第一章 化学反应的热效应 强基习题----2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

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第一章：化学反应的热效应强基习题
一、单选题
1．晶体硅燃烧的热化学方程式：Si(s)+O2(g)=SiO2(s)  △H= -989.2 kJ·mol-1，
化学键
Si—O
O=O
Si—Si
键能/kJ·mol-1
X
498.8
176
有关键能数据如表，则表中X的值为(  　)
A．460 B．920 C．1165.2 D．423.3
2．已知反应过程中能量变化如图所示。下列有关说法正确的是

A．使用催化剂，的数值会减小 B．该反应
C．该反应的活化能为 D．与反应放出热量
3．某反应由两步反应A⇌B⇌C构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是

A．两步反应均为吸热反应 B．三种化合物中C最稳定
C．整个反应 △H=E4-E1 D．A⇌B反应，反应条件一定要加热
4．我国科学家研究利用CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)制备H2 ，其能量变化如图所示。

下列说法错误的是
A．上述反应中既有极性键的断裂，又有极性键和非极性键的形成
B．加入催化剂，可以提高反应物的相对能量
C．上述反应中，正反应活化能小于逆反应活化能
D．CO2(g) +H2(g)CO(g) +H2O(g) ΔH = +41 kJ·mol-1
5．根据如图所得判断正确的是

已知H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ/mol
A．图1反应是吸热反应
B．图1反应若使用催化剂，既可以改变反应路径，也可以改变其△H
C．图2中若H2O的状态为液态，则能量变化曲线可能为①
D．图2的反应，CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol-1
6．关于下列的判断正确的是
①    
②    
③    
④    
A．； B．
C．； D．
7．从起始状态下A出发，在一定条件下可发生一系列变化，由图判断下列关系错误的是(　　)

A．A→D，ΔH＝－ΔH4
B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝0
C．A→C，ΔH＝ΔH3＋ΔH4
D．|ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH1＋ΔH4|
8．下列叙述正确的是
A．由C(s，石墨)C(s，金刚石)  ，可知金刚石比石墨更稳定
B．  ，则中和热为
C．  ，则氢气燃烧热为
D．若  ，  ，则
9．2008年北京奥运会“祥云”奥运火炬所用环保型燃料为丙烷(C3H8)，悉尼奥运会所用火炬燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷，已知：
①CO：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0kJ/mol
②丙烷：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2221.5kJ/mol
③正丁烷：C4H10(l)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) △H=-2855.4kJ/mol
④异丁烷：C4H10(g)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l) △H=-2869.6kJ/mol
下列说法正确的是（    ）
A．常温常压下，正丁烷的燃烧热为-2855.4kJ/mol
B．相同质量的丙烷和正丁烷分别完全燃烧，前者需要的氧气多，产生的热量也多
C．常温下，CO的燃烧热为566.0kJ/mol
D．人类利用的能源都是通过化学反应获得的
10．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A．已知，则氢气的燃烧热为
B．在一定温度和压强下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放出热量，则其热化学方程式为
C．已知；，则
D．已知，则
11．下列说法正确的是
A．煤、石油、沼气属于人类利用的主要化石燃料
B．煤干馏是复杂的物理变化，可得到焦炭、煤焦油和焦炉煤气
C．氢气是一种清洁能源
D．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
12．下列有关能源和能量转换的叙述不正确的是
A．乙醇是可再生能源，应大力推广“乙醇汽油”
B．推广使用太阳能、风能、海洋能、氢能，有利于缓解温室效应
C．化学反应必伴随能量变化
D．燃料电池是利用燃料燃烧，将化学能转化为热能，然后再转化为电能的化学电源
13．可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g) △H=﹣92.4kJ•mol﹣1，下列说法错误的是
A．正反应的活化能一定小于92.4kJ•mol﹣1
B．逆反应的活化能一定大于92.4kJ•mol﹣1
C．逆反应的活化能比正反应的活化能高92.4kJ•mol﹣1
D．使用催化剂，正、逆反应的活化能都减小
14．用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和成乙醇汽油，可节省石油资源。已知乙醇的标准摩尔燃烧焓为，下列表示乙醇燃烧反应的热化学方程式正确的是
A．  
B．  
C．  
D．  
15．分别取40mL的0.50mol/L盐酸与40mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液混合进行中和热的测定，下列说法正确的是：

