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

第一章《化学反应的热效应》单元训练题 一、单选题 1．二氧化铈（）是一种重要的稀土化合物，在太阳能作用下能将转变为。其过程如下：、，下列说法正确的是 A．反应①中仅做还原剂 B．是该反应的催化剂 C．1mol参加反应，共生成2xmol的气体 D．图中 2．下列热化学方程式书写正确的是 A．  kJ·mol-1(反应热) B．  kJ⋅mol-1(反应热) C．  kJ⋅mol-1(燃烧热) D．   kJ⋅mol-1(中和反应反应热) 3．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。已知H—H键的键能为436kJ·mol-1、Cl—Cl键的键能为243kJ·mol-1、H—Cl键的键能为x，若1molH2(g)与1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)放出183kJ的热量，则x为 A．496kJ·mol-1 B．431kJ·mol-1 C．862kJ·mol-1 D．248kJ·mol-1 4．依据图示关系，下列说法错误的是 A． B．石墨比金刚石稳定 C． D．   5．还原NO的反应过程与能量关系如图甲所示；有氧条件下，催化还原NO的反应历程如图乙所示。下列说法正确的是 A．图甲所示反应是吸热反应 B．图甲所示反应产物中氧化产物与还原产物物质的量之比为2：3 C．图乙所示过程中的物质的量减少 D．图乙所示过程中生成，转移电子的物质的量为2.4mol 6．碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)失水可得到Na2CO3·H2O(s)或Na2CO3(s)，反应过程中相对能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．过程Ⅰ发生的反应是放热反应 B．过程Ⅱ吸收的能量小于放出的能量 C．向盛有Na2CO3(s)的试管中滴加几滴水，温度降低 D．1molNa2CO3(s)和1molH2O(l)的总能量高于1molNa2CO3·H2O(s)的能量 7．用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染。已知：①  △H=-574 kJ/mol；②  △H=-1160 kJ/mol。下列说法错误的是 A．反应①②中，相同物质的量的甲烷发生反应，转移的电子数相同 B．由反应①可知：  △H＞-574 kJ/mol C．若用标准状况下4.48 LCH4还原NO2生成N2、CO2和H2O(g)，则放出的热量为173.4 kJ D．已知CH4的燃烧热为-a kJ⁄mol，由n(CH4)∶n(H2)=3∶1组成的混合物2 mol，完全燃烧并恢复到常温时放出的热量为b kJ，则H2的燃烧热ΔH=(3a−2b)kJ/mol 8．环戊二烯的键线式为：，其广泛用于农药、橡胶、塑料等工业合成，是一种重要的有机化工原料。其相关键能和能量循环图如下所示，下列说法不正确的是 共价键 键能/(kJ·mol-1) H-H 436 H-I 299 I-I 151 A．kJ/mol B．在相同条件下，反应：，则 C．实验测得在25 ℃和101 KPa时，1 g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9 KJ的热量，氢气燃烧热方程式为： D．(g)转化为(g)的过程属于氧化反应 9．下列反应属于吸热反应的是 A．生石灰与水反应 B．钠与水反应 C．碳酸钙高温分解反应 D．甲烷燃烧反应 10．可作火箭推进剂，已知：　。下列说法正确的是 A．该反应常温下为自发反应 B．的燃烧热是 C．该反应生成物比反应物总能量高 D．若生成液态水释放的能量减少 11．已知在下，(辛烷)完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出热量。表示燃烧热的热化学方程式正确的是 A．C8H18(l) B．C8H18(l) C．C8H18(l) D．C8H18(l) 12．根据以下能量变化示意图，下列说法正确的是 A．反应Ⅱ比反应Ⅲ生成的键更牢固 B．键的平均键能为 C． D． 13．