第一章 化学反应的热效应 单元卷 2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

第一章 化学反应的热效应 测试题 一、选择题 1．下列有关图像的描述不正确的是(已知图像中a、b均大于0)能量 A．图甲中反应为放热反应， B．图乙表征金刚石转化为石墨过程中的能量变化，石墨比金刚石稳定 C．图丙中断开反应物中化学键所需能量低于形成生成物中化学键所释放能量，所示反应的热化学方程式为 D．图丁是的能量变化示意图，则 2．25℃、101kPa下充分燃烧一定量丁烷(C4H10)气体放出的热量为QkJ，用5mol/L的KOH溶液400mL完全吸收生成的CO2，并恰好全部转化生成正盐(K2CO3)，则丁烷的燃烧热的数值是 A．16Q B．8Q C．4Q D．2Q 3．下列热化学方程式书写正确的是(的绝对值均正确) A．(燃烧热) B．(中和热) C．(反应热) D． (反应热) 4．物质的变化伴随能量的变化，下列属于生成物总能量高于反应物总能量反应的是 A．铝热反应 B．生石灰吸水 C．镁条与稀盐酸反应 D．木炭与水反应生成CO和H2 5．反应物(S)转化为产物(P)的能量与反应进程的关系如下图所示： 下列有关三种不同反应进程的说法正确的是 A．进程Ⅰ是放热反应 B．平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D．进程Ⅱ中，X没有催化作用 6．下列说法或表示正确的是 A．已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；ΔH =-802.33kJ/mol,则CH4的燃烧热为802.33 kJ B．已知S(g)+O2(g)=SO2(s)；ΔH1，S(g)+O2(g)=SO2(g)；ΔH2，则ΔH2＜ΔH1 C．在100 ℃、101kPa条件下，1mol液态水气化时需要吸收40.69 kJ的热量，则H2O(g)=H2O(l)的ΔH=+40.69 kJ·mol-1 D．由C(石墨，s)= C(金刚石，s)ΔH= + 119 kJ/mol可知，石墨比金刚石稳定 7．已知：常温、101kPa时的辛烷(液态)的燃烧热为，强酸与强碱在稀溶液中发生反应时的热为，则下列热化学方程式书写正确的是 A． B． C． D． 8．已知：反应① ；反应② 。在反应 中，1molC(s)成键释放的热量为709.6kJ，C-H的键能为，则H-H的键能为 A． B．436kJ C． D．872kJ 9．已知有关化学键的键能数据如表所示，则下列热化学方程式正确的是 化学键 A-A B-B A-B 键能 A． B． C． D． 10．下列说法正确的是 A．C(石墨，s)==C(金刚石，s) ∆H>0，说明反应物总键能大于生成物总键能 B．需要高温条件才能发生的反应一定是吸热反应 C．已知稀溶液中，，则稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量 D．增大压强，加快反应速率，是因为提高了单位体积内活化分子百分比 11．下列反应属于氧化还原反应，且能量变化如图所示的是 A．甲烷在空气中燃烧的反应 B．灼热的木炭与CO2反应 C．锌粒和稀硫酸反应 D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 12．下列变化过程中能量变化符合如图所示的是 A． B． C． D． 二、非选择题 13．试比较下列三组ΔH的大小(填“>”“<”或“＝”)。 (1)同一反应，生成物状态不同时 A(g)＋B(g)＝C(g) ΔH1<0；A(g)＋B(g)＝C(l) <0，则ΔH1____ΔH2。 (2)同一反应，反应物状态不同时 S(g)＋O2(g)＝SO2(g) ΔH1<0；S(s)＋O2(g)＝SO2(g) ΔH2<0，则ΔH1____ΔH2。 (3)两个有联系的不同反应相比 C(s)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH1<0；C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g) ΔH2<0，则ΔH1____ΔH2。 14．写出下列反应的热化学方程式。 (1)4g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体，放出37kJ的热量_______ (2)9g铝与足量氯气化合生成固体氯化铝，放出热量274.2kJ _______ 15．