高中苏教版 (2019)第一单元 化学反应的热效应练习题

这是一份高中苏教版 (2019)第一单元 化学反应的热效应练习题，共12页。试卷主要包含了已知，已知热化学方程式等内容，欢迎下载使用。

专题1分层作业2　反应热的测量与计算
A级 必备知识基础练
1.在测定中和反应反应热的实验中,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.实验中选择普通温度计即可
C.用0.5 mol· L-1NaOH溶液分别与0.5 mol· L-1的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积都相等,则测得的中和反应反应热数值相同
D.在测定中和反应反应热的实验中,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
2.关于中和反应反应热测定实验的下列说法不正确的是(　　)
A.只需做一次实验,再根据公式即可得出中和反应的反应热
B.测定中和反应的反应热时,不需要用到天平
C.使用环形玻璃棒既可以搅拌又避免损坏温度计
D.测定酸后的温度计要用蒸馏水清洗干燥后再测碱的温度
3.用一定浓度的NaOH溶液与稀盐酸进行中和反应反应热的测定实验时,测得生成1 mol液态水时的ΔH>-57.3 kJ·mol-1,产生这种偏差的原因不可能是(　　)
A.实验用NaOH溶液的浓度过大
B.实验时搅拌速度慢
C.分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
D.用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液
4.已知:
①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1,②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH2,③2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH3。常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体0.5 mol,经完全燃烧恢复至室温,放出的热量为(　　)
A.-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH3)
B.-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH2)
C.-(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH3)
D.-(0.4 mol×ΔH1+0.1 mol×ΔH2)
5.利用甲醇(CH3OH)制备一些高附加值产品是目前研究的热点。甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气,反应主要过程如下:
反应Ⅰ.CH3OH(g)+H2O(g)3H2(g)+CO2(g)　ΔH1
反应Ⅱ.H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
ΔH2=a kJ·mol-1
反应Ⅲ.CH3OH(g)2H2(g)+CO(g)
ΔH3=b kJ·mol-1
反应Ⅳ.2CH3OH(g)2H2O(g)+C2H4(g)
ΔH4=c kJ·mol-1
ΔH1=　　　　　　　　 kJ·mol-1。 
B级 关键能力提升练
6.CO、H2、C2H5OH三种物质燃烧的热化学方程式如下:
①CO(g)+12O2(g)CO2(g)　ΔH1=a kJ·mol-1
②H2(g)+12O2(g)H2O(g)　ΔH2=b kJ·mol-1
③C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH3=c kJ·mol-1
下列说法不正确的是(　　)
A.ΔH1<0
B.2CO(g)+4H2(g)H2O(g)+C2H5OH(l)
ΔH=(2a+4b-c) kJ·mol-1
C.CO2与H2合成C2H5OH反应的原子利用率小于100%
D.2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=-2b kJ·mol-1
7.下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是(　　)
①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1
C(s)+12O2(g)CO(g)　ΔH2
②S(s)+O2(g)SO2(g)　ΔH1
S(g)+O2(g)SO2(g)　ΔH2
③H2(g)+12O2(g)H2O(l)　ΔH1　2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH2
④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)　ΔH1　CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)　ΔH2
A.仅有① B.仅有④
C.仅有②③④ D.仅有①②③
8.已知热化学方程式:
①C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1;
②C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2;
③C(石墨,s)C(金刚石,s)　ΔH3=1.9 kJ·mol-1。
下列说法正确的是(　　)
A.石墨转化为金刚石的反应是吸热反应
B.金刚石比石墨稳定
C.ΔH3=ΔH1-ΔH2
D.ΔH1>ΔH2
9.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是(　　)

A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D.实验(c)中若用NaOH固体测定,则测得中和反应热的绝对值偏高
10.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,请写出1 mol N2(g)和H2(g)反应的热化学方程式:　 。 

(2)若已知下列数据:
化学键
H—H
N≡N
键能/(kJ·mol-1)
435
943
根据表中及图中数据计算N—H键的键能是　　　　　　　　 kJ·mol-1。 
(3)用NH3催化还原NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
ΔH1=-a kJ·mol-1　①
N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH2=-b kJ·mol-1　②
则NH3还原NO至N2的热化学方程式为   (用含a、b的式子表示)。
11.某学生通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和反应的反应热,将100 mL 0.5 mol·L-1盐酸与100 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应(在稀溶液中,可以近似地认为酸、碱的密度、比热容与水的相等)。回答下列问题:

简易量热计示意图
(1)从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是　　　　　,其作用是　　　　　　　　　　　　。 
(2)简易量热计如果不盖杯盖,生成1 mol H2O时所测得中和反应的反应热(ΔH)将　　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”),判断的理由是　 　　　　　　　　　　。 
(3)实验中改用80 mL 0.50 mol·L-1盐酸和80 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,二者所放出的热量　　　　　　　(填“相等”或“不相等”)。 
(4)若用等体积等物质的量浓度的CH3COOH代替盐酸进行上述实验,生成1 mol H2O时,所测得的中和反应的反应热的绝对值(|ΔH|)将　　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”),判断的理由是　 　　　　　　　　　　。 
(5)下列说法正确的是　　　　　(填字母)。 
a.向内筒中加入稀碱溶液时,应当缓慢而匀速地加入
b.将用量筒量取好的稀盐酸加入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,以免造成测量误差
c.用量筒量取稀酸溶液或稀碱溶液时,眼睛必须与液体凹液面最低处相平
d.量筒洗净后,未及时烘干,直接用该量筒量取酸溶液或碱溶液,对生成1 mol H2O时所测得的中和反应的反应热(ΔH)无影响
12.有科学家预言,氢能将成为21世纪的主要能源。
(1)在101 kPa下,1 g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,请回答下列问题:
①该反应反应物总能量　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)生成物总能量。 
②1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为　　　　　　　　。 
③该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
④若1 mol氢气完全燃烧生成1 mol气态水放出241 kJ的热量,已知H—O键的键能为463 kJ·mol-1,OO键的键能为498 kJ·mol-1,计算H—H键的键能为　　　　　　　　 kJ·mol-1。 
(2)氢能的储存是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:
Mg(s)+H2(g)MgH2(s)　ΔH1=-74.5 kJ·mol-1;
Mg2Ni(s)+2H2(g)Mg2NiH4(s)　ΔH2=-64.4 kJ·mol-1;
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)2Mg(s)+Mg2NiH4(s)　ΔH3。
则ΔH3=　　　　　　　　。 
13.某中和反应反应热的测定实验中取0.55 mol·L-1的NaOH溶液50 mL与0.25 mol·L-1的硫酸50 mL置于如图所示的装置中进行中和反应反应热的测定实验,回答下列问题:

(1)从上图实验装置看,其中尚缺少的一种玻璃用品是　　　　　　　　　　;除此之外,装置中的一个明显错误是　　　　　　　　　　　　　。 
(2)若改用60 mL 0.25 mol· L-1硫酸和50 mL 0.55 mol· L-1NaOH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”)。 
(3)近似认为0.55 mol· L-1 NaOH溶液和0.25 mol·L-1硫酸的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热c=4.18 J·g-1·℃-1,通过表中数据计算中和反应反应热ΔH=　　　　　(结果保留到小数点后一位)。 
实验
次数
温度
起始温度T1 ℃
终止温度T2/℃
硫酸
NaOH溶液
平均值

1
26.2
26.0
26.1
29.5
2
27.0
27.4
27.2
32.3
3
25.9
25.9
25.9
29.2
4
26.4
26.2
26.3
29.8
(4)上述实验数值结果与ΔH=-57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是　　　　　　(填字母)。 
a.实验装置保温、隔热效果差
b.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸的温度
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
C级 学科素养拔高练
14.断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B的键能。下表列出了一些化学键的键能(E):
化学键
H—H
Cl—Cl
OO
C—Cl
C—H
O—H
H—Cl
E(kJ·mol-1)
436
242.7
x
330
413.4
462.8
431.8
请回答下列问题:
(1)如图表示某反应的能量变化关系,则此反应为　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应,其中ΔH=　　　　　　　(用含有a、b的关系式表示)。 

(2)若图示中表示反应H2(g)+12O2(g)H2O(g)
ΔH=-241.8 kJ·mol-1,则根据所给键能数据可得,b=　　　 kJ·mol-1,x=　　　。 
(3)历史上曾用“地康法”制氯气,这一方法是用CuCl2作催化剂,在450 ℃时利用空气中的氧气与氯化氢反应制氯气。反应的化学方程式为 　　　　　　　。若忽略温度和压强对反应热的影响,根据题给有关数据及前面的计算结果,计算当反应中有1 mol电子转移时,反应的能量变化为　　　　　　　　。 


