练习二 反应热的计算（原卷版）
一、选择题
1. (2022·浙江6月选考)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO
能量/kJ·mol－1 249 218 39 10
物质(g) H2 O2 H2O2 H2O
能量/kJ·mol－1 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是( )
A.H2的键能为436 kJ·mol－1
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量：HOO
2.(2021·浙江高考)相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是( )
(g)＋H2(g)―→ (g) ΔH1
(g)＋2H2(g)―→ (g) ΔH2
(g)＋3H2(g)―→ (g) ΔH3
(g)＋H2(g)―→ (g) ΔH4
A.ΔH1>0，ΔH2>0
B.ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C.ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2
D.ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
3.(2020·北京高考)依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A.石墨燃烧是放热反应
B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多
C.C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2
D.化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
4.未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列符合未来新能源标准的是( )
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧
C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
5.将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。
已知：
①TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g) ΔH1＝＋140.5 kJ·mol－1
②C(石墨，s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(石墨，s)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是( )
A.＋80.5 kJ·mol－1 B.＋30.0 kJ·mol－1
C.－30.3 kJ·mol－1 D.－80.5 kJ·mol－1
6.(2023·广东省六校联考)分析表中的3个热化学方程式，下列说法正确的是( )
2022年北京冬奥会“飞扬”火炬使用的燃料 氢气(H2) ①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝－484 kJ·mol－1
2008年北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料 丙烷(C3H8) ②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝－2039 kJ·mol－1③C3H8(g)＋O2(g)===3CO(g)＋4H2O(g) ΔH3＝－1190 kJ·mol－1
A.丙烷的燃烧热为－2039 kJ·mol－1
B.等质量的氢气与丙烷相比较，充分燃烧时，丙烷放热更多
C.3CO2(g)＋10H2(g)===C3H8(g)＋6H2O(g) ΔH＝－381 kJ·mol－1
D.3CO(g)＋7H2(g)===C3H8(g)＋3H2O(g) ΔH＝＋504 kJ·mol－1
7.(2023·浙江省余姚市高三上学期适应性测试)根据以下H2和Cl2反应生成HCl的能量循环图：
下列说法正确的是( )
A.ΔH4＞0
B.ΔH1＜0
C.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
D.ΔH3＞ΔH4
8. 航天员呼吸产生的CO2通过反应CO2(g)＋2H2(g)C(s)＋2H2O(g) ΔH，再电解水可实现O2的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成1 mol某物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓(ΔfH)，最稳定单质的标准生成焓规定为0。已知上述反应式中：ΔfH(CO2)＝－394 kJ·mol－1；ΔfH(H2)＝0 kJ·mol－1；ΔfH(C)＝0 kJ·mol－1；ΔfH(H2O)＝－242 kJ·mol－1。则ΔH的数值为( )
A.－90 kJ·mol－1 B.－100 kJ·mol－1
C.－120 kJ·mol－1 D.－180 kJ·mol－1
9.已知反应：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1
②N2(g)＋O2(g)===NO2(g) ΔH2
③N2(g)＋H2(g)===NH3(g) ΔH3
则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为( )
A.2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3
B.ΔH1＋ΔH2－ΔH3
C.3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3
D.3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3
10.已知25 ℃、101 kPa下，1 mol液态水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ。
2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.66 kJ·mol－1
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.29 kJ·mol－1
则反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热为( )
A.ΔH＝－396.36 kJ·mol－1 B.ΔH＝－198.55 kJ·mol－1
C.ΔH＝－154.54 kJ·mol－1 D.ΔH＝－110.53 kJ·mol－1
11.(2023·浙南名校联盟高三联考)根据图中的各物质间的能量循环图，下列说法正确的是( )
A.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8
B.ΔH5＜0，ΔH7＞0，ΔH8＜0
C.Br(g)的ΔH6小于Cl(g)的ΔH6
D.ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8＜ΔH2
12.Mg2Ni是一种储氢合金，已知：
①Mg(s)＋H2(g)===MgH2(s) ΔH1＝－74.5 kJ·mol－1
