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．科研人员利用作催化剂，在光照条件下实现了和合成甲醇，该反应历程示意图如下。 下列说法不正确的是 A．过程Ⅱ中存在极性键的断裂与形成 B．过程Ⅴ中生成时吸收能量 C．总反应的化学方程式是 D．在催化反应的过程中，C原子的杂化类型发生改变 2．某实验小组学生用的盐酸与的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计算反应热。下列说法不正确的是 A．图中仪器A的名称为玻璃搅拌器 B．若用铜丝代替玻璃搅拌器，则测得的偏大 C．溶液应分多次缓慢加入盐酸溶液中 D．烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是防止热量损失，减少实验误差 3．燃烧生成液态水和气态，放出的热量。下列热化学方程式正确的是 A． B． C． D． 4．舍勒发现氯气是在1774年，当他使软锰矿与浓盐酸混合并加热时，产生了一种黄绿色的气体，发生的反应为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，这种气体有强烈的刺激性气味。舍勒制备出氯气以后，把它溶解在水里，发现这种水溶液对纸张、蔬菜和花都具有永久性的漂白作用；他还发现氯气能与金属、非金属、碱等发生化学反应。氢气在氯气中燃烧为放热反应，下列说法正确的是 A．断开Cl-Cl键放出能量 B．形成H-Cl键吸收能量 C．燃烧都是放热反应 D．反应物的总能量小于生成物的总能量 5．HBr被O2氧化依次发生如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应，1mol HBr被氧化为Br2放出12.67kJ热量，其能量与反应进程的关系如图所示。 (Ⅰ)HBr(g)+O2(g)=HOOBr(g) (Ⅱ)HOOBr(g)+HBr(g)=2HOBr(g) (Ⅲ)HOBr(g)+HBr(g)=H2O(g)+Br2(g) 下列说法正确的是 A．三步反应均为放热反应 B．HOOBr和HOBr含有的化学键完全相同 C．据题意知，HOOBr比HBr稳定 D．总反应的热化学方程式为4HBr(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Br2(g)    △H=-50.68kJ•mol-1 6．一定温度下，CH3CH2CH3的氯化\溴化反应能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．HCl和HBr的键能差为∆H4-∆H2 B．稳定性：CH3CH2CH2·>(CH3)2CH· C．溴化产物中(CH3)2CHBr的含量更高 D．生成等物质的量的CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl，前者吸收的能量多 7．下列说法正确的是 A．手性分子与足量的反应后分子有两个手性碳原子 B．500℃、30MPa下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热19.3kJ，其热化学方程式为： C．在25℃和101kPa时：① ②，则氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为： D．已知氢气在氯气中燃烧的热化学方程式：，拆开1molH-H键和1molCl-Cl键所需能量大于拆开2molH-Cl键所需能量 8．俄乌冲突爆发以来，许多西方国家宣布制裁俄罗斯，但俄罗斯的石油和天然气目前并不在制裁之列。天然气的主要成分是甲烷，已知甲烷的燃烧热为889.6kJ·mol-1，下列能正确表示甲烷燃烧热的热化学方程式是 A． B． C． D． 9．下列说法正确的是 A．甲烷的标准燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为 B．分别向等浓度等体积的溶液中加入足量的稀醋酸和稀盐酸，反应的热效应分别为、，则 C．500℃、30MPa下，将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成，放热19.3kJ，其热化学方程式为 D．25℃，101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为，硫酸与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为 10．我国科学家利用两种不同的纳米催化剂(Co3O4/Pt、N- Co3O4/Pt)在室温水汽条件下实现高效CO催化氧化(C16O+16O2=C16O2)，其反应历程中相对能量的变化如下图所示(TS1、TS2、TS3分别代表过渡态1、过渡态2、过渡态3)。下列说法错误的是 A．效果较好的催化剂是N-Co3O4/Pt B．若利用H218O进行同位素标记实验，检测到以上反应中有C16O18O和C18O2生成，说明O-H键断裂 C．