反应中的能量变化练习题及参考答案

专题1 第5讲 化学反应中的能量变化
一、
1．(2014?浙江理综)下列说法不正确的是(　　)
A．已知冰的熔化热为6.0kJ?mol－1，冰中氢键键能为20 kJ?mol－1。假设每摩尔冰中有2 mol氢键，且熔化热完全用于打破冰的氢键，则最多只能破坏冰中15%的氢键
B．已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为α，Ka＝?cα?2c?1－α?。若加入少量CH3COONa固体，则电离平衡CH3COOH??CH3COO－＋H＋向左移动，α减小，Ka变小
C．实验测得环己烷(1)、环己烯(1)和苯(1)的标准燃烧热分别为－3916 kJ?mol－1、－3747 kJ?mol－1和－3265kJ?mol－1－3，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键
D．已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝489.0 kJ?mol－1
CO(g)＋12O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ?mol－1
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ?mol－1
则4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH＝－1641.0 kJ?mol－1
答案：B
点拨：本题主要考查反应热的计算以及电离平衡的移动。1 mol冰熔化吸热6.0 kJ热量，可破坏氢键0.3 mol，0.3 mol2 mol×100%＝15%，A项正确；加入醋酸钠溶液中CH3COO－浓度增大，电离平衡向左移动，电离程度减小，但Ka只受温度影响，温度不变，则Ka不变，B错误；由燃烧热写出三者燃烧的热化学方程式，然后根据盖斯定律可写出环己烷转为环己烯的热化学方程式，同理写出环己烷转为苯的热化学方程式，两者的反应热不是三倍关系，C项正确；由盖斯定律可知D项也正确。
2．(2010?课标全国)已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1 kJ?mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6 kJ?mol－1，则HCN在水溶液中电离的ΔH等于(　　)
A．－67.7 kJ?mol－1 B．－43.5 kJ?mol－1
C．＋43.5 kJ?mol－1 D．＋67.7 kJ?mol－1
答案：C
点拨：根据盖斯定律及弱电离过程的热效应知，HCN在水溶液中电离的ΔH＝－12.1 kJ?mol－1－(－55.6 kJ?mol－1)＝＋43.5 kJ?mol－1。
3．(2010?浙江)下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是(　　)
A．甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ?mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ?mol－1
B．500℃、30MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)????催化剂500℃、30MPa2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ?mol－1
C．氯化镁溶液与氨水反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
D．氧化铝溶于NaOH溶液：Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
答案：D
点拨：A项，水应是液态，B项，题述反应为可逆反应，所放出的热量不是38.6 kJ?mol－1。C项，NH3?H2O是弱，应写分子式。D项正确。
4．(2010?广东)在298K、100KPa时，已知：
2H2O(g)＝O2(g)＋2H2(g)　ΔH1
Cl2(g)＋H2(g)＝2HCl(g)　ΔH2
2Cl2(g)＋2H2O(g)＝4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　)
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
答案：A
点拨：根据盖斯定律可知，第二个热化学方程式乘以2，再和第一个热化学方程式相加，即可得出第三个热化学方程式。
5．(2014?湖南十二校联考)已知下列热化学方程式：
2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)　ΔH＝－702.2 kJ?mol－1
Hg(l)＋1/2O2(g)===HgO(s)　ΔH＝－90.7 kJ?mol－1
由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的反应热ΔH为(　　)
A．－260.4 kJ?mol－1 B．＋260.4 kJ?mol－1
C．－611.5 kJ?mol－1 D．＋520.8 kJ?mol－1
答案：A
点拨：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s) ΔH1＝－702.2 kJ?mol－1　①
Hg(l)＋12O2(g)===HgO(s) ΔH2＝－90.7 kJ?mol－1　②
由盖斯定律：①2－②可得：
Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)
ΔH＝ΔH12－ΔH2
＝[－12×702.2－(－90.7)]kJ?mol－1
＝－260.4 kJ?mol－1
6．(2014?试题调研)已知：1 mol气态肼(N2H4)与NO2在一定条件下，完全反应生成N2(g)和水蒸气放出567.85 kJ的热量。下列关于肼和NO2的热化学方程式正确的是(　　)
A．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1135.7 kJ?mol－1
