2021学年第一节 反应热第1课时同步训练题

反应热　焓变

(40分钟　70分)

一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分)

1．中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs)，能利用太阳光高效分解水，原理如下图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．通过该催化反应，实现了太阳能向化学能的转化

B．反应Ⅰ中涉及非极性键的断裂和极性键的形成

C．反应Ⅱ为2H2O22H2O ＋ O2↑

D．总反应为2H2O2H2↑＋ O2↑

【解析】选B。由题给反应机理图示可知，利用太阳光实现高效分解水的过程分为两步，反应Ⅰ为水在C3N4的催化作用下反应生成过氧化氢和氢气，反应的化学方程式为2H2OH2O2＋H2↑，反应Ⅱ为H2O2在CQDs的催化作用下反应生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑，总反应方程式为2H2O2H2↑＋O2↑。该过程利用太阳光实现高效分解水，实现了太阳能向化学能的转化，故A正确；反应Ⅰ为水在C3N4的催化作用下反应生成过氧化氢和氢气，没有涉及非极性键的断裂，故B错误；反应Ⅱ为H2O2在CQDs的催化作用下反应生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O ＋O2↑，故C正确；反应Ⅰ的化学方程式为2H2OH2O2＋H2↑，反应Ⅱ的化学方程式为2H2O22H2O ＋O2↑，则总反应方程式为2H2O2H2↑＋O2↑，故D正确。

2．(2021·武汉高二检测)下列变化过程，属于放热反应的是(　　)

①NH4Cl固体溶于水　②炸药爆炸　③食物因氧化而腐败　④铝热反应　⑤酸碱中和反应　⑥煅烧石灰石制生石灰　⑦溴蒸气液化

A．②③④⑤⑦　　　　　　 B．①②④⑤

C．②③④⑤　        D．①②③⑥⑦

【解析】选C。①NH4Cl固体溶于水是吸热的物理过程，故错误；②炸药爆炸是放热反应，故正确；③食物因氧化而腐败是放热反应，故正确；④铝热反应是剧烈的放热反应，故正确；⑤酸碱中和反应是放热反应，故正确；⑥煅烧石灰石制生石灰是化合物的分解，是吸热反应，故错误；⑦溴蒸气液化是放热的物理过程，故错误。

3．(2021·北京东城区高二检测)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

【解析】选B。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。

4．(2021·北京通州高二检测)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应：H＋(aq)＋

OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸，②稀盐酸，③浓硫酸，恰好完全反应时对应的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是(　　)

A．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2    B．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3

C．ΔH1＜ΔH2＜ΔH3    D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2

【解析】选B。强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H＋(aq)＋

OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，分别向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸、②稀盐酸、③浓硫酸，醋酸的电离吸热，浓硫酸溶于水放热，则恰好完全反应时的放出的热量为③＞②＞①，所以ΔH1＞ΔH2＞ΔH3。

5．(双选)根据如图所得判断正确的是(　　)

已知：I2(g)===I2(s)　ΔH＝－62.4 kJ·mol－1

A．图1反应为吸热反应

B．图2反应的热化学方程式为2HI(g) H2(g)＋I2(g)　ΔH＝＋9.4 kJ·mol－1

C．图2中若I2的状态为固态，则能量变化曲线可能为①

D．断裂1 mol H2(g)和1 mol I2(g)中化学键需要的能量小于断裂2 mol HI(g)中化学键需要的能量

【解析】选B、D。图1中反应物具有的能量大于生成物具有的能量，则该反应为放热反应，故A错误；由图1可知，反应的热化学方程式为H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH＝－9.4 kJ·mol－1，则其逆反应的热化学方程式为2HI(g) H2(g)＋I2(g)　ΔH＝＋9.4 kJ·mol－1，故B正确；由选项B可知2HI(g) H2(g)＋I2(g)　ΔH＝＋9.4 kJ·mol－1，I2(g)===I2(s)　ΔH＝－62.4 kJ·mol－1，则2HI(g) H2(g)＋I2(s)　ΔH＝－53 kJ·mol－1，为放热反应，不可能是曲线①的吸热反应，故C错误；焓变ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)放热，即反应物的总键能小于生成物的总键能，则断裂1 mol H2(g)和1 mol I2(g)中化学键需要的能量小于断裂2 mol HI(g)中化学键需要的能量，故D正确。