高炉冶炼铁的过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为： 已知①CH4(g)+ CO2(g)= 2CO(g) +2H2(g) ΔH = +260 kJ• mol-1 ②2CO(g) + O2(g) =2 CO2(g) ΔH = -566 kJ• mol-1 则CH4和O2反应生成CO和H2的热化学反应方程式________ 16．已知和的热值分别为和。某和的混合气体(已折算为标准状况下体积)充分燃烧，共产生热量。请计算： (1)的_______。 (2)和的体积比为_______。 17．实验中不能直接测出石墨和氢气生成甲烷反应的反应热，但可测出甲烷，石墨，氢气燃烧的反应热：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ/mol C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-393.5kJ/mol H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H3=-285.8kJ/mol，则由石墨与氢气生成甲烷的反应热：C(石墨，s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH4=___。 18．写出下列反应的热化学方程式。 (1)与适量反应生成和，放出890.3kJ热量：_______。 (2)若适量的和完全反应，每生成需要吸收16.95kJ热量：_______。 (3)汽油的重要成分是辛烷，在在燃烧，生成和，放出5518kJ热量：_______。 (4)卫星发射时可用肼作燃料，在中燃烧，生成和，放出622kJ热量：_______。 19．某化学实验小组欲测定反应CH3COOH(aq) CH3COO-(aq)+H+(aq)的热效应，设计如实验。 实验装置： 实验步骤：在装有温度计和仪器X的烧杯中先加入已恒定为室温的0.10mol•L-1NaOH溶液100mL，使用仪X搅拌，待温度计数字稳定读数后，迅速加入0.10mol•L-1CH3COOH溶液100mL。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度，计算出溶液上升的温度ΔT。重复上述操作3次，记录实验数据如表所示： 室温/℃ 20.0 20.0 20.0 ΔT/℃ 0.70 0.69 0.71 已知：①反应I.CH3COOH(aq)+OH-(aq) CH3COO-(aq)+H2O(l) △H1 反应II.H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) △H2=-57.3kJ•mol-1 ②本实验条件下，混合溶液的密度和比热容分别按照1g/mL和4.05×103J•kg-1•℃-1进行计算。 回答下列问题： (1)仪器X的名称为____，本实验中作反应容器的烧杯的规格适宜选用____(填序号)。 A．100mL B．250mL C．1000mL (2)本实验重复进行三次的目的为_____。 (3)由题给数据计算可知反应I的△H1=____kJ/mol。 (4)反应CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H+(aq)的热效应△H=____kJ/mol。 20．某实验小组用溶液和溶液进行中和热的测定。 Ⅰ.配制溶液 (1)若实验中大约要使用溶液，则至少需要称量固体_______g。 (2)从下图中选择称量固体所需要的仪器(填序号)_______. Ⅱ.测定中和热的实验装置如下图所示。 (3)写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应中和热的热化学方程式(中和热数值为)：_______。 (4)取溶液和硫酸进行实验，实验数据如下表。 ①请填写下表中的空白： 温度实验次数 起始温度 终止温度 平均温度差 溶液 溶液 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.1 _______ 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 ②近似认为溶液和溶液的密度都是，中和后生成溶液的比热容.