ＝2 218 kJ ，得x ＝391，B 项正确。

]
4．S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。

已知：①S(单斜，s)＋O 2(g)===SO 2(g)
ΔH 1＝－297.16 kJ·mol －1
②S(正交，s)＋O 2(g)===SO 2(g)
ΔH 2＝－296.83 kJ·mol －1
③S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH 3 下列说法正确的是( ) A ．ΔH 3＝＋0.33 kJ·mol －1
B ．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C ．S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH 3<0，正交硫比单斜硫稳定
D ．S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH 3>0，单斜硫比正交硫稳定
C [根据盖斯定律得③＝①－②，则ΔH 3＝ΔH 1－ΔH 2＝－0.33 kJ·mol －1
，说明反应③为放热反应，单斜硫的能量比正交硫高，正交硫更稳定。

]
5．已知葡萄糖的燃烧热是2 804 kJ/mol ，当它氧化生成1 g 水时放出的热量是( ) A ．26.0 kJ B ．51.9 kJ C ．155.8 kJ
D ．467.3 kJ
A [28046×18
kJ≈26.0 kJ。

]
6．已知：Fe 2O 3(s)＋32C(s)===3
2CO 2(g)＋2Fe(s) ΔH 1＝＋234.1 kJ/mol
C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 2＝－393.5 kJ/mol 则2Fe(s)＋3
2O 2(g)===Fe 2O 3(s)的ΔH 是( )
A ．－824.4 kJ/mol
B ．－627.6 kJ/mol
C ．－744.7 kJ/mol
D ．－169.4 kJ/mol A [根据盖斯定律，由第二个方程式乘以32再减去第一个方程式可得2Fe(s)＋
3
2O 2(g)===Fe 2O 3(s)，则ΔH ＝3
2
ΔH 2－ΔH 1＝－824.4 kJ/mol 。

]
7．相同温度时，下列两个反应的反应热分别用ΔH 1和ΔH 2表示，则( ) ①H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g) ΔH 1＝－Q 1 kJ·mol －1
；
②2H 2O(l)===2H 2(g)＋O 2(g) ΔH 2＝＋Q 2 kJ·mol －1
A ．Q 1>Q 2
B ．Q 1＝Q 2
C ．2Q 1<Q 2
D.1
2
Q 2＝Q 1 C [根据盖斯定律知2H 2O(l)===2H 2O(g) ΔH ＝－2Q 1＋Q 2>0，故Q 2>2Q 1。

]
8．① CH 4(g) ＋4NO 2(g) ===4NO(g) ＋CO 2(g) ＋2H 2O(g)；ΔH ＝ －574 kJ·mol －1
； ②CH 4(g) ＋4NO(g) ===2N 2(g) ＋CO 2(g) ＋2H 2O(g)；ΔH ＝ － 1 160 kJ·mol －1。

下列错误的是( )
A ．等物质的量的CH 4在反应①、②中转移电子数相同
B ．由反应①可知：CH 4(g)＋4NO 2(g)===4NO(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(l)；ΔH >－574 kJ·mol
－1
C ．4NO 2(g)＋2N 2(g)===8NO(g)；ΔH ＝＋586 kJ·mol －1
D ．若用标准状况下4.48 L CH 4把NO 2还原为N 2，整个过程中转移的电子总数为1.6 mol B [等物质的量的甲烷参加反应都转化成CO 2，因此转移电子物质的量相等，故说法A
正确；气态水转化成液态水是放热过程，因此ΔH <
－574 kJ·mol －1
，故说法B 错误；①－②得出：4NO 2(g)＋2N 2(g)===8NO(g) ΔH ＝1160－574 kJ·mol －1
＝＋586 kJ·mol －1
，故说法C 正确；①＋②得出：CH 4(g)＋2NO 2(g)===N 2(g)＋CO 2(g)＋2H 2O(g)，转移电子物质的量为4.48×8/22.4 mol＝1.6 mol ，故说法D 正确。

]
9．已知：Cu(s)＋2H ＋
(aq)===Cu 2＋
＋H 2(g) ΔH ＝＋64.39 kJ·mol
－1,
2H 2O 2(l) ===2H 2O(l)
＋O 2(g) ΔH ＝－196.46 kJ·mol －1，H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l) ΔH ＝－285.84 kJ·mol －1。

在H 2SO 4溶液中，Cu 与H 2O 2反应生成Cu 2＋
(aq)和H 2O(l)的反应热ΔH 等于( )
A ．－319.68 kJ·mol －1
B ．－417.91 kJ·mol －1
C ．＋546.69 kJ·mol －1
D ．－448.46 kJ·mol －1
A [给已知三个热化学方程式分别编号为①、②、③，由盖斯定律①＋1
2×②＋③得：
Cu(s)＋2H ＋
(aq)＋H 2O 2(l)===Cu 2＋
(aq)＋2H 2O(l) ΔH ＝＋64.39
kJ ·mol －1－12
×196.46 kJ·mol －1－285.84 kJ·mol －1＝－319.68 kJ·mol －1
，A 项正确。

]
10．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用。

(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：___________________________________。

(2)已知化学键键能是形成或断裂1 mol化学键放出或吸收的能量，单位为kJ·mol－1。

已知：
化学键H—H N≡N
键能/kJ·mol－1435 943
试根据表中及(1)的图中数据计算N—H键的键能为________kJ·mol－1。

(3)用NH3催化还原NO x还可以消除氮氧化物的污染。

例如：
4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)
ΔH1＝－a kJ·mol－1 ①
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH2＝－b kJ·mol－1 ②
若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝________ kJ·mol－1(用含a、b的式子表示)。