②Mg2Ni(s)＋2H2(g)===Mg2NiH4(s) ΔH2＝－64.4 kJ·mol－1
③Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)===2Mg(s)＋Mg2NiH4(s) ΔH3，则ΔH3等于( )
A.－84.6 kJ·mol－1 B.＋84.6 kJ·mol－1
C.－138.9 kJ·mol－1 D.＋138.9 kJ·mol－1
13.关于如图所示转化关系(X代表卤素原子)，说法正确的是( )
A.H2(g)＋X2(g)===2H(g)＋2X(g) ΔH2<0
B.生成HX(g)的反应热与途径有关，所以ΔH1≠ΔH2＋ΔH3
C.若X分别表示Cl、Br、I，则过程Ⅲ放出的热量依次增多
D.H2(g)＋X2(g)===2HX(g) ΔH1<0
14.NO催化O3分解的反应机理与总反应为：
第一步：O3(g)＋NO(g)===O2(g)＋NO2(g)ΔH1
第二步：NO2(g)===NO(g)＋O(g) ΔH2
第三步：O(g)＋O3(g)===2O2(g) ΔH3
总反应：2O3(g)===3O2(g) ΔH4
其能量与反应历程的关系如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.ΔH1>0，ΔH2>0
B.ΔH2＝ΔH3－ΔH1
C.ΔH2>ΔH1，ΔH1>ΔH3
D.ΔH3＝ΔH4－ΔH2－ΔH1
15.(2023·北京市东城区高三期末)环己烯是有机合成的重要中间体，可由环己烷氧化脱氢制备。已知几种物质的燃烧热(25 ℃、101 kPa)：
名称 氢气 环己烯 环己烷
化学式(状态) H2(g) C6H10(l) C6H12(l)
ΔH/(kJ·mol－1) －285.8 －3786.6 －3953.0
下列说法正确的是( )
A.氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
B.由燃烧热可知，环己烯的能量小于环己烷的能量
C. (l)=== (l)＋H2(g) ΔH＝＋119.4 kJ·mol－1
D.环己烷氧化脱氢制备环己烯时，氧气和高锰酸钾均可作氧化剂
16.已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol－1
H—H、O===O和O—H的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为( )
A.－332 B.－118
C.＋350 D.＋130
17.已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.31 kJ·mol－1
②2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1452 kJ·mol－1
③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A.CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－1452 kJ·mol－1
B.3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)===
4CH3OH(l) ΔH＝－585.07 kJ·mol－1
C.等物质的量的CH4(g)和CH3OH(l)完全燃烧，CH3OH(l)放出的热量更多
D.在中性溶液中，CH4(g)和O2(g)能形成燃料电池
18.下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1>ΔH2的是( )
A.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
B.S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
C.2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH1
2SO3(g)===O2(g)＋2SO2(g) ΔH2
D.已知反应：C(s，金刚石)===C(s，石墨) ΔH＜0，
C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
二、非选择题
19.(2023·全国甲卷节选)已知下列反应的热化学方程式：
①3O2(g)===2O3(g) K1 ΔH1＝285 kJ·mol－1
②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l) K2 ΔH2＝－329 kJ·mol－1
反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝________kJ·mol－1。
20.发射“嫦娥”五号的火箭第一、二级发动机，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。
已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJ·mol－1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：_____________________________________________。
21.近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g) ΔH1＝＋551 kJ·mol－1
反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3＝－297 kJ·mol－1
反应Ⅱ的热化学方程式：________________________________________。
22.利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计(已洗净擦干)测出其温度；③打开杯盖，将NaOH溶液倒入量热计的内筒中，立即盖上杯盖，设法使之混合均匀，测得混合液的最高温度。
回答下列问题：
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？________________________。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是________(填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入
B.分三次倒入
C.一次迅速倒入
(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填字母)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________________。
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和反应反应热，某学生实验记录数据如下：
实验序号 起始温度t1/ ℃ 最高温度t2/ ℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝________________(结果保留一位小数)。
(6)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是_________。