A．稍过量的氢氧化钠是确保盐酸完全反应
B．仪器A的名称是玻璃棒
C．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应缓缓倒入小烧杯中，不断用玻璃棒搅拌
D．用氢氧化钡和硫酸代替氢氧化钠和盐酸溶液，结果也是正确的

二、填空题
16．我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。与重整是利用的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应：
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
根据盖斯定律，反应a的 (写出一个代数式即可)。
17．研究含碳、氮的物质间转化的热效应，在日常生活与工业生产中均有很重要的意义。
(1)已知：H2O(l)= H2O(g) △H= +44.0kJ·mol-1，甲烷完全燃烧与不完全燃烧的热效应如下图所示。

①写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式： 。
②CO的燃烧热△H= kJ·mol-1。
(2)已知拆开1 molH-H、1 molN-H、1 mol N ≡N化学键需要的能量分别是436 kJ、391kJ、946kJ， 则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
(3)以NH3、CO2为原料生产尿素[CONH2)2]的反应历程与能量变化示意图如下。

①第一步反应的热化学方程式为 。
②第二步反应的△H 0(填“>”、“C，故两步反应分别为吸热反应、放热反应，故A错误；
B．能量越低越稳定，根据反应能量曲线图可知，能量大小为B>A>C， C能量最低，C最稳定，故B正确；
C．根据图示，A、C的能量差为ΔH，应为E3-E4- E2+ E1，故C错误；
D．根据反应能量曲线图可知AB为吸热反应，吸热反应不一定需要加热，故D错误；
故答案：B。
4．B
【详解】A．由题意可知在反应CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)中既有极性键的断裂，又有极性键和非极性键的形成，正确，故A不选；
B．催化剂只能降低反应物的活化能从而提高化学反应速率，不能提高反应物的相对能量，错误，故选B；
C．由图示可知，正反应的活化能小于逆反应的活化能，正确，故C不选；
D．集合图示和CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g)可得O2(g) +H2(g)CO(g) +H2O(g) ΔH = +41 kJ·mol-1，正确，故D不选；
答案选B。
5．C
【详解】A．由图1可知反应后能量降低，所以该反应是放热反应，故A错误；
B．催化剂只改变反应速率，不改变△H，故B错误；
C．图1反应CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=－41 kJ/mol，则图2反应为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol，图2中若H2O的状态为液态，H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ/mol，生成物的总能量有所降低，则能量变化曲线可能为①，故C正确；
D．由图1可知CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=－41 kJ/mol，则图2反应为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol，故D错误；
故选C。
6．B
【详解】A．S的燃烧为放热反应，因此∆H1＜0，∆H2＜0，A错误；
B．气态S变固态S需要放出热量，因此反应①放出的热量比反应②大，故∆H1＜∆H2，B正确；
C．酸碱中和反应均为放热反应，因此∆H3＜0，∆H4＜0，C错误；
D．CH3COOH为弱酸，弱酸电离需要吸热，因此中和反应放出的热量比强酸少，故∆H3＜∆H4，D错误；
故选B。
7．C
【详解】A．A→D与D→A反应方向相反，ΔH与ΔH4互为相反数，A正确；
B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4实际上是从A开始后最后生成了A，整个过程中没有能量变化，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝0，B正确；
C．A→C的转变可看成先A→B再B→C，所以ΔH＝ΔH1＋ΔH2，C错误；
D．同理B→D：ΔH＝ΔH2＋ΔH3，D→B：ΔH＝ΔH1＋ΔH4，B→D与D→B反应方向相反，它们的ΔH互为相反数，绝对值相等，D正确；
答案选C。
8．B
【详解】A．能量越低，物质越稳定，由C(s,石墨)=C(s,金刚石)△H=+1.9kJ/mol可知，石墨能量低，石墨稳定，故A错误；
