鲁科版 (2019)选择性必修1第1节 化学反应的热效应第1课时当堂达标检测题

课时分层作业(一)　化学反应的反应热

化学反应的内能变化与焓变

(建议用时：40分钟)

[合格过关练]

1．(双选)下列关于反应ΔU的说法中正确的是(　　)

A．ΔU<0时，反应吸收能量

B．ΔU>0时，反应吸收能量

C．化学反应体系处于静止状态时，ΔU＝Q＋W

D．ΔU＝ΔH

BC　[ΔU＝U(反应产物)－U(反应物)>0时反应吸收能量，故A错误、B正确；体系处于静止状态时，体系整体的动能和势能没有变化，体系的能量变化可以以热和功的形式呈现，故ΔU＝Q＋W，C正确，在等压反应中若没有功的存在，则ΔU＝ΔH，故D错误。]

2．将铁粉和硫粉充分混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。此现象说明(　　)

A．该反应是吸热反应

B．该反应是放热反应

C．铁粉和硫粉在常温下容易发生反应

D．反应产物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量

B　[根据反应条件及现象可判断反应是吸热反应还是放热反应。铁粉和硫粉充分混合后加热，反应一开始即停止加热，反应仍可持续进行，说明该反应是放热反应，即反应产物的总能量低于反应物的总能量。]

3．已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断下列说法中不正确的是(　　)

A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量

B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量

C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量

D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多

A　[放热反应中反应物总能量高于反应产物总能量，即12 g C和16 g O2的总能量高于28 g CO所具有的能量。]

4．下列化学反应属于吸热反应的是(　　)

A．碘的升华 B．生石灰溶于水

C．镁与稀盐酸反应 D．氨气分解

D　[A.碘的升华是物理变化，不是化学反应，故A错误；B.生石灰变成熟石灰的反应是放热反应，故B错误；C.镁和稀盐酸反应是放热反应，故C错误；D.氨气分解是吸热反应，故D正确。]

5．下列有关能量变化的说法中错误的是(　　)

A．若反应物的总能量高于反应产物的总能量，则该反应是吸热反应

B．1 mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的能量，则石墨比金刚石稳定

C．化学变化中的能量变化主要由化学键的变化引起的

D．化学变化必然伴随发生能量变化

A　[A.反应物的总能量高于反应产物的总能量，则该反应必为放热反应，选项A错误；B.1 mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的能量，说明金刚石的能量比石墨高，而能量越高越不稳定，选项B正确；C.化学反应中的能量变化，主要是旧键断裂需要吸热和形成新键放出热量引起的，选项C正确；D.任何化学反应都是断裂旧键形成新键的过程，化学键的断裂和形成会吸收能量和释放能量，选项D正确。]

6．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸溶液的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，可观察到有气泡产生，且醋酸溶液逐渐凝固。则下列说法不正确的是(　　)

A．NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应

B．该反应中，热能转化为产物内部的能量

C．反应物的总能量高于反应产物的总能量

D．反应的化学方程式为NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O

C　[醋酸溶液逐渐凝固说明反应吸收热量，导致醋酸溶液温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，A项正确；因反应为吸热反应，即吸收的热量转化为产物内部的能量，B项正确；因反应为吸热反应，则反应后反应产物的总能量高于反应物的总能量，C项错误；NH4HCO3和盐酸反应的化学方程式为NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O，D项正确。]

7．下列关于能量变化的说法正确的是(　　)

A．相同质量的水和冰相比较，冰的能量高

B．化学反应过程中能量的变化只有吸热和放热两种表现形式

C．化学反应既遵循质量守恒，也遵循能量守恒

D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

C　[相同质量的同一物质所具有的能量大小关系为气态>液态>固态，A错误；化学反应过程中能量的变化主要表现为热量的变化，有时伴随光能的变化，B错误；化学反应一定既遵循质量守恒，也遵循能量守恒，C正确；有许多的放热反应(如燃烧反应)也需要加热，D错误。]

8．(素养题)多年来世界发达国家的科研和生产实践已证明氢能是摆脱对石油依赖的最经济有效的能源，有关专家甚至认为氢能将是主宰未来世界的主要能源。目前有人研究出将淀粉或纤维素、水在酶作用下转变为二氧化碳和氢气的方法来制取氢气。下列说法错误的是(　　)