23.氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、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)NO与CO反应的热化学方程式可以表示为2NO(g)＋2CO(g)??2CO2(g)＋N2(g) ΔH＝a kJ·mol－1，但该反应的速率很小，若使用机动车尾气催化转化器，尾气中的NO与CO可以转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后，a________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)用NH3催化还原NOx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)。
(4)已知下列各组热化学方程式
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－25 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－47 kJ·mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝＋640 kJ·mol－1
请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式：__________________________。
24.CO、CO2的回收和综合利用有利于实现“碳中和”。
(1)CO和H2可以合成简单有机物，已知CO、H2合成CH3OH、HCOOCH3的能量变化如图1、图2所示，计算2CH3OH(g) HCOOCH3(g)＋2H2(g) ΔH＝__________________。
已知键能数据如下表。
化学键 H—H C—O C O H—O C—H
键能(kJ·mol－1) 436 326 a 464 414
则CO的键能为________________。
(2)已知：
反应1：2CO(g)＋4H2(g)===CH3CH2OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－128.8 kJ·mol－1
反应2：2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－78.1 kJ·mol－1
假设某温度下，反应1的速率大于反应2的速率，则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是________(填字母)。
(3)CO2催化加氢制甲醇可分两步完成，反应历程如图3所示。
已知CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝－106 kJ·mol－1
则CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝________________。
该反应进程中总反应速率由第________(“1”或“2”)步决定。
25.(2023·广东卷)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝cρV总·ΔT计算获得。
(1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.5000 mol·L－1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有________。
②该盐酸浓度为________mol·L－1。
(2)热量的测定：取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为________J(c和ρ分别取4.18 J·g－1·℃－1和1.0 g·mL－1，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。
(3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
ⅰ 0.20 mol·L－1 CuSO4溶液100 mL 1.20 g Fe粉 a b
ⅱ 0.56 g Fe粉 a c
①温度：b________c(填“>”“<”或“＝”)。
②ΔH＝________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变。
查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是________。
提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。
验证猜想：用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和_________________________
___________(用离子方程式表示)。
实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。
教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为___________。
(5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用________________。
26.(2022·海南高考节选)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环。其中涉及反应：
CO2(g)＋4H2(g) 2H2O(g)＋CH4(g)
回答问题：
(1)已知：电解液态水制备1 mol O2(g)，电解反应的ΔH＝＋572 kJ·mol－1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝________ kJ·mol－1。
(2)已知：CO2(g)＋4H2(g) 2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
若反应为基元反应，且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|＞Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。
练习二 反应热的计算（解析版）
一、选择题
1. (2022·浙江6月选考)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：
物质(g) O H HO HOO
能量/kJ·mol－1 249 218 39 10
物质(g) H2 O2 H2O2 H2O
能量/kJ·mol－1 0 0 －136 －242
可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是( )
A.H2的键能为436 kJ·mol－1
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量：HOO
答案 C
解析 根据题表格中的数据可知，H2的键能为218 kJ·mol－1×2＝436 kJ·mol－1，A正确；由题表格中的数据可知O2的键能为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；因为HOO(g)===HO(g)＋O(g)，由题表格中的数据可知解离其中氧氧单键需要的能量为(249＋39－10) kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，C错误；由题表格中的数据可知H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)的ΔH＝－136 kJ·mol－1－249 kJ·mol－1－(－242 kJ·mol－1)＝－143 kJ·mol－1，D正确。
