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．已知键能数据如下表： 共价键 C-H H-H C=O 键能/kJ·mol-1 414 436 799 1076 根据键能估算，反应CH4＋CO2=2CO＋2H2的∆H为 A．+230kJ/mol B．-299kJ/mol C．+569kJ/mol D．-1811kJ/mol 2．在25℃和101kPa时，几种燃料的燃烧热如下表： 燃料 CO(g) H2(g) CH4(g) CH3OH(l) ∆H/kJ·mol-1 -283.0 -285.8 -890.3 -726.5 下列说法正确的是 A．相同质量的上述四种燃料完全燃烧时，甲烷放出的热量最多 B．CO燃烧的热化学方程式为：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　∆H=-283.0kJ/mol C．常温常压下，1mol甲醇液体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气放出热量726.5kJ D．标准状况下，相同体积的CO、H2、CH4完全燃烧的碳排放量：CO=CH4>H2 3．如图为某反应的焓变示意图，下列有关反应符合该图像的是 ①CO加热分解为C和O2　　　　 ②Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑ ③H—Cl=H＋Cl　　　　　　　④氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁 A．① B．④ C．①③ D．②④ 4．化学链燃烧(CLC)是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术，与传统燃烧方式相比，避免了空气和燃料的直接接触，有利于高效捕集。基于CuO/载氧体的甲烷化学链燃烧技术示意图如下，下列说法正确的是 已知空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别为： ①   ②   A．反应   B．氧的质量分数：载氧体<载氧体 C．为了保证较快的反应速率，反应过程中，CuO/载氧体的量需要不断补充 D．化学链燃烧(CLC)的新技术涉及了化学能、光能和热能三种形式的能量转化 5．中国科研人员利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水的主要过程如下图。 已知几种物质中化学键的键能如下表所示。 化学键 H―O键 H―H键 O=O键 键能kJ/mol 463 436 496 若反应过程中分解水的物质的量为1mol，则产生的热量变化为 A．吸收484kJ B．放出484kJ C．吸收242kJ D．放出242kJ 6．下列热化学方程式或依据热化学方程式得出的结论正确的是 A．一定条件下，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   B．已知：  ，则的燃烧热为 C．已知：  ，则稀和稀完全反应生成1mol时，放出57.3kJ热量 D．已知：；，则 7．下列属于放热反应的有 ①氢气与氯气反应②碳酸氢钠固体和盐酸反应③灼热的炭和二氧化碳反应④酸碱中和反应⑤铝热反应⑥八水合氢氧化钡与氯化铵的反应 A．①④⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．①②③④⑤ 8．各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是 物质 /kJ·mol-1 -1559.8 -1411 -285.8 A．  kJ·mol-1 B．  kJ·mol-1 C．  kJ⋅mol-1 D．  kJ⋅mol-1 9．如图所示是298K时，与反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述正确的是 A．催化剂不参与化学反应，故反应前后的质量和性质不变 B．该反应的热化学方程式为   C．的总能量低于2molAB D．断裂1molA—A和1molB—B键，放出akJ能量 10．下列反应属于非氧化还原反应，且能量变化与图示能量相符合的是 A．与稀反应 B．铝热反应 C．灼热的炭与反应 D．晶体和晶体的反应 11．是一种温室气体，其存储能量的能力是的12000~20000倍，在大气中的寿命可长达740年，可用和反应制得：。该反应的热量变化是 化学键 键能/ 946 154.8 283.0 A．放出 B．吸收 C．放出 D．吸收 12．已知N2(g)＋O2(g)=2NO(g)为吸热反应，ΔH＝＋180 kJ·mol－1，其中N≡N、O=O的键能分别为946 kJ·mol－1、498 kJ·mol－1，则NO分子中N、O之间共价键的键能为 A．1264 kJ·mol－1 B．632 kJ·mol－1 C．316 kJ·mol－1 D．1624 kJ·mol－1 13．下列有关化学反应与能量变化的说法正确的是 A．如图所示的化学反应中，生成物的能量之和大于反应物的能量之和 B．