2022年高三化学寒假同步测试：01反应热与热化学方程式 Word版含答案

这是一份2022年高三化学寒假同步测试：01反应热与热化学方程式 Word版含答案，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

01反应热与热化学方程式
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1．下列变化中，属于吸热反应的是( )
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓H2SO4的稀释 ④KClO3分解制取O2 ⑤生石灰与水反应生成熟石灰 ⑥CaCO3的高温分解 ⑦CO2＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))2CO ⑧Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合 ⑨C＋H2O(g)eq \(=====,\s\up7(高温))CO＋H2 ⑩Al与HCl反应
A．①②④⑥⑦⑧⑨ B．②④⑥⑦⑧⑨
C．①④⑥⑧ D．①②④⑧⑨
2．对于放热反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)，下列说法正确的是( )
A．反应产物H2O所具有的总焓高于反应物H2和O2所具有的总焓
B．反应物H2和O2所具有的总焓高于反应产物H2O所具有的总焓
C．反应物H2和O2所具有的总焓等于反应产物H2O所具有的总焓
D．反应物H2和O2比反应产物H2O稳定
3．H2与O2发生反应的过程可用如下模型图表示(“—”表示化学键)。下列说法不正确的是( )
A．过程Ⅰ是吸热过程
B．过程Ⅲ一定是放热过程
C．该反应过程中所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键
D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
4．下列说法不正确的是( )
A．任何化学反应都伴随着能量变化
B．化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应
D．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应
5.将下列物质分别装入有水的锥形瓶里，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内滴有红墨水的水面呈现如图所示状态。加入的物质不可能是(不考虑加入物质引起的溶液体积的变化)( )
A．固体NaOH
B．浓H2SO4
C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl糊状物
D．CaO固体
6.如图显示了物质储存能量的高低，下列有关叙述正确的是( )
A．E→F＋G和F＋G→E两个反应吸收或放出的能量数值不相等
B．E→F＋G是放热反应
C．E的能量高于F和G的总能量
D．E→F＋G是吸热反应，F＋G→E是放热反应
7．有如下三个热化学方程式：
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH＝a kJ·ml－1
H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝b kJ·ml－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝c kJ·ml－1
下列关于它们的表述中，正确的是( )
A．它们都是吸热反应 B．a、b和c均为正值
C．a＝b D．2b＝c
8．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)，反应过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是( )
A．1 ml H2与1 ml F2反应生成2 ml液态HF放出的热量为270 kJ
B．氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应
C．在相同条件下，1 ml H2(g)与1 ml F2(g)的能量总和大于2 ml HF(g)的能量
D．其他条件不变，加入催化剂，该反应的ΔH减小
9．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/ml，则关于方程式2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH的说法中正确的是( )
A．方程式中的化学计量数表示分子数
B．该反应ΔH大于零
C．该反应ΔH＝－571.6 kJ/ml
D．该反应可表示36 g水分解时的热效应
10．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ/ml表示( )
A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B．1 ml碳和1 ml水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量
C．1 ml固态碳和1 ml水蒸气反应生成1 ml一氧化碳气体和1 ml氢气，并吸热131.3 kJ
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收131.1 kJ热量
11．为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是( )
①酸溶液的浓度和体积 ②碱溶液的浓度和体积 ③比热容 ④反应后溶液的质量 ⑤生成水的物质的量 ⑥反应前后温度变化 ⑦操作所需的时间
A．①②③⑥ B．①③④⑤
C．③④⑤⑥ D．全部
12.科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 ml N—N键吸收193 kJ热量，断裂1 ml N≡N键吸收941 kJ热量，则( )
A．N4的熔点比P4高
B．1 ml 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 ml N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量
13.化学反应N2＋3H2eq \(========,\s\up7(催化剂),\s\d5(高温、高压))2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是( )
A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ/ml
B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝2(b－a) kJ/ml
C.eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)===NH3(l) ΔH＝(b＋c－a) kJ/ml
D.eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)===NH3(g) ΔH＝(a＋b) kJ/ml
14．节约能源、低碳生活是人类共同的责任。在36 g碳不完全燃烧所得气体中，CO占eq \f(1,3)体积，CO2占eq \f(2,3)体积，且C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ/ml，CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ/ml。与36 g碳完全燃烧相比，损失的热量是( )
A．172.5 kJ B．1 149 kJ
C．283 kJ D．517.5 kJ
15.白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P a kJ/ml、P—O b kJ/ml、P===O c kJ/ml、O===O d kJ/ml。根据如图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，下列数据正确的是( )
A．(6a＋5d－4c－12b) kJ/ml B．(4c＋12b－6a－5d) kJ/ml
C．(4c＋12b－4a－5d) kJ/ml D．(4a＋5d－4c－12b) kJ/ml
16．将V1 mL 1.00 ml/L 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)。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 ml/L
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
17．(8分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。
反应A：4HCl＋O2eq \(,\s\up7(CuO/CuCl2),\s\d5(400 ℃))2Cl2＋2H2O
已知ⅰ.反应A中，4 ml HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.

