高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一章 化学反应的热效应第一节 反应热巩固练习

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反应热　 焓变(建议用时：40分钟)[基础过关练]1．下列说法不正确的是(　　)A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B．对于ΔH>0的反应，反应物的能量小于生成物的能量C．放热反应都不需要加热就能发生D．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)下也能发生C　[化学反应中既有物质变化，又有能量变化，A正确；ΔH>0的反应为吸热反应，则反应物的能量小于生成物的能量，B正确；有些放热反应需要加热或点燃才能引发，C错误；有些吸热反应如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl在常温下就能反应，D正确。]2．下列变化一定为放热的化学反应的是(　　)A．H2O(g)===H2O(l)放出44 kJ热量B．ΔH>0的化学反应C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应D．能量变化如图所示的化学反应D　[化学反应放热还是吸热，取决于H(生成物)与H(反应物)的相对大小。若H(生成物)>H(反应物)，则反应吸热，反之放热。A项H2O(g)===H2O(l)为物理变化；B项ΔH>0，即H(生成物)>H(反应物)，反应吸收热量；C项无法确定反应是放热还是吸热；D项，由图可知H(生成物)<H(反应物)，反应放热。]3．一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下，下列结论正确的是(　　)A．石墨转化为金刚石是放热反应B．等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同C．金刚石比石墨更稳定D．1 molC(金刚石)比1 molC(石墨)的总能量高D　[石墨转化为金刚石要吸收能量，即石墨转化为金刚石是吸热反应，A错误；石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多，B错误；石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量较低，所以石墨比金刚石稳定，C错误；一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量，所以1 molC(金刚石)比1 molC(石墨)的总能量高，D正确。]4．(2021·天津部分重点中学高二期末联考)下列有关焓变与反应热的说法，正确的是(　　)A．反应热和焓变的单位都是kJB．如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等C．如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等D．任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定B　[反应热和焓变的单位都是kJ·mol－1，A错误；在恒压条件下，ΔH(焓变)数值上等于反应热，B正确，C错误；有些反应的反应热不能通过实验直接测定，如C不完全燃烧生成CO，D错误。]5．航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料，反应方程式表示为2NH4ClO4N2↑＋Cl2↑＋2O2↑＋4H2O。下列对该反应的叙述中错误的是(　　)A．瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行B．从能量变化的角度，主要是化学能转变为热能和动能C．反应的焓变小于零D．在方程式后增加ΔH及其数值即为热化学方程式D　[书写热化学方程式要注明物质的聚集状态及ΔH的正负号、数值及单位。]6．根据如图分析，有关叙述正确的是(　　)A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等B．A―→B＋C是放热反应C．A具有的能量高于B和C具有的能量总和D．A―→B＋C是吸热反应，则B＋C―→A必然是放热反应D　[本题考查化学反应中的能量变化，由图可知，B＋C的能量高于A的能量，则反应B＋C―→A一定是放热反应；反之，A―→B＋C则是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应的反应热在数值上相等，符号相反。]7．根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况判断，下列说法正确的是(　　)A．N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是放热反应B．2 mol O原子结合生成O2(g)时需要吸收498 kJ能量C．1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量D．2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量为1 444 kJC　[焓变＝反应物断裂化学键吸收的能量－生成物形成化学键放出的能量，N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝＋180 kJ·mol－1，反应是吸热反应，A错误；原子结合形成分子的过程是化学键形成过程，是放热过程， 2 mol O原子结合生成O2(g)时需要放出498 kJ能量，B错误；形成2 mol NO放热2×632 J能量，所以1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量，C正确；无法判断2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量，D错误。]