B．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝＋1135.7 kJ?mol－1
C．N2H4＋NO2===3/2N2＋2H2O
ΔH＝－567.85 kJ?mol－1
D．2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1135.7 kJ?mol－1
答案：D
点拨：选项C热化学方程式中没有标明物质状态，可首先排除。题中给出1 mol肼反应时的焓变，因此当有2 mol肼参与反应时ΔH应加倍，所以选项D正确。
7．(2014?试题调研)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)
答案：C
点拨：本题易错点较多，如果忽视燃烧热对产物状态的限制，会错选A项；如果忽视中和热是放热反应，易错选B项。燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol，得到的氧化物必须是稳定的氧化物，H2O的状态必须为液态，A项错误；中和反应是放热反应，ΔH应小于0，B项错误；热化学方程式要注明物质在反应时的状态，D项错误。
8．(2014?试题调研)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)＋12O2(g)===CO(g)　ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4
③H2(g)＋12O2(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
答案：C
点拨：ΔH有正负之分，比较时要连同“＋”、“－”一起比较，类似数学中的正、负数大小的比较。①前面反应式减去后面反应式可得：CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)　ΔH1－ΔH2，该反应为放热反应，即ΔH1－ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH2；②等量的固态硫变为硫蒸气时吸热，故在与O2反应生成同样的SO2时，气态硫放出的热量多，即ΔH3>ΔH4；③发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故ΔH5>ΔH6；④碳酸钙分解吸收热量，ΔH7>0；CaO与H2O反应放出热量，ΔH8<0，显然ΔH7>ΔH8。
9．已知：
C(s)＋12O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ?mol－1　①
C(s)＋O2(s)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ?mol－1　②
计算反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的反应热ΔH的值为(　　)
A．－283.01 kJ?mol－1 B．＋172.51 kJ?mol－1
C．＋283.1 kJ?mol－1 D．＋504.00 kJ?mol－1
答案：B
点拨：根据盖斯定律：将②式反向
CO2(g)===C(s)＋O2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ?mol－1
①式×2得
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH＝－110.5×2 kJ?mol－1，
二式合并得C(s)＋CO2(g)===2CO(g)
ΔH＝＋393.51 kJ?mol－1－221 kJ?mol－1
＝＋172.51 kJ?mol－1。
10．(2010?山东)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(　　)
A．生成物总能量一定低于反应物总能量
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
答案：C
点拨：A项，吸热反应中生成物总能量大于反应物总能量，放热反应中生成物总能量小于反应物总能量；B项，化学反应速率与该反应是放热反应还是吸热反应没有关系；D项，反应的焓变只与反应的始态和终态有关，与反应过程和途径无关；同一反应焓变相同。
11．下列说法或表示方法正确的是(　　)
A．测定HCl和NaOH的中和热时，每次实验均应测量三个温度，即盐酸的起始温度，NaOH的起始温度和反应稳定后的温度
B．由“C(石墨)?→C(金刚石)”
ΔH＝＋1.19 kJ?mol－1”可知金刚石比石墨稳定
C．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝＋571.6 kJ?mol－1
D．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ?mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ
答案：D
点拨：反应后的读数应取温度计测到的最高读数，A项错；B项ΔH>0，说明反应吸热，金刚石的能量高，能量越高越不稳定，故B项错；放热反应的焓变应为负值，C项错；因为浓硫酸在稀释时还要放出一部分能量，故D项正确。
12．(2014?试题调研)通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算用。
化学键Si?OSi?ClH?HH?ClSi?SiSi?C
键能/kJ?mol－1460360436431176347
工业上高纯硅可以通过下列反应制取：
SiCl4(g)＋2H2(g)=====高温Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热(ΔH)为(　　)
A．＋412 kJ?mol－1 B．－412 kJ?mol－1
C．＋236 kJ?mol－1 D．－236 kJ?mol－1
答案：C
点拨：SiCl4、H2和HCl分子中共价键的数目容易计算，而产物中的硅属于原子，根据原子晶体的结构计算晶体硅中共价键的数目。1 mol晶体Si中所含的Si?Si键为2 mol，即制取高纯硅反应的反应热ΔH＝4×360 kJ?mol－1＋2×436 kJ?mol－1－(2×176 kJ?mol－1＋4×431 kJ?mol－1)＝＋236 kJ?mol－1。