B．中和热指在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1mol液态水时放出的热，该反应生成1mol液态水时放出0.5akJ能量，则中和热为，故B正确；
C．1mol纯物质完全燃烧生成指定化合物所放出的热量为燃烧热，该反应生成气态水，不是稳定氧化物，则氢气燃烧热不是，故C错误；
D．相同物质的量的C完全燃烧放热多，放热的焓变是负值，所以△H1＜△H2，故D错误；
故选：B。
9．B
【详解】A.由热化学方程式③可知，常温常压下，正丁烷的燃烧热为2855.4kJ/mol，故A错误；
B.1g丙烷完全燃烧需要氧气的物质的量为×5≈0.113mol，放出的热量为×2221.5kJ/mol≈50.5kJ，1g正丁烷完全燃烧需要氧气的物质的量为×6.5≈0.112mol，放出的热量为×2855.4kJ/mol≈49.2kJ，则相同质量的丙烷和正丁烷分别完全燃烧，前者需要的氧气多，产生的热量也多，故B正确；
C.由热化学方程式①可知，CO的燃烧热为=283.0 kJ/mol，故C错误；
D.人类利用的能源可以不通过化学反应获得，如水力发电、风力发电、太阳能等，故D错误；
故选B。
10．D
【详解】A．燃烧热是指在时，纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，已知，则氢气的燃烧热为，，故A错误；
B．由将和置于密闭容器中充分反应生成放出热量可知，没有全部反应完，而合成氨为可逆反应，热化学方程式中为和完全转化为时的能量变化，因此和完全反应生成，放出的热量大于，故B错误；
C．固体碳不完全燃烧生成CO，完全燃烧生成，则完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多，由于是放热反应，焓变为负，故，故C错误；
D．已知，若反应逆向进行，则其焓变改变符号，但数值的绝对值不变，故D正确。
综上所述，答案为D。
11．C
【详解】A．沼气不属于化石燃料，A错误；
B．煤干馏是复杂的化学变化，通过变化可得到焦炭、煤焦油和焦炉煤气，B错误；
C．氢气燃烧产生H2O，对环境不会造成污染，燃烧产生的热量高，且H2O又是制取H2的原料，故H2是一种清洁能源，C正确；
D．反应类型是放热反应还是吸热反应与反应条件是否需要加热无关。需要加热才能发生的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，如铝热反应是放热反应，但反应条件是高温，D错误；
故合理选项是C。
12．D
【详解】A． 乙醇是可再生能源，应大力推广“乙醇汽油”，减少化石燃料的使用，故A正确；
B． 温室效应的形成原因考虑：主要是由于释放出来的二氧化碳太多造成的，还与臭氧、甲烷等气体有关；推广使用太阳能、风能、海洋能、氢能，有利于缓解温室效应，故B正确；
C． 化学反应的本质是旧化学键的断裂，新化学键的生成，必伴随能量变化，故C正确；
D． 燃料电池是直接将化学能转化为电能的化学电源，故D错误；
故选D。
13．A
【分析】根据在可逆反应过程中活化能有正反应和逆反应两种，焓变与活化能的关系是△H=正反应的活化能﹣逆反应的活化能；△H＜0，则反应物的总能量大于生成物的总能量。
【详解】A．△H=正反应的活化能﹣逆反应的活化能=-92.4kJ•mol﹣1，正反应的活化能不能确定，A项错误；
B．分析可知，逆反应的活化能=正反应的活化能+92.4kJ•mol﹣1，所以逆反应的活化能一定大于92.4kJ•mol﹣1，B项正确；
C．分析可知，△H=正反应的活化能﹣逆反应的活化能=﹣92.4kJ•mol﹣1，逆反应的活化能比正反应的活化能高92.4kJ•mol﹣1，C项正确；
D．催化剂对正逆反应同等影响，加入催化剂，降低了反应的活化能，则正逆反应的活化能均减小，D项正确；
答案选A。
14．A
【详解】燃烧热是指在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。已知乙醇的标准摩尔燃烧焓为，则乙醇燃烧反应的热化学方程式为：  ，故选A。
15．A
【详解】A．测定中和热时，为了使氢离子或者氢氧根离子完全反应，需要让其中一种反应物稍稍过量，即稍过量的氢氧化钠是确保盐酸完全反应，故A正确；
B．仪器A是环形玻璃搅拌棒，故B错误；
C．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应快速倒入小烧杯中，不断用玻璃棒搅拌，缓缓地注入耗时间多，热量散逸出来的，测得的中和热数值偏低，故C错误；
D．硫酸与溶液反应除了生成水外，还生成沉淀，该反应中的生成热会影响反应的反应热，不能用溶液和硫酸代替NaOH溶液和盐酸测中和热，故D错误；
故选A。
16．(或)
【详解】根据盖斯定律，反应a可由b+c-e或c-d合并得到，故或。
17．(1) CH4(g) + 2O2(g) =CO2(g)+ 2H2O △H = - 890.3 kJ·mol-1 -283
(2)N2(g)+ 3H2(g) = 2NH3(g) △H= -92kJ·mol -1
(3) 2NH3(g)+ CO2(g)=NH2COONH4(s) △H= -( Ea2- Ea1)kJ·mol-1 > 二

