第1章　第1节　第1课时　化学反应的反应热、焓变 试卷

第1章化学反应与能量转化

第1节　化学反应的热效应

第1课时　化学反应的反应热、焓变

课后篇素养形成

必备知识基础练

1.下列说法正确的是(　　)

A.物质发生化学反应都伴随着能量变化

B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化

C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与反应产物的总能量一定相同

D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于反应产物的总能量

答案A

解析化学反应发生物质变化的同时一定伴随能量的变化,A正确;伴有能量变化的物质变化既有物理变化又有化学变化,如水从液态变为气态的过程是吸热过程,属于物理变化,B错误;化学反应发生物质变化的同时一定发生能量变化,反应物的总能量与反应产物的总能量不同导致化学反应都伴随能量变化,所以在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与反应产物的总能量一定不同,C错误;化学反应有吸热反应也有放热反应,反应物的总能量高于反应产物的总能量,反应是放热反应,在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量不一定高于反应产物的总能量,D错误。

2.如图是化学反应中物质变化和能量变化的示意图。若E1>E2,则下列反应符合该示意图的是(　　)

A.NaOH溶液与稀盐酸的反应

B.锌与稀盐酸的反应

C.氢氧化钡与氯化铵固体的反应

D.一氧化碳在空气中的燃烧反应

答案C

解析吸收的能量E1大于释放的能量E2,故该反应为吸热反应。NaOH溶液与稀盐酸的反应属于放热反应,故A错误;锌与稀盐酸的反应属于放热反应,故B错误;氢氧化钡与氯化铵固体的反应属于吸热反应,故C正确;一氧化碳在空气中的燃烧反应属于放热反应,故D错误。

3.下列反应中能量变化与其他不同的是(　　)

答案D

解析A项发生的铝热反应是放热反应,B项燃料燃烧是放热反应,C项酸碱中和反应是放热反应,D项氯化铵晶体与Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应,故选D。

4.未来清洁能源——纳米金属。如纳米铁可作为发动机的燃料,那时我们将迎来一个新的“铁器时代”。有一些专家也曾经指出,如果利用太阳能使燃烧产物如CO2、H2O、N2等重新组合的构想能够实现(如图),那么,不仅可以消除大气的污染,还可以节约燃料,缓解能源危机,在此构想的物质循环中太阳能最终转化为(　　)

A.化学能 B.热能 C.生物能 D.电能

答案B

解析在题给构想的物质循环中,太阳能将CO2、H2O、N2等气体重新组合成燃料,此过程为太阳能→化学能;燃料燃烧是化学能→热能,故在构想的物质循环中太阳能最终转化为热能,B项正确。

5.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是 (　　)

A.铝片与稀盐酸反应

B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应

C.灼热的炭与二氧化碳反应

D.甲烷在氧气中的燃烧反应

答案C

解析Al与盐酸的反应是放热反应,A项不符合题意;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是吸热反应,但不是氧化还原反应,B项不符合题意;灼热的C和CO2反应是氧化还原反应,同时又是吸热反应,C项符合题意;甲烷的燃烧是放热反应,D项不符合题意。

6.关于化学反应与能量的说法正确的是(　　)

A.化学键断裂需要吸收能量

B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关

C.在化学反应过程中反应物的总能量总是等于反应产物的总能量

D.放热反应不要加热就能进行,吸热反应需要在加热的条件下才能进行

答案A

解析断开化学键要吸收能量,形成化学键要放出能量,A正确;化学反应中的能量变化大小与反应物的物质的量成正比,即与反应物的质量成正比,B错误;不存在既不吸热也不放热的反应,故反应物的总能量和反应产物的总能量一定不相等,C错误;反应吸热或放热与反应条件无关,即放热反应可能需要加热才能进行,吸热反应在不加热的条件下也可能进行,D错误。

7.由如图分析,有关叙述正确的是 (　　)

A.AB+C和B+CA两个反应吸收或放出的能量不等

B.AB+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.AB+C是吸热反应,则B+CA必然是放热反应