则中和热_______(保留小数点后一位)。 ③上述实验结果的数值比偏小，产生偏小的原因可能是(填序号)_______。 a.实验装置保温、隔热效果差 b.在量取溶液的体积时仰视读数 c.分多次把溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中 d.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．△H =正反应活化能-逆反应活化能，，A正确； B．由图可知，金刚石的能量高于石墨，则石墨比金刚石稳定，B正确； C．由图可知，该反应为吸热反应，，△H =断开反应物中化学键所需能量-形成生成物中化学键所释放能量，则图丙中断开反应物中化学键所需能量高于形成生成物中化学键所释放能量，C错误； D．等量B (g)能量高于B(l)则， ，D正确； 故本题选C。 2．C 【分析】根据二氧化碳与碱的反应及丁烷的燃烧热的化学方程式进行计算； 解析：根据用5mol/L的KOH溶液400mL完全吸收生成的CO2，并恰好全部转化生成正盐(K2CO3)，利用化学方程式 解得生成的二氧化碳为x=1mol， ，解得y=4Q，故丁烷的燃烧热的数值为4Q； 故选答案C； 【点睛】此题考查燃烧热的计算；注意燃烧热的化学方程式的书写，燃烧1mol纯物质生成稳定的氧化物所放出的热量。 3．C 解析：A. 水为气态，不表示燃烧反应的热化学方程式，A不正确； B. 中和反应都是放热反应，ΔH应为“-”，B不正确； C. 标明了反应物或生成物的状态，反应热也对，C正确； D. 没有标明物质的状态，D不正确； 故选C。 4．D 解析：A．铝热反应放热，生成物总能量低于反应物总能量，选项A错误； B．生石灰溶于水，反应放热，生成物总能量低于反应物总能量，选项B错误； C．镁条与稀盐酸反应放热，生成物总能量低于反应物总能量，选项C错误； D．木炭与水反应生成CO和H2，反应吸热，生成物总能量高于反应物总能量，选项D正确； 答案选D。 5．A 【分析】根据反应物和产物能量的相对高低判断反应的吸放热；反应Ⅱ和反应Ⅰ放出能量一样多；反应活化能越低，反应则越快；催化剂在反应前后的量不变；据此分析解题。 解析：A．进程Ⅰ反应物的能量大于产物能量，故进程Ⅰ是放热反应，故A正确； B．反应Ⅱ和反应Ⅰ放出能量一样多，故产生P的量一样多，故平衡时P的产率：Ⅱ＝Ⅰ，故B错误； C．反应活化能越低，反应则越快，反应Ⅲ的活化能高于反应Ⅱ的活化能，故生成P的速率：Ⅲ＜Ⅱ，故C错误； D．由图可知，X是起始反应的反应物，又是终态反应的生成物，改变了反应途径，加快了反应速率，但其在反应前后总质量和物质类型没变，则X为反应Ⅱ的催化剂，故D错误； 故答案选A。 【点睛】本题考查反应热与焓变，把握反应中能量变化、分子的结构以及活化过程的关键，侧重分析与运用能力的考查，题目难度中等。 6．D 解析：A．燃烧热是101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热，常见元素的稳定产物：C→CO2(g)、H→H2O(l)，则CH4的燃烧热为802.33 kJ/mol，A错误； B．等质量时，SO2(g) 比SO2(s)能量高，则气态硫单质燃烧生成SO2(s)释放的能量多，放热反应焓变小于0，则ΔH1＜ΔH2＜0，B错误； C．在100 ℃、101kPa条件下，1mol液态水气化时需要吸收40.69 kJ的热量，则H2O (l) =H2O(g)的ΔH=+40.69 kJ·mol-1，H2O (g) =H2O (l)的ΔH=-40.69 kJ·mol-1，C错误； D．由C(石墨，s)= C(金刚石，s)ΔH= + 119 kJ/mol可知，则等质量时，石墨比金刚石能量低，石墨比金刚石稳定，D正确； 答案选D。 7．B 解析：A． 物质的燃烧为放热反应，△H＜0，故A错误； B． 燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量；C8H18(l)+252O2(g)= 8CO2(g)+9H2O(l)；△H = -5518kJ·mol－1，故B正确； C． 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol水，放出的热量为中和热，未标明物质的状态，正确的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；△H=-57.3kJ/mol，故C错误； D． 