8．科学家已获得了极具理论研究意义的N4，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 mol N—N吸收193 kJ热量，断裂1 mol N≡N吸收941 kJ热量，则(　　)A．N4的熔点比P4高B．1 mol N4气体转化为N2时要吸收724 kJ能量C．N4是N2的同系物D．1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量D　[N4与白磷(P4)结构相似，均以分子形式存在，由于N4相对分子质量小于P4，故其分子间作用力弱于P4，其熔点低于P4，A项错误；N4与N2互为同素异形体，而不是同系物，C项错误；从结构图中可看出，一个N4中含有6个N—N，根据N4(g)===2N2(g)　ΔH，有ΔH＝6×193 kJ·mol－1－2×941 kJ·mol－1＝－724 kJ·mol－1，故B项错误，D项正确。]9．某些化学键的键能(kJ·mol－1)如下表：键H—HBr—BrI—ICl—ClH—ClH—IH—Br键能436193151247431299366(1)1 mol H2在2 molCl2中燃烧，放出的热量为___________kJ。(2)在一定条件下，1 mol H2分别与足量的Cl2、Br2、I2反应，放出热量由多到少的顺序是____________(填字母)。A．Cl2>Br2>I2　　　 B．I2>Br2>Cl2[解析]　本题涉及键能与吸、放热的关系，考查了键能与反应热的定量关系。(1)1 mol H2在2 molCl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1 mol，生成HCl 2 mol，则放出热量：436 kJ·mol－1×1 mol＋247 kJ·mol－1×1 mol－431 kJ·mol－1×2 mol＝－179 kJ。(2)反应H2＋X2===2HX中，若1 mol H2和1 mol X2反应生成2 mol HX，就有1 mol H—H和X—X键断裂，2 mol H—X键生成。放出的热量Q(HX)＝E(H—H)＋E(X—X)－2×E(H—X)。将表中数据代入可算得：Q(HCl)<Q(HBr)<Q(HI)，故H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中放热最少，选A。[答案]　(1)179　(2)A10．(1)已知反应A放出热量Q1 kJ，焓变为ΔH1，反应B放出热量Q2 kJ，焓变为ΔH2，若Q1>Q2，则ΔH1________ΔH2。(2)1 molC与1 mol H2O(g)反应生成1 molCO(g)和1 mol H2(g)，需吸收131.5 kJ的热量，该反应的反应热为ΔH＝________。[解析]　(1)由ΔH1＝－Q1<0，ΔH2＝－Q2<0，Q1>Q2可知：－Q1<－Q2，则ΔH1<ΔH2。(2)吸热反应的ΔH>0，故该反应的反应热ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1。[答案]　(1)<　(2)＋131.5 kJ·mol－1[拓展培优练]11．(2021·辽宁阜新二中高二月考)某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是(　　)A．两步反应均为吸热反应B．A与C的能量差为E4C．三种化合物中的稳定性B＜A＜CD．A→B反应，反应条件一定要加热C　[A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，A错误；A与C的能量差为E4－E3－E1＋E2，B错误；物质的总能量越低，越稳定，三种化合物中的稳定性B＜A＜C,C正确；A→B反应为吸热反应，但吸热反应不一定要加热，D错误。]12．强酸和强碱在稀溶液中反应的热化学方程式可表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1已知：弱酸、弱碱的电离过程吸热。CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1CH3COOH(aq)＋NH3·H2O(aq)===CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q3 kJ·mol－1上述均是在溶液中进行的反应，Q1、Q2、Q3的关系正确的是(　　)A．Q1＝Q2＝Q3＝57.3   B．Q1>Q2>Q3>57.3C．Q3<Q1<Q2＝57.3   D．无法确定C　[因为醋酸、一水合氨为弱电解质，随着中和反应的进行，醋酸、一水合氨发生电离。电离过程为吸热过程，故弱酸、弱碱反应放出的热量小于弱酸、强碱反应放出的热量小于强酸、强碱反应放出的热量。]13．将V1 mL 1.00 mol·L－1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。下列叙述正确的是(　　)A．做该实验时环境温度为22 ℃B．该实验表明化学能可以转化为热能C．NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L－1D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应B　[从图中曲线可以看出，温度为22 ℃时，V1为5 mL，则V2为45 mL，此时已经开始发生中和反应，所以22 ℃一定不是做该实验时的环境温度，A错；由曲线可知，随V1的增多，溶液温度升高说明反应放热，化学能转化为热能，B正确；当V1＝30 mL时温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则c(NaOH)＝＝1.50 mol·L－1，C错；该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热反应，D错。]