相同条件下，氢气和氧气反应生成液态水比生成等量的气态水放出的热量少 C．金刚石比石墨能量高，则金刚石稳定性较好 D．同温同压下，能量变化如图所示，则该反应为放热反应 14．已知：S2(s)=S2(g)　ΔH＝＋4.5 kJ·mol－1。某些化学键的键能数据如表所示： 化学键 H-H Cl-Cl H-Cl S=S H-S 键能/(kJ/mol) 436 243 431 255 339 下列说法正确的是 A．1 mol H2(g)与2 mol Cl2(g)反应生成HCl(g)时放出370 kJ热量 B．H2(g)与S2(s)反应生成H2S(g)的热化学方程式为2H2(g)＋S2(s)=2H2S(g)　ΔH＝－229 kJ·mol－1 C．反应的焓变ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和 D．1 mol H2S(g)分解吸收的热量比1 mol HCl(g)分解吸收的热量多，所以H2S(g)比HCl(g)稳定 二、非选择题 15．已知氮元素及其化合物的转化关系如下图所示，回答下列问题。 (1)已知1mol氨气发生反应②，完全反应生成NO和水蒸气时放出226kJ的热，该反应的热化学方程式是 。 (2)反应④的离子方程式为 。理论上如图N2合成1mol硝酸，至少需要氧气共 mol。 (3)汽车尾气净化装置中，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示，该过程的总反应化学方程式为 。 (4)工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2，可用NaOH溶液吸收。发生的反应有：2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O，2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O，用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气，关系如下图： (α表示尾气里NO、NO2中NO2的含量) ①根据上图得知 (填字母)。 A．NaOH溶液浓度越大，氮氧化物的吸收率越大 B．NO2含量越大，氮氧化物的吸收率越大 ②当α小于50%时，加入H2O2能提升氮氧化物的吸收率，原因是 。 16．甲醇作为燃料，在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。 (1)甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料。汽油的主要成分之一是辛烷[C8H18(l)]。已知：25°C、101 kPa 时，1 molC8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出5518kJ热量。该反应燃烧热的热化学方程式为 。 (2)甲醇的合成以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇，反应的能量变化如下图所示。 ①补全上图：图中A处应填入 。 ②该反应需要加入铜-锌基催化剂。加入催化剂后，该反应的ΔH 。(填“变大”“变小”或“不变”) (3)已知下列反应的焓变 ①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1= -870.3kJ/mol ②C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH2= -393.5kJ/mol ③2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) ΔH3= -285.8kJ/mol 试计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(l)的焓变ΔH= 。 17．铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。催化剂Cr2O3可由(NH4)2Cr2O7加热分解制备，反应同时生成无污染气体。 (1)完成化学方程式： 。 _____+_____。 (2)Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，过程的焓变为 (列式表示)。 (3)Cr2O3可用于NH3的催化氧化。设计从NH3出发经过3步反应制备HNO3的路线 (用“→”表示含氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为 。 18．已知： ①H2O(g)=H2(g)+O2(g)  △H=+241.8kJ/mol ②C(s)+O2(g)=CO(g)  △H=-110.5kJ/mol ③C(s)+O2(g)=CO2(g)  △H=-393.5kJ/mol 请填写下列空白。 (1)上述反应中属于吸热反应的是 (填序号)。 (2)表示C的燃烧热的热化学方程式为 (填序号)。 (3)写出CO燃烧的热化学方程式： 。 (4)已知：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)  △H=-184.6kJ/mol，则HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的△H= 。 (5)2008年北京奥运会“祥云”火炬的燃料是丙烷(C3H8)，1996年亚特兰大奥运会火炬的燃料是丙烯(C3H6)。丙烷脱氢可得到丙烯。已知： ①C3H8(g)=CH4(g)+C2H2(g)+H2(g)  △H1=+255.7kJ/mol ②C3H6(g)=CH4(g)+C2H2(g)  △H2=+131.5kJ/mol 计算C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)的△H= 。 19．CO对人类生存环境的影响很大，CO治理问题属于当今社会的热点问题。镍与CO反应的化学方程式为Ni(s)＋4CO(g)=Ni(CO)4(g)，镍与CO反应会造成镍催化剂中毒，为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2除去CO，生成物为S和CO2.已知相关反应过程的能量变化如图所示，则用SO2除去CO的热化学方程式为 。 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： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D D A C D A C B D 题号 11 12 13 14 答案 A B D C 1．A 【详解】根据∆H=反应物总键能-生成物总键能=(414×4+799×2-1076×2-436×2) kJ/mol=+230kJ/mol；故选A。 2．D 【详解】A．CO、H2、CH4、CH3OH的相对分子质量分别为28、2、16、32，又因为它们每1mol分别完全燃烧时，放出的热量依次为283.0kJ、285.8kJ、890.3kJ、726.5kJ，所以1gCO、H2、CH4、CH3OH完全燃烧时，放出热量分别为：kJ，kJ，kJ，kJ，则相同质量的以上四种燃料，完全燃烧时放出热量最多的是H2，故A错误； B．CO燃烧热∆H为-283.0 kJ·mol-1，表示1molCO完全燃烧释放283.0 kJ热量，则CO燃烧的热化学方程式为：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　∆H=-566.0kJ/mol，故B错误； C．甲醇燃烧热的数据指的是1mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时释放热量726.5kJ，若生成气态水，释放的热量小于726.5kJ，故C错误； D．标准状况下，相同体积的CO、H2、CH4物质的量相同，根据C元素守恒，完全燃烧的碳排放量：CO=CH4>H2，故D正确； 答案选D。 3．D 【详解】由图可知，符合图示的反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，一氧化碳加热分解生成碳和氧气的反应为吸热反应、镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气的反应为放热反应、氯化氢发生共价键断裂的过程为吸热过程、氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁的化合反应为放热反应，则符合题意的为②④，故选D。 4．A 【详解】A． ΔH1=-227kJ/mol,② ΔH2=-348 kJ/mol,根据盖斯定律，由①×2+②得反应 ΔH=-227kJ/mol×2+(-348 kJ/mol)=-802kJ/mol，故A正确； B．由图可知，载氧体I在空气反应器中吸收空气中的氧气，然后转移到燃料反应器中，再和甲烷发生反应释放出水和二氧化碳，得到载氧体Ⅱ，所以氧的质量分数大小为：载氧体I＞载氧体Ⅱ，故B错误； C．CuO/Cu2O是反应的催化剂，不需要不断的补充，故C错误； D．化学链燃烧没有光能转化，这是与传统燃烧方式相比的区别，故D错误； 答案选A。 5．C 【详解】水分解的反应式为，2mol分解，吸收的热量为，则1mol水分解吸收的热量为242kJ，答案选C。 6．D 【详解】A．氮气和氢气的反应可逆，将0.5mol和1.5mol置于密闭容器中充分反应生成的物质的量小于1mol，放热19.3kJ，则1mol完全反应放热大于38.6kJ，其热化学方程式，A错误； B．燃烧热是指1mol完全燃烧生成液态水放出的能量，B错误； C．稀和稀完全反应除了生成1mol放热外，Ba2+与硫酸根沉淀也会放出热量，因此所放出的热量大于57.3kJ，C错误； D．前者为C的不完全燃烧，而后者为完全燃烧释放的热量更多，则ΔH1>ΔH2，D正确； 故选D。 7．A 【详解】①氢气与氯气反应是放热反应，故选； ②碳酸氢钠固体和盐酸反应是吸热反应，故不选； ③灼热的炭和二氧化碳反应是吸热反应，故不选； ④酸碱中和反应是放热反应，故选； ⑤铝热反应是放热反应，故选； ⑥八水合氢氧化钡与氯化铵的反应是吸热反应，故不选； 属于放热反应的是①④⑤； 答案选A。 