碘在不同状态(固态或气态)下与氢气反应的热化学方程式如下： ①   ②   下列判断正确的是 A．①中的为固态，②中的为气态 B．固态碘升华时将吸热 C．①的反应物总能量比②的反应物总能量高 D．比的热稳定性更好 14．研究表明，在一定条件下，气态与两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．比更稳定 B．为吸热反应且反应条件一定要加热 C．中的所有化学键全部断开需要吸收的热量 D．转化为需要吸收的热量 二、非选择题 15．回答下列问题 (1)分子可形成单斜硫和斜方硫，转化过程如下：S(s，单斜)S(s，斜方)，则S(单斜)、S(斜方)相比，较稳定的是 (填“S(单斜)”或“S(斜方)”)。 (2)下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量(即键能单位为) 化学键 键能 436 431 热化学方程式：，则的键能为 。 (3)标准状况下，在中完全燃烧生成和，放出389.7kJ热量，请写出表示燃烧热的热化学方程式： 。 (4)已知：C(石墨，s) 计算C(石墨，s)与反应生成的为 (用含a、b、c的式子表示)。 (5)与适量反应生成，需吸收68kJ的热量，该反应的热化学方程式为 。 16．甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、和)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： ① ② ③ 回答下列问题： (1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下： 化学键 436 343 1076 465 413 由此计算 ；已知，则 。 (2)已知在298K时的热化学方程式：，，。根据上面的热化学方程式完成下列问题： ①通过计算说明等质量的、C、完全燃烧时放出热量最多的是 。 ②根据以上反应，则的焓变 。 ③已知，试写出甲烷燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式： 。 工业合成氮是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，已知反应为 ，，该反应的焓变和熵变随温度变化很小，可视为常数。 17．氮气的电子式为 ；氨气的结构式为 。 若用、、、分别表示、、和固体催化剂，则在固体催化剂表面合成氨的过程如下图所示： 18．吸附后，能量状态最高的是 。 A．A状态 B．B状态 C．C状态 D．无法确定 19．在合成氨的反应中，反应物的焓 生成物的焓，断键时吸收的热 成键时放出的热 A．大于 小于    B．小于 大于    C．大于 大于    D．小于 小于 20．试运用化学反应与热能的知识回答下列问题： (1)某反应发生时的能量变化情况如图所示。则下列反应符合该图像中能量变化的反应是 (填序号)。 a．盐酸与烧碱溶液反应 b． c．金属钠与冷水间的反应 d．盐酸与碳酸氢钠的反应 e．灼热的炭与二氧化碳的反应 f．白磷的自燃 (2)若将烧碱固体加入如图中的试管中，A处液面的变化情况是 ，能否通过该实验说明中和反应一定是放热反应？ (填“能”或“不能”)，原因是 。 (3)从断键和成键的角度分析反应中能量的变化，断开或生成1mol化学键所吸收或释放出的能量(即键能)如下表所示： 化学键 键能 436 496 463 则生成可以放出热量 kJ。 (4)合成氨是氮肥工业中非常重要的一步。已知：破坏中的键需要吸收946kJ能量；破坏中的键需要吸收218kJ能量；形成中的键能释放391kJ能量。下图表示合成氨工业过程中能量的变化，请将图中①、②的能量变化的数值填在横线上：① kJ，② kJ。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．D 【详解】A．反应①中Ce的化合价从+4变为0价，氧的化合价从-2变为0价，所以既做氧化剂又做还原剂，故A错误； B．是中间产物，该反应的催化剂是，故B错误； C．根据方程式可知1mol参加反应，共生成mol的气体，故C错误； D．由图可知，根据盖斯定律，应该是：，即，故D正确。 故答案选D。 2．B 【详解】A．