【详解】（1））①由图可知1mol甲烷燃烧生成二氧化碳气体和水蒸气放出802kJ能量，且H2O（l）=H2O（g）ΔH=+44.0kJ•mol-1，因而甲烷的燃烧热化学反应方程式为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）ΔH=-890.3kJ•mol-1；
②根据①CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）ΔH=-890.3 kJ•mol-1，②CH4（g）+O2（g）═CO（g）+2H2O（g）△H2=-607.3kJ•mol-1，依据盖斯定律②-①得到CO完全燃烧生成二氧化碳的热化学方程式为：CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H=（-890.3+607.3）kJ•mol-1=-283kJ•mol-1。
（2）反应N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ•mol-1，则热化学方程式为N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=-92kJ•mol-1。
（3）①第一步以氨气和二氧化碳气体为原料生成NH2COONH4(s)，热化学方程式2NH3（g）+CO2（g）⇌NH2COONH4(s) △H=-（Ea2-Ea1）kJ/mol；
②由图象可知该反应中反应物总能量小于生成物总能量，属于吸热反应，所以ΔH＞0；
③反应的速率主要取决于最慢的反应，最慢的反应主要是反应物活化能大，所以已知两步反应中第二步反应是生产尿素的决速步骤。
18．(1)吸热
(2)A
(3) a 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH =-572kJ·mol-1
(4)N2(g) +3H2(g) 2NHз(g) ΔH=-92 kJ·mol-1

【解析】（1）
制作冷敷袋可以利用化学变化或物理变化的吸热降低温度，达到降温、保鲜和镇痛的目的，故答案为：吸热；
（2）
即热饭盒应该是利用放热反应放出热量达到升高温度而加热食物目的，生石灰和水的反应是放热反应，浓硫酸溶干水也是放热过程，但浓硫酸具有强腐蚀性，不适宜加热食物，故答案为：A；
（3）
①燃烧生成液态水的反应是放热反应，该反应的能量变化可用图a表示，故答案为：a；②2molH2与足量O2充分燃烧生成液态水时放出572kJ热量，则热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1,故答案为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH =-572kJ·mol-1;
（4）
工业合成氮的方程式为N2(g) +3H2(g) 2NHз(g)，则反应的焓变ΔH=436kJ·mol-1 ×3+946kJ·mol-1-391kJ·mol-1×6=-92kJ·mol-1，则热化学方程式为N2(g) +3H2(g) 2NHз(g) ΔH=-92 kJ·mol-1，故答案为：N2(g) +3H2(g) 2NHз(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。
19． 第二步
【分析】I．①已知总反应的快慢由慢的一步决定，②由反应达平衡状态，所以v1正=v1逆、v2正=v2逆，所以v1正×v2正=v1逆×v2逆，而正反应是放热反应，所以升高温度，平衡常数减小；
【详解】I．①已知总反应的快慢由慢的一步决定，第二步：N2O2（g）+O2（g）═2NO2（g） （慢），主要是由第二步决定反应速率，故答案为：第二步；
②由反应达平衡状态，所以v1正=v1逆、v2正=v2逆，所以v1正×v2正=v1逆×v2逆，即k1正c2（NO）×k2正c（N2O2）c（O2）=k1逆c（N2O2）×k2逆c2（NO2），则K= = ；故答案为：；
20．(1)
(2)    
(3)第二步反应

