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中小學教育資源及組卷應用平臺
2025魯科版化學選擇性必修1
分層作業2　熱化學方程式　反應焓變的計算
A級必備知識基礎練
題組1.熱化學方程式和摩爾燃燒焓
1.有熱化學方程式C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ·mol-1和H(g)+H(g)H2(g)　ΔH=-435.7 kJ·mol-1。下列說法正確的是(　　)
A.氫原子的能量比氫分子的能量低
B.兩個氫原子結合生成1個氫分子放出435.7 kJ的能量
C.1 mol固態碳和1 mol水蒸氣反應生成一氧化碳氣體和氫氣,吸熱131.3 kJ
D.固態碳和液態水反應生成一氧化碳氣體和氫氣吸收131.3 kJ能量
2.下列關于熱化學反應的描述中正確的是(　　)
A.HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則H2O(l)H2(g)+O2(g)　ΔH=+57.3 kJ·mol-1
B.CO(g)的摩爾燃燒焓是-283.0 kJ·mol-1,則2CO2(g)2CO(g)+O2(g)反應的ΔH=+(2×283.0) kJ·mol-1
C.需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應
D.1 mol CH4燃燒生成氣態水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的摩爾燃燒焓
題組2.蓋斯定律的應用
3.已知化學反應的熱效應只與反應物的初始狀態和生成物的最終狀態有關,如圖Ⅰ所示:ΔHa=ΔHb+ΔHc。根據上述原理和圖Ⅱ所示,判斷下列各項對應的反應熱關系中不正確的是(　　)
A.A→F的ΔH=-ΔH6
B.A→D的ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
D.ΔH1+ΔH6=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5
4.如圖所示,ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,ΔH2=-395.4 kJ·mol-1,下列說法或表達式正確的是 (　　)
A.C(s,石墨)C(s,金剛石)　ΔH=-1.9 kJ·mol-1
B.石墨和金剛石之間的轉化是物理變化
C.石墨的穩定性強于金剛石
D.1 mol石墨的總鍵能比1 mol金剛石的總鍵能小1.9 kJ
5.黨的二十大報告指出,有計劃分步驟實施碳達峰行動,深入推進能源革命,加強煤炭清潔高效利用。CFB鍋爐潔凈煤燃燒技術,為處理高硫煤和劣質煤及滿足嚴格的大氣排放標準帶來了美好前景。把煤作為燃料可通過下列兩種途徑:
途徑Ⅰ:C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1<0
途徑Ⅱ:先制水煤氣
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2>0
再燃燒水煤氣
2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH3<0
2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH4<0
請回答下列問題:
(1)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的關系是　　　　　　　　　　。
(2)由于制取水煤氣的反應中,反應物具有的總能量　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)反應產物具有的總能量,所以在化學反應時,反應物需要　　　　(填“吸收”或“釋放”)能量才能轉化為反應產物,因此其反應條件為　　　　。
(3)與途徑Ⅰ相比,途徑Ⅱ有較多的優點,請寫出兩點:
①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
B級關鍵能力提升練
以下選擇題中有1~2個選項符合題意。
6.已知:C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH=-110.4 kJ·mol-1,CO的摩爾燃燒焓ΔH=-283.0 kJ·mol-1。6 g碳不完全燃燒所得產物中CO與CO2的體積比為2∶3,則反應放出的熱量為(　　)
A.56.6 kJ B.140.1 kJ
C.196.4 kJ D.282.6 kJ
7.已知CO(g)的摩爾燃燒焓ΔH=-283 kJ·mol-1,結合如圖信息,計算反應2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的ΔH(kJ·mol-1)為(　　)
A.-152 B.-76
C.+76 D.+152
8.已知H2(g)、CH4(g)、CH3OH(l)可作為燃料電池的燃料,相關熱化學方程式如下:
①2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH1=-a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH2=-b kJ·mol-1
③2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH3=-c kJ·mol-1
④CH4(g)+H2O(l)CH3OH(l)+H2(g)　ΔH4
下列說法正確的是(　　)
A.ΔH4=a-
B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH>-b kJ·mol-1
C.反應①中若生成H2O(g),則ΔH>ΔH1
D.反應③中的ΔH3能表示乙醇的摩爾燃燒焓
9.(1)在25 ℃、101 kPa下,一定質量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量Q kJ,其燃燒生成的CO2用過量飽和澄清石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,則乙醇燃燒的熱化學方程式為 　　　　　　　　　　　。
