第一章 化学反应的热效应 单元同步训练题 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》单元同步训练题 一、单选题 1．已知肼(N2H4)是一种用于火箭或燃料电池的原料，已知①2H2O(l)+O2(g)=2H2O2(l) △H1=+108.3kJ/mol②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H2=-534.0kJ/mol。则有反应：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)，则ΔH3为 A．＋425.7kJ·mol-1 B．-425.7kJ·mol-1 C．＋642.3kJ·mol-1 D．-642.3kJ·mol-1 2．1828年德国化学家维勒首次人工由无机物合成尿素(有机物)。已知两个反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是    A．图1中正反应活化能大于逆反应活化能 B．   C．的平衡常数表达式 D．   3．北京时间2022年11月29日23时08分，载有3名航天员的神舟十五号载人飞船由长征二号F运载火箭成功发射至预定轨道，火箭采用液氢、液氧等无毒无污染推进剂。分解水获得的能量变化如图所示，下列说法正确的是    A．断开H—O键放出能量 B．分解水属于吸热反应 C．吸热反应一定要加热 D．反应物的总能量大于生成物的总能量 4．下列反应过程中，其能量变化不符合如图的是    A．火药点火爆炸 B．干燥的木材遇火燃烧 C．葡萄糖在人体内缓慢氧化 D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合 5．沼气的主要成分是，已知常温常压下，完全燃烧生成和时放出445kJ的热量，则下列热化学方程式中正确的是 A．   B．   C．   D．   6．下列说法正确的是 A．已知，，则 B．中和反应的反应热测定实验中为了减少热量散失，溶液应分多次倒入盛有盐酸的量热计内筒中 C．已知：的燃烧热为，则时， D．下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热，则其热化学方程式为 7．根据碘与氢气反应的热化学方程式： (i) kJ/mol (ii) kJ/mol 下列判断正确的是 A．反应(i)中的I2为固态，反应(ⅱ)中的I2为气态 B．1mol固态碘升华时将吸收17.00kJ热量 C．反应(i)的产物比反应(ⅱ)的产物稳定 D．若反应(i)生成了2mol，则反应放热9.48kJ 8．类比推理是研究物质性质的常用方法，可预测许多物质的性质，但类比是相对的，不能违背客观实际。下列说法中错误的个数是 ①溶液和过量NaOH溶液反应先生成白色沉淀，然后沉淀转化为灰色，则溶液和过量反应现象也相同； ②少量通入溶液中产生白色沉淀，则少量通入溶液也产生白色沉淀； ③乙醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成乙酸，则乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成乙二酸； ④HCl一定条件下能被氧化为；推出HBr一定条件下也能被氧化为； ⑤与水反应置换出证明非金属性F>O；推出C与反应置换出Si证明非金属性C>Si； ⑥向中加入少量水，伴随放热现象，则向中加入少量水，也伴随放热现象。 A．3个 B．4个 C．5个 D．6个 9．已知电解液态水制备和的能量变化如图所示：    则下列表示在足量氧气中完全燃烧的热化学方程式正确的是 A． B． C． D． 10．在298K、101kPa下，将通入溶液中充分反应(不考虑气体逸出)，测得反应放出热量。已知该条件下，将通入溶液中充分反应放出热量。则与溶液反应生成的热化学方程式正确的是 A．   B．   C．   D．   11．研究表明，利用可催化消除大气污染物和，简化中间反应进程后，相对能量变化如图所示。则的反应热为    A．-359 B．-207 C．-436 D．-407 12．已知：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)　ΔH=＋571.6kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的图示与过程如下：    过程Ⅰ：2Fe3O4(s)=6FeO(s)＋O2(g)　ΔH=＋313.2kJ·mol 过程Ⅱ：…… 下列说法不正确的是 A．该过程能量转化形式是太阳能→化学能 B．过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)＋H2O(l)=H2(g)＋Fe3O4(s)　ΔH=＋129.2kJ·mol-1 C．氢气的燃烧热ΔH=-285.8kJ·mol-1 D．过程Ⅰ每转移2mol电子吸收313.2kJ热量 13．能量曲线如图所示。下列说法错误的是    A．反应①、②均为放热反应 B．若加入催化剂可降低和 C．热化学方程式为     D．若反应的生成物为，则反应热数值将变小 14．碳量子点是种新型碳纳米材料，我国化学家研究的一种新型复微合光催化剂[碳量子点/氮化碳(纳米复合物)]可以利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。    下列说法正确的是 A．总反应为 B．水分解过程中，作催化剂 C．复合光催化剂中两种纳米材料均属于电解质 D．若反应Ⅱ是放热反应，则反应Ⅰ一定是吸热反应 二、非选择题 15．回答下列问题 (1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下： 反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)　ΔH1 反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2=＋72.49 kJ·mol-1 总反应：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH3=-86.98 kJ·mol-1 则反应Ⅰ的ΔH1= kJ·mol-1。 (2)氢气可将CO2还原为甲烷，反应为CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)。ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会 (填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒步骤的化学方程式为 。 (3)已知CO(g)、CH4(g)、CH3CHO(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1、890.31 kJ·mol-1、1167.9 kJ·mol-1，则乙醛的分解反应CH3CHO(l) CH4(g)＋CO(g)的ΔH= 。 (4)已知断开1 mol H-H键、1 mol N-H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是 。 16．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定，也可进行理论推算。 (1)实验测得，5g甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，则甲醇的燃烧热ΔH= 。 (2)今有如下两个热化学方程式：则a b(填＞，=，＜) H2(g)+O2(g)=H2O(g)    ΔH1=akJ·mol -1 H2(g)+O2(g)=H2O(l)    ΔH2=bkJ·mol -1 (3)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。已知反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) △H=a kJ·mol -1 。试根据表中所列键能数据估算a的值： 。 化学键 H－H N－H N≡N 键能/kJ/mol 436 391 945 (4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的反应热进行推算。 已知：C(s)＋O2(g)=CO2(g)    △H1=-393.5kJ·mol -1 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)  △H2=-571.6kJ·mol -1 2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H 2O(l)   △H3=-2599kJ·mol -1 根据盖斯定律，计算298K时由C(s)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的反应热△H= 。 17．随着化石能源的减少，新能源的开发利用日益迫切。 (1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成： 则： 。 (2)据粗略统计，我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方米，这不仅是能源的浪费也对环境造成极大污染。为解决这一问题，我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C与O之间为三键连接，且合成甲醇的主要反应原理为。 下表所列为常见化学键的键能数据： 化学键 键能() 348 414 436 326.8 1032 464 则该反应的 。 (3)已知： 现有与的混合气体(标准状况)，使其完全燃烧生成和，若实验测得反应放热，则原混合气体中与的物质的量之比是 。 (4)恒温恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图所示。 已知： ①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式： 。 ② 。 18．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 O=O C—Cl C—H O—H H—Cl E/(kJ·mol-1) 436 247 x 330 413 463 431 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)+O2(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 。 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】根据盖斯定律②－①，整理可得N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) =-642.3kJ/mol； 故选D。 2．D 【详解】A．图1代表的反应是放热反应，正反应活化能小于逆反应活化能，A项错误； B．由图2可知该反应是吸热反应，B项错误； C．尿素为液态，不计入平衡常数表达式，C项错误； D．根据图像可知， ① ② 根据盖斯定律可知，①②得： ，D项正确。 答案为：D。 3．B 【详解】A．断开化学键需要吸收能量，故A错误； B．由图可知，分解水的过程中反应物的能量低于生成物，说明该过程是吸热反应，故B正确； C．吸热反应不一定要加热，如氯化铵和氢氧化钡的反应，故C错误； D．由图可知，分解水的过程中反应物的能量低于生成物，故D错误； 故选B。 4．D 【分析】由图可知反应物能量高于生成物能量，反应为放热反应，据此分析判断。 【详解】A．火药爆炸过程释放巨大能量，属于放热反应，故A符合图像； B．