【总结归纳】化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。

6．(2021·赣州高二检测)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应，为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．过程①中吸收能量使钛氧键发生了断裂

B．该反应中，光能和热能转化为化学能

C．使用TiO2作催化剂可以提高化学反应速率

D．2 mol二氧化碳完全分解成2 mol一氧化碳和1 mol氧气需要吸热30 kJ

【解析】选D。断键吸收能量，则过程①中钛氧键断裂会吸收能量，故A正确；该图中以TiO2为催化剂、光和热条件下分解CO2反应生成CO和O2，根据能量守恒定律知，该反应中，光能和热能转化为化学能，故B正确；催化剂降低反应所需活化能，增大活化分子数，提高化学反应速率，故C正确；CO2分解生成CO和O2，反应2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝(1 598×2－1 072×2－496) kJ·mol－1＝＋556 kJ·mol－1，即2 mol二氧化碳完全分解成2 mol一氧化碳和1 mol氧气需要吸热556 kJ，故D错。

7．(双选)已知：H＋H===H2　ΔH＝－436 kJ·mol－1，则下列叙述正确的是(　　)

A．2个H原子的能量高于1个H2的能量

B．2个H原子的能量低于1个H2的能量

C．H原子比H2分子稳定

D．H2分子比H原子稳定

【解析】选A、D。ΔH＝反应物能量－生成物能量<0，说明2个H原子的能量高于1个H2的能量，A正确，B错误；能量越低越稳定，H2分子比H原子稳定，所以C错误，D正确。

8．(2021·黄冈高二检测)实验室用20 mL 2 mol·L－1盐酸和20 mL 2 mol·L－1NaOH溶液反应进行中和热测定时，下列操作能减小实验误差的是(　　)

A．用铜制搅拌棒代替玻璃搅拌棒

B．将盐酸逐滴缓慢滴入NaOH溶液中

C．用NaOH固体代替NaOH溶液

D．将反应所用的烧杯盖上泡沫盖

【解析】选D。测定中和热应该用玻璃搅拌棒，用铜制搅拌棒代替时会增大热量损失，实验误差增大，故A错误；将盐酸逐滴缓慢滴入NaOH溶液中，会导致热量损耗大，测定的中和热偏小，实验误差增大，故B错误；用NaOH固体代替NaOH溶液，测定的中和热数值偏大，实验误差增大，故C错误；将反应所用的烧杯盖上泡沫盖，可减少热量损耗，能减小实验误差，故D正确。

【补偿训练】

生产液晶显示器的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

【解析】选B。断键的过程吸收能量，A错；成键的过程，放出能量，B正确；选项C中反应的ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝(941.7＋3×154.8－6×283.0) kJ·mol－1＝－291.9 kJ·mol－1，因此C错；若NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成，则是物理变化。化学反应过程中必有化学键的断裂与生成，所以D错。

【特别提醒】熟记反应热ΔH的基本计算公式

ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量

ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和Ｋ

二、非选择题(本题包括2小题，共22分)

9．(10分)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。

(1)该反应是________反应。

(2)若生成1 mol N2，其ΔH＝________ kJ·mol－1。

【解析】(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应。(2)由图可知，ΔH＝209 kJ·mol－1－348 kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1

答案：(1)放热　(2)－139

10.(12分)如图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将铝片加入小试管内，然后注入足量的浓NaOH溶液，请根据要求回答下列问题：

(1)有关反应的离子方程式是________________，试管中看到的现象是________________________。

(2)S形导管中液面A________(填“上升”或“下降”)，原因是________________________________；说明此反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。