(2)已知下列熱化學方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH1=-25 kJ·mol-1　①
3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)　ΔH2=-47 kJ·mol-1　②
Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)　ΔH3=+19 kJ·mol-1　③
寫出FeO(s)被CO(g)還原成Fe(s)和CO2(g)的熱化學方程式: 　　　　　　　　　　　。
(3)向足量稀硫酸中加入100 mL 0.4 mol·L-1 Ba(OH)2溶液,放出的熱量是5.12 kJ。向足量稀Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1鹽酸時,放出的熱量為2.2 kJ。則Na2SO4溶液與BaCl2溶液反應的熱化學方程式為 　　　　　　　　　　　。
C級學科素養拔高練
10.碳匯,是指通過植樹造林、森林管理、植被恢復等措施,利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳[6CO2(g)+6H2O(l)C6H12O6(s)+6O2(g)],并將其固定在植被和土壤中,從而減少溫室氣體在大氣中濃度的過程、活動或機制。已知利用植物的光合作用每吸收1 mol CO2需要吸收的能量約為470 kJ。請回答下列問題:
(1)碳匯過程中能量的轉化形式為　　　　　　　能轉化為　　　　　　　能;有資料表明,某塊林木通過光合作用大約吸收了1.88×107 kJ能量,則吸收的CO2為　　　　　　　 kg。
(2)工業廢氣中的CO2可用堿液吸收。已知:
①CO2(g)+2NaOH(aq)Na2CO3(aq)+H2O(l)　ΔH=-a kJ·mol-1;
②CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)　ΔH=-b kJ·mol-1。
反應CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)2NaHCO3(aq)的ΔH=　　　　 kJ·mol-1(用含a、b的代數式表示)。
(3)生產液晶顯示器的過程中使用的化學清洗劑NF3和CO2一樣,也是一種溫室氣體,其在大氣中能夠穩定存在數百年。下表是幾種化學鍵的鍵能:
化學鍵 N≡N F—F N—F
946.0 157.0 283.0
①關于反應N2(g)+3F2(g)2NF3(g),下列說法中不正確的是　　　。
A.過程N2(g)2N(g)放出能量
B.反應的熱化學方程式為N2(g)+3F2(g)2NF3(g)　ΔH=-281.0 kJ·mol-1
C.破壞反應物中化學鍵所需的能量高于形成反應產物中化學鍵釋放的能量
②NF3對半導體硅進行蝕刻時,在蝕刻物表面不留任何殘留物,試寫出蝕刻反應的化學方程式: 　　　　　　　　　　　。
分層作業2　熱化學方程式　反應焓變的計算
1.C　解析 H(g)+H(g)H2(g)　ΔH=-435.7 kJ·mol-1,表示氫原子結合成氫氣過程放出熱量,因此氫原子能量高于氫分子,故A錯誤;熱化學方程式中的計量數只表示物質的量,不能表示微粒數,故B錯誤;反應的焓變是對應化學方程式中物質聚集狀態,按照計量數全部反應時放出的熱量,1 mol固態碳和1 mol水蒸氣反應生成一氧化碳氣體和氫氣,吸熱131.3 kJ,故C正確,D錯誤。
2.B　解析 根據HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1可得H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,但無法確定H2O(l)H2(g)+O2(g)的焓變,A項錯誤;CO的摩爾燃燒焓為-283.0 kJ·mol-1,則CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1,故2CO2(g)2CO(g)+O2(g)反應的ΔH=+(2×283.0) kJ·mol-1,B項正確;需要加熱的反應不一定是吸熱反應,如鋁熱反應需要高溫,但鋁熱反應是放熱反應,C項錯誤;1 mol CH4燃燒生成液態水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的摩爾燃燒焓,D項錯誤。
3.D　解析 根據熱化學方程式的含義,互為可逆的兩個化學反應其焓變是互為相反數的關系,A→F,ΔH=-ΔH6,A正確;根據蓋斯定律:A→D,ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,B正確;ΔH1+ΔH2+ΔH3=-ΔH6-ΔH5-ΔH4,因此ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0,C正確;根據ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0,則ΔH1+ΔH6=-(ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5),D錯誤。
4.C　解析 已知ΔH1=-393.5 kJ·mol-1,ΔH2=-395.4 kJ·mol-1,則運用蓋斯定律可知,C(s,石墨)C(s,金剛石)　ΔH=+1.9 kJ·mol-1,A錯誤;石墨和金剛石是不同的物質,二者之間的轉化是化學變化,B錯誤;等物質的量的石墨的總能量低于金剛石,則石墨的穩定性強于金剛石,C正確;物質越穩定,所具有的總鍵能越大,1 mol石墨的總鍵能比1 mol金剛石的總鍵能大1.9 kJ,D錯誤。
5.答案 (1)ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)
(2)小于　吸收　高溫
(3)①煤的利用率高　②變成氣體燃料后,運輸方便(或使燃料充分燃燒,任選兩點作答,其他合理答案均可)