燃烧过程放出大量热，故B符合图像； C．葡萄糖的缓慢氧化释放能量，反应物能量高于生成物，故C符合图像； D．该反应为吸热反应，反应物能量低于生成物，故D不符合图像； 故选：D。 5．C 【分析】根据热化学方程式的书写方法可知，化学计量数与反应热成正比，并注意标明物质的聚集状态来解答。 【详解】为0.5mol，完全燃烧生成和液态水时，放出445KJ热量， 则在氧气中燃烧生成和液态水，放出890kJ热量， 则热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)  ∆H=-890kJ/mol； 故选C。 6．A 【详解】A．生成的产物相同，气态硫具有更多的能量，放出的能量更多，放热反应焓变为负值，放热越多，数值越大，焓变越小，所以，故A正确； B．溶液应分多次倒入盛有盐酸的量热计内筒中，多次倒入溶液打开盖子，热量损失，故B错误； C．的燃烧热为,是指1mol完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出890.3kJ热量，选项中生成气态水，放热反应焓变为负值，放热减少，焓变中数值减小，焓变变大，，故C错误； D．该反应为可逆反应，实际放热比19.3kJ多，，故D错误； 答案选A。 7．D 【详解】A．ΔH=生成物总能量-反应物总能量，反应(i)和(ⅱ)的生成物总能量相同，ΔHⅱ>ΔHi说明反应(ⅱ)中的反应物总能量更低，所以反应(ⅱ)中的I2为固态，反应(i)中的I2为气态，A错误； B．由反应(ⅱ)减去反应(i)得，其焓变 kJ/mol，故1mol固态碘升华时将吸收35.96kJ热量，B错误； C．反应(i)的产物和反应(ⅱ)的产物是等量的气态碘化氢，稳定性相同，C错误； D．根据反应(i)的热化学反应方程式知，反应(i)生成2mol时反应放热9.48kJ，D正确； 故选D。 8．C 【详解】溶液和过量NaOH反应先生成白色沉淀，然后转变为灰色，但溶液和过量反应，先生成沉淀，后沉淀逐渐溶解，两者现象不相同，①错误；少量通入溶液中产生白色沉淀为碳酸钡，但是因为碳酸为弱酸，盐酸为强酸，故通入溶液不会发生反应，不会生成沉淀，②错误；乙醇具有还原性，当其与足量酸性高锰酸钾溶液反应时会被氧化生成乙酸，而乙二醇与足量酸性高锰酸钾溶液反应生成，不能生成乙二酸，③错误；溴化氢的还原性强于氯化氢，HCl一定条件下能被氧化为，因此HBr一定条件下也能被氧化为，④正确；利用非金属间的置换反应证明非金属性的前提是非金属单质分别为氧化剂和氧化产物，而制粗硅的反应中两种非金属单质分别为还原剂和还原产物，不能证明非金属性强弱，⑤错误；向中加入少量水，会伴随放热现象，而向中加入少量水，则伴随的是吸热现象，⑥错误； 综上，错误的有：①②③⑤⑥； 答案选C。 9．A 【详解】由图可知，电解液态水制备和反应吸收能量572kJ，则和完全燃烧生成2mol需要吸热能量572kJ，故热化学方程式为：或； 故选A。 10．A 【详解】将通入溶液中充分反应生成0.025molK2CO3和0.025molKHCO3，反应共放出热量；将通入溶液中充分反应生成0.1mol K2CO3，放出热量，则生成0.025molKHCO3放出的热量是热量，所以生成1molKHCO3放出的热量是40×热量；则与溶液反应生成的热化学方程式是  ，故选A。 11．A 【详解】由图可知反应物和最终产物的能量差为(330-123)+(229-77)=359kJ，，故A正确； 故选：A。 12．D 【详解】A．过程Ⅰ将太阳能转化为化学能，过程Ⅱ是吸热反应，将热能转化为化学能，即该过程能量转化形式是太阳能或热能→化学能，故A正确； B．过程Ⅰ的反应为①2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g)，ΔH=＋313.2kJ·mol，反应②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ/mol，过程Ⅱ为3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s)，根据盖斯定律②×-①×计算3FeO(s)+H2O(l)=H2(g)+Fe3O4(s)的ΔH=＋129.2kJ·mol-1，故B正确； C．2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ•mol-1，则H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1，即氢气的摩尔燃烧焓为△H=-285.8kJ•mol-1，故C正确； D．过程Ⅰ的反应为①2Fe3O4(s)=6FeO(s)+O2(g)，ΔH=＋313.2kJ·mol，每吸收313.2kJ能量转移4mol电子，故D错误； 故选：D。 13．D 【详解】A．根据图像可知，反应①和②中反应物总能量都大于生成物总能量，故反应①和②均为放热反应，A项正确； B．若加入催化剂，能降低反应的活化能，B项正确； C．反应①、②总的能量变化为218kJ，根据盖斯定律可知，反应①、反应②的焓变之和为，即    ，C项正确； D．    ，所以的总能量高于的总能量，则反应热数值将变大，D项错误； 故选D。 14．D 【详解】A．总反应方程式为水分解为氧气和氢气，A错误； B．水分解过程中，双氧水为中间产物，B错误； C．碳量子点是单质，不是电解质，C错误； D．总反应为吸热反应，若反应Ⅱ是放热反应，则反应Ⅰ一定是吸热反应，D正确； 故选D。 15．