错因分析：根据题设信息，ΔH＝4×360 kJ?mol－1＋2×436 kJ?mol－1－(1×176 kJ?mol－1＋4×431 kJ?mol－1)＝＋412 kJ?mol－1，错选A，忽视硅晶体结构；如果理解新信息能力差，认为反应热等于产物键能总和与反应物键能总和之差，错选D。
二、非
13．热化学方程式中的ΔH实际上是热力学中的一个物理量，叫做焓变，其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关，也与反应物和生成物的键能有关。
(1)如下图Ⅰ所示表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________________。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
①已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)；
ΔH＝－185 kJ?mol－1，ΔH298(H2)＝436 kJ?mol－1；ΔH298(Cl2)＝247 kJ?mol－1，则ΔH298(HCl)＝________。
②图Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应的热化学方程式：________________。
(3)已知：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)；
ΔH＝－25 kJ?mol－1，
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)；
ΔH＝－47 kJ?mol－1，
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)；
ΔH＝19 kJ?mol－1
请写出CO还原FeO的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
答案：(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)；
ΔH＝－234 kJ?mol－1
(2)①434 kJ?mol－1
②H2Se(g)===Se(g)＋H2(g)；ΔH＝－81 kJ/mol
(3)FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)；
ΔH＝－11 kJ?mol－1
14．实验室用50 mL 0.5 mol?L－1盐酸、50 mL 0.55 mol?L－1NaOH溶液，利用如下图所示装置进行测定中和热的实验，得到表中的数据：
实验次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃
盐酸NaOH溶液
120.220.323.7
220.320.523.8
321.521.624.9
请回答下列问题：
(1)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是________，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是____________________。
(2)数据处理：t2－t1＝3.4 ℃。则该实验测得的中和热ΔH＝________________[盐酸和NaOH溶液的密度按1 g/cm3计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18 J/(g?℃)计算]。
(3)若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水，测得中和热为ΔH1，则ΔH1与ΔH的关系为：ΔH1________ΔH(填“<”“>”或“＝”)，理由是______________________。
答案：(1)上下抽动　铜传热快，热量损失多，导致测量结果不准确
(2)－56.8 kJ?mol－1　(3)<　因为NH3?H2O是弱电解质，电离时本身会吸收一定的热量，故生成等量的水时放出的热量较少
15．(2014?海南化学)镁化合物具有广泛用途，请回答有关镁的下列问题：
(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的________，还生成少量的________(填化学式)；
(2)CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂，其中镁的化合价是__________，该化合物水解的化学方程式为____________________________；
(3)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。
下列选项中正确的是________(填序号)。
①MgI2中Mg2＋与I－间的作用力小于MgF2中Mg2＋与F－间的作用力
②Mg与F2的反应是放热反应
③MgBr2与Cl2反应的ΔH＜0
④化合物的热稳定性顺序为MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2
⑤MgF2(s)＋Br2(l)＝MgBr2(s)＋F2(g)
ΔH＝＋600kJ?mol－1
答案：(1)MgO　Mg3N2和C
(2)＋2　CH3MgCl＋2H2O===Mg(OH)2↓＋CH4↑＋HCl
(3)①②③⑤
点拨：(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的MgO，还生成少量的Mg3N2和C。(2)该化合中Cl显－1价，H显＋1价，C显－4价，则CH3MgCl中镁的化合价是＋2。(3)由图中数据可知，Mg与F2的反应是放热反应，且该反应放出热量最多，说明生成的MgF2最稳定，Mg2＋与F－间的作用力最强，所以①正确，②正确，④错误；分别写出镁与氯气、溴单质反应的热化学方程式，根据盖斯定律可知MgBr2与Cl2反应的ΔH<0，③正确；同理分别写出镁与氟气、溴单质反应的热化学方程式，根据盖斯定律可得MgF2(s)＋Br2(l)===MgBr2(s)＋F2(g)　ΔH＝＋600 kJ?mol－1，⑤正确。


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