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水放出57.3kJ的热量，即H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；△H=-57.3kJ/mol，焓变与化学计量数成正比，故D错误； 故选B。 8．A 解析：根据盖斯定律可知，反应②-反应①可得到，对应焓变=；又因为=4E(C-H)-E(C)-2E(H-H)，所以H-H的键能E(H-H)= =，A项符合题意。 故选A。 9．C 解析：根据反应物键能之和—生成物键能之和，可得的反应热为+-×2=，即或，故选C。 10．A 解析：A．该反应∆H>0，由∆H=反应物总键能−生成物总键能>0可知，反应物总键能大于生成物总键能，A选项正确； B．需要高温条件才能发生的反应不一定是吸热反应，有些放热反应也需要加热来引发反应，B选项错误； C．稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应除了生成水，还生成硫酸钡沉淀，会产生沉淀热，生成1mol水时放出的热量与57.3kJ会有偏差，C选项错误； D．增大压强，加快反应速率，是因为单位体积内活化分子数目增大，但是单位体积内活化分子百分比不变，D选项错误； 答案选A。 11．B 【分析】根据图像可知，反应物总能量小于生成物总能量，属于吸热反应。 解析：A．甲烷在空气中燃烧属于放热反应，A不符合题意； B．灼热的木炭与CO2反应生成CO，有化合价变化，是氧化还原反应且该反应吸热，B符合题意； C．锌粒和稀硫酸是放热反应，C不符合题意； D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应生成氯化钡、氨气和水，没有化合价的变化，是非氧化还原反应，D不符合题意； 故选B。 12．C 【分析】反应物的总能量低于生成物的总能量的反应为吸热反应，常见的放热反应有：绝大多数的化合反应(灼热的炭与二氧化碳反应除外)、燃烧反应、金属与水或酸的反应、酸碱中和，铝热反应等； 常见的吸热反应有：绝大多数的分解反应、个别的化合反应(如灼热的炭与二氧化碳反应)、少数的复分解反应(如盐酸与碳酸氢钠反应)、以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应反应等。 解析：A．表示甲烷的燃烧，燃烧均为放热反应，故A不符合题意； B．活泼金属与酸的反应为放热反应，则为放热反应，故B不符合题意； C．为吸热反应，故C符合题意； D．中和反应为放热反应，则为放热反应，故D不符合题意； 故答案选C。 二、非选择题 13． > < < 解析：(1)因为C(g)===C(l)ΔH3<0，根据盖斯定律可知ΔH3＝ΔH2－ΔH1，所以ΔH2<ΔH1； (2) S(g)→S(s) ΔH3；S(s) →SO2(g) ΔH2；S(g)→SO2(g) ΔH1；根据盖斯定律可知ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2； 14．(1)S(s)+ O2(g)= SO2(g) △H=-296kJ/mol (2)2Al(s)+ 3Cl2(g) =2AlCl3(s) △H=-1645.2kJ/mol 解析：（1）4g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体，放出37kJ的热量，所以32g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体，放出296kJ的热量，则热化学方程式为：S(s)+ O2(g)= SO2(g) △H=-296kJ/mol； （2）9g铝的物质的量n=m/M=9/27=1/3mol，与足量氯气化合生成固体氯化铝，放出热量274.2kJ，则2molAl与足量氯气化合生成固体氯化铝，放出热量274.2×6=1645.2kJ，故2Al(s)+ 3Cl2(g) =2AlCl3(s) △H=-1645.2kJ/mol。 15． 解析：根据盖斯定律，①2+②得到 。 16． 2∶1 【分析】热值指单位质量(或体积)的燃料完全燃烧后所放出的热量，已知H2和CO的热值分别为143kJ⋅g−1和10kJ⋅g−1，则H2(g)+O2(g)=H2O(l) ∆H=-286kJ⋅mol−1，CO(g)+O2(g)=CO2(g) ∆H=-280kJ⋅mol−1。 