第三节化学反应热的计算知识点题库

在298 K、100 kPa时，已知：
2H₂O(g)===2H₂(g)+O₂(g) H₁
Cl₂(g)+2H₂(g)===2HCl(g) H₂
2Cl₂(g)+ 2H₂O(g)===4HCl(g)+O₂(g) H₃
则H₃与H₂和H₁之间的关系正确的是( )

A . H₃=

H₁+2

H₂ B . H₃=

H₁+

H₂ C . H₃=2

H₁+

H₂ D . 2H₃=

H₁+

H₂

金属及其化合物有广泛的应用．

（l）在0.2L由NaCl、MgCl₂、CaCl₂组成的混合液中，部分离子浓度大小如下图所示，回答下列问题：

①该混合液中含溶质MgCl₂的物质的量为

②将该混合液加水稀释至体积为lL，稀释后溶液中Ca²⁺的物质的量浓度为

（2）将8.0克氧化铜粉末，溶解于2L某浓度的盐酸中，再加入过量的铁粉，充分反应后过滤，同时收集到2.24L标准状况下的氢气．

①反应过程中涉及到的化学反应的离子方程式为

②所用盐酸的物质的量浓度为

（3）实验室有时用KClO₃和浓HCl制取氯气，其反应的化学方程式为KClO₃+6HCl（浓）═KCl+3Cl₃↑+3H₂O，该反应中的氧化剂是，若有6mol Cl₂生成，反应过程转移电子的物质的量是，有 mol HCl被氧化．

硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的过程如下：

（1）以氮气、氢气为原料合成氨
①下列措施可以提高H₂的转化率是（填选项序号）．
a．选择适当的催化剂 b．增大压强 c．及时分离生成的NH₃d．升高温度
②一定温度下，在密闭容器中充入1molN₂和3molH₂发生反应．若容器容积恒定，达到平衡状态时，容器内的压强是原来的 $\text{[math]}$ ，则N₂的转化率a₁=；
若容器压强恒定，达到平衡状态时，N₂的转化率为a₂ ，则a₂a₁（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）以氨气、空气为主要原料制硝酸．
在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO（g）+O₂（g）⇌2NO₂（g）△H＞0
该反应的反应速率（v）随时间（t）变化的关系如下图所示．若t₂、t₄时刻只改变一个条件，下列说法正确的是（填选项序号）．
a．在t₁～t₂时，可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b．在t₂时，采取的措施一定是升高温度
c．在t₃～t₄时，可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d．在t₀～t₅时，容器内NO₂的体积分数在t₃时值的最大
（3）硝酸厂常用如下2种方法处理尾气．
①催化还原法：催化剂存在时用H₂将NO₂还原为N₂ ．
已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=﹣483.6kJ/mol
N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
则H₂还原NO₂生成水蒸气反应的热化学方程式是．
②碱液吸收法：用Na₂CO₃溶液吸收NO₂生成CO₂ ．

已知下列反应的热化学方程式为：

1）C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=﹣393.5kJ/mol

2）CH₃COOH（l）+2O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H₂=﹣870.3kJ/mol

3）H₂（g）+ $\text{[math]}$ O₂（g）=H₂O（l）△H₃=﹣285.8kJ/mol

则反应2C（s）+2H₂（g）+O₂（g）=CH₃COOH（l）的反应热（焓变）为（）

A . +488.3kJ/mol B . ﹣488.3kJ/mol C . ﹣244.15kJ/mol D . +244.15kJ/mol

到目前为止，由化学能转变的热能或电能仍然是人类使用最主要的能源．

（1）化学反应中放出的热能（焓变，△H）与反应物和生成物的键能（E）有关．已知：H₂（g）+Cl₂（g）=2HCl（g）△H=﹣a kJ•mol^﹣1；E（H﹣H）=b kJ•mol^﹣1 ， E（Cl﹣Cl）=c kJ•mol^﹣1 ，则：E（H﹣Cl）=；
（2）氯原子对O₃的分解有催化作用：O₃（g）+Cl（g）=ClO（g）+O₂（g）△H₁ ， ClO（g）+O（g）=Cl（g）+O₂（g）△H₂ ，大气臭氧层的分解反应是O₃+O=2O₂△H．该反应的能量变化示意图如图1所示．则反应O₃（g）+O（g）=2O₂（g）的正反应的活化能为 kJ•mol^﹣1 ．
（3）实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷反应的反应热，但可测出CH₄、石墨和H₂燃烧反应的反应热，求由石墨生成甲烷的反应热．已知：
①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（l）△H=﹣a kJ•mol^﹣1
②C（石墨）+O₂（g）═CO₂（g）△H=﹣b kJ•mol^﹣1
③H₂（g）+ $\text{[math]}$ O₂（g）═H₂O（l）△H=﹣c kJ•mol^﹣1
则反应C（石墨）+2H₂（g）→CH₄（g）的反应热：
△H=kJ•mol^﹣1 ．
又已知：该反应为放热反应，△H﹣T△S可作为反应方向的判据，当△H﹣T△S＜0时可自发进行；则该反应在什么条件下可自发进行．（填“低温”、“高温”）
（4）有图2所示的装置，该装置中Cu极为极；当铜片的质量变化为12.8g时，a极上消耗的O₂在标准状况下的体积为 L．