(1)请写出反应A的热化学方程式：________________________________________。
(2)断开1 ml H—O键与断开1 ml H—Cl键所需能量相差约为____________kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键________(填“强”或“弱”)。
18．(11分)氮氧化物污染日益严重，请分析下列有关NO、NO2等的试题，然后填空。
(1)下图所示为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化。
由上图写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学反应方程式：
________________________________________________________________________。
(2)下图是1 ml NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_______________________________________________________。
(3)已知：在298 K、101 kPa下，由稳定的单质生成1 ml化合物的反应热叫做该化合物的生成热。如图为氧族元素(除钋外)的氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。
①请你归纳：非金属元素的气态氢化物的稳定性与氢化物的生成热(ΔH)之间的关系：
________________________________________________________________________。
②写出硒化氢在298 K、101 kPa时发生分解反应的热化学反应方程式：
________________________________________________________________________。
19．(15分)已知在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 ml水时的反应热叫做中和热。现利用如图装置进行中和热的测定，请回答下列问题：
(1)该图中有两处未画出，它们是________________、________________。
(2)做一次完整的中和热测定实验，温度计需使用________次。
(3)把温度为15.0 ℃，浓度为0.5 ml·L－1的酸溶液和0.55 ml·L－1的碱溶液各50 mL混合(溶液密度均为1 g·mL－1)，生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，轻轻搅动，测得酸碱混合液的温度变化数据如下：
①试计算上述两组实验测出的中和热ΔH1＝__________，ΔH2＝____________。
②两组实验结果差异的原因是___________________________________________。
③写出HCl＋NH3·H2O的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
20．(18分)某同学设计如图的实验方案来探究NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应中的能量变化。根据他的实验步骤填写对应的实验现象和结论。
(1)列表整理实验现象和结论：
(2)问题讨论
①实验中为何要在晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物？
②在实验中即使不结冰，将烧杯拿起时烧杯与玻璃片也可能粘在一起。怎样用简单方法说明烧杯与玻璃片之间是因结冰而粘在一起的？
③浸有稀H2SO4的棉花有何作用？
参考答案与解析
1． 解析：选B。化学反应过程中伴随着能量的吸收或放出，清楚哪些反应放热，哪些反应吸热，清楚归类。分解反应为吸热反应，②④⑥都是分解反应；①液态水汽化和③浓硫酸的稀释均为物理变化，不是化学反应；⑧为吸热反应；⑦⑨是在高温下进行的吸热反应。
2． 解析：选B。放热反应ΔH<0，反应物所具有的总焓高于生成物所具有的总焓。
3． 解析：选D。过程Ⅰ是旧化学键断裂的过程，为吸热过程，而过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，故A、B、C项均正确；通过排除法可知D项错误。
4． 解析：选B。任何化学反应都伴随着能量变化，但能量变化不一定表现为热量变化，还可能以光能等其他形式的能量相互转化；E(反应物)>E(生成物)，反应放热；E(反应物)5． 解析：选C。U形管中右侧红墨水的液面比左侧红墨水的液面高，说明向锥形瓶中加入某种物质后，放出热量，使得气体膨胀导致锥形瓶内压强增大。根据所给出的物质，符合条件的是A、B、D项；选项C中物质在溶液中发生的反应为吸热反应，故本题答案为C。
