必修2第二章第一节化学能与热能练习含答案.doc

高一化学《化学能与热能》补充练习

1．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　)
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(燃烧热)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ/mol(中和热)
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－269.8 kJ/mol(反应热)
D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ/mol(反应热)
2．下列关于热化学反应的描述中正确的是(　　)
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ/mol，
则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ/mol
B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝+2×283.0 kJ/mol
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
3．发射“嫦娥一号”探月卫星用的燃料是H2，氧化剂是O2。已知：1 g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是(　　)
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－142.9 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
4．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　)
A．2 L氟化氢气体分解成1 L氢气和1 L氟气吸收270 kJ热量
B．1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出热量小于270 kJ
C．在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量
D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ的热量
5．在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是(　　)
A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋725.8 kJ·mol－1
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1452 kJ·mol－1
C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－725.8 kJ·mol－1
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋1452 kJ·mol－1
6．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，则下列说法中正确的是(　　)
A．石墨转变为金刚石是吸热反应
B．白磷比红磷稳定
C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1　
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2　则ΔH1>ΔH2
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH1>0
7．下列各组热化学方程式的ΔH前者大于后者的是(　)
①C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH1 C(s)＋O2(g)=COg) ΔH2
②S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH3 S(g)＋O2(g)=SO2(g) ΔH4
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH5 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH8
A．①　　　　B．④ C．②③④ D．①②③
8．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ/mol
现有H2和CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是(　　)
A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3
9．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原理是
①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝ ＋ 49.0kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1下列说法正确的是(　　)
A．CH3OH的燃烧热为192.9kJ·mol－1
B．反应①中的能量变化如右图所示
C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D．根据②推知反应：2CH3OH(l)＋O2(g)===2CO2(g)＋4H2(g)的
ΔH>－385.8kJ·mol－1
10．根据盖斯定律判断右图物质转变过程中,正确的等式是(　)
A．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3＝ΔH4　B．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4 D．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
11．一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知：
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)，ΔH＝-574kJ/mol
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)，ΔH＝-1160kJ/mol，下列叙述正确的是(　)
A．CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)，ΔH＝－867kJ/mol
B．CH4催化还原NOx为N2的过程中，若x＝1.6，则转移电子3.2mol
C．若0.2mol CH4还原NO2至N2，在上述条件下放出的热量为173.4kJ
D．若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子3.2mol
12．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：①CH4(g)＋ 4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H 2O(g) ΔH＝－574 kJ·mol－1 ②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1160 kJ·mol－1 下列说法不正确的是(　　)
A．若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2和水蒸气，放出的热量为173.4 kJ
