新教材高中化学基础练2热化学方程式反应焓变的计算含解析鲁科版选择性必修1

热化学方程式 反应焓变的计算

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．“能源分类相关图”如图，下列选项中的能源全部符合图中阴影部分的是( )

A.煤炭、石油、潮汐能 B.水能、生物质能、天然气 C.太阳能、风能、生物质能 D.地热能、海洋能、核能

C [太阳能、风能、生物质能均是来自太阳的能量，也是新能源、可再生能源。] 2．0.1 mol C(s)与0.1 mol水蒸气反应生成0.1 mol CO和0.1 mol H2，需要吸收13.15 kJ的热量，则反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的反应热是( )

A.ΔH＝＋131.5 kJ B.ΔH＝－131.5 kJ C.ΔH＝＋131.5 kJ·mol D.ΔH＝－131.5 kJ·mol

C [0.1 mol C与0.1 mol水蒸气反应生成0.1 mol CO和0.1 mol H2，吸收13.15 kJ的热量，则热化学方程式为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5 kJ·mol。]

3．下列说法正确的是( )

A.化学反应的反应热与反应过程有密切的关系 B.化学反应的反应热取决于反应体系的始态和终态 C.盖斯定律只是一条简单的自然规律，其实际作用不大 D.有的化学反应过程没有能量变化

B [反应热与反应体系的始态和终态有关，与反应过程无关，故A项错误、B项正确；盖斯定律的实际作用很大，C项错误；任何化学反应均有能量变化，D项错误。]

4．已知热化学方程式：2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH＝－196 kJ·mol。下列说法正确的是( )

A.生成0.5 L O2时放热98 kJ B.H2O为气态时，放热大于196 kJ

－1

－1

－1－1

- 1 -

C.反应物总能量小于反应产物总能量 D.加入催化剂MnO2，ΔH不变

D [未注明状态，无法计算氧气的物质的量，故无法计算放出的热量，A错误；液态水变成气态水要吸热，故H2O为气态时，放热小于196 kJ，B错误；此反应为放热反应，故反应物总能量大于反应产物总能量，C错误；催化剂只能改变化学反应速率，不影响焓变，故加入催化剂，反应热不变，D正确。]

5．P4(白磷，s)

4P(红磷，s) ΔH＝－17 kJ·mol，根据以上热化学方程式，得

－1

出的下列推论中正确的是( )

A.正反应是一个吸热反应 B.白磷比红磷稳定

C.当1 mol白磷完全转变成红磷时放出17 kJ热量 D.当4 g红磷转变成白磷时吸收17 kJ热量 C [P4(白磷，s)

4P(红磷，s) ΔH＝－17 kJ·mol＜0，是放热反应，1 mol白磷

－1

完全转变成4 mol红磷时放出17 kJ热量，A错误，C正确；根据题中热化学方程式可得，4P(红磷，s)

P4(白磷，s) ΔH＝＋17 kJ·mol，红磷所具有的能量比等量的白磷低，所以红

－1

磷比白磷稳定，4 mol红磷完全转变成1 mol白磷时吸收17 kJ热量，B、D错误。]

6．盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体反应途径无关。物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列错误的是( )

A.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝1 B.A→D的ΔH＝－ΔH4 C.ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3－ΔH4 D.B→D的ΔH＝ΔH2＋ΔH3

A [根据盖斯定律及图示知，物质A经过一系列转化最终又得到物质A，所以始末状态相同，焓变为0，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝0，故A错误；A→D与D→A互为逆过程，则根据盖斯定律得，ΔH＝－ΔH4，故B正确；ΔH1＋ΔH2表示A→C的焓变，C→A的焓变为ΔH3＋ΔH4，则ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3－ΔH4，故C正确；如题图所示B→D的ΔH＝ΔH2＋ΔH3，故D正确。]

7．在1 200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应： 3

H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1，

23

2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g) ΔH2，

2

- 2 -

1

H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH3，

22S(g)===S2(g) ΔH4。 则ΔH4的正确表达式为( ) 2

A.ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)