下列各项对△H的比较正确的是（）

A . 2K（s）+2H₂O（1）═2KOH（aq）+H₂（g）△H₁ ， 2Na（s）+2H₂O（1）═2NaOH（aq）+H₂（g）△H₂ ，则△H₁＞△H₂ B . Mg（s）+2HCl（aq）═MgCl₂（aq）+H₂（g）△H₁ ， Ca（s）+2HCl（aq）═CaCl₂（aq）+H₂（g）△H₂ ，则△H₁＞△H₂ C . H₂（g）+Cl₂（g）═2HCl（g），H₂（g）+Br₂（g）═2HBr（g）△H₂ ，则△H₁＞△H₂ D . 2Fe（s）+3Br₂（g）═2FeBr₃（s）△H₁ ， 2Fe（s）+3Cl₂（g）═2FeCl₃（s）△H₂ ，则△H₁＜△H₂

（1）广州亚运会“潮流”火炬内熊熊大火来源于丙烷的燃烧，丙烷是一种优良的燃料。试回答下列问题：
①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO₂和1 mol H₂O(l)过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“＋”或“－”。
②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：。
③二甲醚(CH₃OCH₃)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO₂和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO₂和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为。
（2）科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。
①P₄(s，白磷)＋5O₂(g)=P₄O₁₀(s)　ΔH₁＝－2 983.2 kJ·mol^－1
②P(s，红磷)＋ $\text{[math]}$ O₂(g)= $\text{[math]}$ P₄O₁₀(s)　ΔH₂＝－738.5 kJ·mol^－1
则白磷转化为红磷的热化学方程式为。相同的状况下，能量较低的是；白磷的稳定性比红磷(填“高”或“低”)。

已知：①C(s)＋H₂O(g)=CO(g)+H₂(g) ΔH＝-akJ·mol^－1

②2C(s)+O₂(g)═2CO(g)△H=-220kJ•mol⁻¹

H-H、O=O和O-H键的键能分别为436 kJ·mol^－1、496 kJ·mol^－1和462kJ•mol⁻¹ ，则a为（）

A . -332 B . -118 C . +350 D . -130

氯化亚铜(CuCl)是一种重要化工原料，难溶于水，在潮湿空气中易水解氧化。回答下列问题：

（1） CuCl的保存方法是。
（2）已知：Cu(s)+Cl₂(g)=CuCl₂(s) △H₁=-218.8kJ/mol
2Cu(s)+O₂(g)=2CuO(s) △H₂=-310.6kJ/mol
4CuCl(s)+O₂(g)=2CuCl₂(s)+2CuO(s) △H₅=-177.6kJ/mol
写出CuCl₂分解为CuCl和Cl₂反应的热化学方程式：。
（3） CuCl在含一定浓度Cl^-溶液中会部分溶解，存在如下平衡：2CuCl(s) $\text{[math]}$ Cu²⁺+CuCl₂^- △H <0，溶液中c(Cu⁺)和c(CuCl₂ )的关系如图。
①上述反应在B点的平衡常数K=。
②使图中的A点变为B点的措施可以是。
（4）利用CuCl难溶于水的性质，可以除去水溶液中的Cl^-。
①除Cl^-的方法是向含Cl^-的溶液同时加入Cu和CuSO₄。反应的离子方程式为。
②已知：Cu+Cu²⁺ $\text{[math]}$ 2Cu⁺ K =7.6×10^-7；Ksp(CuCl)=2.0×10^-6。通过计算说明上述除Cl^-的反应能完全进行的原因。
③若用Zn替换Cu可快除Cl^-速率，但需控制溶液的pH。若pH过低，除Cl^-效果下降的原因是。

