第一章 化学反应的热效应 单元练习题--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》单元同步练习题 一、单选题 1．以为催化剂的光热化学循环分解的反应，为室温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中吸收能量使得钛氧键发生了断裂 B．若2mol 完全分解生成2mol CO和1mol 需要吸收30kJ能量 C．步骤③中有共价键的断裂和形成 D．该反应中，光能和热能转化为化学能 2．航天飞机用铝粉与高氯酸铵（）的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵分解，化学方程式为。下列有关该反应的叙述正确的是 A．已知分解过程中，反应总能量大于生成物总能量，则该反应为吸热反应 B．分解是化学能转化为热能 C．该反应中氧化产物为和 D．标准状况下每生成2.24L ，该反应转移的电子数目为0.4 3．已知是一种高效清洁的火箭燃料。完全燃烧生成和时，放出热量。则下列热化学方程式书写正确的是 A． B． C． D． 4．下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程．吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，下列说法正确的是 A．①表示CO和从催化剂表面脱离的过程 B．②和④中化学键变化相同，因此吸收的能量相同 C．由图可知为吸热反应 D．由图可知，决定反应速率的步骤是② 5．我们知道，任何化学反应过程中一定有物质变化，同时伴随道着能量变化。下图横坐标表示反应过程，纵坐标表示能量，关于下图的说法不正确的是 A．1 mol固态碘与1 mol氢气化合生成2 mol HI气体时，需要吸收5 kJ的能量 B．2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol氢气时需要吸收12 kJ的能量 C．1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量 D．碘蒸气与氢气生成HI气体的反应是吸热反应 6．金属钠和氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是 A．,在相同条件下，的 B．的值数值上和共价键的键能相等 C． D．,其原因可能是破坏了分子间作用力，却形成了离子键 7．节能减排中“减排”的关键是减少的排放，而“减排”的重要手段是合理利用。科学家利用为原料制取炭黑的流程如图。下列说法不正确的是 A．过程2的变化中太阳能转化为化学能 B．过程1和过程2的变化都属于分解反应 C．此流程中有炭黑生成，还有氧气生成 D．此流程还需要解决炭黑和的分离问题 8．用溶液吸收热电企业产生的废气时，涉及如图所示转化，由图示关系可得：等于 A． B． C． D． 9．如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．热稳定性：MgF2<MgCl2<MgBr2<MgI2 B．22.4L F2(g)与足量的Mg充分反应，放热1124kJ C．由图可知：MgBr2(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)+Br2(l)   ΔH<-117kJ/mol D．工业上可由电解MgCl2溶液冶炼金属Mg，该过程需要吸收热量 10．下列说法正确的是 A．已知： ，每进行1mol该反应，有890.3kJ热能转化为化学能 B．若在一定条件下，  ，则黑磷的稳定性更好 C．由 知，的燃烧热 D．一定条件下，若向某密闭容器中充入1mol 和1 mol ，充分反应后放出b kJ热量，则   11．已知Fe2O2(s)＋C(s)= CO2(g)＋2Fe(s)  △H=+234.1kJ·mol-1，C(s)＋O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1，则2Fe(s)＋O2(g)=Fe2O3(s)的△H是 A．-824.4kJ·mol-1 B．-627.6kJ·mol-1 C．-744.7kJ·mol-1 D．-169.4kJ·mol-1 12．已知：2H2(g) + O2(g) =2H2O(g)，2molH2完全反应放出热量483.6 kJ，有关键能数据如下表： 化学键 H-O O=O 键能(kJ/mol) 463.4 498 则H-H的键能为(拆开1mol化学键所需吸收的能量叫做键能) A．413kJ/mol B．557kJ/mol C．221.6kJ/mol D．436kJ/mol 13．与发生反应生成的过程中能量变化如图所示[]。下列说法正确的是 A．过程Ⅰ放出热量 B． C．过程II涉及极性键断裂 D．过程III可表示为 二、非选择题 14．断开气态物质中1mol某种共价键生成气态原子需要吸收的能量，就是该共价键的键能。共价键的键能越大，该共价键越牢固。部分共价键的键能如下表所示，请回答下列问题： 共价键 键能/（） 共价键 键能/（） 436 391 242.7 497 193.7 942 463 347.7 (1)的电子式为 ，其含有的共价键类型为 共价键。 (2)实验室用与盐酸制时，反应的离子方程式为 ；（填“>”“<”或“=”）热稳定性： 。 (3)与生成的热化学方程式为 ；该反应若生成，共 （填“吸收”或“放出”）kJ能量；与在一定条件下可以生成两种无害的物质，该反应的化学方程式为 。 15．科学研究表明：存储能量的能力是的12000倍左右，在大气中的寿命可达740年，如表所示是几种化学键的键能(断裂或形成1mol化学键时吸收或释放的热量) 化学键 N≡N F—F N—F 键能() 946 154 283 回答下列问题： (1)①过程 (填“吸收”或“放出”)能量。 ②反应  = 。 (2)已知： ①  ； ②  。 现有2mol由炭粉和氢气组成的悬浮气，在足量氧气中完全燃烧生成(g)和(l)，共放出679.0kJ的热量，则2mol悬浮气中C与的物质的量之比为 。 (3)电石()可通过下列反应制备： ①  ； ②  。 若不考虑热量损耗，物料转化率均为100%，最终炉中出来的气体只有CO。则为了维持热量平衡，每生产64g ，投料的量为56g CaO及 mol C、 mol 。 16．甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。 (1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同？ ，原因是 。 (3)该反应的焓变ΔH= kJ·mol-1。 17．回答下列问题： (1)已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH=−483.6kJ·mol−1， 查阅文献资料，化学键的键能如下表： 化学键 H−H键 N≡N键 N−H键 E/(kJ·mol−1) 436 946 391 ①合成氨反应的热化学方程式为 。 ②氨分解反应NH3(g)=1/2N2(g)＋3/2H2(g)的活化能Ea1=300kJ·mol−1，则合成氨反应1/2N2(g)＋3/2H2(g)=NH3(g)的活化能Ea2= kJ·mol−1。 ③氨气完全燃烧生成N2(g)和气态水的热化学方程式为 。 (2)研究氮氧化物与悬浮的大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： Ⅰ.2NO2(g)＋NaCl(s)=NaNO3(s)＋ClNO(g)　ΔH1＜0　       Ⅱ．2NO(g)＋Cl2(g)=2ClNO(g)　ΔH2＜0　 则反应4NO2(g)＋2NaCl(s)=2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的ΔH= (用ΔH1、ΔH2表示)。 18．化学反应中均伴随有能量变化。回答下列问题： (1)下列反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量的为___________(填字母)。 A．与水反应 B．与灼热的木炭反应 C．晶体与晶体反应 D．CO燃烧生成 (2)用催化加氢可以制取乙烯：。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的△H= (用含a、b的式子表示)。 (3)已知25℃ 101kPa时，相关物质的相对能量如表所示： 物质 (g) (g) (g) (l) 相对能量() 0 0 -242 -286 表示(g)燃烧热的热化学方程式为 。 (4)二甲醚()是重要的化工原料，也可用CO和制得，总反应的热化学方程式如下：        。 工业中采用“一步法”，通过复合催化剂使下列甲醇合成和甲醇脱水反应同时进行： ⅰ．甲醇合成反应：___________。 ⅱ．甲醇脱水反应：     ①补全甲醇合成反应的热化学方程式： 。 ②若起始时向容器中投入2mol CO和4mol ，测得某时刻上述总反应中放出的热量为51.5kJ，此时CO的转化率为 。 (5)实验室用50mL 0.50盐酸与50mL 0.50 NaOH溶液在如图所示装置中反应，通过测定该反应过程中放出的热量计算中和反应的反应热。该装置还缺少一种玻璃仪器，该仪器名称为 ；25℃ 101kPa时，稀盐酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量为57.3kJ，则0.1的醋酸溶液与0.1的NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)57.3kJ。 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．B 【详解】A．由图可知，过程①中钛氧键发生断裂，共价键的断裂是吸收能量的过程，A正确； B．由题给数据可知，2mol 分子中共价键断裂吸收的能量为，生成2mol CO和1mol 时，形成共价键释放的能量为，则反应中需要吸收的能量为，B错误； C．由图可知，步骤③中有碳氧共价键的断裂和形成，C正确； D．该反应中，提供光能断裂钛氧键，提供热能断裂钛碳键，从而实现光能和热能向化学能的转变，D正确； 答案选B。 2．B 【详解】A.反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，A错误； B.分解是放热反应，化学能转化为热能，B正确； C.反应中N元素和O元素的化合价升高，故该反应的氧化产物为、，C错误； D.