32

B.ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)

33

C.ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)

23

D.ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)

2

33

A [①H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1，②2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g)

22122

ΔH2，③H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH3，根据盖斯定律②×－③×2＋①×得反应

233222

2S(g)===S2(g)，则ΔH4＝ΔH2×－ΔH3×2＋ΔH1×＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)，A正确。]

333

8．(素养题)中和热是在稀溶液中，酸、碱发生中和反应生成1 mol 液态水时放出的热量，强酸、强碱的中和热为57.3 kJ·mol。下列热化学方程式中正确的是( )

A.HNO3(aq)＋KOH(aq)===H2O(l)＋KNO3(aq) ΔH>－57.3 kJ·mol B.HNO3(aq)＋NH3·H2O(aq)===H2O(l)＋NH4NO3(aq) ΔH<－57.3 kJ·mol C.CH3COOH(aq)＋KOH(aq)===H2O(l)＋CH3COOK(aq) ΔH<－57.3 kJ·mol D.CH3COOH(aq)＋NH3·H2O(aq)===H2O(l)＋CH3COONH4(aq) ΔH>－57.3 kJ·mol D [A项，ΔH＝－57.3 kJ·mol，B、C项，因弱酸、弱碱电离吸收能量，ΔH>－57.3 kJ·mol。]

9．工业上，冶炼铁的有关热化学方程式如下： ①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol； ②CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2＝b kJ·mol； ③Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)

ΔH3＝c kJ·mol；

④2Fe2O3(s)＋3C(s)===4Fe(s)＋3CO2(g)

ΔH4＝d kJ·mol

上述热化学方程式中，a、b、c、d均不等于0。下列说法不正确的是( ) A.b＞a B.d＝3b＋2c

－1－1

－1－1

－1

－1

－1

－1－1

－1

－1

- 3 -

1a＋b－1

C.C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝ kJ·mol

221－1

D.CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＜a kJ·mol

2

D [①C(s)＋O2(g)===CO2(g)为放热反应，ΔH1＝a kJ·mol＜0，②CO2(g)＋C(s)===2CO(g)为吸热反应，ΔH2＝b kJ·mol＞0，因此b＞a，A正确；根据盖斯定律，②×3＋③×2得④2Fe2O3(s)＋3C(s)===4Fe(s)＋3CO2(g) ΔH4＝d kJ·mol＝(3b＋2c)kJ·mol，B正确；11a＋b－1

根据盖斯定律，(①＋②)×得C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝ kJ·mol，C正确；因为

222C(s)不完全燃烧生成CO(g)时放出热量，所以1 mol C(s)完全燃烧放出的热量大于1 mol CO(g)1

完全燃烧放出的热量，而放热反应的反应热为负值，故CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＞a

2kJ·mol，D错误。]

10．在现代人倡导绿色生活、清洁能源的同时，煤的清洁利用提上了日程。CFB锅炉洁净煤燃烧技术，为处理高硫煤和劣质煤及满足严格的大气排放标准带来了美好前景。把煤作为燃料可通过下列两种途径：

途径Ⅰ：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1<0 途径Ⅱ：先制水煤气

C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2>0 再燃烧水煤气

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3<0 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0。 请回答下列问题：

(1)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系是____________。

(2)由于制取水煤气的反应中，反应物具有的总能量______________(填“大于”“等于”或“小于”)反应产物具有的总能量，所以在化学反应时，反应物就需要________________(填“吸收”或“释放”)能量才能转化为反应产物，因此其反应条件为______________________________。

(3)与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有较多的优点，请写出两点： ①____________________________________________； ②____________________________________________。

[解析] 本题考查盖斯定律的应用。解题时可根据化学方程式间的关系，依据盖斯定律把化学方程式作适当变形并加减。

1

(1)由盖斯定律知，将途径Ⅱ的三个化学方程式分别调整系数后叠加可得：ΔH1＝ΔH2＋

2

－1

－1

－1

－1

－1

- 4 -

(ΔH3＋ΔH4)。

(2)因为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2>0，所以在制取水煤气的反应中，反应物具有的总能量小于反应产物具有的总能量，在发生反应时，反应物需要吸收能量才能转化为反应产物，因此其反应条件为高温。