答案D

解析AB+C与B+CA属于同一反应的正逆两个方向的反应,两个反应吸收和放出的热量相等,符号相反,故A错误;AB+C是能量升高的反应属于吸热反应,ΔH>0,故B错误;AB+C是能量升高的反应,所以A具有的能量低于B和C具有的能量和,故C错误;AB+C是吸热反应,B+CA必然是放热反应,B+CA是AB+C的逆过程,故D正确。

8.一定条件下,A与B反应可生成C和D,其能量变化如图:

(1)下列有关反应A+BC+D的说法正确的是　　　　　。 

A.反应前后原子的种类和数目一定不变

B.该反应若有热量变化,则一定是氧化还原反应

C.若该反应为放热反应,则不需要加热反应就能进行

D.反应物的总质量、总能量与反应产物的总质量、总能量均相等

(2)若E1<E2,则反应产物的总能量　　　　　(填“>”“<”或“=”)反应物的总能量,反应热ΔH　　　　(填“>”“<”或“=”)0。该反应是　　　　　反应(填“放热”或“吸热”)。 

答案(1)A　(2)>　>　吸热

解析本题考查对化学反应中能量转化的理解。

(1)化学反应前后原子的种类和数目不变,A正确;热量变化与是否是氧化还原反应无关,B错误;加热是引发反应的外界条件,与反应吸热、放热无关,C错误;反应物的总能量与反应产物的总能量一定不相等,D错误。

(2)E1<E2,表示反应产物的总能量大于反应物的总能量,该反应为吸热反应,ΔH>0。

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9.根据如图所示的反应,判断下列说法中错误的是(　　)

碳酸钙的热分解示意图

A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量

B.该反应的焓变大于零

C.该反应中既有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键生成放出能量

D.由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应

答案D

解析因为碳酸钙受热分解是吸热反应,所以CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量,焓变大于零,A、B两项均正确;在CaCO3中,Ca2+和C之间存在离子键,C中C与O原子之间存在共价键,故反应中既有离子键断裂也有共价键断裂,断键吸收能量,成键放出能量,C项正确;需要加热才发生的反应不一定为吸热反应,如碳的燃烧反应就是放热反应,D项错误。

10.(双选)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:

下列说法正确的是(　　)

A.CO和O生成CO2是放热反应

B.在该过程中,CO断键形成C和O

C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2

D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程

答案AC

解析由题中图示可知状态Ⅲ的能量低于状态Ⅰ的能量,因此该过程是放热过程,A项正确;由图示反应过程可知该过程中CO的化学键没有断开,B项错误;CO与O生成的CO2具有极性共价键,C项正确;状态Ⅰ到状态Ⅲ表示CO与O生成CO2的过程,D项错误。

11.反应A+B→C(ΔH<0)分两步进行①A+B→X(ΔH>0);②X→C(ΔH<0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)

答案B

解析由反应A+B→C(ΔH<0)分两步进行:①A+B→X(ΔH>0);②X→C(ΔH<0)。A+B→C(ΔH<0)是放热反应,A和B的能量之和大于C,由①A+B→X(ΔH>0)可知这步反应是吸热反应,X→C(ΔH<0)是放热反应,故X的能量大于A和B的能量;A和B的能量大于C的能量;X的能量大于C,图像B符合。

12.(2020山东兖州高二上学期期中)某反应由两步反应ABC构成,它的反应能量曲线如图,下列叙述正确的是(　　)

A.三种化合物中C最稳定

B.两步反应均为吸热反应

C.A与C的能量差为E4

D.AB反应,反应条件一定要加热

答案A

解析根据能量越低越稳定的原则,三种化合物中C的能量最低,所以C最稳定,A正确;由图像可知,第一步反应为吸热反应,第二步反应为放热反应,B错误;A与C的能量差为ΔH=(E1-E2)+(E3-E4)=E1+E3-E2-E4,C错误;AB的反应是吸热反应,与反应发生的条件无关,即吸热反应不一定要加热,D错误。