参考答案
专题1　分层作业2　反应热的测量与计算
1.A　解析 B项,应选择精密温度计,精确到0.1 ℃;C项,HCl是强酸,醋酸是弱酸,醋酸电离吸热,测得数值不同;D项,在测定中和反应反应热的实验中,不需要滴定管和天平。
2.A　解析 为了减小误差,需做2~3次实验求平均值,A项错误;该实验不需要天平,B项正确;使用环形玻璃棒可通过上下方向的搅拌避免损坏温度计,C项正确;测定酸后的温度计要用蒸馏水清洗干燥后再测碱的温度,防止温度计上沾的酸与碱反应,减少误差,D项正确。
3.A　解析 NaOH溶液稀释过程会释放热量,导致中和热ΔH<-57.3 kJ·mol-1,故A符合题意;实验时搅拌速度慢,导致热量散失,测得中和热ΔH>-57.3 kJ·mol-1,故B不符合题意;分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中,导致热量散失,测得中和热ΔH>-57.3 kJ·mol-1,故C不符合题意;用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液,氢氧化钠被部分反应,导致测得中和热ΔH>-57.3 kJ·mol-1,故D不符合题意。
4.A　解析 常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体0.5 mol,则甲烷的物质的量为0.5 mol×45=0.4 mol,氢气的物质的量为0.5 mol×15=0.1 mol,经完全燃烧恢复至室温,水为液体,根据①和③可得放出的热量为-(0.4 mol×ΔH1+0.05 mol×ΔH3),A项正确。
5.答案 b-a
解析 根据盖斯定律,用反应Ⅲ减去反应Ⅱ,就可以得到CH3OH(g)+H2O(g)3H2(g)+CO2(g)　ΔH1=(b-a) kJ·mol-1。
6.D　解析 反应①为CO的燃烧,一定是放热反应,所以焓变应该小于0,A项正确;①×2+②×4-③得到2CO(g)+4H2(g)H2O(g)+C2H5OH(l)　ΔH=(2a+4b-c) kJ·mol-1,B项正确;CO2与H2合成C2H5OH反应的化学方程式是2CO2+6H2C2H5OH+3H2O,生成物中有水,原子利用率小于100%,C项正确;反应②中水的聚集状态为气态,而选项中热化学方程式里水的聚集状态为液态,由已知信息无法计算焓变,D项错误。
7.C　解析 等质量的C完全燃烧产生CO2放出的热量比不完全燃烧产生CO放出的热量多,反应放出热量越多,则ΔH越小,所以ΔH1<ΔH2,①不符合题意;物质S在气态时含有的能量比固态时多,所以等质量时气态S燃烧放出的热量比固态S燃烧放出的热量要多,反应放出热量越多,则ΔH越小,所以ΔH1>ΔH2,②符合题意;发生反应的H2的物质的量越多,反应放出的热量就越多,则该反应的ΔH越小,所以ΔH1>ΔH2,③符合题意;固态CaCO3的分解反应是吸热反应,ΔH1>0;CaO与H2O反应产生Ca(OH)2的反应是放热反应,ΔH2<0,所以两个反应的反应热:ΔH1>ΔH2,④符合题意;C项正确。
8.A　解析 由ΔH3=1.9 kJ·mol-1可得出结论,反应③为吸热反应,等质量时石墨具有的能量低于金刚石,石墨比金刚石稳定,故A项正确,B项错误;由盖斯定律可得ΔH3=ΔH2-ΔH1,因ΔH3>0,所以ΔH2>ΔH1,故C、D两项均错误。
9.D　解析 (a)是金属与酸的反应,是放热反应;(b)是氢氧化钡晶体与氯化铵的反应,属于吸热反应;(c)酸碱中和反应是放热反应,A项错误。铝粉和铝片本质一样,放出热量不变,只是铝粉参与反应时速率加快,B项错误。相较于环形玻璃搅拌棒,铁质搅拌棒导热快,会造成热量损失,对实验结果有影响,C项错误。氢氧化钠固体溶解时要放出热量,最终使测得中和反应反应热的绝对值偏高,D项正确。
10.答案 (1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1　(2)390　(3)4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)　ΔH=(3b-a) kJ·mol-1
解析 (1)由题图可知,该反应为放热反应,且生成1 mol NH3(g)时,放出的热量为(300-254) kJ=46 kJ,故N2和H2反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92 kJ·mol-1。(2)设N—H键的键能为x,反应热ΔH=-92 kJ·mol-1=(3×435+943) kJ·mol-1-6×x,解得x=390 kJ·mol-1。(3)根据盖斯定律,①-②×3,可得4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g),故其反应热ΔH=(3b-a) kJ·mol-1。
11.答案 (1)环形玻璃搅拌棒　使强酸和强碱充分反应
(2)偏大　未盖杯盖会造成热量损失,所测得的数字变小,但ΔH为负值,所以生成1 mol H2O时的反应热偏大　(3)不相等