(3)与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ的优点主要有：煤的利用率高；变成气体燃料后，运输方便；使燃料充分燃烧(合理即可)。

1

[答案] (1)ΔH1＝ΔH2＋(ΔH3＋ΔH4)

2(2)小于 吸收 高温

(3)①煤的利用率高 ②变成气体燃料后，运输方便(或使燃料充分燃烧，任选两点作答，其他合理答案均可)

11. 按要求写出对应反应的热化学方程式。

(1)已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式：___________。

(2)25 ℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体生成CO2和液态水时，放出的热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷摩尔燃烧焓的热化学方程式：___________________。

(3)已知下列热化学方程式：

①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH1＝－870.3 kJ·mol

②C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH2＝－393.5 kJ·mol

③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH3＝－571.6 kJ·mol

写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式：______________________________________。

[解析] (1)1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应，放出114.6 kJ的热量，即生成2 mol H2O(l)放出114.6 kJ的热量，中和热是稀溶液中酸碱中和反应生成1 mol液态水时放出的热1－1

量，则该反应的中和热为57.3 kJ·mol，表示反应中和热的热化学方程式为H2SO4(aq)＋

21－1

NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol。

2

25 g

(2)n(CaCO3)＝－1＝0.25 mol，则根据C元素守恒，可知n(CO2)＝0.25 mol，

100 g·mol点燃

即丁烷充分燃烧生成的二氧化碳为0.25 mol，由丁烷燃烧的化学方程式2C4H10＋13O2――→8CO2

- 5 -

－1－1－1

＋10H2O可知，反应的丁烷的物质的量n(C4H10)＝

n（CO2）0.25 mol

4

＝41

＝ mol，因为充分燃烧16

1

mol丁烷生成CO2和液态水时放出的热量为Q kJ，所以燃烧1 mol丁烷产生CO2气体和液态16

水时放出的热量是16Q kJ，故丁烷的摩尔燃烧焓为16Q kJ，表示丁烷摩尔燃烧焓的热化学方13－1

程式为C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－16Q kJ·mol。

2

(3)利用盖斯定律将②×2＋③－①可得2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH＝2×(－393.5 kJ·mol)＋(－571.6 kJ·mol)－(－870.3 kJ·mol)＝－488.3 kJ·mol，所以热化学方程式为2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH＝－488.3 kJ·mol。

11－1

[答案] (1)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol

2213－1

(2)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－16Q kJ·mol

2(3)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l) ΔH＝－488.3 kJ·mol

[拓展培优练]

12．相同条件下，下列各组热化学方程式(溶液中的反应均是在稀溶液之间进行)中，Δ

－1

－1

－1

－1

－1

－1

H2＞ΔH1的是( )

A.CO2(s)＋C(s)===2CO(g) ΔH1 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2

B.NH3·H2O(aq)＋H(aq)===NH4(aq)＋H2O(l) ΔH1 H(aq)＋OH(aq)===H2O(aq) ΔH2 C.闪电时，N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH1 高温时，N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH2 D.CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2

D [CO2与碳的反应是吸热反应，ΔH1＞0，CaO与H2O的反应是放热反应，ΔH2＜0，ΔH1

＞ΔH2，A错误；一水合氨电离吸热，ΔH1＞ΔH2，B错误；ΔH与反应的条件无关，与反应的始态和终态有关，ΔH1＝ΔH2，C错误；CH4完全燃烧生成气态水时释放的能量比生成液态水时释放的能量少，因该反应的ΔH＜0，故ΔH1＜ΔH2，D正确。]

13．在298 K、1.01×10 Pa下，将22 g CO2通入750 mL 1 mol·L的NaOH溶液中充分反应，测得反应放出x kJ 的热量。已知在该条件下，1 mol CO2通入1 L 2 mol·L的NaOH溶液中充分反应，放出y kJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式为( )