反应：C16O(g)+16O2(g)=C16O2 (g)的∆H<0 D．若ⅱ表示H2O被吸附在催化剂表面，则Co3O4/Pt更容易吸附H2O 11．肼是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示(图中对应的能量数据是每摩尔反应的能量变化值)。已知断裂1mol化学键吸收的能量(kJ)：为942、为500、为391，则形成键放出的能量是 A．194kJ B．463kJ C．391kJ D．658kJ 12．标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质(g) O H HO H2 O2 H2O 能量/ (kJ·mol-1) 249 218 39 0 0 -242 下列说法不正确的是 A．H2的键能为436 kJ·mol-1 B．1molO2分解生成2molO时吸收能量498kJ C．由表可知键能越大物质的能量越低 D．HO(g)＋H(g)=H2O(g)  ΔH=-709 kJ·mol-1 13．工业上合成氰化氢()的一种反应原理为：。利用下列相关化学键的键能数据，估算该反应的约为 化学键 键能/ 414 389 896 436 A． B． C． D． 14．北京时间2023年10月26日11时14分，载有3名航天员的神舟十七号载人飞船由长征二号遥十七运载火箭成功发射至预定轨道。火箭采用偏二甲肼为推进剂(燃料)、为氧化剂。为发挥中国空间站的综合效益，推出的首个太空科普教育品牌“天宫授课”，已由中国航天员在太空完成了四次授课。“天宫课堂”逐渐成为中国太空科普的国家品牌。偏二甲肼与反应的热化学方程式为： 。下列说法不正确的是 A．形成键吸收能量 B．为 C． D．反应物的总键能小于生成物的总键能 二、非选择题 15．研究氮的氧化物的性质对于消除城市中汽车尾气的污染具有重要意义。NO2有较强的氧化性，能将SO2氧化成SO3，自身被还原为NO。已知下列两反应过程中能量变化如图1、图2所示，则NO2氧化SO2生成SO3(g)的热化学方程式为 。 16．获取能量变化的途径 (1)通过化学键的键能计算。已知： 化学键 键能 436 496 463.4 则   。 (2)通过物质所含能量计算。已知反应中A、B、C、D所具有的能量依次可表示为、、、，该反应 (用、、、表示)。 (3)通过盖斯定律计算。已知在25℃、101KPa时：       写出与反应生成的热化学方程式 。 17．完成下列问题 (1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染，例如： CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1= - 574kJ/mol CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+ CO2(g)+2H2O(g) △H2 若1molCH4还原NO2制N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则△H2= 。 (2)根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或几步完成这个总过程的热效应是相等的”观点来计算反应热。已知： C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5kJ/mol C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) △H2= -395.0kJ/mol 则石墨的稳定性比金刚石 (填“高”或“低”) (3)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下： ①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1； ②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2； ③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H3； 回答下列问题： 化学键 H-H C-O CO H-O C-H E/(kJ·mol-1) 436 343 1076 465 413 已知反应①中的相关的化学键键能(“CO”表示CO的化学键)数据见表：由此计算△H2= kJ·mol-1，已知△H1=-58kJ·mol-1，则△H3= kJ·mol-1。 18．放热反应和吸热反应 (1)化学反应中的能量变化 若反应物的能量小于生成物的能量，则反应过程中 能量；若反应物的能量大于生成物的能量，则反应过程中 能量。 下图中，图1表示 反应，图2表示 反应。 (2)放热反应和吸热反应 热的反应称为吸热反应，吸热反应的ΔH 0。 热的反应称为放热反应，反热反应的ΔH 0。 (3)常见的放热反应和吸热反应 根据反应过程中放出或吸收能量，可将化学反应分为放热反应和吸热反应。 常见的放热反应有：①燃烧反应；②中和反应；③金属与水或酸反应放出氢气；④大多数化合反应；⑤铝热反应。 