1.1 化学反应的热效应 同步练习题2023-2024学年高二上学期鲁科版（2019）化学选择性必修1

1.1 化学反应的热效应 同步练习题 一、选择题 1．在用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热的实验中，将NaOH溶液倒入盐酸溶液中的正确操作是 A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次倒入 C．一次迅速倒入 D．一边搅拌一边滴入 2．中和热测定实验中，用盐酸和溶液进行实验，下列说法正确的是 A．测定中和热实验只需要以下玻璃仪器：温度计、烧杯、量筒 B．为了使反应物混合均匀，减小误差，应使用温度计轻轻搅拌溶液 C．改用盐酸跟溶液进行反应，求出的中和热数值和原来不相同 D．测量酸溶液的温度后，未冲洗温度计就测碱溶液的温度，会使求得的中和热偏大 3．下列关于热化学方程式的叙述正确的是 A．已知，则白磷比红磷稳定 B．将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是，则的燃烧热为 C．；，则 D．在、催化下，将和置于密闭容器中充分反应放热，其热化学方程式为 4．在如图所示量热计中，将溶液与溶液混合，温度从25.0℃升高到27.7℃。下列说法错误的是 A．若量热计的保温瓶绝热效果不好，则所测偏大 B．搅拌器可选用导热性能好的金属搅拌器 C．若选用同浓度同体积的盐酸，则溶液温度将升高至超过27.7℃ D．所加NaOH溶液稍微过量，目的是保证溶液完全被中和 5．科学家提出有关甲醇(CH3OH)的碳循环如图所示。下列说法错误的是 A．图中能量转化方式只有2种 B．CO2属于无机化合物、CH3OH属于有机化合物 C．0.1molCH3OH中含有0.1molO－H键 D．利用CO2合成CH3OH燃料能促进“碳中和” 6．下列物质间的反应，其能量变化符合下图的是 A．镁条燃烧 B．碳与水蒸气高温制水煤气 C．晶体和晶体混合 D．碳酸钙的分解 7．现代火法炼锌过程中主要发生了以下前三个反应。下列说法正确的是 ①2ZnS(s)+3O2(g)=2ZnO(s)+2SO2(g) H1=akJ•mol-1 ②2C(s)+O2(g)=2CO(g) H2=bkJ•mol-1 ③ZnO(s)+CO(g)=Zn(g)+CO2(g) H3=ckJ•mol-1 ④OH-(aq)+H+(aq)=H2O(l) H4=dkJ•mol-1 A．以上四个反应中，只有①④是放热反应 B．反应ZnS(s)+C(s)+2O2(g)=Zn(g)+SO2(g)+CO2(g)的kJ•mol-1 C．C(s)的燃烧热是kJ•mol-1 D．1molNaOH分别和含有1molCH3COOH、1molHNO3的稀溶液反应，两个反应放出的热量相等 8．已知： 。下列说法正确的是 A．与反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJ B．在相同条件下，与的能量总和小于2molHF(g)的能量 C．该反应的逆反应是放热反应 D．该反应过程的能量变化可用如图来表示： 二、填空题 9．依据事实，写出下列反应的热化学方程式： (1)1mol氨气和1mol氯化氢气体化合生成氯化铵固体，放出176kJ热量，该反应的热化方程式为： 。 (2)1gH2燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量，该反应的热化方程式为： 。 (3)25℃101 kPa时，氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，该反应的热化方程式为： 。 10．化学反应中常伴随着能量变化，请按要求回答问题： (1)1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图如图1所示，已知，，NO2和CO反应的热化学方程式为 。 (2)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如图2所示：，分则M、N相比，较稳定的是 。 (3)25℃、101kPa时，56gCO在足量的O2中充分燃烧，放出565.2kJ热量，则CO的燃烧热为 。 (4)将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，，则反应过程中，每转移1mol电子放出的热量为 kJ。 (5)、、、分别表示A(g)、B(g)、C(g)、D(g)所具有的能量，则对于反应： (用含、、、的代数式表示)。 (6)合成氨反应的能量变化如下图所示，则反应 。 (7)用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.65mol/LNaOH溶液进行中和反应的反应热的测定实验，测得酸、碱初始温度的平均值为25.0℃，反应过程中监测到最高温度的平均值为28.4℃，实验中盐酸和氢氧化钠溶液的密度均可取为，反应后溶液的比热容。则生成1mol液态水时，反应热 (保留三位有效数字)。 11．吸热反应、放热反应 (1)放热反应：释放热量的化学反应，反应物的总能量 生成物的总能量，反应体系的能量 ，故 0，即为 。 (2)吸热反应：吸收热量的化学反应，反应物的总能量 生成物的总能量，反应体系的能量 ，故 0，即为 。 (3)常见的吸热反应和放热反应 吸热反应() 放热反应() ①与的反应 ②大多数的分解反应 ③弱电解质的电离 ④盐类水解 ⑤C和)、C和的反应 ①中和反应 ②燃烧反应 ③金属与酸或氧气的反应 ④铝热反应 ⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应 ⑥大多数的化合反应 12．回答下列问题： (1)在一 定条件下，氢气在氯气中燃烧的热化学方程式： H2(g)+C12(g) =2HCl(g) ΔH= - 184.6 kJ•mol-1；该反应属于 (填“热吸”或“放热”)反应 。 (2)常温常压下，1 mol乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量为1367 kJ，写出乙醇燃烧热的热化学方程式： (3)根据盖斯定律计算 P4(白磷,s)+5O2(g)= △H=-2983.2 kJ·mol-1 ① P(红磷,s)+O2(g)= △H=-738.5 kJ·mol-1 ② 则白磷转化为红磷的热化学方程式为 (4)已知破坏1 mol H-H 键、1 mol I-I键、1 mol H-I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ 。则由氢气和碘单质反应生成2molHI 需要放出 kJ 的热量。 13．(1)已知拆开键，键，键分别需要的能量是，则与反应生成所释放的热量为 。 (2)与反应生成的热化学方程式为 。 14．钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，有“光明使者”的美誉。钨在自然界主要以钨(VI)酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石是白钨矿和黑钨矿。白钨矿的主要成分是钨酸钙(CaWO4)；黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，化学式常写成(Fe，Mn)WO4。黑钨矿传统冶炼工艺的第一阶段是碱熔法： 其中A、B、C都是钨的化合物。 (1)写出上述流程中A、B、C的化学式：A 、B 、C ，以及步骤(1)、(2)、(3)中发生反应的化学方程式(1) 、(2) 、(3) 。 (2)钨冶炼工艺的第二阶段则是用碳、氢等还原剂把氧化钨还原为金属钨。对钨的纯度要求不高时，可用碳作还原剂。 ①写出用碳还原氧化钨制取金属钨的化学方程式 。 ②用下表所给的298.15K的数据计算上述反应的标准自由能变化。推出该反应在什么温度条件下能自发进行 。(假设表中数据不随温度变化) 物质 (kJ·mol-1) (J·mol-1·K-1) W(s) WO3(s) C(石墨) CO(g) CO2(g) H2(g) H2O(g) H2O(l) 0 -842.87 0 -110.52 -393.51 0 -241.82 -285.31 32.64 75.90 5.74 197.56 213.64 130.57 188.72 69.90 (3)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂，为什么 ？写出用氢气还原氧化钨的化学方程式 。 (4)在酸化钨酸盐的过程中，钨酸根WO可能在不同程度上缩合形成多钨酸根。多钨酸根的组成常因溶液的酸度不同而不同，它们的结构都由含1个中心W原子和6个配位0原子的钨氧八面体WO6通过共顶或共边的方式形成。在为数众多的多钨酸根中，性质和结构了解得比较清楚的是仲钨酸根[H2W12O42]10-和偏钨酸根[H2Wl2O40]6-。在下面3张结构图中，哪一张是仲钨酸根的结构？简述判断理由 。 (5)仲钨酸的肼盐在热分解时会发生内在氧化还原反应，我国钨化学研究的奠基人顾翼东先生采用这一反应制得了蓝色的非整比的钨氧化物WO3-x。