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第二节 反应热的计算
一、单选题
1．已知 键的键能约为413kJ/mol，键的键能约为463kJ/mol，键的键能约为436kJ/mol，则中键的键能约为（　　）
A．797.5kJ/mol B．900.5kJ/mol C．962.5kJ/mol D．1595kJ/mol
2．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJ·mol-1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为( )
A．-44.2kJ·mol-1 B．+44.2kJ·mlo-1
C．-330kJ·mol-1 D．+330kJ·mlo-1
3．化学与社会、生产密切相关，下列说法不正确的是
A．对于一个化学反应，反应的途径有可能不同，但其焓变一定相同
B．氧化还原反应所释放的化学能，是化学电源的主要能量来源
C．标准燃烧热的数值与该物质燃烧时的热化学方程式中的计量数成正比
D．新能源汽车的使用和推广，将有助于促进我国的“碳达峰”“碳中和”任务的完成
4．丙烷经催化脱氢可制丙烯：。600℃，将一定浓度的与固定浓度的通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的、和浓度随初始浓度的变化关系如图。
已知：
②
③ 。
下列说法不正确的是
A．
B．通入目的是发生反应，促进丙烷脱氢
C．其他条件不变，投料比[]越大，转化率越大
D．若体系只有、、和生成，则初始物质浓度与流出物质浓度之间一定存在：
5． CH4在一定条件下可发生如图所示的一系列反应。下列说法不正确的是
A．ΔH3=ΔH2-ΔH5 B．ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4
C．ΔH1>ΔH5 D．ΔH4>0
6．下列有关能量变化的说法错误的是（　　）
A．反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，在光照和点燃条件下的ΔH相同
B．C(s，金刚石)=C(s，石墨) ΔH＜0，说明石墨比金刚石稳定
C．大理石分解为吸热反应，双氧水分解也为吸热反应
D．反应物的键能总和小于生成物的键能总和，该反应是放热反应
7．已知反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH=-14.8 kJ mol-1。
则反应：HI(g) H2(g)+ I2(g)的ΔH为（　　）
A．-7.4 kJ mol-1 B．+7.4 kJ mol-1
C．-14.8 kJ mol-1 D．+14.8kJ mol-1
8．计算反应热的定律是由谁发现的
A．高斯 B．盖斯 C．乔布斯 D．福布斯
9．已知①
②
③
④
下列说法正确的是
A．的燃烧热
B．C的燃烧热
C．完全燃烧生成液态水放出的热量是
D．完全燃烧放出的热量是
10．氧化亚铜常用于制船底防污漆。用CuO与Cu高温烧结可制取，已知反应：
则的等于
A． B．
C． D．
二、多选题
11．已知的燃烧热，的燃烧热为，下列正确的是
A．碳的燃烧热小于
B．
C．
D．
三、填空题
12．碳中和的含义是减少含碳温室气体的排放，采用合适的技术固碳，最终达到平衡。为推动实现碳中和的愿景，探索资源化利用前景广阔。
（1）与可以发生催化重整反应生成合成气(CO和)。
①已知：反应ⅰ：
反应ⅱ：
反应ⅲ：
则催化重整反应的热化学方程式为　 　。
②催化重整反应发生的同时，还发生了积炭反应，即反应ⅰ和反应ⅱ．实验表明，在重整反应中，低温、高压时会有显著积炭产生，由此可推断，对于该重整反应而言，其积炭主要由反应　 　(填“ⅰ”或者“ⅱ”)产生。
（2）可以通过催化氢化制取，过程如图所示。
①写出过程Ⅱ的化学方程式　 　。
②在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，不同形貌结构的镍粉(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)催化转化为的转化率随温度的变化如图所示，b点转化率高于a点的原因是　 　。
13．研究发现，NOx是雾霾的主要成分之一，NOx主要来源于汽车尾气。
已知：N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH=180.50kJ·mol-1
2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g) ΔH=-566.00kJ·mol-1
为了减轻大气污染，人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环，写出该反应的热化学方程式　 　。
14．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活所需的主要能源物质。
（1）有机物M、N可以相互转化：；M、N相比，较不稳定的是　 　。(填M或N)
（2）工业上可采用 CH3OH CO+2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国研究人员采用量子力学方法，通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图：
该历程中最大能垒(活化能)E正=　 　 kJ·mol-1，该历程中，放热最多的步骤的化学方程式为　 　。
（3）甲醇水蒸气重整制氢过程主要发生的反应有：
i．CH3OH(g) CO(g)+ 2H2 (g) H1 = +90.6kJ·mol -1
ii．CO(g)+ H2O(g) CO2 (g) + H2 (g) H2 = 41.2kJ·mol -1
iii．CH3OH(g)+ H2O(g) CO2 (g) +3H2 (g) H3
根据以上信息计算： H3 =　 　kJ·mol-1。