对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。

在催化剂存在下用H₂还原CO₂是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：

反应Ⅰ： CO₂(g)+4H₂(g) $\text{[math]}$ CH₄(g)+H₂O(g) ΔH₁=-164.0kJ·mol^-1

反应Ⅱ：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH₂=+41.2kJ·mol^-1

已知：①H₂O(l)=H₂O(g) △H=+44.0 kJ·mol^-1②H₂的标准燃烧热为-285.5 kJ·mol^-1

（1） CH₄的标准燃烧热△H= kJ·mol^-1。一定温度下反应Ⅱ能自发进行，则该反应的△S0（填>、<或=）。
（2）一定条件下，T℃时若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H₂和CO₂以不同的投料比进行反应。相关的变化关系见图Ⅰ； a、b 表示两种反应物的转化率， c、d分别表示CH₄和CO的体积分数。
①下列有关说法正确的是
A．a曲线表示H₂的平衡转化率

B.使用合适的催化剂可以提高CO₂的平衡转化率

C.由图可知，在该实验中，当 $\text{[math]}$ =4时，甲烷产量最高

D.增大压强、升高温度有利于提高甲烷的平衡产率
②计算T℃ 下CO 的产率趋于0 时，反应I的化学平衡常数K=。
（3）若在体积恒定的密闭容器中，充入一定量的H₂和CO₂只发生反应Ⅱ，测定相同时间时不同温度下CO₂的转化率，已知测得T₄时反应刚好达到平衡。请画出CO₂的转化率随温度的变化关系。（图2所示曲线表示CO₂的平衡转化率随温度的变化关系）
（4）溶于海水的CO₂95%以HCO₃^-形式存在。工业上利用如图3所示装置可从海水中提取CO₂。结合方程式简述提取CO₂的原理。

已知：(1)胆矾失水的热化学方程式为：CuSO₄·5H₂O(s)=CuSO₄(s)＋5H₂O(l) ΔH＝＋Q₁kJ/mol;(2)室温下，无水硫酸铜溶于水的热化学方程式为：CuSO₄(s)=Cu²^＋(aq)＋SO₄^2—(aq) ΔH＝－Q₂kJ·mol^－1;(3)胆矾(CuSO₄·5H₂O)溶于水时溶液温度降低。则Q₁与Q₂的关系是(Q₁、Q₂为正数)（）

A . Q₁>Q₂ B . Q₁＝Q ₂ C . Q₁<Q₂ D . 无法确定

已知：H₂O（g）=H₂O（l）△H₁=-Q₁kJ•mol^-1（Q₁＞0）

C₂H₅OH（g）=C₂H₅OH（l）△H₂=-Q₂kJ•mol^-1（Q₂＞0）

C₂H₅OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₃=-Q₃kJ•mol^-1（Q₃＞0）

若使18.4g液态乙醇完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为（）kJ

A . 0.4Q₁+Q₂+Q₃ B . 0.5（Q₁+Q₂+Q₃） C . 1.2Q₁-0.4Q₂+0.4Q₃ D . 1.5Q₁-0.5Q₂+0.5Q₃

研究氮氧化物反应机理，对于控制汽车尾气、保护环境有重要意义。

（1） NO在空气中存在如下反应：2NO(g) + O₂(g) $\text{[math]}$ 2NO₂(g) ΔH，上述反应分两步完成，其中第一步反应①如下，写出第二步反应②的热化学方程式（其反应的焓变ΔH₂用含ΔH、ΔH₁的式子来表示）： ① 2NO(g) $\text{[math]}$ N₂O₂(g)ΔH₁＜0，② ；
（2） NH₃催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应的热化学方程式为： 4NH₃（g）+6NO（g） $\text{[math]}$ 5N₂（g）+6H₂O（g）△H=－1811.63KJ/mol；反应在恒容密闭容器中进行，在其它相条件同时，选用不同的催化剂，反应产生N₂的物质的量随时间变化如图所示。

①在催化剂A的作用下，经过相同时间，测得脱氮率随反应温度的变化情况如图2所示，据图可知，在相同的时间内，300℃之前，温度升高脱氮率逐渐增大，300℃之后温度升高脱氮率逐渐减小（催化剂均末失效），写出300℃之后脱氮率减小的原因是。