这种蓝色氧化钨具有比表面大、易还原的优点，在制钨粉时温度容易控制，目前冶炼拉制钨丝的金属钨都用蓝色氧化钨为原料。经分析，得知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985。 ①计算WO3-x中的x值 。 ②一般认为，蓝色氧化钨的颜色和非整比暗示了在化合物中存在五价和六价2种价态的钨。试计算蓝色氧化钨中这2种价态的钨原子数比 。(相对原子质量：W-183.84；O-16.00) 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：在用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热的实验中，为减少实验过程中的热量散失，应将氢氧化钠溶液一次迅速倒入盐酸溶液中，故选C。 2．D 解析：A．中和实验除了需要：温度计、烧杯、量筒，还需要环形玻璃搅拌棒，A错误； B．温度计不能用于搅拌，B错误； C．中和热是生成1mol水时放出的热量，所以测得的中和热数值和原来相等，C错误； D．测量酸溶液的温度后，未冲洗温度计，直接放入碱溶液中，会中和放热所以测得的碱溶液初始温度偏高，温差偏小，根据，测得放出的热量偏小，则带负号偏大，D正确； 故选：D。 3．C 解析：A．，红磷的能量小于白磷，根据能量越低越稳定，白磷稳定性小于红磷，故A错误； B．1mol燃烧生成气态和液态水，才能表示的燃烧热，故B错误； C．吸热，等量的和完全燃烧，放热多，由于放热为负，所以，故C正确； D．由于该反应为可逆反应，题目信息无法确定转化的的量，故其焓变无法确定，故D错误； 选C。 4．B 解析：A．中和反应为放热反应，焓变为负值，若量热计的保温瓶绝热效果不好，则所测ΔH偏大，A正确； B．搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器，尽力减少热量损失，B错误； C．醋酸为弱酸、电离过程会吸收热量导致热量损失；故若选用同浓度同体积的盐酸，则溶液温度将升高至超过27.7℃，C正确； D．所加NaOH溶液过量，目的是保证CH3COOH溶液完全被中和，C正确； 故选B。 5．A 解析：A．图中能量转化方式有：光能转化为电能、电能转化为化学能、风能转化为电能、化学能转化为热能等，A错误； B．有机物为除一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐以外的含碳化合物；属于无机化合物、属于有机化合物，B正确； C．1分子甲醇中含有1个O-H键，则中含有0.1molO-H键，C正确； D．利用合成燃料可以充分利用二氧化碳资源，能促进“碳中和”，D正确； 故答案为：A。 6．A 【分析】当反应物总能量高于生成物总能量时，反应为放热反应。常见的放热反应为燃烧反应、铝热反应、中和反应、酸或水与活泼金属反应、大多数化合反应。 解析：A．该反应为燃烧反应，放热反应，A项符合题意； B．碳和水蒸气高温为吸热反应，B不符合题意； C．该反应为吸热反应，C项不符合题意； D．碳酸钙的分解为分解反应，它为吸热反应，D项不符合题意； 故选A。 7．B 解析：A．燃烧反应为放热反应、酸碱中和反应也为放热反应，CO冶炼金属的反应是吸热反应，则以上四个反应中①②④均为放热反应，故A错误； B．①2ZnS(s)+3O2(g)=2ZnO(s)+2SO2(g) H1=akJ•mol-1；②2C(s)+O2(g)=2CO(g) H2=bkJ•mol-1；③ZnO(s)+CO(g)=Zn(g)+CO2(g) H3=ckJ•mol-1；根据盖斯定律，将可得ZnS(s)+C(s)+2O2(g)=Zn(g)+SO2(g)+CO2(g)，则，故B正确； C．反应②是C不完全燃烧的热化学方程式，则C(s)的燃烧热是大于，故C错误； D．CH3COOH是弱酸，电离吸热，则1molNaOH分别和含有1molCH3COOH、1molHNO3的稀溶液反应时，前者放出的热量少，故D错误； 答案选B。 8．D 解析：A．物质由气态变为液态时放出能量，则与反应生成2mol液态HF放出的热量大于270kJ，A错误； B．根据反应 可知，该反应为放热反应，则在相同条件下，与的能量总和大于2molHF(g)的能量，B错误； C．因该反应的正反应为放热反应，所以逆反应是吸热反应，C错误； D．由反应方程式可知，该反应的，为放热反应，说明反应物的总能量大于生成物的总能量，D正确； 故选：D。 二、填空题 9．