解析：(1)分析可知，H2(g)+O2(g)=H2O(l) ∆H=-286kJ⋅mol−1，则2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=-572kJ⋅mol−1； (2)某H2和CO的体积为67.2L，即物质的量为3mol，则n(H2)+n(CO)=3mol，n(H2)×286kJ⋅mol−1+n(CO)×280kJ⋅mol−1=852 kJ，解得n(CO)=1mol，n(H2)=2mol，则n(H2)：n(CO)=2：1，相同条件下，物质的量之比等于体积之比，则体积之比为2：1。 17．-74.8kJ/mol 解析：已知：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol ②C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-393.5kJ/mol ③H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H3=-285.8kJ/mol 则根据盖斯定律可知②+③×2－①即得到由石墨与氢气生成甲烷的反应热：C(石墨，s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH4=-74.8kJ/mol。 18． 解析：(1)与适量反应生成和，放出890.3kJ热量,16g也就是1mol，所以热化学方程式为： ，故答案为： ； (2)若适量的和完全反应，每生成需要吸收16.95kJ热量，，就是0.5mol，所以热化学方程式为，故答案为； (3)在在燃烧，生成和，放出5518kJ热量，则热化学方程式为 ，故答案为 ； (4)在中燃烧，生成和，放出622kJ热量，则热化学方程式为 ，故答案为： 。 19．(1) 环形玻璃搅拌棒 B (2)减少实验误差，避免实验出现偶然性，提高实验结果的准确性 (3)-56.7 (4)+0.6 解析：（1）由实验装置图可知，仪器X为环形玻璃搅拌棒；由实验所用氢氧化钠溶液和醋酸溶液的体积都为100mL可知，为减少因散热造成实验误差，实验中作反应容器应选用规格为250mL的烧杯，故选B，故答案为：环形玻璃搅拌棒；B； （2）一次实验存在一定的偶然性和误差，为了使实验结论更准确，在实验过程中，应重复进行三次实验，减少实验误差，避免实验出现偶然性，提高实验结果的准确性，故答案为：减少实验误差，避免实验出现偶然性，提高实验结果的准确性； （3）由题给实验数据可知，三次实验温度差的平均值为=0.70℃，则反应生成0.01mol水放出的热量Q=mcΔT=200mL×1g/mL×10—3g/kg×4.05×103J/(kg·℃) ×0.70℃×10—3kJ/J=0.567kJ，则实验测得反应热ΔH1=—=—56.7kJ/mol，故答案为：—56.7； （4）由盖斯定律可知，Ⅰ—Ⅱ可得醋酸电离方程式，则醋酸热效应ΔH=(—56.7kJ/mol)—(—57.3 kJ/mol)=+0.6 kJ/mol；故答案为：+0.6。 20．(1)5.0 (2)abe (3) (4) 4.0 acd 解析： (1)若实验中大约要使用溶液，则需用250mL的容量瓶配制250mL溶液，则至少需要称量固体； (2)用托盘天平称量固体，需要把氢氧化钠放在烧杯中称量，所需要的仪器有托盘天平、烧杯、药匙，选abe； (3)中和热是稀强酸、强碱生成1mol 水放出的热量，中和热数值为，则表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应中和热的热化学方程式式为； (4)①1、2、3、4次实验的温度差分别为、、、，与其他三组数据相比，较大，舍去，其余三次温度差的平均值为； ②和的密度为，故，，中和后生成的溶液为稀溶液，其比热容，由此可以计算出和发生反应时放出的热量为：，中和热为生成时放出的热量，； ③a.实验装置保温、隔热效果差，热量损失较多，故选a； b.在量取溶液的体积时仰视读数，氢氧化钠的物质的量偏大，放出的热量偏多，故不选b； c.分多次把溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中，热量损失较多，故选c； d.用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度，测定的硫酸的初始温度偏高，测定中和热的数值偏小，故选d； 选acd。 学科网（北京）股份有限公司 $$