A．上述制氢气的化学方程式可表示为(C6H10O5)n＋7nH2O6nCO2↑＋12nH2↑

B．从整个能量循环来看，利用该方法得到的氢能来源于光能

C．酶作为催化剂需要合适的温度

D．氢元素有3种核素，形成的H2分子有3种

D　[A.根据题意可以知道，化学反应方程式为(C6H10O5)n＋7nH2O6nCO2↑＋12nH2↑，所以A选项是正确的；B.绿色植物的化学能来源于光能，即太阳能，化学能在一定条件下转化为氢能，那么从整个循环来看，利用该方法得到的氢能来源于太阳能，所以B选项是正确的；C.酶属于蛋白质，高温下易变性，应严格控制温度，需要在一定温度下进行反应，所以C选项是正确的；D.氢元素存在1H、2H、3H三种核素，一个氢气分子由两个氢原子构成，则自然界中的氢分子最多有3×2＝6种，故D选项错误。]

9．在测定中和反应热的实验中，下列说法正确的是(　　)

A．使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差

B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触

C．用0.5 mol·L－1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，若所取的溶液体积相等，则测得的中和反应热数值相同

D．在测定中和反应热的实验中，需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计、环形玻璃搅拌棒

A　[温度计水银球应浸入溶液中但不能与烧杯底部接触，B项错误；盐酸是强酸，醋酸是弱酸，醋酸电离吸热，C项错误；在测定中和反应热的实验中，不需要滴定管、天平，D项错误。]

10．一定条件下，某容器中各微观粒子在反应前后变化的示意图如下，其中●和○代表不同元素的原子。

关于此反应说法错误的是(　　)

A．一定属于吸热反应　　　 B．一定属于可逆反应

C．一定属于氧化还原反应 D．一定属于分解反应

A　[观察示意图知该反应的反应物是一种，反应产物是两种，该物质发生分解反应，一般的分解反应是吸热反应，但有的分解反应如2H2O2===2H2O＋

O2↑是放热反应，A项错误，D项正确；根据图示可知反应前后存在反应物，所以该反应是可逆反应，B项正确；该反应中反应物为化合物，反应产物中有单质，元素化合价有变化，属于氧化还原反应，C项正确。]

11．反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是

(　　)

A．12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g)，放出的热量为110.5 kJ

B．2 mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g)，放出的热量大于221 kJ

C．C(s)和O2(g)的总能量小于CO(g)的能量

D．该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差

B　[本题考查化学反应中的能量变化。由图像知12 g C(s)燃烧生成28 g一氧化碳气体放出110.5 kJ的热量，A错误；2 mol C(s)燃烧生成CO(g)放出221 kJ的热量，则完全燃烧生成CO2(g)，放出的热量一定大于221 kJ，B正确；C(s)和O2(g)的总能量大于CO(g)的能量，C错误；该反应的反应热等于旧键断裂吸收的能量减去新键形成释放的能量，D错误。]

12．一定条件下，A与B反应可生成C和D，其能量变化如图所示：

(1)下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是________(选填字母)。

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一定能自发进行

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H1<H2，则反应产物的总能量______(填“>”“<”或“＝”)反应物的总能量，反应热Q_____0(填“>”“<”或“＝”)，该反应______(填“放热”或“吸热”)。

[解析]　(1)根据质量守恒定律，反应前后元素原子的种类及数目均不会改变；并非氧化还原反应才有热量变化，任何化学反应均伴随着能量的变化；反应前对反应物加热，只是为了达到反应的条件，与反应是否是放热反应没有必然的联系；根据能量守恒定律有：反应物的总能量＝反应产物的总能量＋放出的能量(或“－吸收的能量”)。

(2)Q＝反应产物的总能量－反应物的总能量＝H2－H1>0，推知Q>0。

[答案]　(1)A　(2)>　>　吸热

13．某学习小组设计了如图所示的实验装置，探究化学反应中的热效应。把试管放入盛有25 ℃澄清饱和石灰水的烧杯中，试管中开始时放入一小块镁片，再用滴管向其中滴加5 mL稀盐酸。试回答下列问题：