②其他条件相同时，请在图中补充在催化剂B作用下脱氮率随温度变化的曲线。
（3）工业制HNO₃的尾气中含有的NO₂和NO常用NaOH溶液吸收，反应的化学方程式为：NO+NO₂+2NaOH＝2NaNO₂+H₂O，2NO₂+2NaOH＝NaNO₂+NaNO₃+H₂O，现有平均组成为NO_x的NO、NO₂混合气体，通入足量的NaOH溶液中，充分反应后没有气体剩余，则：
①x的取值范围为。

②反应后溶液中n(NO₂^－)︰n(NO₃^－)=。(用含x的代数式表示）
（4）电解法处理氮氧化合物是目前大气污染治理的一个新思路，原理是将NO_x在电解池中分解成无污染的N₂和O₂除去，如图示，两电极间是新型固体氧化物陶瓷，在一定条件下可自由传导O²^－，电解池阴极反应为。

已知反应H₂（g）+ I₂（g） $\text{[math]}$ 2HI（g），1 mol H₂完全反应放出a kJ的热量，依据下表数据，以下说法错误的是（）

化学键	H—H	I—I
断开1 mol化学键时吸收的能量（kJ）	b	c

A . 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B . 断开1 mol H-H 键和1 mol I-I 键所需能量大于断开2 mol H-I 键所需能量 C . 断开2 mol H-I键所需能量为（a+b+c）kJ D . 向密闭容器中加入2 mol H₂和2 mol I₂ ，充分反应后放出的热量小于2a kJ

硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。请回答下列问题：

（1）一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO₄的形成固定下来，但产生的CO又会与CaSO₄发生化学反应，相关的热化学方程式如下：
①CaSO₄(s)＋CO(g) $\text{[math]}$ CaO(s)＋SO₂(g)＋CO₂(g) ΔH＝＋210.5 kJ·mol^－1

② $\text{[math]}$ CaSO₄(s)＋CO(g) $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ CaS(s)＋CO₂(g) ΔH＝－47.3 kJ·mol^－1

反应CaO(s)＋3CO(g)＋SO₂(g) $\text{[math]}$ CaS(s)＋3CO₂(g) ΔH＝kJ·mol^－1
（2）图1为在密闭容器中H₂S气体分解生成H₂和S₂(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。

图1中压强p₁、p₂、p₃的由大到小的顺序为。理由是。

计算温度T₁、压强p₁下(N点)平衡常数K_p＝。(K_p为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)
（3）在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO₂(g)＋O₂(g) $\text{[math]}$ 2SO₃(g) ΔH＜0
①600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO₂、O₂、SO₃物质的量变化如图2，反应处于平衡状态的时间段是。

②据图2判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是(用文字表达)。10min到15 min的曲线变化的原因可能是(填写字母)。

A.加了催化剂 B.降低温度 C.缩小容器体积 D.增加SO₂的物质的量

选考题(请从20、21两题中任选一题作答，如果多做，则按所做的第一题计分。)

回答下列问题。

（1） I.研究CO₂与CH₄转化为CO与H₂,对缓解燃料危机，减少温室效应具有重要的意义。
已知：①2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）ΔH=-566kJ•mol^-1

②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g） ΔH＝-484kJ•mol^-1

③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）ΔH=-802kJ•mol^-1

则反应CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）的ΔH=kJ•mol^-1

II.中和热的测定实验装置如图所示：
（2）仪器A的名称是。
（3）碎泡沫塑料的作用是。
（4） III.铅蓄电池是最常见的二次电池，其构造如图所示：

铅蓄电池放电时负极的电极反应式为：。
（5）铅蓄电池充电时，其正极应连接外加直流电源的（填“正”或“负”）极，充电时该电极的电极反应式为：。
（6）实验室用铅蓄电池做电源，用石墨电极电解400mL饱和食盐水，产生0.02mol Cl₂ ，电解后所得溶液pH为（假设溶液体积不变），此时铅蓄电池内消耗的H₂SO₄的物质的量至少为mol。

已知热化学方程式N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g) ΔH=-92kJ·mol^-1。若断开1mol H-H键吸收的能量为436kJ，形成1mol H-N键释放的能量为391kJ，则断开1mol N≡N键须（）

A . 吸收946kJ能量 B . 放出946kJ能量 C . 放出618kJ能量 D . 吸收618kJ能量

依据图示关系，下列说法错误的是（）

A . 石墨燃烧是放热反应 B . 1molC(石墨)和1molCO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