（4）工业上制取氢气的方法之一：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H =+206 kJ·mol -1。
化学键 H-H C≡O H-O
键能/kJ·mol 436 1068 463
则C-H键的键能为　 　 kJ·mol-1。
15．科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：
CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1=-574kJ mol-1
CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2=-1160kJ mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 　 　。
四、实验探究题
16．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，用公式计算获得。
（1）热量的测定：取0.5000mol·L-1NaOH溶液与0.5500mol L-1盐酸各50mL进行反应，反应装置如图。
①大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是　 　。
②该实验不能用环形铜棒替代环形玻璃搅拌棒，其原因是　 　。
③测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、，则该过程放出的热量为　 　J(c和ρ分别取4.18J/g·℃和1.0g/mL，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。
（2）借鉴(1)的方法，甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见如表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
i 0.20mol·L溶液100mL 1.20gFe粉 a b
ii 0.56gFe粉 a c
①温度：b　 　c(填“>”“<”或“=”)。
②　 　kJ mol-1(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。
（3）乙同学也想借鉴(1)的方法，测量反应：的焓变。
查阅资料1：配制溶液时需加入酸。加酸的目的是抑制水解。
查阅资料2：Fe粉与溶液混合后，同时存在Fe粉和酸的反应，不能直接测出反应的焓变。
乙同学优化了实验方案：将一定量的Cu粉加入一定浓度的溶液中反应，测量反应热，计算得到反应的焓变。
数据处理：结合(2)中甲同学设计的实验测得的焓变，得出结论：的焓变　 　。(用含有、的表达式表示)
五、综合题
17．研究化学能与热能、电能的转化具有重要价值。请回答：
（1）的反应过程如图所示：
该反应为　 　(填“放热”或“吸热”)反应。
（2）甲醇()可作为燃料电池的原料。以和为原料，通过下列反应来制备甲醇：
Ⅰ： kJ mol-1。
Ⅱ： kJ mol-1。
与反应生成和的热化学方程式为　 　。
（3）把a、b、c、d四种金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连，可以组成各种原电池。若a、b相连，a为正极；c、d相连，c为负极；a、c相连，c上产生气泡；b、d相连，b质量减小，则四种金属的活动性由强到弱顺序为：　 　。
（4）有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入：2 mol/L溶液中，乙同学将电极放入2 mol/L的NaOH溶液中，如下图所示。
①甲池中，镁片上发生　 　(填“氧化”或“还原”)反应。
②乙池中铝片为　 　极。
（5）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。
正极电极反应式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】反应热和焓变；盖斯定律及其应用
2．【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
3．【答案】C
【知识点】反应热和焓变；盖斯定律及其应用
4．【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用
5．【答案】A
【知识点】吸热反应和放热反应；盖斯定律及其应用
6．【答案】C
【知识点】吸热反应和放热反应；反应热和焓变；有关反应热的计算
7．【答案】B
【知识点】有关反应热的计算
8．【答案】B
【知识点】盖斯定律及其应用
9．【答案】D
【知识点】燃烧热；盖斯定律及其应用
10．【答案】A
【知识点】盖斯定律及其应用
11．【答案】A,D
【知识点】燃烧热；盖斯定律及其应用
12．【答案】（1） ；ⅰ
（2）CO2+4H2CH4+2H2O；b和a均未达到平衡，b点温度高，反应速率快，相同时间内转化率高
【知识点】盖斯定律及其应用
13．【答案】2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH= -746.50 kJ·mol-1
【知识点】盖斯定律及其应用
14．【答案】（1）N
（2）179.6；CHO*+3H*=CO*+4H*
（3）+131.8
（4）414
【知识点】化学键；化学反应中能量的转化；盖斯定律及其应用
15．【答案】CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ mol-1
【知识点】盖斯定律及其应用
16．【答案】（1）保证热量尽量不散失，防止产生实验误差；铜导热性较好，会造成热量损失；
（2）>；或
（3）+
【知识点】盖斯定律及其应用；中和热的测定
17．【答案】（1）放热
（2）
（3）b>a>c>d
（4）氧化；负
（5）
【知识点】吸热反应和放热反应；盖斯定律及其应用；原电池工作原理及应用
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