热化学方程式要注明各物质在反应时的状态，A项不正确； B．该热化学方程式书写正确，B项正确； C．燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1mol，且得到的氧化物必须是稳定的氧化物，H2O的状态应为液态，C项不正确； D．NaOH固体溶解时放出热量，则放热大于57.3kJ，ΔH应小于-57.3kJ /mol，D项不正确； 答案选B； 3．B 【详解】已知H-H 键的键能为436kJ•mol-1、Cl-Cl键的键能为243kJ•mol-1、H-Cl键的键能为X，若1molH2(g)与1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)放出183kJ的热量，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183kJ/mol，则△H=436kJ•mol-1+243kJ•mol-1-2×XkJ•mol-1=-183 kJ•mol-1，解得X=431 kJ•mol-1，故选B。 4．C 【详解】A．按盖斯定律，反应Ⅴ=反应Ⅰ+反应Ⅳ，ΔH5=ΔH1+ΔH4，则ΔH4＜ΔH5，A正确； B．由反应Ⅰ：C(金刚石，s)= C(石墨，s)  ΔH1=+1.9 kJ⋅mol-1知，等量的石墨能量比金刚石低，石墨比金刚石稳定，B正确； C．由盖斯定律知，反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅳ-反应Ⅱ，则ΔH4=ΔH3-ΔH1-ΔH2=[(-393.5)-(+1.9)-(-283.0) ]kJ⋅mol-1=-112.4kJ⋅mol-1，C错误； D．结合选项A和选项C，ΔH5=ΔH1+ΔH4=（+1.9-112.4）kJ⋅mol-1=-110.5 kJ⋅mol-1，由盖斯定律，2×反应Ⅴ-反应Ⅲ得目标反应：C（石墨，s）+CO2（g）＝2CO（g）ΔH=2ΔH5-ΔH3=+172.5 kJ⋅mol-1，D正确； 故答案为：C。 5．B 【详解】A．图甲所示反应是放热反应，因为反应物总能量高于生成物总能量，A错误； B．，氨气是还原剂，被氧化，一氧化氮是氧化剂，被还原，根据氮原子守恒，氧化产物与还原产物物质的量之比为2：3，B正确； C．是催化剂，因此物质的量不变，C错误； D．图乙总反应为，则生成，转移电子的物质的量为3mol，D错误； 故选B。 6．D 【详解】A．过程Ⅰ生成物的能量高于反应物的能量，发生的反应是吸热反应，故A错误； B．过程Ⅱ是吸热反应，吸收的能量大于放出的能量，故B错误； C．过程Ⅱ中Na2CO3•H2O(s)失水是吸热反应，则Na2CO3(s)与水的化合反应是放热反应，放热使溶液温度升高，故C错误； D．过程Ⅱ为Na2CO3•H2O(s)=Na2CO3(s)+H2O(l)△H2>0，则Na2CO3(s)+H2O(l)= Na2CO3•H2O(s)△H<0是放热反应，1molNa2CO3(s)和1molH2O(l)的总能量高于1molNa2CO3·H2O(s)的能量，故D正确； 故选：D。 7．B 【详解】A．在反应①②中C元素化合价由反应前CH4中的-4价变为反应后反应后CO2中的+4，化合价升高8价，则每1 mol CH4发生反应，会转移8 mol电子，故在反应①②中，相同物质的量的甲烷发生反应，转移的电子数相同，A正确； B．等质量的物质含有的能量：H2O(g)＞H2O(l)，对于放热反应，当反应物相同，反应生成液态水放出的热量大于生成气态水放出的热量。反应放出的热量越多，则其反应热就越小，因此根据①  △H=-574 kJ/mol，可知  △H＜-574 kJ/mol，B错误； C．根据盖斯定律，将热化学方程式(①+②)×，整理可得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g) +2H2O(g) △H=-867 kJ/mol。在标准状况下4.48 LCH4的物质的量是0.2 mol，若其将NO2还原反应产生NO2生成N2、CO2和H2O(g)，则根据上述热反应方程式可知：0.2 mol CH4反应放出的热量为Q=867 kJ/mol×0.2 mol=173.4 kJ，C正确； D．