化学链燃烧是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术。基于 $\text{[math]}$ 载氧体的丙烷化学链燃烧技术原理如图所示。

空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别如下：

反应1： $\text{[math]}$

反应2： $\text{[math]}$

反应3： $\text{[math]}$

请回答下列问题：

（1）反应1在(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。
（2）反应2的平衡常数表达式 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。
（3）一定温度下，在容积可变的密闭容器中加入足量 $\text{[math]}$ 和适量的 $\text{[math]}$ 发生反应1，达到平衡时测得气体压强为 $\text{[math]}$ 。
①温度不变，将容器体积扩大至原来的2倍且不再改变，达到新的平衡时，气体压强 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

②当 $\text{[math]}$ 的质量不变时，(填“能”或“不能”)说明该反应达到平衡状态。

③若达到平衡之后，保持恒温恒容条件下再充入少量 $\text{[math]}$ ，平衡(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动，达到新平衡之后， $\text{[math]}$ 的平衡转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（4）在一定温度下，总压强恒定为 $\text{[math]}$ ，在密闭容器中加入丙烷和氨气的混合气体以及足量 $\text{[math]}$ ，只发生上述反应2(氨气不参与反应)，测得丙烷的平衡转化率与投料比 $\text{[math]}$ 的关系如图所示。随着投料比 $\text{[math]}$ 增大， $\text{[math]}$ 的平衡转化率减小的原因是。

我国科学家利用Fe₂Na₃/红紫素催化剂实现CO₂还原制备CO，利用可见光催化还原CO₂ ，将CO₂转化为增值化学原料(HCOOH、HCHO、CH₃OH等) ，这被认为是一种可持续的CO₂资源化有效途径。

（1）已知几种物质的燃烧热(ΔH)如表1所示：
表1
物质
HCHO(g)
H₂(g)
燃烧热(ΔH)/(kJ · mol^-1)
-570. 8
-285. 8
已知：H₂O(g)=H₂O(l) ΔH =-44 kJ ·mol^-1。
CO₂(g)+2H₂(g) $\text{[math]}$ HCHO(g)+H₂O(g) ΔH =kJ·mol^-1
（2）在一定温度下，将1 mol CO₂(g)和3 mol H₂(g)通入某恒容密闭容器中，发生反应CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ HCOOH(g) ，测得不同时刻容器中CO₂的体积分数[φ(CO₂)]如表2所示。
表2
t/min
0
10
20
30
40
50
φ(CO₂)
0.250
0.230
0.215
0.205
0.200
0.200
达到平衡时CO₂的转化率为。
（3）将n(CO₂) ： n(H₂)=1 ：4的混合气体充入某密闭容器中，同时发生反应1和反应2。
反应1：CO₂(g)+H₂(g) $\text{[math]}$ CO(g)+H₂O(g) ΔH₁= +41.2kJ·mol^-1
反应2：CO₂(g) +3H₂(g) $\text{[math]}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₂<0。
在不同温度、压强下，测得相同时间内CO₂的转化率如图1。0.1 MPa时，CO₂的转化率在600 ℃之后随温度升高而增大的主要原因是。
（4）在一定温度下，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO₂(g)和n mol H₂(g) ，仅发生(3)中的反应2。实验测得CH₃OH的平衡分压与起始投料比[ $\text{[math]}$ ]的关系如图2。
①起始时容器内气体的总压强为8p kPa，若10 min时反应到达c点，则0~10 min内，v(H₂)=mol·L^-1· min^-1。
②b点时反应的平衡常数K_p= (用含 p的表达式表示)(kPa)^-2。(已知：用气体分压计算的平衡常数为Kp，分压=总压×物质的量分数)
（5）我国科学家开发催化剂，以惰性材料为阳极，在酸性条件下电解还原CO₂制备HCHO，其阴极的电极反应式为。
（6）我国学者探究了BiIn 合金催化剂电化学还原CO₂生产HCOOH的催化性能及机理，并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量，如图3所示(带“*”表示物质处于吸附态)。试从图3分析，采用BiIn合金催化剂优于单金属Bi催化剂的原因：；BiIn合金催化剂优于单金属In催化剂的原因：。

物质	HCHO(g)	H₂(g)
燃烧热(ΔH)/(kJ · mol^-1)	-570. 8	-285. 8

t/min	0	10	20	30	40	50
φ(CO₂)	0.250	0.230	0.215	0.205	0.200	0.200

第三节 化学反应热的计算 知识点题库

第三节化学反应热的计算知识点题库