(1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H=-176kJ·mol-1 (2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ·mol-1 (3)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1 解析：（1）氨气与氯化氢反应的化学方程式为：NH3+HCl=NH4Cl，1mol氨气和1mol氯化氢气体化合生成氯化铵固体，放出176kJ热量，该反应的热化方程式为：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H=-176kJ·mol-1。 （2）氢气燃烧的化学方程式为：2H2+O22H2O，1gH2的物质的量为0.5mol，1gH2燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量，则2molH2燃烧生成液态水，放出4142.9kJ=571.6kJ的热量，热化方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ·mol-1。 （3）氢气和氧气反应生成水的化学方程式为：2H2+O22H2O，25℃101 kPa时，氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，则生成2mol水蒸气放热2241.8kJ=483.6kJ，热化方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1。 10．(1) (2)M (3)-282.6kJ/mol (4)98 (5) (6) (7) 解析：（1）由题图1可知，和反应生成和的反应热为正、逆反应的活化能之差，则反应的热化学方程式为； （2）能量越低越稳定，M转化成N的反应为吸热反应，说明M的能量比N低，则M比N稳定； （3）燃烧热是25℃、101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热，已知、时，即2molCO在足量的中充分燃烧，放出热量，则的燃烧热为ΔH=-282.6kJ/mol； （4）Al元素由0价上升至+3价，碳元素由0价下降至-4价，说明转移12mol电子放热1176kJ，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为； （5）反应热等于生成物的能量和-反应物能量和，故； （6）焓变ΔH =反应物总键能−生成物总键能；且1mol氨气液化时放出cmol能量，则反应； （7）实验开始平均温度是25.0，终止实验平均温度是28.4，温度差为3.4℃；反应放出热量Q=c∙m∙△t=4.18 J/(g∙℃)×100 g×3.4℃=1421.2 J=1.4212 kJ；反应产生H2O的物质的量要以不足量的盐酸为标准，n(H2O)=n(H+)=0.5 mol/L×0.05 L=0.025 mol，则中和热△H=-。 11．(1)大于 降低 < 负值 (2)小于 升高 > 正值 解析：（1）放热反应是反应物的总能量大于生成物总能量的反应，反应中会释放能量，反应体系的能量会降低，所以反应的焓变ΔH是小于0的负值，故答案为：大于；降低；<；负值； （2）吸热反应是反应物的总能量小于生成物总能量的反应，反应中会吸收能量，反应体系的能量会增大，所以反应的焓变ΔH是大于0的正值，故答案为：小于；升高；>；正值。 12．(1)放热 (2)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1367kJ·mol-1 (3)P4(白磷，s)= 4P(红磷，s) △H=-29.2 kJ·mol-1 (4)11 解析：（1）该反应的焓变小于零，为放热反应； （2）常温常压下，1 mol乙醇完全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量为1367 kJ，则乙醇燃烧热的热化学方程式：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H＝-1367kJ·mol-1； （3）由盖斯定律可知，①-4×②即为：P4(白磷，s)= 4P(红磷，s) △H=-2983.2 kJ·mol-1-4×（-738.5 kJ·mol-1）=-29.2 kJ·mol-1； （4）氢气和碘单质反应为H2+I2=2HI，则由氢气和碘单质反应生成2molHI 需要放出299×2-（436+151）=11 kJ。 