(3)由实验推知，NaAlO2溶液和H2的总能量______(填“大于”“小于”或“等于”)铝片和NaOH溶液的总能量。

(4)若小试管盛适量水，然后向其中加入适量NH4NO3晶体，则S形导管中液面A________(填“上升”或“下降”)，这说明NH4NO3溶于水是________(填字母)。

a．吸热反应　　　　　　　 b．放热反应

c．吸热过程         d．放热过程

【解析】铝片与NaOH溶液的反应是放热反应，由于反应物的总能量高于生成物的总能量，放出的热量使锥形瓶内气压增大，导致S形导管左端液面下降，右端液面上升。而NH4NO3溶于水是吸热过程，使锥形瓶内气体压强减小，所以液面A上升。

答案：(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　铝片逐渐溶解，有气泡产生

(2)下降　反应放出的热量使锥形瓶内气压增大　放热　(3)小于　(4)上升　c

【补偿训练】

某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是(　　)

A.反应过程可表示为

B．E1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能

C．正反应的热效应ΔH＝E1－E2＜0，所以正反应为放热反应

D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E2＜0，所以逆反应为放热反应

【解析】选D。由图可知，正反应放热，ΔH为负值；逆反应吸热，ΔH为正值，D错误。

(20分钟　30分)

一、选择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)

1．运用中和反应反应热的测定方法，即保温、隔热的条件下，向盛有

20 mL 2.08 mol·L－1NaOH溶液的试管中分五次加入1～5 mL未知浓度的H2SO4溶液(边加边振荡，每次加入1 mL)后，测得溶液的温度分别是1.4 ℃、2.5 ℃、4.2 ℃、5.2 ℃、5.18 ℃，则该硫酸溶液的物质的量浓度约是(　　)

A．20.8 mol·L－1　　　　 B．6.9 mol·L－1

C．5.2 mol·L－1       D．4.16 mol·L－1

【解析】选C。滴加硫酸时溶液的最高温度为酸碱恰好中和，此时用去硫酸4 mL。根据方程式计算解得c(H2SO4)＝5.2 mol·L－1。

2．(双选)已知几种物质之间的能量关系如图所示， 下列说法中正确的是(　　)

A.使用合适催化剂,不能改变反应的焓变

B.(g)+H2(g)(g)

ΔH=+28.7 kJ·mol-1

C.(g)+H2(g)(g)中,热能转化为产物内部的能量

D.(g)+H2(g)(g),反应物的总能量低于生成物的总能量

【解析】选A、B。使用合适催化剂可降低反应的活化能,但不能改变反应的焓变,故A正确;(g)+H2(g)(g)　ΔH=237.1 kJ·mol-1-208.4 kJ·mol-1=+

28.7 kJ·mol-1,故B正确;(g)+H2(g)(g)　ΔH=119.6 kJ·mol-1-

237.1 kJ·mol-1=-117.5 kJ·mol-1中,产物内部的能量转化为热能,故C错误;(g)+H2(g)(g)　ΔH=-119.6 kJ·mol-1,反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,故D错误。

二、非选择题(本题包括1小题，共20分)

3．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？

答：_____________________________________________________________。

(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_______________________________________。

【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。

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

【补偿训练】

1．已知：在一定条件下，HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于(　　)

A．－67.7 kJ·mol－1　　　 B．－43.5 kJ·mol－1

C．＋43.5 kJ·mol－1      D．＋67.7 kJ·mol－1

【解析】选C。强酸和强碱反应的中和热为55.6 kJ·mol－1，当氢氰酸与氢氧化钠反应时，由于氢氰酸为弱酸，存在氢氰酸的电离反应，该反应为吸热反应，故两者反应时放出的热量较强酸和强碱反应放出的热量少，两者的差值(55.6－12.1＝43.5)就是氢氰酸在水溶液中电离吸收的热量的数值，电离反应吸热，ΔH为正值，故C项正确。

2．在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：

 (反应前)　　　　　　　　　　　　　  (反应后)

(1)下列关于反应A＋B===C＋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．该反应若有能量变化，则一定是氧化还原反应

C．若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行

D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且该反应遵循能量守恒

(2)若E1<E2，则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH＝________。

【解析】每个反应都遵循质量守恒和能量守恒，故A、D两项正确；任何反应都伴随着能量变化，B项错误；某一反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关，加热是为了使旧化学键断裂，引发反应，C项错误。

答案：(1)AD　(2)吸热　(E2－E1) kJ·mol－1