反应中每生成标准状况下2mol，转移14mol电子，则生成标准状况下2.24L（即0.1mol）转移的电子数目为0.7，D错误； 答案选B。 3．C 【详解】A．N2H4完全燃烧生成氮气和气态水时，放出热量，其焓变应为负值，故A错误； B．N2H4完全燃烧生成氮气和气态水时，放出热量，其焓变应为负值，故B错误； C．0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量，则1molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ×4=534kJ热量，其热化学方程式为，故C正确； D．0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量，则1molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ×4=534kJ热量，其热化学方程式为，故D错误； 故答案为：C。 4．B 【详解】A．由图可知，①表示CO和H2O在催化剂表面吸附的过程，故A错误； B．②和④中化学键变化相同，断裂的均为H-O键，②中吸收能量[1.25-(-0.32)]eV=1.57eV，④中吸收能量为[1.41-(-0.16)]eV=1.57eV，两者吸收的能量相同，故B正确； C．由图可知，CO(g)和H2O(g)的总能量大于CO2(g)+H2(g)的总能量，因此反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为放热反应，故C错误； D．由图可知，相同条件下，④的活化能为(1.86+0.16)eV=2.02eV，②的活化能为(1.59+0.32)eV=1.91eV，④的活化能大于②，则反应速率④＜②，决定反应速率的步骤是④，故D错误； 故选：B。 5．D 【详解】A．由图像可知1 mol固态碘与1 mol氢气的能量比2 mol HI气体能量低5kJ，则1 mol固态碘与1 mol氢气化合生成2 mol HI气体时，需要吸收5 kJ的能量，故A正确； B．2 mol HI气体的能量比1 mol碘蒸气与1 mol氢气低12kJ，2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol氢气时需要吸收12 kJ的能量，故B正确； C．1 mol固态碘能量比1 mol碘蒸气低17kJ，则1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量，故C正确； D．由图像可知，碘蒸气与氢气生成HI气体的反应是放热反应，故D错误； 故答案为：D。 6．C 【详解】A．2Cl(g)得电子转化成2Cl-(g)会放热，则△H5＜0，Cl的非金属性强于Br，Cl(g)比Br(g)更易得电子，故相同条件下，2Cl(g)比2Br(g)放出的热量更多，A项正确； B．△H4为Cl2(g)→2Cl(g)的焓变，是断裂Cl2(g)中的Cl-Cl键，故△H4与Cl-Cl键的键能相等，B项正确； C．根据盖斯定律，△H1=△H2+△H3+△H4+△H5+△H6+△H7，C项错误； D．△H7为2NaCl(g)→2NaCl(s)的焓变，同一物质的气态变固态放出能量，则△H7＜0，固态NaCl中存在离子键，故可能原因是破坏了分子间作用力，却形成了离子键，D项正确； 答案选C。 7．B 【详解】A．由流程图可知，过程2为Fe3O4通过太阳能分解生成FeO和氧气，此过程中将太阳能转化为化学能贮存在生物体内说法正确，A不符合题意； B．过程1为，该反应中的反应物是两种，不是分解反应，B符合题意； C．由物质的变化可知，过程1中有炭黑生成，过程2中有氧气生成，说法正确，C不符合题意； D．过程1中生成物是炭黑和Fe3O4的混合物，要获取炭黑，需要将两种物质进行分离，说法正确，D不符合题意； 故选B。 8．A 【详解】根据盖斯定律分析，反应的能量变化取决于反应物和生成物，与过程无关，所以根据图示分析，有，可以计算，故选A。 9．C 【详解】A．一般情况下，物质本身的能量越低越稳定，根据图像可知，热稳定性为，A错误； B．的体积22.4L未明确标准状况，不能确定物质的量，不能确定反应放出的热量，B错误； C．由图可知、，根据盖斯定律，转化为是放热过程，故放热大于，则，C正确； D．工业上冶炼金属Mg采用电解熔融MgCl2，不是电解MgCl2溶液，D错误； 答案选C。 10．B 【详解】A．该反应是放热反应，应该是化学能转化为热能，故A错误； B． ，反应放热，说明白磷的能量高于黑磷，故黑磷更稳定，故B正确； C．燃烧热指的是1mol可燃物完全燃烧生成稳定物质所放出的热量，N元素的稳定物质是N2，故C错误； D．1mol 和1 mol 是可逆反应，反应物不能完全转化，故  ，故D错误。 答案选B。 11．A 【详解】①Fe2O2(s)＋C(s)= CO2(g)＋2Fe(s)  △H=+234.1kJ·mol-1② C(s)＋O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ·mol-1，根据盖斯定律：②×－①，得2Fe(s)＋O2(g)=Fe2O3(s) △H=-824.4kJ·mol-1，答案选A。 12．