13.已知某化学反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g)(AB2的分子结构为B—A—B)的能量变化如图所示,下列有关叙述中正确的是(　　)

A.该反应的进行一定需要加热

B.该反应的ΔH=-(E1-E2) kJ·mol-1

C.该反应为吸热反应

D.断裂1 mol A—A键和2 mol B—B键放出E1 kJ能量

答案C

解析吸热反应的发生不一定需要加热,故题给反应的进行不一定需要加热,A选项错误;由图可知题给反应的ΔH=+(E1-E2) kJ·mol-1,B选项错误;根据图中信息可知,反应物总能量小于反应产物总能量,题给反应为吸热反应,C选项正确;由图中信息可知,断裂1 mol A—A键和2 mol B—B键,需要吸收E1 kJ能量,D选项错误。

14.根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况,判断下列说法错误的是(　　)

A.该反应中反应物所具有的总能量低于反应产物所具有的总能量

B.2 mol气态氧原子结合生成O2(g)时,能放出498 kJ能量

C.断裂1 mol NO分子中的化学键,需要吸收632 kJ能量

D.1 mol N2和1 mol O2的反应热ΔH=-180 kJ·mol-1

答案D

解析A项,由题给数据可知,该反应中反应物所具有的总能量低于反应产物所具有的总能量,正确;B项,对于互逆过程的热量变化,ΔH绝对值相等,正、负相反,故B、C正确;D项,ΔH=(946+498-2×632) kJ·mol-1=180 kJ·mol-1,错误。

15.研究表明,化学反应的能量变化ΔH与反应物和生成物的键能有关,键能可以理解为断开或形成1 mol化学键时所吸收或释放的能量。下表是部分化学键的键能数据:

已知1个白磷分子为4个磷原子所形成的正四面体,1 mol 白磷完全燃烧放出2 378.0 kJ的热量,白磷完全燃烧后的产物结构如图所示,则上表中的x=　　　　。 

答案433.75

解析1个白磷分子中含有6个P—P键,1个氧分子中含有1个OO键,1个P4O10分子中含有12个P—O键和4个PO键,则有:

-2 378.0 kJ·mol-1=6×197 kJ·mol-1+5×499 kJ·mol-1-12×360 kJ·mol-1-4x kJ·mol-1

解得:x=433.75。

学科素养拔高练

16.硫酸是无机工业的“血液”,SO2的催化氧化是工业制备硫酸的重要环节。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH1=-99 kJ·mol-1。

请回答下列问题:

(1)该反应属于　　　　反应(填“放热”或“吸热”)。 

(2)从能量角度分析图中C表示　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)从化学键的角度分析,F代表什么意义?　　　　　　　　　　　　。 

(4)改变反应条件可改变E值大小,如加入V2O5作为催化剂,可使E值减小。E的大小对该反应的反应热　　　　　　　　(填“无影响”“有影响”或“不确定”)。 

(5)图中ΔH=　　　　　 kJ·mol-1。 

(6)若已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(l)的ΔH2=-Q kJ·mol-1,则ΔH1　　　　　ΔH2(填“>”“<”或“=”)。 

答案(1)放热　(2)反应产物的总能量　(3)形成新键释放的能量　(4)无影响　(5)-198　(6)>

解析(1)由题目条件可知,1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH1=-99 kJ·mol-1,则该反应为放热反应。

(2)图中C点为反应过程的最终时刻,即代表反应产物的总能量。

(3)E代表断裂旧键时吸收的能量,则F代表形成新键时释放的能量。

(4)E值的大小代表了断裂旧键时所吸收的能量,而反应热的数值取决于旧键断裂吸收能量与新键形成释放能量的差值,所以E的大小对反应热无影响。

(5)图示代表2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化,所以ΔH=2×(-99) kJ·mol-1=-198 kJ·mol-1。

(6)SO3(g)SO3(l)　ΔH<0,所以ΔH1>ΔH2。