常见的吸热反应有：①大多数分解反应；②需要持续加热的反应；③CO2+C2CO，C+H2OCO+H2；④铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2、Ca(OH)2与NH4Cl的反应。 (4)放热过程和吸热过程 物质在发生物理变化时，也会放出或吸收能量。 常见的放热过程有：①浓硫酸稀释、NaOH溶于水；②物态变化：气态→液态→固态 常见的吸热过程有：①NH4NO3溶于水；②弱电解质的电离；③物态变化：固态→液态→气体 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．过程Ⅱ中涉及C-O键的断裂与C-H键和H-O键的形成，且C-O键、C-H键、H-O键均为极性键，A正确； B．过程V中生成时，是CH3O-与-H形成存在H-O键形成的过程，该过程放出能量，B错误； C．该反应总过程是CO2和H2在作催化剂、光照条件下合成，总反应方程式为，C正确； D．CO2中C原子的杂化类型为sp，中C原子的杂化类型为sp3，在催化反应的过程中，C原子的杂化类型发生改变，D正确； 故选B。 2．C 【详解】A．仪器A的名称为玻璃搅拌器，故A正确； B．铜丝传热快，若用铜丝做成环形搅拌棒，热量损失大，中和热偏小，但焓变△H为负值，所以测得的△H将偏大，故B正确； C．溶液应一次性加入盐酸溶液中，以减少热量损失，故C错误； D．测定中和热时，为减少热量损失，烧杯间填满碎泡沫塑料，以起到保温、隔热作用，即防止热量损失，减少实验误差，故D正确。 答案选C。 3．D 【详解】的物质的量为mol，完全燃烧生成液态水和气态，放出的热量，则1mol甲烷完全燃烧生成液态水和气态，放出的热量为=890.4kJ，故热化学方程式为： ，D符合题意。 答案选D。 4．C 【详解】A．断开化学键吸热，A错误； B．形成化学键放热，B错误； C．燃烧是发光发热的剧烈的氧化反应，都是放热反应，C正确； D．反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应，D错误； 故选C。 5．D 【详解】A．放热反应的反应物总能量高于生成物的总能量，根据图像可知，第一步反应为吸热反应，A错误； B．HOOBr含有极性键和非极性键，而HOBr只含有极性键，B错误； C．根据反应Ⅰ可知，HOOBr的总能量比的总能量高，能量越高越不稳定，C错误； D．根据题意可知，被氧化为时放出热量，则热化学方程式为，D正确； 故答案选D。 6．C 【详解】A．由图可知，①CH3CH2CH3+Cl▪= CH3CH2CH2▪+HCl∆H1；②CH3CH2CH3+▪Cl= ▪CH(CH3)2+HCl∆H2；③CH3CH2CH3+▪Br= CH3CH2CH2▪+HBr∆H3；④CH3CH2CH3+▪Br=▪CH(CH3)2+HBr∆H4，根据盖斯定律，，HCl和HBr的键能差不能用∆H4-∆H2表示，A错误； B．物质的能量越低越稳定，稳定性：CH3CH2CH2·<(CH3)2CH·，B错误； C．活化能越小越容易发生，结合两者活化能大小，溴化产物中(CH3)2CHBr的含量更高，C正确； D．由等物质的量 (CH3)2CH▪能量低于CH3CH2CH2▪，则生成等物质的量 CH3CHClCH3比CH3CH2CH2Cl放出的热量更多，D错误； 答案选C。 7．C 【详解】A．手性分子与足量的反应后得到的物质是，分子中只有连接羧基的C原子为手性碳原子，因此分子中只有1个手性碳原子，故A错误； B．500℃、30MPa下，将0.5mol和1.5mol置于密闭的容器中充分反应生成的物质的量小于1mol，放热19.3kJ，其热化学方程式  ，故B错误； C．根据盖斯定律，反应①-反应②可得氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为 ，故C正确； D．正反应放热，拆开1molH-H键和1molCl-Cl键所需能量小于拆开2molH-Cl键所需能量，故D错误； 答案选C。 8．D 【详解】101kpa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所释放的能量是燃烧热，甲烷燃烧热的热化学方程式是：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ； 故选D。 9．B 【详解】A．甲烷的燃烧热指：1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出热量，A错误； B．分别向等浓度等体积的NaOH溶液中加入足量的稀醋酸和稀盐酸，由于醋酸是弱酸，放热会比盐酸少，ΔH1反而要大于ΔH2，所以ΔH1>ΔH2，B正确； C．0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，生成的氨气的物质的量小于1mol，所以1mol氮气和3mol氢气完全反应生成氨气，放出的热量大于38.6kJ，C错误； D．