Unit 6 · 热化学练习题 · Thermochemistry
涉及的课：U6.1 吸热与放热过程U6.2 能量图U6.3 热传递与热平衡U6.4 热容与量热U6.5 相变的能量U6.6 反应焓入门U6.7 键焓U6.8 生成焓U6.9 盖斯定律
- 1单选
一种冷敷袋里装着两种固体反应物，用力一捏，两者混合后发生反应，袋子很快变凉。关于这个反应，下列说法正确的是？
解析袋子变凉，说明环境的能量减少了：热量从环境流进发生反应的物质（体系），反应吸热，ΔH > 0，生成物的焓比反应物高。“冷”不是一种能流动的东西，流动的只有热量，方向总是从高温到低温。
- 2填空
把 88.0 °C 的 60.0 g 铝块放入隔热杯中 20.0 °C 的 120.0 g 水里。比热容：铝 0.897 J/(g·°C)，水 4.18 J/(g·°C)。求达到热平衡时的温度。
°C解析铝放出的热量 = 水吸收的热量：60.0 × 0.897 × (88.0 − T) = 120.0 × 4.18 × (T − 20.0)，即 53.82(88.0 − T) = 501.6(T − 20.0)，解得 T = 26.6 °C。水的 m·c（501.6 J/°C）约是铝块的 9 倍，所以最终温度离水原来的温度近得多。
复习：U6.3 热传递与热平衡
- 3填空
在泡沫杯中把 60.0 mL 1.00 mol/L 和 40.0 mL 1.00 mol/L 混合，温度从 22.4 °C 升到 27.7 °C。设溶液的密度为 1.00 g/mL，比热容为 4.18 J/(g·°C)。求中和反应的 ΔH（kJ/mol，按生成 1 mol 水计）。
kJ/mol解析① 溶液吸收的热量：m = 100.0 g，q溶液 = 100.0 × 4.18 × 5.3 = 2215 J。② HNO₃ 0.0600 mol，KOH 0.0400 mol，KOH 不足，生成 0.0400 mol 水；过量的 HNO₃ 不放热。③ 溶液升温，反应放热：ΔH = −2.215 kJ ÷ 0.0400 mol = −55.4 kJ/mol。用 HNO₃ 的物质的量去除会得到偏小的 −36.9。
复习：U6.4 热容与量热
- 4单选
100 °C 的 13.5 g 水蒸气（0.750 mol）全部冷凝成 100 °C 的水。水的 ΔH汽化 = 40.7 kJ/mol，ΔH熔化 = 6.01 kJ/mol。这个过程中热量怎样变化？
解析冷凝是汽化的逆过程，ΔH = −ΔH汽化。q = n × ΔH汽化 = 0.750 × 40.7 = 30.5 kJ，水分子靠近、形成分子间作用力时放出这些热量。用熔化焓是用错了相变；直接写 40.7 kJ 是忘了乘物质的量。
复习：U6.5 相变的能量
- 5填空
已知 2C₂H₆(g) + 7O₂(g) → 4CO₂(g) + 6H₂O(l)，ΔH = −3119.4 kJ/mol。4.50 g 乙烷（M = 30.07 g/mol）在足量氧气中完全燃烧，放出多少热量？
kJ解析n(C₂H₆) = 4.50 ÷ 30.07 = 0.1497 mol。ΔH 对应按方程式反应一次，即 2 mol C₂H₆，所以放出的热量 = 0.1497 ÷ 2 × 3119.4 = 233 kJ。直接用 0.1497 × 3119.4 会多算一倍（467 kJ）。
复习：U6.6 反应焓入门
- 6填空
用平均键焓估算 C₂H₄(g) + Cl₂(g) → C₂H₄Cl₂(g) 的 ΔH（生成物是 ，四个 C–H 键都保留）。平均键焓（kJ/mol）：C=C 614，C–C 348，Cl–Cl 242，C–Cl 328。