[解析](1)由图像可知，该反应为放热反应，且生成1 mol NH3(g)时，放出的热量为(300－254)kJ＝46 kJ，故N2和H2反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH ＝－92 kJ·mol－1。

(2)设N—H键的键能为x，故反应热ΔH＝－92 kJ·mol－1＝(3×435＋943)kJ·mol－1－6x，x＝390 kJ·mol－1。

(3)利用盖斯定律，由①－②×3可得：4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)，故其反应热ΔH＝(3b－a)kJ·mol－1，故1 mol NH3还原NO至N2，反应热ΔH3＝(3b－a)/4 kJ·mol－1。

[答案](1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
(2)390 (3)(3b－a)/4
[能力提升练]
11．室温下将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol
的CuSO 4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH 2；CuSO 4·5H 2O 受热分解的化学方程式为CuSO 4·5H 2O(s)===CuSO 4(s)＋5H 2O(l)，热效应为ΔH 3。

则下列判断正确的是( )
A ．ΔH 2>ΔH 3
B ．ΔH 1>ΔH 3
C ．ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3
D ．ΔH 1＋ΔH 2>ΔH 3
C [虚拟路径为，故ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3。

]
12．CH 4和CO 2可以制造价值更高的化学产品。

已知： ①CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH 1＝a kJ·mol －1
②CO(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋H 2(g) ΔH 2＝b kJ·mol －1
③2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH 3＝c kJ·mol －1
则反应CO 2(g)＋CH 4(g)===2CO(g)＋2H 2(g)的ΔH 可表示为( ) A ．(a ＋2b －c )kJ·mol －1
B ．(a ＋b －2c )kJ·mol －1
C ．(2a ＋2b －c )kJ·mol －1
D ．(a ＋2b －2c )kJ·mol －1
D [根据盖斯定律，①＋2×②－2×③可得：CH 4(g)＋CO 2(g)===2CO(g)＋2H 2(g) ΔH ＝(a ＋2b －2c ) kJ·mol －1。

]
13．已知：①CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH 1＝－Q 1； ②H 2(g)＋1
2O 2(g)===H 2O(g) ΔH 2＝－Q 2；
③H 2(g)＋1
2
O 2(g)===H 2O(l) ΔH 3＝－Q 3。

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)，经完全燃烧恢复到常温，放出的热量是 ( )
A ．0.4Q 1＋0.05Q 2
B ．0.4Q 1＋0.1Q 2
C ．0.4Q 1＋0.05Q 3
D ．0.4Q 1＋0.1Q 3
D [标准状况下，11.2 L 混合气体中，n (CH 4)＝4
5×0.5 mol＝0.4 mol ，则n (H 2)＝0.1 mol ，
由于完全燃烧恢复到常温时，水为液体，因此H 2燃烧放出的热量应按反应③进行计算，结
果为0.4Q 1＋0.1Q 3。

]
14．氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

已知：CH 4(g)＋H 2O(g)===CO(g)＋3H 2(g) ΔH ＝＋206.2 kJ·mol －1
① CH 4(g)＋CO 2(g)===2CO(g)＋2H 2(g) ΔH ＝＋247.4 kJ·mol －1
②
又知CH 4的燃烧热为890.3 kJ·mol －1。

(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH 4(g)与H 2O(g)反应生成CO 2(g)和H 2(g)的热化学方程式为_________________________________。

(2)若在相同温度下，1 mol H 2O 按下列两种途径转化为氢原子与氧原子。

H 、O ――→ΔH 3H 2O ――→ΔH 1H 2、O 2――→ΔH 2
H 、O 则ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3三者之间的关系是________。

[解析] (1)由①×2－②即可得出CH 4(g)＋2H 2O(g)===CO 2(g)＋4H 2(g) ΔH ＝＋165.0 kJ·mol －1。

(2)由盖斯定律可知ΔH 3＝ΔH 1＋ΔH 2。

[答案] (1)CH 4(g)＋2H 2O(g)===CO 2(g)＋4H 2(g) ΔH ＝＋165.0 kJ·mol －1
(2)ΔH 3＝ΔH 1＋ΔH 2
15．红磷P(s)和Cl 2(g)发生反应生成PCl 3(g)和PCl 5(g)，反应过程中的能量关系如图所示(图中的ΔH 表示生成1 mol 产物的数据)。

根据图像回答下列问题：
(1)P(s)和Cl 2(g)反应生成PCl 3(g)的热化学方程式是
_____________________________________________________________。

(2)PCl 5(g)分解成PCl 3(g)和Cl 2(g)的热化学方程式是
______________________________________________________________。

(3)P(s)和Cl 2(g)分两步反应生成1 mol PCl 5(g)的ΔH 3＝________，P(s)和Cl 2(g)一步反应生成1 mol PCl 5(g)的ΔH 4________(填“大于”“小于”或“等于”)ΔH 3。

[解析] (1)联系图像找出生成1 mol PCl 3(g)时放出的热量为306 kJ 。

(2)联系图像分析出PCl 3(g)和Cl 2(g)生成1 mol PCl 5(g)时放出93 kJ 的热量，则1 mol PCl 5(g)分解为PCl 3(g)
和Cl 2(g)时应吸收93 kJ 的热量。

(3)根据盖斯定律可知由P(s)和Cl 2(g)生成1 mol PCl 5(g)的ΔH 3＝ΔH 1＋ΔH 2＝－399 kJ·mol －1
，不管该反应是一步完成还是分几步完成，反应的热效应不变。

[答案] (1)32Cl 2(g)＋P(s)===PCl 3(g) ΔH ＝－306 kJ·mol －1
(2)PCl 5(g)===PCl 3(g)
＋Cl 2(g) ΔH ＝＋93 kJ·mol －1
(3)－399 kJ·mol －1
等于。