2.(2021·浙江高考)相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是( )
(g)＋H2(g)―→ (g) ΔH1
(g)＋2H2(g)―→ (g) ΔH2
(g)＋3H2(g)―→ (g) ΔH3
(g)＋H2(g)―→ (g) ΔH4
A.ΔH1>0，ΔH2>0
B.ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C.ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2
D.ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
答案 C
解析 一般，烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应，且放出的热量与碳碳双键的数目大致成正比，故ΔH1>ΔH2；苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性，苯与氢气发生加成反应生成环己烷比1，3 环己二烯与H2发生加成反应生成环己烷所放出的热量少，故ΔH3>ΔH2。
3.(2020·北京高考)依据图示关系，下列说法不正确的是( )
A.石墨燃烧是放热反应
B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多
C.C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2
D.化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
答案 C
4.未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列符合未来新能源标准的是( )
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧
C.③⑤⑥⑦⑧ D.③④⑤⑥⑦⑧
答案 B
5.将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。
已知：
①TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g) ΔH1＝＋140.5 kJ·mol－1
②C(石墨，s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(石墨，s)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是( )
A.＋80.5 kJ·mol－1 B.＋30.0 kJ·mol－1
C.－30.3 kJ·mol－1 D.－80.5 kJ·mol－1
答案 D
6.(2023·广东省六校联考)分析表中的3个热化学方程式，下列说法正确的是( )
2022年北京冬奥会“飞扬”火炬使用的燃料 氢气(H2) ①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝－484 kJ·mol－1
2008年北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料 丙烷(C3H8) ②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝－2039 kJ·mol－1③C3H8(g)＋O2(g)===3CO(g)＋4H2O(g) ΔH3＝－1190 kJ·mol－1
A.丙烷的燃烧热为－2039 kJ·mol－1
B.等质量的氢气与丙烷相比较，充分燃烧时，丙烷放热更多
C.3CO2(g)＋10H2(g)===C3H8(g)＋6H2O(g) ΔH＝－381 kJ·mol－1
D.3CO(g)＋7H2(g)===C3H8(g)＋3H2O(g) ΔH＝＋504 kJ·mol－1
答案 C
解析 1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量为燃烧热，其中水的状态是液态，A错误；根据热化学方程式可以计算，氢气与丙烷均取44 g充分燃烧生成CO2和H2O(g)，氢气放出5324 kJ热量，丙烷放出2039 kJ热量，B错误；由盖斯定律知，①×5－②可得3CO2(g)＋10H2(g)===C3H8(g)＋6H2O(g) ΔH＝－381 kJ·mol－1，C正确；由盖斯定律知，①×－③可得3CO(g)＋7H2(g)===C3H8(g)＋3H2O(g) ΔH＝－504 kJ·mol－1，D错误。
7.(2023·浙江省余姚市高三上学期适应性测试)根据以下H2和Cl2反应生成HCl的能量循环图：
下列说法正确的是( )
A.ΔH4＞0
B.ΔH1＜0
C.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3－ΔH4＝0
D.ΔH3＞ΔH4
答案 C
8. 航天员呼吸产生的CO2通过反应CO2(g)＋2H2(g)C(s)＋2H2O(g) ΔH，再电解水可实现O2的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成1 mol某物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓(ΔfH)，最稳定单质的标准生成焓规定为0。已知上述反应式中：ΔfH(CO2)＝－394 kJ·mol－1；ΔfH(H2)＝0 kJ·mol－1；ΔfH(C)＝0 kJ·mol－1；ΔfH(H2O)＝－242 kJ·mol－1。则ΔH的数值为( )
A.－90 kJ·mol－1 B.－100 kJ·mol－1
C.－120 kJ·mol－1 D.－180 kJ·mol－1
答案 A
9.已知反应：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1
②N2(g)＋O2(g)===NO2(g) ΔH2
③N2(g)＋H2(g)===NH3(g) ΔH3
则反应2NH3(g)＋O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的ΔH为( )
A.2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3
B.ΔH1＋ΔH2－ΔH3
C.3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3
D.3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3
答案 C
10.已知25 ℃、101 kPa下，1 mol液态水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ。
2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.66 kJ·mol－1
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.29 kJ·mol－1
则反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热为( )
A.ΔH＝－396.36 kJ·mol－1 B.ΔH＝－198.55 kJ·mol－1
C.ΔH＝－154.54 kJ·mol－1 D.ΔH＝－110.53 kJ·mol－1