解析 (1)由蓋斯定律知,將途徑Ⅱ的三個化學方程式分別調整系數后疊加可得:ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)。
(2)因為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2>0,所以在制取水煤氣的反應中,反應物具有的總能量小于反應產物具有的總能量,在發生反應時,反應物需要吸收能量才能轉化為反應產物,因此其反應條件為高溫。
6.B　解析 6 g碳的物質的量n==0.5 mol,不完全燃燒所得氣體中,CO與CO2的體積比為2∶3,根據碳原子守恒,得n(CO)=0.5 mol×=0.2 mol,n(CO2)=0.3 mol。計算放出的熱量可認為碳全部反應生成CO后,又有0.3 mol CO繼續燃燒生成CO2,因此反應放出的熱量為110.4 kJ·mol-1×0.5 mol+283.0 kJ·mol-1×0.3 mol=140.1 kJ,B正確。
7.A　解析 據題中信息可依次寫出熱化學方程式:①CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-283 kJ·mol-1;②N2O(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH2=-(330+229-123-77) kJ·mol-1=-359 kJ·mol-1;根據蓋斯定律,2×(②-①)得反應2N2O(g)2N2(g)+O2(g)　ΔH=2(ΔH2-ΔH1)=-152 kJ·mol-1。
8.BC　解析 根據蓋斯定律,反應④=②-①×-③×,所以ΔH4=-b,故A錯誤;根據反應②可知,反應CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)放出熱量減少,ΔH>-b kJ·mol-1,故B正確;反應①中若生成H2O(g),從H2O(l)變成H2O(g)要吸收能量,使放出的熱量減小,ΔH變大,則ΔH>ΔH1,故C正確;摩爾燃燒焓為1 mol可燃物完全燃燒生成指定產物時的焓變,所以反應③中的ΔH3不能表示乙醇的摩爾燃燒焓,故D錯誤。
9.答案 (1)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-2Q kJ·mol-1
(2)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)　ΔH=-11 kJ·mol-1
(3)BaCl2(aq)+Na2SO4(aq)BaSO4(s)+2NaCl(aq)　ΔH=-18 kJ·mol-1
解析 (1)CaCO3的物質的量是1 mol,由碳元素守恒可知,二氧化碳的物質的量也為1 mol,即無水乙醇完全燃燒生成1 mol二氧化碳放出的熱量為Q kJ,而完全燃燒1 mol無水乙醇時生成2 mol二氧化碳,則放出的熱量為2Q kJ,熱化學方程式為C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-2Q kJ·mol-1。
(2)依據蓋斯定律,①×3-(③×2+②)得6CO(g)+6FeO(s)6Fe(s)+6CO2(g)　ΔH=-66 kJ·mol-1,則FeO(s)被CO(g)還原成Fe(s)和CO2(g)的熱化學方程式為CO(g)+FeO(s)Fe(s)+CO2(g)　ΔH=-11 kJ·mol-1。
(3)向足量稀硫酸中加入100 mL 0.4 mol·L-1Ba(OH)2溶液,反應的離子方程式有Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s),H+(aq)+OH-(aq)H2O(l),其中生成的BaSO4的物質的量為0.04 mol,生成H2O的物質的量為0.08 mol;向足量稀Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L-1鹽酸時,反應的離子方程式為H+(aq)+OH-(aq)H2O(l),生成H2O的物質的量為0.04 mol,根據放出的熱量為2.2 kJ,可知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-=-55 kJ·mol-1。設Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s)　ΔH=-Q kJ·mol-1,則0.04 mol×Q kJ·mol-1+0.08 mol×55 kJ·mol-1=5.12 kJ,解得Q=18,所以Na2SO4溶液與BaCl2溶液反應的熱化學方程式為BaCl2(aq)+Na2SO4(aq)BaSO4(s)+2NaCl(aq)　ΔH=-18 kJ·mol-1。
10.答案 (1)太陽　化學　1 760
(2)(a-2b)
(3)①AC　②4NF3+3Si3SiF4+2N2
解析 (1)根據題意,碳匯過程中能量的轉化形式為太陽能轉化為化學能;某塊林木通過光合作用大約吸收了1.88×107 kJ能量,則吸收的二氧化碳的物質的量為=4×104 mol,其質量為4×104 mol×44 g·mol-1=1.76×106 g=1 760 kg。
(2)根據蓋斯定律,由②×2-①得:CO2(g)+H2O(l)+Na2CO3(aq)2NaHCO3(aq)　ΔH=(a-2b) kJ·mol-1。
(3)①N2(g)2N(g)為化學鍵的斷裂過程,吸收能量,故A錯誤;反應熱=反應物的鍵能和-生成物的鍵能和,則反應N2(g)+3F2(g)2NF3(g)的ΔH=(946.0+3×157.0-283.0×6) kJ·mol-1=-281.0 kJ·mol-1,故B正確;該反應放熱,破壞反應物中化學鍵所需能量低于形成產物中化學鍵釋放的能量,故C錯誤。
②NF3對半導體硅進行蝕刻時,在蝕刻物表面不留任何殘留物,結合所學知識,NF3為氣體,因此蝕刻生成物為SiF4和N2,反應的化學方程式為4NF3+3Si3SiF4+2N2。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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