kJ/mol解析只数变化的键。断开：1 个 C=C、1 个 Cl–Cl，614 + 242 = 856 kJ；形成：1 个 C–C、2 个 C–Cl，348 + 2 × 328 = 1004 kJ。ΔH ≈ 856 − 1004 = −148 kJ/mol。C=C 变成 C–C，只断开了其中一个键，所以断开的是 C=C、形成的是 C–C。
复习：U6.7 键焓
- 7填空
工业上用 CO 和水蒸气反应制氢气：CO(g) + H₂O(g) → CO₂(g) + H₂(g)。ΔfH（kJ/mol）：CO(g) −110.5，H₂O(g) −241.8，CO₂(g) −393.5。求这个反应的 ΔH。
kJ/mol解析ΔH = ΣnΔfH(生成物) − ΣnΔfH(反应物)，H₂ 是标准状态的单质，生成焓为 0。ΔH = (−393.5 + 0) − (−110.5 + (−241.8)) = −41.2 kJ/mol，反应放热。
复习：U6.8 生成焓
- 8填空
已知：① N₂(g) + 2O₂(g) → 2NO₂(g)，ΔH₁ = +66.4 kJ/mol；② N₂(g) + 2O₂(g) → N₂O₄(g)，ΔH₂ = +9.2 kJ/mol。求 2NO₂(g) → N₂O₄(g) 的 ΔH。
kJ/mol解析目标方程式中 NO₂ 在左边，所以把 ① 反写（ΔH 变号）；N₂O₄ 在右边，② 照用。两式相加，N₂ 和 2O₂ 抵消：ΔH = −ΔH₁ + ΔH₂ = −(+66.4) + (+9.2) = −57.2 kJ/mol。
复习：U6.9 盖斯定律
- 9单选
已知 2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO(s)，ΔH = −1203.4 kJ/mol。MgO(s) → Mg(s) + ½O₂(g) 的 ΔH 是多少？
解析新方程式是原方程式反写、再除以 2：反写 ΔH 变号，除以 2 ΔH 也除以 2。ΔH = −(−1203.4) ÷ 2 = +601.7 kJ/mol。分解 MgO 要吸收热量。
复习：U6.6 反应焓入门
- 10单选
为测定一种金属的比热容，学生把加热到 100.0 °C 的金属块放入隔热杯的冷水中。水的温度还在缓慢上升时，学生就记下了读数作为最终温度。这样算出的金属比热容会怎样？
解析记下的“最终温度”偏低。水的升温 ΔT水 偏小，算出水吸收的热量 q 偏小；金属的降温 (100.0 − T) 反而偏大。c金属 = q ÷ (m × ΔT金属)：分子偏小、分母偏大，算出的比热容偏小。
- 11填空
把 0 °C 的 10.0 g 冰（0.555 mol）放入隔热杯中 30.0 °C 的 100.0 g 水里，冰全部熔化。ΔH熔化 = 6.01 kJ/mol，水的比热容为 4.18 J/(g·°C)。求最终温度。
°C解析温水放出的热量用在两件事上：先让冰熔化（0.555 × 6010 = 3336 J），再让熔化成的 0 °C 的水升温到 T。100.0 × 4.18 × (30.0 − T) = 3336 + 10.0 × 4.18 × (T − 0)，解得 T = 20.0 °C。忘了熔化要吸热，会算出偏高的 27.3 °C。
- 12单选
在泡沫杯中混合 50.0 mL 0.50 mol/L 和 50.0 mL 0.50 mol/L ，溶液温度升高 ΔT。下列哪种改变能使温度升高约为 2ΔT？
解析ΔT = 放出的热量 ÷ (m·c)。两种溶液浓度都加倍、体积不变：生成的水加倍，放出的热量加倍，溶液质量不变，ΔT 加倍。体积都加倍：热量和质量都加倍，ΔT 不变。只加倍 HCl：KOH 不足，生成的水不变，ΔT 不变。起始温度和 ΔT 无关。
复习：U6.4 热容与量热