A.CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)

－1

5

－1

＋

－

＋

＋

- 6 -

ΔH＝－(2y－x)kJ·mol

B.CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)

ΔH＝－(2x－y)kJ·mol

C.CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)

ΔH＝－(4x－y)kJ·mol

D.2CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l)

ΔH＝－(8x－2y)kJ·mol

13111

C [由题意可知，CO2(g)＋NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋NaHCO3(aq)＋H2O(l) ΔH1＝－

24444

－1－1－1

－1

x kJ·mol－1，CO2(g)＋2NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋H2O(l) ΔH2＝－y kJ·mol－1，则CO2(g)＋

NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH＝ΔH1×4－ΔH2＝－(4x－y)kJ·mol。]

14．(双选)已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.0 kJ·mol。以太阳能为热源分解Fe3O4，铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：

－1

－1

过程Ⅰ：2Fe3O4(s)===6FeO(s)＋O2(g)

ΔH＝＋313.2 kJ·mol

过程Ⅱ：……

下列说法不正确的是( )

A.过程Ⅰ中每消耗232 g Fe3O4转移2 mol电子

B.过程Ⅱ热化学方程式为3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s) ΔH＝－128.9 kJ·mol C.过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能 D.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点 BC [Fe3O4的物质的量n＝＝

－1－1

m232 g

＝1 mol，过程Ⅰ中，2 mol Fe3O4反应转移4 mol

M232 g·mol－1

1

电子，则每消耗1 mol Fe3O4转移2 mol电子，A项正确；由盖斯定律可得，(总反应方程式

2－过程Ⅰ方程式)可得过程Ⅱ的热化学方程式：3FeO(s)＋H2O(l)===Fe3O4(s)＋H2(g) ΔH＝

－1

－1

－1

12

×(＋571 kJ·mol－313.2 kJ·mol)＝＋128.9 kJ·mol，B项错误；过程Ⅰ和过程Ⅱ都是吸热反应，故最终不存在将化学能转化为热能，C项错误；该过程使用太阳能，因此成本低，且产物容易分离，D项正确。]

15．(1)碳的氧化物的转化有重大用途，请回答下列关于CO和CO2的问题。 已知：①C(s)＋H2O(g)

CO(g)＋H2(g) ΔH1

- 7 -

②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2 1

③H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH3

2

则C(s)＋O2(g)===CO2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。

(2)二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质，节能减排以及高效利用能源能够减少二氧化碳的排放。有一种用CO2生产甲醇燃料的方法：

已知：①CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH＝－a kJ·mol

②CH3OH(g)===CH3OH(l) ΔH＝－b kJ·mol ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－c kJ·mol ④H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－d kJ·mol

则表示CH3OH(l)摩尔燃烧焓的热化学方程式为___________________。 (3)实现反应CH4(g)＋CO2(g)危机具有重要意义。

已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH1＝－566 kJ·mol

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝－484 kJ·mol CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH3＝－802 kJ·mol

则ΔH0＝________ kJ·mol。

11[解析] (1)根据盖斯定律，①＋×②－③可得C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝ΔH1＋

22ΔH2－ΔH3。

33

(2)根据盖斯定律，由×③＋2×④－①－②，整理可得热化学方程式：CH3OH(l)＋

22

－1

－1

－1

－1

－1

－1

－1

－1

2CO(g)＋2H2(g) ΔH0对减少温室气体排放和减缓燃料

3－1

O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－c＋2d－a－b kJ·mol。

2

(3)将题给热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由③－①－②可得所求热化学方程式，则ΔH0＝ΔH3－(ΔH1＋ΔH2)＝＋248 kJ·mol。

1

[答案] (1)ΔH1＋ΔH2－ΔH3

2

3

(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

2

－1

3－1

ΔH＝－c＋2d－a－b kJ·mol

2

(3)＋248

- 8 -

- 9 -