化学反应热的计算练习题及答案解析.docx
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化学反应热的计算练习题及答案解析
1-3《化学反应热的计算》课时练
双基练习
1．在一定温度下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为
2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝－566kJ/mol
CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－890kJ/mol
1molCO和3molCH4组成的混合气体，在相同条件下完全燃烧时，释放的热量为（ ）
A．2912kJ B．2953kJ
C．3236kJD．3867kJ
解析：
由热化学方程式可知，2molCO燃烧可放出566kJ热量，则1molCO完全燃烧释放283kJ热量，同理3molCH4释放3×890kJ＝2670kJ热量，所以1molCO和3molCH4完全燃烧共释放热量为2953kJ。
答案：
B
2．已知A（g）＋B（g）===C（g） ΔH1，D（g）＋B（g）===E（g） ΔH2，且ΔH1＜ΔH2，若A和D的混合气体1mol完全与B反应，反应热为ΔH3，则A和D的物质的量之比为（ ）
解析：
设1mol混合气体中含Axmol，Dymol，
则有
，解得
故
＝
。
B选项正确。
答案：
B
3．已知25℃、101kPa条件下：
（1）4Al（s）＋3O2（g）===2Al2O3（s） ΔH＝－2kJ/mol
（2）4Al（s）＋2O3（g）===2Al2O3（s） ΔH＝－3kJ/mol
由此得出的正确结论是（ ）
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应
B．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应
C．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应
D．O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应
解析：
（2）－
（1）得：
2O3（g）===3O2（g） ΔH＝－kJ/mol，可知等质量的O2能量低。
答案：
A
4．管道煤气的主要成分是H2、CO和少量的甲烷。
相应的热化学反应方程式为：
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－kJ/mol
2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝－566kJ/mol
CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－kJ/mol
当使用管道煤气的用户改用天然气后，在相同条件下燃烧等体积的天然气，理论上所获得的热值，前者大约是后者的多少倍（ ）
A．B．
C．D．
解析：
由热化学方程式可得1molH2、CO燃烧放出的热量约为283kJ～kJ；1molCH4燃烧放出的热量为kJ，两者之比约为，故答案为D。
答案：
D
5．100g碳燃烧所得气体中，CO占
体积，CO2占
体积，且C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH＝－kJ/mol，CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH＝－kJ/mol。
与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是（ ）
A．kJB．2kJ
C．kJD．3kJ
解析：
100g碳不完全燃烧时产生CO物质的量为
×
mol，因为碳完全燃烧可分两步，先生成CO同时放热，CO再生成CO2再放热，总热量即为完全燃烧时放出的热。
因此与100g碳完全燃烧相比，损失的热量为
×
molCO燃烧放出的热量，设为Q。
CO（g）＋
O2（g）===CO2（g）ΔH（298K）＝－kJ/mol
1mol kJ
×
mol Q
Q＝kJ×
×
，Q＝kJ。
答案：
C
6．化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是（ ）
A．N2（g）＋3H2（g）===2NH3（l） ΔH＝2（a－b－c）kJ/mol
B．N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g） ΔH＝2（b－a）kJ/mol
N2（g）＋
H2（g）===NH3（l） ΔH＝（b＋c－a）kJ/mol
N2（g）＋
H2（g）===NH3（g） ΔH＝（a＋b）kJ/mol
解析：
本题考查热化学方程式的书写。
由能量图像知，
molN2（g）和
molH2（g）需要吸收akJ的热量分解为1molN和3molH，而1molN和3molH放出bkJ热量生成1molNH3（g），1molNH3（g）液化放出ckJ热量，因此由
molN2（g）和
molH2（g）生成1molNH3（l）的反应热ΔH＝（a－b－c）kJ/mol。
答案：
A
7．已知：
H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH＝－kJ/mol
CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH＝－kJ/mol
若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成gH2O（l），并放出kJ热量，则混合气体中CO的物质的量为（ ）
A．molB．mol
C．molD．mol
解析：
设生成5.4gH2O时放出的热量为x。
H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH＝－kJ/mol
18g kJ
5.4g x
解得x＝kJ。
由CO燃烧放出的热量为－＝kJ。
设有CO的物质的量为y，
CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH＝－kJ/mol
1mol kJ
y kJ
解得：
y＝mol。
答案：
C
8．在298K、×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol/LNaOH溶液中充分反应，测得反应放出xkJ的热量。
已知在该条件下，1molCO2通入1L2mol/LNaOH溶液中充分反应放出ykJ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
B．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）
ΔH＝－（2x－y）kJ/mol
C．2CO2（g）＋2NaOH（aq）===2NaHCO3（aq）
ΔH＝－（4x－y）kJ/mol
D．2CO2（g）＋2NaOH（l）===2NaHCO3（l）
ΔH＝－（8x－2y）kJ/mol
解析：
molCO2与molNaOH反应生成molNa2CO3和molNaHCO3，反应所放出的热量为xkJ，则生成1molNa2CO3和1molNaHCO3放出4xkJ的热量。
写出对应的热化学方程式：
2CO2（g）＋3NaOH（aq）===Na2CO3（aq）＋NaHCO3（aq）＋H2O（l） ΔH1＝－4xkJ/mol。
①
由题意知：
CO2（g）＋2NaOH（aq）===Na2CO3（aq）＋H2O（l） ΔH2＝－ykJ/mol。
②
①－②得：
CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq） ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－（4x－y）kJ/mol。
D项中Na2CO3与NaHCO3的状态未标对；只有C正确。
答案：
C
9．已知：
CH3CH2CH2CH3（g）＋
O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（l） ΔH＝－2878kJ/mol
（CH3）2CHCH3（g）＋
O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（l） ΔH＝－2869kJ/mol
下列说法正确的是（ ）
A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B．正丁烷的稳定性大于异丁烷