中和热是25℃、101kPa时，稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1mol水的反应热，硫酸与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为：，D错误； 故选B。 10．D 【详解】A．根据图示可知N-Co3O4/Pt作为催化剂活化能降低更多，因此效果较好的催化剂是N-Co3O4/Pt，A正确； B．若利用进行同位素标记实验，检测到以上反应中有和生成，来自，说明O-H键断裂，B正确； C．根据图示可知反应物总能量高于生成物，因此的，C正确； D．若ⅱ表示H2O被吸附在催化剂表面，N-Co3O4/Pt的活化能更低，因此更容易吸附H2O，D错误； 故选D。 11．B 【详解】由图可知，反应物破坏化学键消耗能量为E3，生成物形成化学键放出的热量为E2，则由题给数据可得：4E(H−O)=E2—E(N≡N)=2794kJ—942kJ，解得E(H−O)= 463kJ，故选B。 12．D 【详解】A．1molH-H键断裂得到2molH原子，所以H2的键能为218×2-0=436 kJ·mol-1，故A正确； B．断键吸热，1molO2分解生成2molO时吸收能量249×2-0=498kJ，故B正确； C．由表可知键能越大物质的能量越低，故C正确； D．焓变=生成物总能量-反应物总能量，HO(g)＋H(g)=H2O(g) ΔH=-242-218-39=-499kJ·mol-1，故D错误； 选D。 13．A 【分析】=反应物的总键能-生成物的总键能=4×414+3×389-（414+896+3×436）=； 【详解】A．根据分析可得，该反应的约为，A正确； B．根据分析可得，该反应的约为，B错误； C．根据分析可得，该反应的约为，C错误； D．根据分析可得，该反应的约为，D错误； 故选A。 14．A 【详解】A．形成键放出能量，故A错误； B．由原子守恒可知，中X为，故B正确； C．偏二甲肼与反应可以用于发射火箭，说明该反应为放热反应，，故C正确； D．该反应是放热反应，则反应物的总键能小于生成物的总键能，故D正确； 故选A。 15．NO2(g)＋SO2(g)=SO3(g)＋NO(g)　ΔH=-41.8kJ/mol 【详解】由题图1可知，①O2(g)＋2SO2(g)=2SO3(g) ΔH=-196.6kJ/mol；由题图2可知，②O2(g)＋2NO(g)=2NO2(g) ΔH=-113.0kJ/mol。根据盖斯定律，由①×-②×得NO2(g)＋SO2(g)=SO3(g)＋NO(g) ΔH=-41.8kJ/mol。 16．(1)-483.6 (2)+-（+） (3) 【详解】（1）根据可知, ; （2）通过物质所含能量计算=生成物总能量-反应物总能量，所以反应 A+B=C+D的+-（+）; （3）根据盖斯定律，由可得 。 17．(1)-1160kJ/mol (2)高 (3) -99kJ/mol +41kJ/mol 【详解】（1）若1molCH4还原NO2制N2，整个过程中放出的热量为867kJ，该热化学方程式为：CH4(g)+2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) =-867kJ/mol，该反应可以(反应I+反应II)，根据盖斯定律可知，-867kJ/mol==，解得=-1160kJ/mol； （2）已知反应I：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5kJ/mol，反应II：C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g) △H2= -395.0kJ/mol，则反应I-反应II得：C(石墨，s)= C(金刚石，s) =△H1-△H2=( -393.5kJ/mol)-( -395.0kJ/mol)=+1.5kJ/mol，该转化为为吸热反应，故相同状况下，能量状态较低的是石墨，能量越低越稳定，故石墨的稳定性比金刚石高； （3）根据反应热=反应物的键能之和-生成物的键能之和，故②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=E(C≡O)+2E(H-H)-3E(C-H)-E(C-O)-E(O-H)=1076+2×436-3×413-343-465=-99kJ/mol，已知△H1=-58kJ·mol-1，反应①可以等于反应②+反应③，根据盖斯定律可知，△H1=△H2+△H3，即-58kJ/mol=-99kJ/mol+△H3，则△H3=+41kJ·mol-1 ； 18． 吸收 放出 放热 吸热 吸收 > 放出 < 【详解】(1)若反应物的能量小于生成物的能量，则反应过程中吸收能量；若反应物的能量大于生成物的能量，则反应过程中放出能量。图中，图1反应物能量高于生成物能量，表示放热反应，图2反应物能量低于生成物能量，表示吸热反应。 (2)吸收热的反应称为吸热反应，吸热反应的ΔH>0。放出热的反应称为放热反应，反热反应的ΔH<0。 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 $$