【详解】（1）放热反应，反应物能量大于生成物能量，由图示可知，第一步反应是放热反应，故放热反应的 ；
（2）将第一步和第二步两步方程式相加得到氨气和二氧化碳气体为原料，合成尿素的热化学方程式2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=Ea1−Ea2+Ea3−Ea4 kJ⋅mol−1；
（3）反应的速率主要取决于最慢的反应，最慢的反应主要是反应物活化能大，所以第二步反应为决速步。
21． 氢气 ①③ 吸收88 kJ热量 C(石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ·mol-1 2220∶283
【详解】（1）煤炭、石油属于化石能源，燃烧容易造成环境污染，煤气燃烧会生成导致温室效应的气体，氢气燃烧生成水，热值高、无污染，是前途广阔的能源，因此，本题正确答案是：氢气；
（2）①加强安全管理，杜绝明火源可以防止瓦斯爆炸，故①正确；
②瓦斯的着火点一般情况下不能改变，故②错误；
③提高通风能力可以降低瓦斯的浓度，防止瓦斯爆炸，故③正确；
④将矿井中的氧气抽去是不现实的，也是不允许的，因为工人在井下作业需要氧气，故④错误，因此正确答案是：①③；
（3）①已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)　ΔH2=-241.8 kJ·mol-1 ，H2(g)+1/2O2(l)=H2O(l)　ΔH4=-285.8 kJ·mol-1，根据盖斯定律可得：H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ/mol，故36g水由液态变成气态相应吸收热量 2×44kJ=88kJ，本题正确答案是：吸收88kJ；
②已知：Ⅰ、C(石墨)+O2(g)=CO2(g)　ΔH1=-393.5 kJ·mol-1，Ⅱ、H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)　ΔH2=-241.8 kJ·mol-1，Ⅲ、CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)　ΔH3=-283.0 kJ·mol-1，根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅲ-Ⅱ可得C（s，石墨）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1，因此，本题正确答案是：C（s，石墨）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1；
③根据热化学方程式可知，相同物质的量的丙烷和一氧化碳完全燃烧生成气态产物时产生的热量之比为2220.0kJ•mol-1：283.0kJ•mol-1=2220：283。因此，本题正确答案是：2220：283。
22．(1) 减小 不变 NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)    △H=-234kJ•mol-1
(2)CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)    △H=-764.7kJ•mol-1
(3)
(4)H2(g)+CO2(g)=HCOOH(l)    △H=-31.2kJ•mol-1

【详解】（1）加入催化剂能降低反应所需的活化能，则减小，催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量，即反应热不变，所以催化剂对反应热无影响，由题图1可知，和反应生成和的反应热为正、逆反应的活化能之差，则反应的热化学方程式为；
（2）根据盖斯定律，由②×3-①×2+③×2得甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为；
（3）白磷燃烧的化学方程式为，1mol白磷完全燃烧需要拆开6molP—P键，5molO=O键，形成12molP—O键、4molP=O键，由反应热=反应物化学键断裂吸收的总能量-生成物化学键形成释放的总能量知，，；
（4）根据题图3可知，和为反应物，为生成物，的物质的量为，所以生成放出31.2kJ热量，热化学方程式为。
23．(1)
(2)
(3)
(4)

【详解】（1）已知：① ；② ；③，由盖斯定律可知，②×2+③×4-①可得) =×2+×4-。
（2）由图可知合成氨反应的，活化能越高，反应越慢，从图中可以看出的反应活化能最大，历程中反应速率最慢。
（3）已知：I；II；，由盖斯定律可知，I -4× II-得反应则 △H=。
（4）反应的=反应物的键能-生成物的键能=E(C=O)+2 E(C-H)+ 498 kJ/mol-2 E(C=O)- 2×464 kJ/mol=，则-E(C=O)+2E(C-H)=-50 kJ/mol；反应的=反应物的键能-生成物的键能=2E(C=O)+ 2×436 kJ/mol- E(C=O)-2 E(C-H)- 2×464 kJ/mol= E(C=O)-2E(C-H)-56 kJ/mol=。