2021学年第一单元 化学反应的热效应巩固练习

1.1.1 化学反应的焓变（2）

A组

1．下列过程一定释放出能量的是(　　 )

A．化合反应　　　  B．分解反应        C．分子拆成原子     D．原子形成分子

答案：D

解析：形成化学键释放能量，原子结合成分子放出能量；化合、分解反应有可能是放热反应，也有可能是吸热反应。分子拆成原子要破坏化学键，需要吸收能量，原子形成分子，形成了化学键，放出能量。故选D。

2．H2和 I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1已知：(a、b、c均大于零) 下列说法不正确的是(　　)

A.反应物的总能量高于生成物的总能量

B．断开 1 mol H—H 键所需能量小于断开1 mol I—I键所需能量

C．断开 2 mol H—I键所需能量约为(c＋b＋a) 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

答案：B

解析：H2和I2在一定条件下能发生反应为H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1 ，该反应为放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，故A正确；一般而言，键长越短，键能越大，图中显示H—H键长短于I—I键长，H—H键能大于I—I键能，故B错误；ΔH＝反应物断裂化学键需要的能量－生成物形成化学键放出的能量＝b kJ·mol－1＋c kJ·mol－1－2EH—I＝－a kJ·mol－1，得到断开2 mol H—I键所需能量约为(a＋b＋c)kJ，故C正确；反应是可逆反应不能进行彻底，依据焓变意义分析，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，故D正确。

3．研究物质变化时，人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及能量变化。据此判断以下叙述中错误的是(　　)

A．金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低

B．物质燃烧可看作是储存在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来

C．氮气分子内部存在着很强的化学键，故通常情况下氮气的化学性质很活泼

D．需要加热才能发生的反应不一定是吸收能量的反应

答案：C

解析：A.Na和Cl2反应为放热反应，NaCl中，Na+、Cl-均为稳定结构，因此生成NaCl，体系能量降低，正确；B.物质燃烧是放热反应，可以看做是储存在物质内部的能量转化为热能释放出来，正确；C.氮气分子内部存在着很强的化学键，所以通常情况下氮气的的化学性质稳定，错误；D.需要加热的反应可能是放热反应，也可能是吸热反应，一个化学反应是放热反应还是吸热反应与反应物与生成物的能量差有关，与是否需要加热无关，正确。故选C。

4．已知下列热化学方程式：

(1)H2(g)＋1/2O2 (g)===H2O (g)　  ΔH1＝a kJ/mol

(2)2H2(g)＋O2 (g)===2H2O (g)　   ΔH2＝b kJ/mol

(3)H2 (g)＋1/2 O2 (g)===H2O (l)　  ΔH3＝c kJ/mol

(4)2H2 (g)＋O2 (g)===2H2O (l)　  ΔH4＝d kJ/mol

则a、b、c、d的关系正确的是(　　)

A．a<c<0     B．b>d>0          C．2a＝b<0   D．2c＝d>0

答案：C

解析：在比较ΔH 时不仅要看物质的量与聚集状态，还要看正负。该题中反应都是放热反应，故ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4，即a、b、c、d均小于0，(2)中反应物是(1)中反应物的2倍，故放出的热量也是(1)中放出热量的2倍，故2a＝b<0，同理，2c＝d<0；(1)中生成气态水，而(3)中生成液态水，(1)比(3)放出的热量少，故c<a＜0，同理，d<b<0；本题正确答案为C。

6．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是(　　)

①C(s)＋O2(g)===CO2(g)   ΔH1         C(s)＋O2(g)===CO(g)   ΔH2

②S(s)＋O2(g)===SO2(g)   ΔH3　       S(g)＋O2(g)===SO2(g)   ΔH4

③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)   ΔH5　     2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)   ΔH6

④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)   ΔH7　  CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)   ΔH8

A．①     B．④          C．②③④    D．①②③

答案：C

解析：ΔH的比较，不仅有数值，而且有符号。ΔH的大小关系与其数值的大小关系正好相反。①中前一个热化学方程式表示碳完全燃烧，后一个表示碳不完全燃烧，|ΔH1|＞|ΔH2|，但ΔH1＜ΔH2；②根据盖斯定律ΔH3＝ΔH＋ΔH4，又ΔH＞0，故ΔH3＞ΔH4；③中|ΔH6|＝2|ΔH5|所以ΔH6＜ΔH5；④ΔH7＞0，ΔΗ8＜0，因此ΔH7＞ΔH8，故只有②③④符合题意。

7．已知在相同状况下，同一化学键断裂需要吸收的能量等于形成该化学键放出的能量。下列说法正确的是(　　)

A．电解熔融的Al2O3可以制得金属铝和氧气，该反应是一个放出热量的反应

B．水分解产生氢气和氧气时放出热量

C．相同状况下，反应2SO2＋O2===2SO3是一个放热反应，则反应2SO3===2SO2＋O2是一个吸热反应

D．氯化氢分解成氢气和氯气时放出热量

答案：C

解析：由题意可以推测，如果一个反应过程放出热量，那么使该反应向反方向进行则需要吸收热量，所以C正确；另外氢气和氧气反应、氢气和氯气反应、铝和氧气反应都是放出热量的反应，与它们相反的反应：水、Al2O3和氯化氢的分解都应该是吸收热量的反应，A、B、D错误。

8．写出下列热化学方式

（1）在101 kPa时，4.0 g硫粉在氧气中完全燃烧生成二氧化硫，放出27 kJ的热量，硫燃烧的热化学方程式为___________________________________________。

（2）在101 kPa时，氢气在1.0 mol氧气中完全燃烧，生成2.0 mol液态水，放出571.6 kJ的热量，表示氢气燃烧的热化学方程式为________________________________________。