B．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＞－574 kJ·mol－1
C．反应①②转移的电子数相同
D．反应②中当4.48 L(标准状况)CH4反应完全时转移的电子的物质的量为1.6 mol
13．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566kJ/mol
2Na2O2(s)＋2CO2(g)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＝－452kJ/mol，则下列说法正确的是(　　)
A．CO的燃烧热为283kJ
B．下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH>－452kJ/mol
D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移数为6.02×1023
14．已知：①C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5kJ/mol
②CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0kJ/mol
③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8kJ/mol
④C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g),ΔH=+131.3kJ/mol,下列说法正确的是( )
A．将2.4g炭完全转化为水煤气，然后再充分燃烧，整个过程放出热量39.35kJ
B．H2的燃烧热为241.8kJ/mol C．由反应①可知CO具有还原性而没有氧化性
D．由反应③可知，反应过程中转移5mol电子且生成液态水时放出的热量大于604.5kJ
15．甲醇广泛用作燃料电池的燃料，可用天然气来合成，已知：①2CH4(g)＋O2(g)=2CO(g)＋4H2(g)　ΔH＝－71 kJ/mol ②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)　ΔH＝－90.5 kJ/mol
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ/mol，由此不能得出的结论是(　)
A．反应②不需要加热就能进行 B．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH>－90.5 kJ/mol
C．甲醇的燃烧热ΔH＝－764 kJ/mol
D．若CO的燃烧热ΔH＝－282.5 kJ/mol，则H2的燃烧热ΔH＝－286 kJ/mol
16．肼(N2H4)是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量，则肼燃烧的热化学方程式为________________________ 。
17．(1)室温下，2 g苯(C6H6)完全燃烧生成液态水和CO2，放出83.6 kJ的热量，写出1 mol C6H6燃烧的热化学方程式______________ 。若1 g水蒸气转化成液态水时放出2.44 kJ的热量，则室温下1 mol C6H6完全燃烧生成水蒸气时的ΔH为________ 。
(2)已知下列两个热化学方程式：H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2220.0 kJ/mol
①实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积之比约为：____。②已知：H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ/mol
则1mol丙烷燃烧生成CO2和气态水的ΔH=________ 。
18．金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。
(1)等质量的金刚石和石墨完全燃烧_____(填“金刚石”或“石墨”)放出热量更多，写出表示石墨燃烧热的热化学方程式_______________ 。
(2)在通常状况下，金刚石和石墨相比________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，写出石墨转化为金刚石的热化学方程式_____________________________。
(3)12g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36g，该过程放出的热量为________。
19．甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1＝－571.8 kJ/mol；②CH3OH(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)　ΔH2＝－192.9 kJ/mol。
(1)甲醇蒸气完全燃烧的热化学反应方程式为_____________ 。
(2)反应②中的能量变化如图所示，则ΔH2＝________kJ/mol。
(3)H2(g)的燃烧热为________ 。
(4)请你分析H2(g)作为能源比甲醇蒸气作为能源的优点：________________________________________ (写出两点)。
20. (2012全国高考)工业上利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2、和CO的燃烧热（△H）分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1，则生成1 m3（标准状况）CO所需热量为___________。
21. (2013全国高考)二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应： （i）CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g) △H1= –90.1kJ·mol-1
（ii）CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H2 = –49.0kJ·mol-1
水煤气变换反应：（iii）CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2 (g) △H3 = –41.1kJ·mol-1
二甲醚合成反应：（ⅳ）2 CH3OH(g) = CH3OCH3(g) + H2O(g) △H4 = –24.5kJ·mol-1
由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为 根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响
。

补充定义：

反应热：化学反应中吸收或放出的热量。用ΔH（也叫焓变）表示，符号：吸＋放—，
单位：kJ/mol或kJ·mol－1. 放热越多，ΔH越小；吸热越多，ΔH越大。
中和热：酸碱中和生成1mol H2O所放出的热量。
可溶强酸碱中和生成可溶盐和水的中和热都是57.3 kJ/mol.
可溶强酸碱中和生成难溶盐和水的中和热大于57.3 kJ/mol.
弱酸、碱中和反应的中和热都小于57.3 kJ/mol.
燃烧热：101kPa下，1mol纯物质完全燃烧，生成稳定氧化物所放出的热量。
CO2(g)、SO2(g)、H2O(l)等都是稳定氧化物。中和热、燃烧热都是反应热。
生成热：101kPa下，由最稳定单质生成1mol纯物质的热效应。最稳定的单质的生成热为零。
如C(石墨，s)、O2(g)的生成热为0，C(金刚石，s)的生成热为+1.9 kJ/mol.