已知CH4的燃烧热为-a kJ⁄mol，由n(CH4)∶n(H2)=3∶1组成的混合物2 mol，则n(CH4)=1.5 mol，n(H2)=0.5 mol，假设H2的燃烧热为-x kJ/mol，完全燃烧并恢复到常温时放出的热量为b kJ，则1.5 mol×a kJ⁄mol+0.5 mol×x kJ⁄mol=b kJ，x=(2b-3a)，则H2的燃烧热ΔH=-x kJ/mol=-(2b-3a) kJ/mol=(3a−2b)kJ/mol，D正确； 故合理选项是B。 8．A 【详解】A．根据盖斯定律：,kJ/mol，A错误； B．比更活泼，说明自身具有的能量大于具有的能量，所以和反应生成，放出的能量大于与反应生成放出的能量，则，B正确； C．实验测得在25 ℃和101 KPa时，1 g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9 KJ的热量，写出表示氢气燃烧热方程式为： ，C正确； D．(g)转化为(g)的过程氢原子减少，属于氧化反应，D正确； 故选A。 9．C 【详解】A．生石灰和水发生化合反应，生成Ca(OH)2，同时放出热量，A不符合题意； B．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，同时放出热量，B不符合题意； C．碳酸钙高温分解生成CaO和CO2，该反应是吸热反应，C符合题意； D．甲烷的燃烧放出热量，为放热反应，D不符合题意； 故选C。 10．A 【详解】A．根据△G=△H-T△S<0可以自发进行，该反应的△H<0，△S>0，判断出该反应在任何温度下都能自发进行，A正确； B．的燃烧热是1molN2H4完全燃烧生成N2和液态水释放的热量，B错误； C．放热反应是生成物比反应物总能量低，C错误； D．水由气态到液态释放能量，若生成液态水释放的能量增加，D错误； 答案选A。 11．B 【分析】在下，(即辛烷)完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出热量，则完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出热量。 【详解】A．表示燃烧热的热化学方程式中应该生成液态水，且-5517.6kJ/mol，故A错误； B．根据分析知，表示燃烧热的热化学方程式为C8H18(l)，故B正确； C．据分析可知，-5517.6kJ/mol，故C错误； D．据分析可知，-5517.6kJ/mol，故D错误； 故选B。 12．B 【详解】A．反应Ⅱ生成1mol键放出427KJ能量，反应Ⅲ生成1mol键放出502KJ能量，反应Ⅲ生成的键放热更多，能量越低，则生成的键更牢固。故A错误； B．由图可知，键的平均键能为，故B正确； C．由图中能量关系可以算出则，故C错误； D．由，故反应放出的热量大于244KJ，则；故D错误； 故选B。 13．C 【分析】气态碘的能量比固态碘的能量高，所以气态碘和氢气反应生成气态HI放出热量，而固态碘和氢气反应生成气态HI会吸收热量，所以反应①中的碘为气体，反应②中的碘为固体，据此作答。 【详解】A．由以上分析可知，反应①中的碘为气态，反应②中的碘为固态，故A错误； B．由以上分析可知，反应①中的碘为气体，反应②中的碘为固体，将反应②减去反应①，即可得到I2(s)= I2(g)的ΔH=+35.96kJ/mol，即1mol 固态碘升华时将吸热35.96 kJ，故B错误； C．一般地，同一物质，气态能量高于固态能量，所以①的反应物总能量比②的反应物总能量高，故C正确； D．一般地，能量越低越稳定，同一物质，固态能量低于液态能量，液态能量低于气态能量，所以HI(s)比 HI(g)热稳定性更好，故D错误； 答案选C。 14．D 【分析】此题主要考查化学反应能量变化图像，抓住物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强的核心思想。 【详解】A．根据图示可知等物质的量的HCN比HNC 含有的能量更低，因此HCN 比HNC更稳定，A错误； B．由图示可知HCN 比HNC能量低，则HCN(g)-HNC(g) 时会吸收能量，反应为吸热反应，但反应条件不一定需要在加热条件下进行，B错误； C．