13．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=—484kJ/mol 解析：(1)1mol氧气与2mol氢气反应生成2mol气态水时，断裂1molO=O键和2molH—H键需要吸收的能量为(496kJ+2×436kJ)= 1368kJ，形成4molH—O键能放出4×463kJ=1852kJ，反应中放出的能量大于吸收的能量，则反应释放的热量为(1852kJ—1368kJ)= 484kJ，故答案为：484； (2) 1mol氧气与2mol氢气反应生成2mol气态水放出484kJ热量，反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=—484kJ/mol，故答案为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=—484kJ/mol。 14． Na2WO4 H2WO4或WO3·H2O WO3 4FeWO4(s)+8NaOH(l)+O2(g)=4Na2WO4(l)+2Fe2O3(s)+4H2O(g)、2MnWO4(s)+4NaOH(l)+O2(g)=2Na2WO4(1)+2MnO2(s)+2H2O(g) Na2WO4(aq)+2HCl(aq)=H2WO4(s)+2NaCl(aq) H2WO4(s)=WO3(s)+H2O(g) 2WO3(s)+3C(石墨)=2W(s)+3CO2(g) 当温度T>[505.21×1000/537.18]K=940.49K时，反应才有可能发生 因为钨的熔点很高，不容易转变为液态。如果用碳做还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨(WC，W2C)，不容易获得纯的金属钨。用氢气作还原剂就不存在这些问题 WO3(s)+3H2(g)=W(s)+3H2O(g) 图(a)仲钨酸根[H2W12O42]10-展现在画面上的12个钨氧八面体的氧原子通过共顶共边排成图中所示的6：15：15：6四层结构。共有氧原子6+15+15+6=42个，所以图(a)是仲钨酸根[H2W12O42]10-的结构。 图(b)：结构应含10个钨氧八面体，它们的氧原子通过共顶共边排列成1：4：9：4：9：4：1的层状结构。共有氧原子1+4+9+4+9+4+1=32个。因钨氧八面体不足12个，图(b)不会是仲钨酸根的结构，而是十钨酸根W10O的结构。 图(c)图中有12个钨氧八面体，形成了4个有3个八面体共顶又共3条边的W3O13单元，每个W3O13单元的外侧面。有6个氧原子，内侧面有7个氧原子。4个W3O13单元又通过共用内侧面周边的氧原子形成四面体结构，四面体的每条边上共用2个氧原子，6条边共用氧原子为12个。所以氧原子总数为4×13-12=40个，图(c)应当是偏钨酸根[Hz2W12O40]6-的结构。 0.10 0.25 解析：（2）反应在298.15K时的标准焓变、标准熵变和标准自由能变化分别为： △H==[2×0+3×(-393.51)-2×(一842.87)-3×0]kJ/mol=505.21kJ/mol。 △S=S=[2×32.64+3×213.64–2×75.90-3×5.74]J·mol-1·K-1=537.18J·mol-1·K-1 △G=△H-T△S=[505.21-298.15×537.18/1000] kJ/mol=345.05kJ/mol298.15K时反应的标准自由能变化是正值，说明此反应不能在该温度下自发进行。 当温度T>[505.21×1000/537.18]K=940.49K时，反应才有可能发生。 （5）①已知蓝色氧化钨中钨的质量分数为0.7985；氧的质量分数即为1-0.7985=0.2015 1.000g化合物中含钨原子和氧原子的量分别为： nw=0.7985/183.84=4.343×10-3mol no=0.2015/16.00=12.59×10-3mol 化合物中钨和氧的计量比为：nw：no=4.343×10-3：12.59×10-3=1：2.90 即在化学式WO3-x中：3-x=2.90，所以x值为：x=3-2.90=0.10 ②把+5价钨的氧化物和+6价钨的氧化物的化学式分别写成WO2.5和WO3， 设蓝色氧化钨的组成为xWO2.5·yWO3=WO2.90，所以有x+y=1；2.5xr十3y=2.90 解上述联立方程得：x=0.20；y=0.80 所以蓝色氧化钨中五价和六价钨的原子数之比为： nw(v)/nw(vI)=x/y=0.20/0.80=1/4=0.25 学科网（北京）股份有限公司 $$