化学选择性必修1第一章 化学反应的热效应第一节 反应热第1课时课时练习

第一节　反应热

第1课时　反应热　焓变

课后·训练提升

基础巩固

1.(2022浙江名校联盟联考)在试管中进行的盐酸与NaOH溶液之间的反应,属于环境的是(　　)。

A.盐酸  B.NaOH溶液

C.发生的反应  D.试管

答案:D

解析:环境是与体系相互影响的其他部分,如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。

2.化学家格哈德·埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:

下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是(　　)。

A.该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成

B.在催化剂的作用下,反应物的化学键变得容易断裂

C.过程②需吸收能量,过程③则放出能量

D.常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成

答案:D

解析:由图中可知,每3个氢气分子和1个氮气分子断键得到原子,然后生成2个氨分子,生成氨气分子之前是氢原子和氮原子,A项正确;催化剂能改变化学反应的速率,合成氨的反应在催化剂作用下,反应速率增大,意味着反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成变得更容易,B项正确;化学键的断裂需要吸收能量,而化学键的形成则放出能量,从图中可看出②为化学键断裂过程,③为新的化学键形成过程,C项正确;化学键的断裂需要吸收能量,所以该反应在常温下难以进行,D项错误。

3.(2022安徽屯溪一中期末)下列有关中和反应反应热测定实验的说法中,正确的是(　　)。

A.取用等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液发生反应

B.可以用铁制杯盖

C.温度计每次用后,要用水冲洗干净

D.记录不再变化的温度为终止温度

答案:C

解析:中和反应反应热测定实验中,为保证一方完全反应,往往需要另一方过量,A项错误;金属的导热性好,不应该用铁制杯盖,B项错误;用温度计测完酸(或碱)溶液的温度后,要用水冲洗干净,再测定碱(或酸)溶液的温度,C项正确;实验记录的最高温度为反应后体系的温度,不能是不再变化的温度,D项错误。

4.在氢气与氧气的反应中,1 mol H2(g)中的化学键断裂时需要吸收a kJ的能量,1 mol O2(g)中的化学键断裂时需要吸收b kJ的能量,1 mol H2O(g)中的化学键形成时要释放c kJ的能量。则下列关系式正确的是(　　)。

A.a+b>c B.a+b<c

C.2a+b<2c D.2a+b=2c

答案:C

解析:氢气与氧气反应的化学方程式为2H2+O22H2O,该反应为放热反应,ΔH=(2a+b-2c)kJ·mol-1<0,所以2a+b<2c,C项正确。

5.用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算该中和反应的反应热。

回答下列问题。

(1)装置中杯盖缺失,求得的反应热ΔH　　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(2)如果用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量　　　(填“相等”或“不相等”),所求反应热　　　　　　　　(填“相等”或“不相等”)。 

(3)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的反应热ΔH

　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 

答案:(1)偏大　(2)不相等　相等　(3)偏大

解析:(1)杯盖缺失,热量损失,根据温度变化求得反应放出的热量偏少,ΔH偏大。(2)酸与碱的用量不同,反应放出的热量不相等,但求得的反应热相等。(3)由于NH3·H2O电离时吸热,所以测得反应放出的热量偏少,ΔH偏大。

能力提升

1.H2与O2发生反应的过程用模型表示如下(“—”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.该反应的能量转化只能以热能的形式进行

答案:D

解析:过程Ⅰ分子中的化学键断裂,形成原子,属于吸热过程,A项正确;过程Ⅲ为新化学键形成的过程,属于放热过程,B项正确;过程Ⅰ中所有的旧化学键都断裂,过程Ⅲ为新化学键形成的过程,C项正确;该反应可通过燃料电池实现化学能到电能的转化,D项错误。

2.已知强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O时的反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1。下列说法中错误的是(　　)。

A.将含1 mol NaOH的稀溶液与50 g 98%的硫酸混合后放出的热量为57.3 kJ

B.将含1 mol NaOH的稀溶液与含1 mol CH3COOH的稀溶液混合后放出的热量小于57.3 kJ

C.用0.50 mol·L-1盐酸和氢氧化钠固体进行实验,测出生成1 mol H2O时的反应热数值偏大

D.用稀硫酸和稀硝酸分别与Ba(OH)2稀溶液进行反应测定生成1 mol H2O时的反应热,其数值不同

答案:A

解析:选项A中98%的硫酸属于浓硫酸,与水混合时放出热量,使放出的热量增多,A项错误;选项B中CH3COOH是弱酸,电离时吸热,使反应中放出的热量减少,B项正确;选项C中氢氧化钠固体溶于水放热,使放出的热量增多,C项正确;D项中H2SO4与Ba(OH)2反应还生成BaSO4沉淀,放出的热量增多,D项正确。