(1)实验中观察到的现象是__________________________________________

________________________________________________________________。

(2)产生(1)中现象的原因是__________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________。

(3)写出实验过程中发生反应的离子方程式为__________________________

________________________________________________________________。

[解析]　镁与稀盐酸的反应是放热反应，该反应产生的热量使饱和石灰水的温度升高，Ca(OH)2的溶解度随着温度的升高而减小，有Ca(OH)2固体析出。

[答案]　(1)试管中镁片逐渐溶解，并有气泡产生，烧杯中石灰水变浑浊

(2)镁与稀盐酸的反应是放热反应，该反应放出的热量使饱和石灰水的温度升高，Ca(OH)2的溶解度随着温度的升高而减小，有Ca(OH)2固体析出

(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑

14．下表中的数据是破坏1 mol气体物质中的共价键所吸收的能量(键能)：

根据表中数据回答下列问题：

(1)上述物质中最稳定的氢化物是________。

(2)反应X2(g)＋H2(g)===2HX(g)(X代表Cl、Br、I)是________(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)相同条件下，X2(g)与H2(g)反应，当消耗等物质的量的H2(g)时，放出或吸收的热量最多的是________。

[解析]　(2)由相关物质的键能可计算出破坏旧化学键吸收的能量和形成新化学键释放的能量，比较二者的相对大小，可知H2(g)与X2(g)的反应是放热反应。(3)相同条件下，X2(g)与H2(g)反应，当消耗等物质的量的H2(g)时，根据表中的键能数据计算可知，放出热量最多的是Cl2。

[答案]　(1)HCl　(2)放热　(3)Cl2

[素养培优练]

15．(双选)一种分解海水制氢气的方法为2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)。如图为此反应的能量变化示意图，则下列说法不正确的是(　　)

A．反应物H2O(l)的总能量高于反应产物H2(g)和O2(g)的总能量

B．TiO2可以提高H2O的分解速率

C．催化剂对该反应的反应热无影响

D．由于该反应使用了激光，故该反应不遵循能量守恒定律

AD　[该反应中H2O(l)分解生成H2(g)和O2(g)，由图可知，反应物的总能量低于反应产物的总能量，即H2O(l)的总能量低于H2(g)和O2(g)的总能量，A项错误；TiO2作催化剂，可以提高H2O的分解速率，但不影响反应的反应热，B、C项正确；反应体系的总能量是守恒的，所有化学反应均遵循能量守恒定律，D项错误。]

16．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和CaO的总能量大于CaCO3的总能量

B．该反应的焓变大于零

C．该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量

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

D　[因为碳酸钙受热分解是吸热反应，所以CO2和CaO的总能量大于CaCO3的总能量，焓变大于零，A、B正确；在CaCO3中Ca2＋和CO之间存在离子键，CO中C与O之间存在共价键，故反应中有离子键断裂也有共价键断裂，旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成放出能量，C正确；需要加热才发生的反应不一定为吸热反应，如木炭的燃烧需要加热，但该反应是放热反应，D错误。]

17．将V1 mL 1.0 mol·L－1的盐酸溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，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溶液的浓度约是1.0 mol·L－1

D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应

B　[由图可知，加入5 mL盐酸时混合液的温度达到22 ℃，故环境的温度应低于22 ℃；反应放热，由化学能转化为热能；恰好反应时放出热量最多，NaOH溶液的浓度为＝1.5 mol·L－1；有水生成的反应不一定是放热反应，如Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O是吸热反应。]

18．合成氨工业中，合成塔中每产生2 mol NH3，放出92.2 kJ热量。

(1)若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2，达平衡后放出的热量为Q，则Q________184.4 kJ(填“>”“<”或“＝”)。

(2)已知

1 mol N—H键断裂吸收的能量等于________kJ。

[解析]　(1)反应是可逆反应，不能进行彻底，该温度下合成塔中放入2 mol N2和6 mol H2，生成的氨气小于4 mol，故达到平衡后放出的热量小于184.4 kJ。

(2)3H2＋N22NH3，反应焓变＝反应物断裂化学键吸收的总能量－反应产物形成化学键放出的总能量，即3×436 kJ＋945.8 kJ－6×EN—H＝

－92.2 kJ，EN—H＝391 kJ。

[答案]　(1)＜　(2)391