C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)根据定义，CO2的生成热为-393.5kJ/mol
热化学方程式：能表示参加反应物质的量和反应热关系的化学方程式。
热化学方程式的书写规则：①指明温压（不指明为常温常压） ②指明各物质的状态
③注明ΔH的符号、数值及单位 ④系数表示物质的量，可以是任意倍、分数或小数。
盖斯定律：化学反应不论一步完成，还是几步完成，其总的热效应相同。
根据盖斯定律，热化学方程式可进行加减乘除四则运算，反应热要跟着一同运算。
反应热计算公式：
①ΔH=生成物总能量—反应物总能量
②ΔH=反应物键能之和—生成物键能之和；
③ΔH=反应物燃烧热之和—生成物燃烧热之和
④ΔH=生成物生成热之和—反应物生成热之和

高一化学《化学能与热能》补充练习 参考答案
1、解析：A项水不是液态，B项ΔH应－57.3 kJ·mol－1，D项没注明物质状态。答案:C
2、解析：中和热是以生成1 mol H2O作为标准的，因此A不正确；燃烧热是指1 mol燃料完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，因此B正确，D不正确；有些反应需加热才能发生，但却是放热反应，例如燃料的燃烧需点燃引发才能发生，但却是放热反应，因此C不正确。答案：B
3、解析：选B。由于反应热与反应物的物质的量的多少有关，对应于不同的化学计量数的热化学方程式，ΔH有不同的值，但要与化学计量数相对应，且放热用“－”；吸热用“＋”。C中没有表示出H2O的状态。
4、解析：选C。热化学方程式表达的含义是物质按化学方程式确定的物质的量之比反应时的焓变。
5、解析：选B。本题考查热化学方程式的书写及有关的计算。因1 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水，放出22.68 kJ·g－1×32 g＝725.8 kJ热量，所以2 mol甲醇燃烧生成CO2和液态水的ΔH＝－1452 kJ·mol－1。
6、解析：从图像1可知，金刚石所具有的能量高于石墨，故A正确；能量越高越不稳定，B错；C项，因S(s)→S(g)，要吸收热量，故ΔH1<ΔH2；D项，由图4可以看出，反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量，故表现为放热，ΔH1<0。答案：A
7、解析：选C。ΔH值大小比较包含“＋、－”号，即比较的是正数、负数。①前者为完全燃烧，后者为不完全燃烧，热效应是前者大于后者，但ΔH1、ΔH2均为负数，故数值ΔH1<ΔH2。②中S单质状态不同，气体的能量状态高于固态，放热多。③中方程式系数不同。④中前者为吸热反应ΔH7为正数，后者为放热反应，ΔH8为负数。
8、解析：设混合气体中H2为x mol，CH4为y mol，
则，解得 x∶y＝1.25∶3.75＝1∶3。答案：B
9、解析：A项中192.9kJ/mol是反应②的热效应，而不是CH3OH的燃烧热，A错；B项中根据反应①的ΔH＝＋49.0kJ/mol可知该反应为吸热反应，生成物的总能量应该比反应物的总能量大，B错；C项中从反应①和②看，前者是吸热的，后者是放热的，C错；根据反应②CH3OH为气态时ΔH＝－192.9kJ/mol，而当CH3OH为液态时ΔH应大于－192.9kJ/mol，D正确。答案：D
10、答案：D
11、解析①和②反应叠加可以得到CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝kJ/mol＝－867kJ/mol，A选项中生成的应是气态水，错误；NO1.6中的N的价态是＋3.2，还原成氮气时，1mol NO1.6完全反应转移电子为3.2mol，B选项中没有给出反应物的具体的量，错误；0.2mol CH4还原NO2至N2，放出的热量是867×0.2kJ＝173.4kJ，C选项正确；标准状况下4.48 L CH4参加反应时，消耗0.4mol的NO2，转移电子数为0.4×4mol＝1.6mol，D选项错误。答案：C
12、解析：根据盖斯定律，×①＋×②得总反应：CH4g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1，因此标准状况下4.48 L CH4即0.2 mol CH4发生上述反应放出173.4 kJ热量；由H2O(g)转化为H2O(l)时要放出热量，因此B不正确；由于①和②参加反应的CH4的物质的量相同，且均转化为CO2，因此转移的电子数相同；在反应②中每有1 mol CH4参加反应转移8 mol电子，故4.48 L CH4即0.2 mol CH4反应完全时转移的电子的物质的量为1.6 mol。答案：B
13、解析：A选项中燃烧热单位错误，应为kJ/mol；B项中图中没有表示出ΔH＝－566kJ/mol时对应的反应物与生成物的量的关系，B项错误；由于2Na2O2(s)＋2CO2(g)=2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＝－452kJ/mol，所以2Na2O2(s)＋2CO2(s)=2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH>－452kJ/mol，C正确；由盖斯定律得：CO(g)＋Na2O2(s)=Na2CO3(s)　ΔH＝－509kJ/mol，可知当放出509kJ热量时，消耗1mol CO，电子转移数为2×6.02×1023，D错误。答案：C
14、解析：选项A，根据盖斯定律，2.4g炭完全转化为水煤气，然后再充分燃烧，整个过程放出的热量等于0.2molC(s)完全燃烧释放出的热量反应①＋②有：