D 【详解】2molH2完全反应放出热量483.6 kJ，即2H2(g) + O2(g) =2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol，设H-H键能为x，由焓变等于反应物中键能之和减去生成物中键能之和，2x+498kJ/mol-2×2×463.4kJ/mol=-483.6kJ/mol，解得x=436kJ/mol，故选：D。 13．B 【详解】A．过程Ⅰ为共价键的断裂，需要吸收热量，A项错误； B．，B项正确； C．过程Ⅱ不涉及极性键断裂，C项错误； D．过程Ⅲ可表示为  ，D项错误； 故选B。 14．(1) 极性 (2) > (3)    放出 48 【详解】（1） 是共价化合物，电子式为，其含有的共价键类型为极性共价键。 （2）与浓盐酸在加热条件下反应生成、氯化锰、水，反应的离子方程式为；键能越大越稳定,热稳定性：>。 （3）焓变=反应物总键能-生成物总键能，与生成的热化学方程式为△H=942kJ/mol+436 kJ/mol×3-391 kJ/mol×6= -96kJ/mol；该反应若生成，共放出48kJ能量；与在一定条件下可以生成两种无害的物质氮气和水，该反应的化学方程式为。 15．(1) 放出 (2)1∶1 (3) 7.2 2.1 【详解】（1）过程是形成F-F，因此放出能量；=反应物键能之和减生成物键能之和， （2）设C与的物质的量分别为amol与bmol，则a+b=2，393.0a+=679.0，则a=b=1，则2mol悬浮气中C与的物质的量之比为1∶1； （3）因为为了维持热量平衡，则反应①与反应②放出与吸收的热量相等，故反应①各物质的系数都乘221.0，反应②各物质的系数都乘464.1，则得到各物质的物质的量关系为：，56g CaO是1mol，则需要C为，需要O2为。 16．(1)吸热 (2) 相同 化学反应的热效应仅与初始状态有关，与反应路径无关 (3)E2－E1 【详解】（1）由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，则甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是吸热反应； （2）反应热取决于反应物和生成物的总能量的大小，与起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关，则过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热相同； （3）该反应的焓变ΔH=生成物总能量-反应物总能量= E2－E1。 17．(1) △H=-92kJ/mol 254kJ/mol 4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g) △H=-1266.8 kJ/mol (2)2△H1-△H2 【详解】（1）①根据键能数据，合成氨反应的热化学方程式为 △H=∑E(反应物)-∑E(生成物)，所以△H=(946+3436-6391)kJ/mol=-92kJ/mol；即热化学方程式为 △H=-92kJ/mol； ②根据①可知NH3(g)=N2(g)＋H2(g) △H=+46 kJ/mol；△H=Ea1-Ea2，所以Ea2=Ea1-△H=254kJ/mol； ③已知：①N2(g)+H2(g)═NH3(g) △H=-46kJ/mol，②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH=−483.6kJ·mol−1，根据盖斯定律，反应4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)可以由②×3-①×4得到，所以该反应焓变△H=-1266.8 kJ/mol； （2）目标方程式可以由Ⅰ×2－Ⅱ方程进行得到，而反应热也可以进行计算，所以△H=2△H1-△H2。 18．(1)BC (2) (3)         (4)      25% (5) 玻璃搅拌器 小于 【详解】（1）反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应，与水反应放热，CO燃烧生成CO2放热，AD不符合题意；CO2与灼热的木炭反应吸热，晶体与NH4Cl晶体反应吸热，BC符合题意； （2）由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，故反应放出热量，=-(b-a)kJ/mol； （3）25℃ 和101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水所放出的热量为H2的标准燃烧热，所以氢气的标准燃烧热，表示H2(g)标准燃烧热的热化学方程式为        ； （4）①总反应减去反应ⅱ可得甲醇合成反应，故甲醇合成反应的热化学方程式    ； ②由总反应可知，2molCO反应放出热量206kJ，则当放出热量为51.5kJ时，反应了=0.5molCO，故CO转化率为； （5）酸碱混合反应需要搅拌，该装置缺少的玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒；醋酸是弱电解质，醋酸的电离过程吸热，所以0.1mol/L醋酸溶液与0.1mol/LNaOH溶液反应生成1mL水放出的热量小于57.3kJ。 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 $$