3.(2023湖北宜昌高二期中)在200 ℃、1.01×105 Pa下,1 mol H2燃烧生成气态水的能量变化如图所示,已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-490 kJ·mol-1。下列有关说法正确的是(　　)。

A.a=498

B.H—O的键能为930 kJ·mol-1

C.物质所具有的总能量:甲>丙>乙

D.1 mol H2O(g)分解为2 mol H与1 mol O时吸收1 860 kJ的热量

答案:A

解析:反应热大小等于反应物的键能减去生成物的键能,872kJ+akJ-1860kJ=-490kJ,求得a=498,A项正确。通过乙→丙可以计算H—O的键能,为=465kJ·mol-1,B项错误。根据能量守恒,甲→乙需要吸收热量,则物质所具有的总能量:甲<乙;乙→丙释放热量,则物质所具有的总能量:乙>丙,C项错误。1molH2O(g)分解为2molH与1molO时吸收930kJ的热量,D项错误。

4.已知1 mol H2(g)中的化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量,1 mol NH3(g)中的化学键形成时要释放1 173 kJ的能量。1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时,放出92.4 kJ的热量。则1 mol N2(g)中的化学键断裂时需要吸收的能量是(　　)。

A.431.2 kJ B.945.6 kJ

C.648.9 kJ D.869.6 kJ

答案:B

解析:根据化学方程式N2+3H22NH3,设1molN2(g)中的化学键断裂时需要吸收的能量为x,有x+3×436kJ-2×1173kJ=-92.4kJ,x=945.6kJ。

5.某化学社团的同学通过实验测定中和反应的反应热。

(1)实验用品有:量热计、胶头滴管、玻璃搅拌器、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1 NaOH溶液,实验还缺少的玻璃仪器是　                      。 

(2)实验中能否用环形铜制搅拌器代替玻璃搅拌器?　　(填“能”或“否”),原因是　 　。 

(3)他们记录的实验数据如下:

已知:Q=cmΔt,反应后溶液的比热容c为4.18 J/(g·℃),各物质的密度均为1 g·cm-3。

①计算上表中ΔH=　                          。 

②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式: 　      。

(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果　　(填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果　　(填“有”或“无”)影响。 

答案:(1)量筒、温度计

(2)否　金属易导热,热量散失多,导致误差偏大

(3)①-56.8 kJ·mol-1

②NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-56.8 kJ·mol-1

(4)无　有

解析:(1)中和反应反应热测定的关键是减少实验过程中的热量损失,需要的仪器除题目中的仪器外,还要用量筒量取液体体积,用温度计测量液体的温度。

(2)不可以,铜丝易导热,会增大热量散失。

(3)①由题意知:a中t2-t1=23.3℃-20℃=3.3℃。

b中t2-t1=23.5℃-20℃=3.5℃

故=3.4℃。

由Q=cm=4.18J/(g·℃)×100g×3.4℃≈1.42kJ,

则ΔH=-=-=-56.8kJ·mol-1。

②NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-56.8kJ·mol-1。

(4)KOH、NaOH都是强碱,对结果无影响。而用CH3COOH代替HCl,由于CH3COOH为弱酸,电离需吸热,故对测定结果有影响。

6.(1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态时,含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如图所示:

若已知硫氧键的键能为d kJ·mol-1,氧氧键的键能为e kJ·mol-1,S(s)+O2(g)SO2(g)的ΔH=-a kJ·mol-1,则S8分子中硫硫键的键能为　　　　　　　　　。 

(2)下表是部分化学键的键能数据:

①白磷(P4)、P4O6、P4O10的分子结构如下图所示,已知P4(s)+5O2(g)P4O10(s)的ΔH=-2 982 kJ·mol-1,则上表中x=　　　　　。 

②0.5 mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6,放出的热量为　　　　 kJ。

答案:(1)2d-a-e　(2)①585　②819

解析:(1)设硫硫键的键能为xkJ·mol-1,则:

-akJ·mol-1=×8×xkJ·mol-1+ekJ·mol-1-2dkJ·mol-1,x=2d-a-e。

(2)①根据图示知,1molP4含有6molP—P,1molP4O10含12molP—O和4molPO,根据反应热等于反应物总键能与生成物总键能之差,断裂1mol共价键吸收的能量与生成1mol该共价键放出的能量数值相等,则198kJ·mol-1×6+498kJ·mol-1×5-360kJ·mol-1×12-4xkJ·mol-1=-2982kJ·mol-1,x=585。②P4+3O2P4O6,1molP4O6含有12molP—O,反应热为ΔH=198kJ·mol-1×6+498kJ·mol-1×3-360kJ·mol-1×12=-1638kJ·mol-1,则0.5mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6放出的热量为1638kJ·mol-1×0.5mol=819kJ。