14．(2021·浙江高二期末)我国科研人员研制了Ti­H­Fe双温区催化剂(Ti­H区域和Fe区域的温度差可超过100 ℃)。Ti­H­Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是(　　)A．①为氮氮三键的断裂过程B．①②③在高温区发生，④⑤在低温区发生C．④为H原子由Ti­H区域向Fe区域的传递过程D．使用Ti­H­Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应B　[由图可知，经历①过程之后氮气分子被催化剂吸附，并没有变成氮原子，所以①不是氮氮三键的断裂过程，A错误；由图可知，①为催化剂吸附氮气的过程，②为形成过渡态的过程，③为解离为N2的过程，以上都需要在高温时进行；④⑤在低温区进行是为了增加平衡产率，B正确；由图可知，过程④完成了Ti­H­Fe­*N到Ti­H­*N­Fe两种过渡态的转化，氮原子由Fe区域向Ti­H区域传递，C错误；化学反应不会因催化剂的加入而改变吸、放热的情况，D错误。]15．在量热计中(如图所示)将100 mL 0.50 mol·L－1的CH3COOH溶液与100 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液混合，温度从298.0 K升高到300.7 K。已知量热计的热容常数(量热计各部件温度每升高1 K所需要的热量)是150.5 J·K－1，溶液密度均为1 g·mL－1，充分混合后溶液的比热容c＝4.184 J·g－1·K－1。保温杯式量热计(1)试求CH3COOH的中和热ΔH＝________________。(2)CH3COOH的中和热的文献值为ΔH＝－56.1 kJ·mol－1，你认为(1)中测得的实验值存在偏差可能的原因是______________________________________。(3)实验中NaOH过量的目的是________________________________________________________________________________________________。(4)你认为CH3COOH的中和热与HCl的中和热数值相比，___________较大，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]　(1)根据给出的酸和碱的物质的量，酸为0.050 mol，碱为0.055 mol，碱是过量的，应以酸的量计算，算出生成0.050 mol水时放出的热量，进而算出生成1 mol水时放出的热量，即可得出实验测出的中和热为ΔH＝－≈－5.33×104 J·mol－1＝－53.3 kJ·mol－1。(2)本实验方法测得的CH3COOH的中和热的实验值与文献值不等，原因可能有：①量热计的保温瓶绝热效果不好；②酸、碱溶液混合不迅速；③温度计不够精确等。(3)因NaOH溶液易吸收CO2而使NaOH浓度下降，碱过量才能保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验准确度。(4)CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，故中和时放热较少。[答案]　(1)－53.3 kJ·mol－1(2)①量热计的保温瓶绝热效果不好；②酸、碱溶液混合不迅速；③温度计不够精确等(3)保证CH3COOH完全被中和，从而提高实验的准确度(4)HCl的中和热数值　CH3COOH是弱酸，只是少部分电离，发生电离时要吸热，故中和时放热较少16．(情境素养题)在化学反应中，能引发化学反应的分子间碰撞称之为有效碰撞，这些分子称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能，其单位用kJ·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。 (1)图中反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应________(填“需要”或“不需要”)环境先提供能量，该反应的ΔH＝________(用含E1、E2的代数式表示)。(2)已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，该反应的活化能为167.2 kJ·mol－1，则其逆反应的活化能为________________。(3)对于同一反应，图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比，活化能________(填“升高”“降低”或“不变”)，对反应热是否有影响？________，原因是__________________________________________________________________________。[解析]　(2)由图示可知ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能，故逆反应活化能＝正反应活化能－ΔH＝167.2 kJ·mol－1－(－241.8 kJ·mol－1)＝409.0 kJ·mol－1。[答案]　(1)放热　需要　E2－E1　(2)409.0 kJ·mol－1　(3)降低　无影响　催化剂只降低反应的活化能，不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，即反应热不改变[或：因为催化剂只降低反应的活化能，同等程度的降低E1、E2的值，则E2－E1的差(即反应热)不改变]