C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol，故0.2molC(s)完全燃烧放出热量78.7kJ。根据燃烧热的定义可知B选项错误；选项C，CO既有氧化性又有还原性；选项D，根据反应③可知，1mol H2(g)完全反应转移2mol电子生成气态水，同时放出241.8kJ热量，故反应过程中转移5mol电子生成气态水放出热量2.5mol×241.8kJ/mol＝604.5kJ，由于气态水转化为液态水时放出热量，故生成液态水时放出的热量大于604.5kJ。答案：D
15、解析：选A。A项，反应为放热反应还是吸热反应，与反应条件无关；B项，CH3OH由液态变为气态需要吸收热量，所以CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH>－90.5 kJ/mol；C项，③×2－①－②×2得2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1528 kJ/mol，所以甲醇的燃烧热ΔH＝－764 kJ/mol；D项，由条件可知④2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－2×282.5 kJ/mol，(③×2－①－④)×得2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ/mol，所以H2的燃烧热ΔH＝－286 kJ/mol。
16、解析：先写出肼燃烧的化学方程式为：N2H4＋O2===N2＋2H2O，据0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成N2和H2O(g)，放出热量133.5 kJ，则1 mol N2H4完全燃烧时放出热量为：
133.5 kJ×＝534 kJ，放热ΔH为负值，可写出燃烧的热化学方程式。
答案：N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1
17、解析：(1)C6H6(l)＋15/2O2(g)===3H2O(l)＋6CO2(g)ΔH＝－3 260.4 kJ/mol。由于1 g水蒸气转化成液态水时放出2.44 kJ的热量，则1 mol C6H6完全燃烧生成水蒸气时的ΔH＝－3 128.64 kJ/mol。
(2)①设氢气和丙烷的物质的量分别为x mol、y mol，则有方程组：x＋y＝5,285.8x＋2 220.0y＝6 262.5，解方程组有x＝2.5，y＝2.5，故x∶y＝1∶1。②H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ/mol；Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2 220.0 kJ/mol，Ⅱ由Ⅰ×4＋Ⅱ可得丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式为：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－2 044.0 kJ/mol
答案：(1)C6H6(l)＋O2(g)=3H2O(l)＋6CO2(g)　ΔH＝－3 260.4 kJ/mol
－3 128.64 kJ/mol (2)1∶1　－2 044.0 kJ/mol
18、答案：(1)金刚石　C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5kJ/mol
(2)石墨　C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.9kJ/mol (3)252.0kJ
19、解析：(1)根据盖斯定律，反应①＋反应②有：2H2(g)＋O2(g)＋CH3OH(g)＋1/2O2(g)===2H2O(l)＋CO2(g)＋2H2(g)；ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－571.8 kJ/mol－192.9 kJ/mol＝－764.7 kJ/mol则甲醇蒸气完全燃烧的热化学方程式为：CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764.7 kJ/mol。
(2)反应的最终能量变化只与始态、终态能量有关，与中间状态无关，故ΔH2＝E1－E2。
(3)根据燃烧热的定义可知，H2(g)的燃烧热为285.9 kJ/mol。
(4)比较H2(g)和CH3OH(g)完全燃烧的热化学方程式，H2(g)燃烧产物为H2O，其对环境无任何影响，CH3OH(g)燃烧会产生对环境有影响的温室气体CO2，且等质量的H2(g)燃烧比CH3OH(g)燃烧放出的热量多。
答案：(1)CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－764.7 kJ/mol
(2)E1－E2　(3)285.9 kJ/mol　(4)H2燃烧的产物对环境无任何污染；等质量的H2完全燃烧放出的热量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)
20. 5.52×103kJ
21. 2CO(g) + 4H2(g) = CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H = –204.7kJ·mol－1
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