答案 D
11.(2023·浙南名校联盟高三联考)根据图中的各物质间的能量循环图，下列说法正确的是( )
A.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8
B.ΔH5＜0，ΔH7＞0，ΔH8＜0
C.Br(g)的ΔH6小于Cl(g)的ΔH6
D.ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8＜ΔH2
答案 D
解析 根据盖斯定律可以计算出该反应的反应热，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH8或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8，故A错误；钠原子失去电子吸热，即ΔH5>0；钠离子与氯离子结合生成氯化钠放热，即ΔH7<0；物态变化中气态到液态、液态到固态均放热，即ΔH8<0，故B错误；Br的非金属性比Cl的弱，得电子能力比Cl的弱，则放出的热量比Cl的少，故Br(g)的ΔH6大于Cl(g)的ΔH6，故C错误；由题图可知Cl2(g)―→Cl(g)吸热，即ΔH3>0，固态钠气化吸热，即ΔH2>0，又ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8<0，所以有ΔH2>ΔH5＋ΔH6＋ΔH7＋ΔH8，故D正确。
12.Mg2Ni是一种储氢合金，已知：
①Mg(s)＋H2(g)===MgH2(s) ΔH1＝－74.5 kJ·mol－1
②Mg2Ni(s)＋2H2(g)===Mg2NiH4(s) ΔH2＝－64.4 kJ·mol－1
③Mg2Ni(s)＋2MgH2(s)===2Mg(s)＋Mg2NiH4(s) ΔH3，则ΔH3等于( )
A.－84.6 kJ·mol－1 B.＋84.6 kJ·mol－1
C.－138.9 kJ·mol－1 D.＋138.9 kJ·mol－1
答案 B
13.关于如图所示转化关系(X代表卤素原子)，说法正确的是( )
A.H2(g)＋X2(g)===2H(g)＋2X(g) ΔH2<0
B.生成HX(g)的反应热与途径有关，所以ΔH1≠ΔH2＋ΔH3
C.若X分别表示Cl、Br、I，则过程Ⅲ放出的热量依次增多
D.H2(g)＋X2(g)===2HX(g) ΔH1<0
答案 D
解析 H2(g)＋X2(g)===2H(g)＋2X(g)为共价键的断裂过程，断裂共价键需要吸收热量，则ΔH2>0，故A错误；由盖斯定律可知，反应焓变与反应物和生成物有关，与反应途径无关，则生成HX(g)的反应热ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，故B错误；元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，形成气态氢化物时释放的热量越多，若X分别表示Cl、Br、I，则过程Ⅲ放出的热量依次减少，故C错误。
14.NO催化O3分解的反应机理与总反应为：
第一步：O3(g)＋NO(g)===O2(g)＋NO2(g)ΔH1
第二步：NO2(g)===NO(g)＋O(g) ΔH2
第三步：O(g)＋O3(g)===2O2(g) ΔH3
总反应：2O3(g)===3O2(g) ΔH4
其能量与反应历程的关系如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.ΔH1>0，ΔH2>0
B.ΔH2＝ΔH3－ΔH1
C.ΔH2>ΔH1，ΔH1>ΔH3
D.ΔH3＝ΔH4－ΔH2－ΔH1
答案 B
解析 由题图可知，第一步和第二步反应均为吸热反应，故ΔH1>0，ΔH2>0，A正确；根据盖斯定律，第三步反应减去第一步反应得NO2(g)＋O(g)===NO(g)＋O2(g) ΔH＝ΔH3－ΔH1，B错误；由题图可知，ΔH2>ΔH1，ΔH1>ΔH3，C正确；根据盖斯定律，将三步反应相加可得总反应，故ΔH3＝ΔH4－ΔH2－ΔH1，D正确。
15.(2023·北京市东城区高三期末)环己烯是有机合成的重要中间体，可由环己烷氧化脱氢制备。已知几种物质的燃烧热(25 ℃、101 kPa)：
名称 氢气 环己烯 环己烷
化学式(状态) H2(g) C6H10(l) C6H12(l)
ΔH/(kJ·mol－1) －285.8 －3786.6 －3953.0
下列说法正确的是( )
A.氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
B.由燃烧热可知，环己烯的能量小于环己烷的能量
C. (l)=== (l)＋H2(g) ΔH＝＋119.4 kJ·mol－1
D.环己烷氧化脱氢制备环己烯时，氧气和高锰酸钾均可作氧化剂
答案 C
解析 ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，A错误；等量的环己烯、环己烷燃烧耗氧量、生成水的量不同，由燃烧热不能判断环己烯的能量小于环己烷的能量，B错误；环己烯中含有碳碳双键，会被高锰酸钾氧化，D错误。
16.已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol－1
H—H、O===O和O—H的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为( )
A.－332 B.－118
C.＋350 D.＋130
答案 D
解析 根据盖斯定律，由题给的两个热化学方程式可得：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋(2a＋220) kJ·mol－1，则有：4×462 kJ·mol－1－2×436 kJ·mol－1－496 kJ·mol－1＝＋(2a＋220) kJ·mol－1，解得a＝＋130。
17.已知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.31 kJ·mol－1
②2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1452 kJ·mol－1
③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A.CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－1452 kJ·mol－1
B.3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)===4CH3OH(l) ΔH＝－585.07 kJ·mol－1
C.等物质的量的CH4(g)和CH3OH(l)完全燃烧，CH3OH(l)放出的热量更多
D.在中性溶液中，CH4(g)和O2(g)能形成燃料电池
答案 D
解析 根据盖斯定律，②＋③×4可得2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)的ΔH＝[－1452＋(－44)×4] kJ·mol－1＝－1628 kJ·mol－1，所以2 mol CH3OH(l)完全燃烧放出的热量为1628 kJ，则1 mol CH3OH(l)完全燃烧放出的热量应为814 kJ，所以CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－814 kJ·mol－1，故A错误；根据盖斯定律，①×3－(②＋③×4)×2可得3CH4(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)===4CH3OH(l)的ΔH＝{－890.31×3－[－1452＋(－44)×4]×2} kJ·mol－1＝＋585.07 kJ·mol－1，故B错误；根据①可知1 mol CH4(g)完全燃烧放出的热量为890.31 kJ，根据A项分析可知1 mol CH3OH(l)完全燃烧放出的热量为814 kJ，所以甲烷放出的热量多，故C错误。