6． 解析：选D。由题图可知，F＋G的总能量高于E的能量，即反应F＋G→E是放热反应，则E→F＋G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． 解析：选D。H2燃烧是放热反应，ΔH为负值，故A、B不正确；根据相同物质的反应，聚集状态不同，反应热不同，可判断a≠b，故C错；根据相同的反应，反应热与可燃物的物质的量成正比，第三个反应各反应物和生成物物质的量是第二个反应各反应物和生成物物质的量的2倍，可判断2b＝c。
8． 解析：选C。由图可写出热化学方程式H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270 kJ/ml，它的含义是在25 ℃、101 kPa时，1 ml H2(g)与1 ml F2(g)完全反应生成2 ml HF(g)时，放出270 kJ的热量，由此可知选项A错误，选项C正确；而H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH<0，则反应2HF(g)===H2(g)＋F2(g)为吸热反应，B项错误；ΔH与是否使用催化剂无关，即选项D错误。
9． 解析：选B。在书写热化学方程式时，若反应物和生成物对换，则ΔH的符号变化，数值不变，故B正确，C不正确；D项未注明水的状态。
10． C
11． 解析：选C。根据计算公式ΔH＝－eq \f(4.18·m（溶液）·（t2－t1）,n（H2O）)可知，C正确。
12． 解析：选D。N4与白磷(P4)结构相似，均为分子晶体，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错；N4与N2互为同素异形体，而不是同系物，则C错；从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N—N键，根据N4(g)===2N2(g) ΔH，有ΔH＝6×193 kJ·ml－1－2×941 kJ·ml－1＝－724 kJ·ml－1，故B项错误，D项正确。
13． 解析：选A。由题图可以看出，eq \f(1,2)ml N2(g)和eq \f(3,2) ml H2(g)的化学键断裂需吸收的总能量为a kJ，形成1 ml NH3(g)放出的能量为b kJ，所以有eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)===NH3(g) ΔH＝(a－b) kJ/ml，而1 ml NH3(g)转化为1 ml NH3(l)放出c kJ的能量，所以有eq \f(1,2)N2(g)＋eq \f(3,2)H2(g)===NH3(l) ΔH＝(a－b－c) kJ/ml，即N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ/ml。
14． 解析：选C。36 g碳(即3 ml)不完全燃烧，其中1 ml C转化为CO，2 ml C转化为CO2，与36 g碳完全燃烧相比，损失的热量是因CO没有继续燃烧转化为CO2而导致的。根据CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ/ml，可知损失283 kJ的热量。
15． 解析：选A。ΔH＝化学键断裂所吸收的总能量减去形成化学键所释放的总能量，在1 ml P4与5 ml O2生成1 ml P4O10的过程中，要断裂6 ml P—P、5 ml O===O，同时会形成4 ml P===O，12 ml P—O，故ΔH＝6a kJ/ml＋5d kJ/ml－12b kJ/ml－4c kJ/ml＝(6a＋5d－4c－12b) kJ/ml，A项正确。
16． 解析：选B。由图可知，在盐酸体积为30 mL前，随着盐酸体积的增大，混合液的温度升高，而盐酸体积为5 mL时，混合液温度为22 ℃，所以做该实验时的环境温度低于22 ℃，A错；当V1＝30时，盐酸和NaOH溶液恰好完全反应，因V1＋V2＝50，则V2＝20，NaOH溶液浓度为eq \f(3,2) ml·L－1，C错；消石灰与NH4Cl反应有水生成，但该反应吸热，故D错。
17． 解析：在400 ℃时，水为气态，热化学方程式为4HCl(g)＋O2(g)eq \(,\s\up7(),\s\d5( ))2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·ml－1。设H—Cl键的键能为a，H—O键的键能为b。反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，4a＋498 kJ·ml－1－2×243 kJ·ml－1－4b＝－115.6 kJ·ml－1。4(a－b)＝－127.6 kJ·ml－1，a－b≈－32 kJ·ml－1。H—O键的键能比H—Cl键的键能大，则H—O键比H—Cl键强。
答案：(1)4HCl(g)＋O2(g)eq \(,\s\up7(),\s\d5( ))2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－115.6 kJ·ml－1 (2)32 强