根据图示可知1 mol HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5kJ的热量，但由于该中间物质中仍然存在化学键，断裂化学键需吸收能量，因此l mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收的热量大于186.5kJ，C错误； D．根据图示可知1 mol HCN(g)转化为lmol HNC(g)需要吸收的能量为186.5kJ一127.2 kJ=59.3kJ，D 正确； 故选D。 15．(1)S(斜方，s) (2)243 (3)C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) (4)c-a-2b (5) 【详解】（1）S(s，单斜)S(s，斜方)，则S(单斜，s)的能量大于S(斜方，s)，能量越低越稳定，较稳定的是S(斜方，s)。 （2），焓变=反应物总键能-生成物总键能，设的键能为x，则436+x-2×431=-183，x=243。 （3）标准状况下的物质的量为=0.3mol，0.3mol在中完全燃烧生成和，放出389.7kJ热量，则1mol在中完全燃烧生成和，放出=1299kJ热量，表示燃烧热的热化学方程式：C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) 。 （4）已知：①C(石墨，s)，②，③，根据盖斯定律①+②×2-③得C(石墨，s) 。 （5）与适量反应生成，需吸收68kJ的热量，该反应的热化学方程式为： 。 16．(1) -99 +41 (2) H2 -74.8 CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-802.3 【详解】（1）焓变ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，则ΔH1=E(C≡O)+2E(H-H)-3E(C-H)-E(C-O)-E(O-H)=1076kJ⋅mol-1+2×436kJ⋅mol-1-3×413kJ⋅mol-1-343kJ⋅mol-1-465kJ⋅mol-1=-99kJ⋅mol-1；由盖斯定律可知，反应③=反应②-反应①，ΔH3=ΔH2-ΔH1= -58kJ⋅mol-1-(-99kJ⋅mol-1)=+41kJ⋅mol-1。 （2）①设、C、的质量都为mg，根据热化学方程式可知质量均为mg的、C、完全燃烧时，放出热量分别是、、，由此可知放出热量最多的是H2； ②已知I.，II.，III.，由盖斯定律可知，I+III-II可得 =-74.8； ③已知：II.、IV.。根据盖斯定律, II＋IV×2可得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=△H2+2△H4=-802.3。 17． 18．B 19． 大于 小于 【解析】17． 氮气分子含有氮氮叁键，电子式为：；氨气的结构式为； 18．断键过程为吸热过程、成键过程为放热过程，则吸附后，能量状态最高的是B. B状态； 19．在合成氨的反应为放热反应，则反应物的焓大于生成物的焓，断键时吸收的热小于成键时放出的热。 20．(1)acf (2) A处液面下降 不能 NaOH固体溶解也放热 (3)242 (4) 2254 92 【详解】(1)图示反应为放热反应，因反应物总能量高于生成物总能量， a．中和反应属于放热反应，故a符合题意； b．氢氧化钡晶体与氯化铵固体间的反应属于吸热反应，故b不符合题意； c．活泼金属与水的反应属于放热反应，故c符合题意； d．盐酸与碳酸氢钠间的反应属于吸热反应，故d不符合题意； e．炭与二氧化碳间的反应属于吸热反应，故e不符合题意； f．白磷的自燃都属于放热反应，故f符合题意； 故答案为：acf； (2)氢氧化钠固体加入盐酸中，一是固体遇水溶解放热，二是发生中和反应放热，所以这两方面的原因都会使锥形瓶内的气体温度升高，A处液面下降，故答案为：A处液面下降；不能；NaOH固体溶解也放热。 (3)对于反应，断开键和键所吸收的总能量为，而生成键所释放出的总能量为，所以生成放热：，则生成可以放出242kJ的热量，故答案为：242。 (4)①断裂、中的化学键需吸收的能量为。 ②生成时释放的能量为，整个反应释放的能量为， 故答案为：2254；92。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$