C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D．异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
解析：
本题是考查物质稳定性及能量变化的题目。
1mol正丁烷燃烧放出2878kJ的热量，1mol异丁烷燃烧放出2869kJ的热量，正丁烷燃烧放出的热量大于异丁烷燃烧放出的热量，故A正确。
正丁烷的能量大，稳定性差，故B错误。
两式相减得CH3CH2CH2CH3（g）===（CH3）2CHCH3（g） ΔH＝－9kJ/mol，异丁烷转化为正丁烷是一个吸热过程。
正丁烷和异丁烷是同分异构体，具有相同C－H键，都含有10个C－H键。
答案：
A
10．已知热化学方程式：
①C（固、金刚石）＋O2（气）===CO2（气）
ΔH＝－kJ/mol，
②C（固、石墨）＋O2（气）===CO2（气） ΔH＝－394kJ/mol，
由金刚石转化为石墨的热化学方程式____________________________________，由热化学反应方程式看来，更稳定的碳的同素异形体是______________________。
解析：
①－②得
C（固、金刚石）＝C（固、石墨） ΔH＝－kJ/mol，所以由金刚石转变为石墨是一个放热反应，所以石墨比金刚石稳定。
答案：
C（固、金刚石）===C（固、石墨） ΔH＝－kJ/mol 石墨
能力提升
11．（2011·新课标全国高考）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。
已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热ΔH分别为－kJ/mol、－kJ/mol和－kJ/mol。
请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是__________kJ；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为______________________________；
解析：
（1）氢气的燃烧热是－kJ/mol，即每生成1mol的水就放出kJ的能量，反之分解1mol的水就要消耗kJ的能量，所以用太阳能分解10mol水消耗的能量是2858kJ；
（2）由CO（g）和CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式
①CO（g）＋1/2O2（g）===CO2（g）
ΔH＝－kJ/mol；
②CH3OH（l）＋3/2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）
ΔH＝－kJ/mol；
可知②－①得到CH3OH（l）＋O2（g）===CO（g）＋2H2O（l）
ΔH＝－kJ/mol。
答案：
（1）2858
（2）CH3OH（l）＋O2（g）===CO（g）＋2H2O（l）
ΔH＝－kJ/mol
12．（2011·山东高考题）研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
已知：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－kJ/mol
2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）ΔH＝－kJ/mol
则反应NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g）的ΔH＝______kJ/mol。
一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是__________。
解析：
本题考察盖斯定律的应用、化学平衡状态的判断以及平衡常数的计算。
①2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH1＝－kJ/mol ②2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）ΔH2＝－kJ/mol。
①－②即得出2NO2（g）＋2SO2（g）2SO3（g）＋2NO（g） ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－kJ/mol＋kJ/mol＝－kJ/mol。
所以本题的正确答案是－。
答案：
－
13．煤燃烧的反应热可通过以下两种途径来利用：
a．利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热；
b．先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。
这两个过程的热化学方程式为：
a．C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝E1①
b．C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g） ΔH＝E2②
H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH＝E3③
CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH＝E4④
回答：
（1）与途径a相比途径b有较多的优点，即____________________________________。
（2）上述四个热化学方程式中的哪个反应ΔH＞0______。
（3）等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是__________。
A．a比b多
B．a比b少
C．a与b在理论上相同
（4）根据能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之间的关系为__________。
解析：
（1）C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）是煤气化过程中发生的主要反应，生成CO和H2燃烧充分，能量利用率高，且运输方便。
（2）C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）需吸收热量，ΔH＞0。
（3）根据盖斯定律，②③④三方程式的加和可得①，理论上a、b两条途径产生的可利用的总能量是相同的。
（4）根据能量守恒及（3）的分析，不难得出E1＝E2＋E3＋E4。
答案：
（1）煤的利用率高；变成气体以后，运输方便；使燃烧充分
（2）反应② （3）C （4）E1＝E2＋E3＋E4
14．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为：
①C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1＝－kJ/mol
②H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH2＝－kJ/mol
③CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH3＝－283.0kJ/mol
试回答：
（1）请你根据上述数据，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，1molCO（g）和1molH2（g）完全燃烧放出的热量之和，比1molC（s）完全燃烧放出的热量__________（填“多”或“少”）。
甲同学据此认为：
“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。
”乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图：
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、乙两同学观点正确的是__________（填“甲”或“乙”）；判断的理由是_____________________________________。
解析：
题目考查了热化学方程式的书写和盖斯定律的运用。
根据盖斯定律可知“无论反应是一步完成还是分几步完成，其反应的焓变是一样的”，因此得出1mol碳固体和水蒸气反应的焓变为kJ/mol；在煤转化为水煤气时需要吸收热量，因此甲同学的观点是正确的。
答案：
（1）C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g） ΔH＝＋kJ/mol
（2）多 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）
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