18． 解析：(1)根据所给信息可知N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝断键吸收的总能量－形成化学键放出的总能量＝＋180 kJ/ml。
(2)由题干信息可知：NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝E1－E2＝－234 kJ/ml。
(3)①根据元素周期律，同一主族元素非金属性越强，生成气态氢化物越容易，气态氢化物越稳定；而能量越低，物质越稳定。由此可知a、b、c、d依次为H2Te、H2Se、H2S、H2O。根据能量数值可得，非金属元素的气态氢化物越稳定，ΔH越小，反之亦然；②由题给信息知，H2(g)和Se(s)反应生成1 ml H2Se时吸收81 kJ的热量，则硒化氢在298 K、101 kPa时，发生分解反应的热化学反应方程式为H2Se(g)===H2(g)＋Se(s) ΔH＝－81 kJ/ml。
答案：(1)N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180 kJ/ml
(2)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ/ml
(3)非金属元素的气态氢化物越稳定，ΔH越小 H2Se(g)===H2(g)＋Se(s) ΔH＝－81 kJ/ml
19． 解析：(2)实验前，分别测定酸、碱的温度，实验中测定混合液的最高温度，共计3次。(3)①根据题目给出的酸、碱的物质的量，酸为0.025 ml，碱为0.027 5 ml，碱是过量的，应根据酸的量进行计算，即反应生成了0.025 ml H2O。根据实验数据算出生成1 ml H2O所放出的热量，即得出两组实验测出的中和热数值：ΔH1＝－[4.18×(50＋50)×10－3×1×(18.4－15.0)] kJ÷0.025 ml＝－56.8 kJ·ml－1，ΔH2＝－[4.18×(50＋50)×10－3×1×(18.1－15.0)] kJ÷0.025 ml＝－51.8 kJ·ml－1。
答案：(1)环形玻璃搅拌棒 烧杯上方的泡沫塑料盖
(2)3
(3)①－56.8 kJ·ml－1 －51.8 kJ·ml－1
②NH3·H2O是弱碱，在中和过程中NH3·H2O发生电离，要吸热，因而总体放热较少
③HCl(aq)＋NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－51.8 kJ·ml－1
20． 解析：此实验操作过程中需注意如下几点：a.Ba(OH)2·8H2O晶体应研磨成粉末，以便与NH4Cl晶体充分接触；b.一定要在晶体混合后立即用玻璃棒搅拌混合物，以便它们快速反应；c.反应有刺激性气味的气体(NH3)生成，要注意防止吸入；d.底部粘有水的玻璃片的小烧杯不能提得太高，移得太远，防止玻璃片脱落损坏。
根据结论可知反应原理为2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===2NH3↑＋BaCl2＋10H2O，此反应过程吸收能量。
问题讨论：①因为反应体系会从环境中吸收热量，若反应速率过慢，虽然反应吸热导致反应混合物温度下降，但会因与环境间的热量交换而使现象不明显。快速搅拌可使反应迅速充分进行，现象明显。②由于水排开了烧杯底部和玻璃片之间的空气，在大气压作用下烧杯也可能与玻璃片粘在一起，可将烧杯和玻璃片提起，从侧面轻推玻璃片，通过玻璃片能否发生滑动来判断。
答案：(1)
(2)①使反应物迅速充分地反应，并使温度迅速下降。
②将烧杯和玻璃片提起，从侧面轻推玻璃片，若玻璃片能发生相对滑动，则说明烧杯和玻璃片是因水粘在一起的，若不能相对滑动，则为冰所冻结。
③吸收生成的氨气。题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
答案
反应物
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
中和热
HCl＋NaOH
15.0
18.4
ΔH1
HCl＋NH3·H2O
15.0
18.1
ΔH2
实验步骤
实验现象
得出结论
A.将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物，并在烧杯口放一湿润的红色石蕊试纸
B.用手触摸烧杯下部
C.用手拿起烧杯
D.将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起
E.反应完后移走烧杯上的多孔塑料板，观察反应物
实验现象
得出结论
有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
有NH3生成
感觉烧杯变凉
反应吸热
烧杯下面带有水的玻璃片粘到了烧杯底部
反应吸收热量使体系温度
降低，使水结成冰
玻璃片脱离上面烧杯底部
冰融化
混合物成糊状
有水生成