(1)-159.47 (2) 吸收热量 ·OH＋·H=H2O(g) (3)＋5.41 kJ·mol-1 (4)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1 【详解】（1）根据盖斯定律总反应-反应Ⅱ可得反应Ⅰ的ΔH1=-86.98 kJ·mol-1-72.49 kJ·mol-1=-159.47 kJ·mol-1； （2）据图可知物质吸附在催化剂形成过渡态后能量变高，所以该过程中吸收热量；据图可知第三步反应时能垒最小，相应的化学方程式为·CO+·OH＋·H+3H2(g)=·CO+3H2(g)+H2O(g)，即·OH＋·H=H2O(g)； （3）CO(g)、CH4(g)、CH3CHO(l)的燃烧热分别为283.0 kJ·mol-1、890.31 kJ·mol-1、1167.9 kJ·mol-1，则有：①CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1 ②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890.31kJ·mol-1 ③CH3CHO(l)+O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1167.9kJ·mol-1 根据盖斯定律③-②-①可得CH3CHO(l) CH4(g)＋CO(g)的ΔH=(-1167.9+890.31+283.0)kJ·mol-1=+5.41kJ·mol-1； （4）在反应N2+3H2⇌2NH3中，断裂3molH-H键、1molN三N键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2molNH3时共形成6molN-H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量=2346kJ-2254kJ=92kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1。 16．(1)-726.4kJ/mol (2)＞ (3)-93 (4)+226.7kJ/mol 【详解】（1）燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时的反应热，实验测得，5g甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，则甲醇的燃烧热ΔH=-=-726.4kJ/mol，故答案为：-726.4kJ/mol； （2）已知热化学方程式：H2(g)+O2(g)=H2O(g)  ΔH1=akJ·mol -1 H2(g)+O2(g)=H2O(l)  ΔH2=bkJ·mol -1由于生成液态水时比生成气态水放出的热量更多，则a＞b，故答案为：＞； （3）根据反应热与化学键键能之间的关系可知，△H=反应物的键能总和减去生成物的键能总和，即△H=E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)= 945 kJ/mol +3×436 kJ/mol -6×391 kJ/mol=-93 kJ/mol，故答案为：-93； （4）已知反应I：C(s)＋O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol -1 反应II：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)  △H2=-571.6kJ·mol -1 反应III：2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H 2O(l)   △H3=-2599kJ·mol -1则目标反应：2C(s)+H2(g)=C2H2(g)可由2I+II-III得到,根据盖斯定律，△H=2△H1+△H2-△H3=2×(-393.5kJ·mol -1)+×(-571.6kJ·mol -1)-×(-2599kJ·mol -1)=+226.7kJ/mol，故答案为：+226.7kJ/mol。 17．(1)2a+b+2c (2)-128.8 (3)1:3 (4) -78.64 【详解】（1）已知反应① ② ③ 根据盖斯定律，将①×2+②+③×2得： (2a+b+2c)kJ/mol。 （2）通过键能计算焓变，反应物总键能−生成物总键能,则反应的(1032+2×436-3×414-326.8-464)= -128.8。 （3）现有(标准状况) 即5mol与的混合气体，使其完全燃烧生成和，若实验测得反应放热，已知：、，则设氢气的物质的量为x、甲烷的物质的量为y、得联立方程，解得：，则原混合气体中与的物质的量之比是1:3。 （4）①燃烧热是101kP时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热，S元素的稳定产物为SO2(g)，则由图知，能表示硫的燃烧热的热化学方程式为：。 ②已知，则0.8mol二氧化硫和0.4mol氧气反应生成0.8mol气态三氧化硫放热为，则-78.64。 18．(1) 放热 (a-b) kJ·mol-1 (2) 926 496.4 (3) O2+4HCl2Cl2+2H2O 放出31.4 kJ能量 【详解】（1）根据图象可知反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放热反应；ΔH=生成物总能量-反应物总能量＝(a-b)kJ·mol-1； （2）b表示氢原子和氧原子结合为1mol气态水时的能量变化，其数值为2463=926；焓变ΔH＝反应物键能之和-生成物键能之和=EH-H+EO=O-2EO-H=(436+x-2463)kJ·mol-1=-241.8kJ·mol-1，解得x=496.4； （3）用CuCl2作催化剂，在450℃利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气，反应的化学方程式为：O2+4HCl2Cl2+2H2O，根据表中数据可知反应的ΔH＝(496.4+431×4-247×2-463×4)kJ·mol-1＝-125.6kJ·mol-1，反应中转移4mol电子，则转移1mol电子时反应放出的能量为125.6kJ÷4＝31.4kJ。 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 $$