（3）稀的强酸与稀的强碱反应生成生成1molH2O(l)时放出的热称为中和热。已知含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量。写出表示中和热的热化学方程式：

_______________________________________________。

（4）已知：0.4 mol液态肼(N2H4)与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，并放出256.65 kJ的热量，反应的热化学方程式为______________________________________________。

（5）已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，乙炔燃烧的热化学方程式为_________________________________________________________。

答案（1）S(s)+O2(g)=SO2(g)  ΔH＝－216 kJ·mol－1

（2）2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH＝－571.6 kJ·mol－1

（3）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)  ΔH＝－57.4kJ·mol－1

（4）N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH＝－641.6kJ·mol－1

（5）2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)  ΔH＝－4b kJ·mol－1

9．已知N≡N键的键能946kJ·mol－1，形成1molNO放出632kJ的能量，由N2与O2反应生成2molNO时吸收180kJ的能量。O=O键的键能是                  。

答案：498 kJ·mol－1

10．下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：

根据上述数据回答(1)～(5)题。

(1)下列物质本身具有的能量最低的是(　　)

A．H2　　　  B．Cl2　　　  C．Br2　　　D．I2

(2)下列氢化物中，最稳定的是(　　)

A．HCl　　　　B．HBr　　　　C．HI

(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？____________________。

(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是________。

(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？

答：________，你的根据是_______________________________________。

答案：(1)A　(2)A　(3)放热反应　(4)Cl2

(5)能　元素的非金属性越强，生成的氢化物越稳定，反应放出的热量就越多

解析：破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1 mol该物质放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。(1)生成1 mol H2时放出的能量最多，为436 kJ；(2)在氢化物中，生成1 mol HCl时放出的能量最多，为432 kJ；(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：185 kJ、103 kJ和9 kJ。

B组

11．化学反应中常常伴随有能量变化，某反应的能量变化图如图所示，下列叙述正确的是

A．该反应一定需要加热

B．△H =E1—E2，加入催化剂，E1、E2及△H均减小

C．该反应的反应物一定比生成物稳定

D．该反应断开所有反应物化学键所吸收的能量大于形成所有生成物化学键所释放的能量

答案：D

解析：A．根据图中的数据，可以看出是反应物的能量小于生成物的能量，则反应是吸热反应，但是不一定需要加热才能发生，A错误；B．催化剂只能改变反应的活化能，不会改变化学反应的反应热，E1、E2减小，但是△H不变， B 错误；C．根据图示数据可以看出反应物的能量小于生成物的能量，不知道反应物和生成物具体的物质和种类个数，无法确定稳定性，C错误；D．根据图中的数据，E1>E2，断开所有反应物化学键所吸收的能量大于形成所有生成物化学键所释放的能量，D正确；故选D。

12．生产液晶显示器过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12 000～20 000倍，在大气中的寿命可长达740年之久，以下是几种化学键的键能：

下列说法中正确的是  （　　）

A．过程N2(g)→2N(g)放出能量

B．过程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量

C．反应N2(g)+3F2(g)→2NF3(g)的ΔH＞0

D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应

答案：B

解析：A.过程N2(g)→2N(g)，断裂N2分子内N原子间的共价键，需要吸收能量，A不正确；B.过程N(g)+3F(g) →NF3(g)，形成三个N-F共价键，会放出能量，B正确；C.反应N2(g)+3F2(g) →2NF3(g)的ΔH=941.7kJ/mol+3×154.8 kJ/mol-6×283.0 kJ/mol=-291.9 kJ/mol <0，C不正确；D. NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，不可能发生化学反应，D不正确。故选B。

13．丙烷(C3H8)完全燃烧后只有CO2和H2O，不会造成环境污染，已知有以下四个热化学反应方程式：

①C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)       ΔH＝－a kJ·mol－1

②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)       ΔH＝－b kJ·mol－1

③2C3H8(g)＋9O2(g)===4CO2(g)＋2CO(g)＋8H2O(l)     ΔH＝－c kJ·mol－1

④C3H8(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)        ΔH＝－d kJ·mol－1

其中a、b、c、d最大的是(　　)

A．a          B．b          C．c   D．d

答案：C

解析：①与②相比生成液态水比生成气态水放出的热量多，所以b>a，④中各物质的量均为①中的一半，所以d＝a，③与②相比，2 mol C3H8燃烧生成4 mol CO2和2 mol CO，相当于此反应中的2 mol C3H8有 mol C3H8完全燃烧， mol C3H8不完全燃烧，故放出的热量c大于b，所以c最大。故选C。

14．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　 ΔH＝－571.6 kJ·mol－1

CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　 ΔH＝－890 kJ·mol－1

现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是(　　 )

A．1∶1　　　　 B．1∶3          C．1∶4       D．2∶3

答案：B

解析：设112 L(即5 mol)混合气体中H2的物质的量为x，则285.8x＋890(5－x)＝3695，解得：x＝1.25 mol。则n(H2)∶n(CH4)＝1.25 mol∶3.75 mol＝1∶3。故选B。

15．为了研究A+B=C+D反应的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：

（1）A和B的总能量比C和D的总能量___________(填“高”或“低”)。

（2）该反应为______________(填“放热”或“吸热”)反应。

（3）反应物化学键断裂吸收的能量________________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。

（4）写出一个符合题中条件的化学方程式：__________________。

答案：（1）高   （2） 放热（3）    低

（4）2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑(或2Na+2H2O=2NaOH+H2↑或NaOH+HCl=NaCl+H2O)   

解析：当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U型管中甲处液面下降乙处液面上升，根据气体具有