18.下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1>ΔH2的是( )
A.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
B.S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
C.2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g) ΔH1
2SO3(g)===O2(g)＋2SO2(g) ΔH2
D.已知反应：C(s，金刚石)===C(s，石墨) ΔH＜0，
C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
答案 A
二、非选择题
19.(2023·全国甲卷节选)已知下列反应的热化学方程式：
①3O2(g)===2O3(g) K1 ΔH1＝285 kJ·mol－1
②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l) K2 ΔH2＝－329 kJ·mol－1
反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝________kJ·mol－1。
答案 －307
20.发射“嫦娥”五号的火箭第一、二级发动机，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。
已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJ·mol－1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：__________。
答案 2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1096.7 kJ·mol－1
21.近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g) ΔH1＝＋551 kJ·mol－1
反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH3＝－297 kJ·mol－1
反应Ⅱ的热化学方程式：________________________________________。
答案 3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH2＝－254 kJ·mol－1
22.利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计(已洗净擦干)测出其温度；③打开杯盖，将NaOH溶液倒入量热计的内筒中，立即盖上杯盖，设法使之混合均匀，测得混合液的最高温度。
回答下列问题：
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？________________________。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是________(填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入
B.分三次倒入
C.一次迅速倒入
(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________(填字母)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________________。
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和反应反应热，某学生实验记录数据如下：
实验序号 起始温度t1/ ℃ 最高温度t2/ ℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝________________(结果保留一位小数)。
(6)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是___________。
答案 (1)确保盐酸被完全中和 (2)C (3)D
(4)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3 (5)－51.8 kJ·mol－1
(6)不能 H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响中和反应的反应热的测定结果
解析 (4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和反应反应热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，电离要吸收热量，故反应放热更少，因ΔH是负值，故ΔH1＝ΔH2<ΔH3。
23.氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、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)NO与CO反应的热化学方程式可以表示为2NO(g)＋2CO(g)??2CO2(g)＋N2(g) ΔH＝a kJ·mol－1，但该反应的速率很小，若使用机动车尾气催化转化器，尾气中的NO与CO可以转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后，a________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)用NH3催化还原NOx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)。
(4)已知下列各组热化学方程式
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH1＝－25 kJ·mol－1
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH2＝－47 kJ·mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH3＝＋640 kJ·mol－1
请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式：__________________________。
答案 (1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
(2)不变 (3)
(4)FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－218 kJ·mol－1
解析 (3)根据盖斯定律，①－②×3得
4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g) ΔH1－3ΔH2＝(3b－a) kJ·mol－1，若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝ kJ·mol－1。
(4)根据盖斯定律，①×－②×－③×得FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－218 kJ·mol－1。
24.CO、CO2的回收和综合利用有利于实现“碳中和”。
(1)CO和H2可以合成简单有机物，已知CO、H2合成CH3OH、HCOOCH3的能量变化如图1、图2所示，计算2CH3OH(g) HCOOCH3(g)＋2H2(g) ΔH＝__________________。
已知键能数据如下表。
化学键 H—H C—O C O H—O C—H
键能(kJ·mol－1) 436 326 a 464 414
则CO的键能为________________。
(2)已知：
反应1：2CO(g)＋4H2(g)===CH3CH2OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－128.8 kJ·mol－1
反应2：2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－78.1 kJ·mol－1
假设某温度下，反应1的速率大于反应2的速率，则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是________(填字母)。
(3)CO2催化加氢制甲醇可分两步完成，反应历程如图3所示。
已知CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝－106 kJ·mol－1
则CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝________________。
该反应进程中总反应速率由第________(“1”或“2”)步决定。
答案 (1)＋135.4 kJ·mol－1 1054 kJ·mol－1 (2)A (3)－65 kJ·mol－1 1
25.(2023·广东卷)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝cρV总·ΔT计算获得。
(1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.5000 mol·L－1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有________。
②该盐酸浓度为________mol·L－1。
(2)热量的测定：取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为________J(c和ρ分别取4.18 J·g－1·℃－1和1.0 g·mL－1，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。
(3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
ⅰ 0.20 mol·L－1 CuSO4溶液100 mL 1.20 g Fe粉 a b
ⅱ 0.56 g Fe粉 a c
①温度：b________c(填“>”“<”或“＝”)。
②ΔH＝________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变。
查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是________。
提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。
验证猜想：用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和_________________________
___________(用离子方程式表示)。
实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。
教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为________________________________________________________________。
(5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用________________。
答案 (1)①AD ②0.5500
(2)418(T1－T0)
(3)①> ②－20.9(b－a) kJ·mol－1或－41.8(c－a) kJ·mol－1
(4)抑制Fe3＋水解 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===CuSO4(aq)＋2FeSO4(aq)的焓变ΔH1；根据(3)中实验计算得到反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===Cu(s)＋FeSO4(aq)的焓变ΔH2；根据盖斯定律计算得到反应Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变为ΔH1＋ΔH2
(5)燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)
解析 (2)由Q＝cρV总·ΔT可得Q＝4.18 J·g－1·℃－1×1.0 g·mL－1×(50 mL＋50 mL)×ΔT＝418(T1－T0) J。
(3)①100 mL 0.20 mol·L－1 CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02 mol，1.20 g Fe粉和0.56 g Fe粉的物质的量分别为0.021 mol、0.01 mol，实验ⅰ中有0.02 mol CuSO4发生反应，实验ⅱ中有0.01 mol CuSO4发生反应，实验ⅰ放出的热量多，则b>c；②若按实验ⅰ进行计算，ΔH＝－ kJ·mol－1＝－20.9(b－a) kJ·mol－1；若按实验ⅱ进行计算，ΔH＝－ kJ·mol－1＝－41.8(c－a) kJ·mol－1。
26.(2022·海南高考节选)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环。其中涉及反应：
CO2(g)＋4H2(g) 2H2O(g)＋CH4(g)
回答问题：
(1)已知：电解液态水制备1 mol O2(g)，电解反应的ΔH＝＋572 kJ·mol－1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝________ kJ·mol－1。
(2)已知：CO2(g)＋4H2(g) 2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
若反应为基元反应，且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|＞Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。
答案 (1)－286
(2)
解析 (2)由CO2(g)＋4H2(g) 2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系图可知，K随着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|＞Ea，因此该反应过程的能量变化示意图为。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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