(4)偏小　CH3COOH参与反应时,CH3COOH的电离过程要吸收热量,使得生成1 mol H2O时的反应热|ΔH|变小　(5)c
解析 (1)由图可知,实验装置中缺少使强酸和强碱充分反应的环形玻璃搅拌棒。(2)简易量热计如果不盖杯盖会造成热量散失,测得放出的热量偏小,则为负值的中和热ΔH的值偏大。(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,改用80 mL 0.50 mol·L-1的盐酸与80 mL 0.55 mol·L-1的氢氧化钠溶液反应,与题干实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏大。(4)醋酸是弱酸,电离时会吸收能量,与氢氧化钠溶液反应时生成1 mol H2O时的反应热|ΔH|变小。(5)a.向内筒中加入稀碱溶液时,应当快速倒入内筒中,若缓慢而匀速地加入会造成热量散失,故错误;b.量筒中剩余的液体不需要用水冲洗;c.用量筒量取稀酸溶液或稀碱溶液时,眼睛与液体凹液面最低处相平不会影响稀酸溶液或稀碱溶液的量,对实验结果无影响,故正确;d.量筒洗净后,未及时烘干,直接用该量筒量取稀酸或稀碱的量偏小,对生成1 mol H2O时所测得的中和反应的反应热(ΔH)有影响,故错误;故选c。
12.答案 (1)①大于　②285.8 kJ
③2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1　④436　(2)84.6 kJ·mol-1
解析 (1)①该反应为放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量;②1 mol氢气为2 g,完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量;③根据前面分析可得热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1;④若1 mol氢气完全燃烧生成1 mol气态水放出241 kJ的热量,已知H—O键的键能为463 kJ·mol-1,OO键的键能为498 kJ·mol-1,H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　
ΔH=-482 kJ·mol-1;设1 mol H—H键完全断裂时吸收热量为x kJ,2x+498-4×463=-482,解得x=436。(2)由盖斯定律得到Mg2Ni(s)+2MgH2(s)2Mg(s)+Mg2NiH4(s)　ΔH3=-64.4 kJ·mol-1-2×(-74.5 kJ·mol-1)=84.6 kJ·mol-1,则ΔH3=84.6 kJ·mol-1。
13.答案 (1)环形玻璃搅拌棒　小烧杯口未用硬纸板盖住(或大烧杯内碎纸条塞少了,未将小烧杯垫的足够高)　(2)不相等　(3)-56.8 kJ·mol-1　(4)abc
解析 (1)中和反应反应热测定需要环形玻璃搅拌棒,此实验中要求大烧杯和小烧杯的杯口必须平齐以保证液体上方空气含量足够小,避免放热用来加热空气。
(2)参与反应的物质的物质的量越大,反应放出的热量越多,所以不相等。
(3)第2次实验的误差较大,舍弃。将另外三次实验的最终温度和起始温度做差,取平均值,得到ΔT=3.4 ℃。氢氧化钠过量,硫酸中氢离子的物质的量为0.025 mol,所以中和生成的水为0.025 mol。溶液质量为100 g,升高3.4 ℃,放出的热量为100 g×3.4 ℃×4.18 J·g-1·℃-1=1 421.2 J,所以每生成1 mol水放出的热量为56 848 J≈56.8 kJ。所以中和热ΔH=-56.8 kJ·mol-1。
(4)上述实验数值结果与ΔH=-57.3 kJ·mol-1相比有偏差。a.保温隔热差,使热量散发,所以测得放热减少;b.温度计测定氢氧化钠溶液温度后,直接测定硫酸温度,温度计沾的氢氧化钠溶液会有一部分和硫酸中和,放热使初始温度上升,减少了温度差,测得放热减少;c.不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,否则会导致较多热量散失测得放热减少。
14.答案 (1)放热　(a-b) kJ·mol-1
(2)925.6　495.6
(3)O2+4HCl2Cl2+2H2O　放出28.45 kJ能量
解析 (1)图示反应中反应物具有的能量大于生成物具有的能量,因此是放热反应。反应热为反应物断键吸收的能量与生成物成键放出的能量之差,即ΔH=(a-b) kJ·mol-1。(2)b表示H、O原子结合为1 mol气态水时的能量变化,其数值为462.8×2=925.6;根据键能与焓变的关系可得,436+12x-925.6=-241.8,则x=495.6。(3)根据题意可写出“地康法”制氯气的化学方程式为O2+4HCl2Cl2+2H2O。该反应的ΔH=(495.6+431.8×4-242.7×2-462.8×4) kJ·mol-1=-113.8 kJ·mol-1,则转移1 mol电子时反应放出的能量为28.45 kJ。