8．C 【分析】在某一温度和压强下lmol某物质B完全燃烧时的反应热,称为该物质的燃烧热，据此计算； 【详解】A．，kJ·mol-1，A错误； B．，kJ·mol-1，B错误； C．①，kJ·mol-1，②，kJ·mol-1，③，kJ⋅mol-1，①-②-③得 kJ⋅mol-1，C正确； D．，kJ⋅mol-1，则  kJ⋅mol-1，D错误； 故选D。 9．B 【分析】由图可知，该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，反应的热化学方程式为A2(g)+B2(g)=2AB(g)  =+(a-b)kJ•mol-1。 【详解】A．催化剂能改变反应途径、降低反应的活化能，所以催化剂参与化学反应，A错误； B．由分析可知，反应的热化学方程式为A2(g)+B2(g)=2AB(g) =+(a-b)kJ•mol-1，B正确； C．的总能量低于2molAB(g)的总能量，C错误； D．破坏化学键时，需要吸收能量，则断裂1molA—A和1molB—B键，吸收akJ能量，D错误； 故选B。 10．D 【分析】由图可知反应物总能量小于生成物总能量，则应为吸热反应，如发生氧化还原反应，应存在元素化合价的变化，以此解答该题。 【详解】A．Ca（OH）2与稀H2SO4反应为放热反应，不存在化合价变化，为氧非化还原反应，A不合题意； B．铝热反应为放热反应，Al元素和其他金属元素的化合价变化，为氧化还原反应，B不合题意； C．灼热的炭与CO2反应为吸热反应，C元素的化合价变化，为氧化还原反应，C不合题意； D．Ba（OH）2•8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应为吸热反应，但没有元素的化合价变化，为非氧化还原反应，D符合题意； 故答案为：D。 11．A 【详解】根据可知，该反应，，故答案选A。 12．B 【详解】根据ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和可知，180 kJ·mol－1＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2E(NO)，所以E(NO)＝632 kJ·mol－1。综上所述故选B。 13．D 【详解】A．根据图示可看出，生成物的能量之和小于反应物的能量之和，A错误； B．相同条件下，液态水的能量低于气态水，则氢气和氧气反应生成液态水比生成等量气态水放出的热量多，B错误； C．物质能量越低越稳定，金刚石比石墨能量高，则石墨稳定性较好，C错误； D．同温同压下，若H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) 能量变化如图所示，即反应物能量之和大于生成物能量之和，则该反应为放热反应，D正确。 答案为：D。 14．C 【详解】A．反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的ΔH＝E(Cl—Cl)＋E(H—H)－2E(H—Cl)＝(243 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1)－2×431 kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1，当2 mol Cl2(g)与1 mol H2(g)反应时，只有1 mol Cl2(g)参加反应，所以放出的热量为183 kJ，A错误； B．根据表中键能数据可得热化学方程式：2H2(g)＋S2(g)=2H2S(g)　ΔH＝－229 kJ·mol－1，结合S2(s)=S2(g)　ΔH＝＋4.5 kJ·mol－1可得热化学方程式：2H2(g)＋S2(s)=2H2S(g)　ΔH＝－224.5 kJ·mol－1，B错误； C．对于一个化学反应来说，它的反应焓变可以通过反应物和生成物之间的键能差来计算。具体地，反应焓变等于所有生成物键能的总和减去所有反应物键能的总和。这个公式可以表示为：反应的焓变ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，C正确； D．由于H—Cl的键能大于H—S，所以HCl(g)比H2S(g)稳定，D错误； 故选C。 15．(1)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)，ΔH=-904kJ/mol (2) 3NO2+H2O=2H++2NO+NO (3) (4) B H2O2具有氧化性，能将NO氧化成NO2，NO2含量增大，氮氧化物吸收率提高 【分析】N2与H2反应转化为NH3，NH3催化氧化转化为NO，NO与O2反应转化为NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO，据此回答。 【详解】（1）已知1mol氨气发生反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H20(g)，完全反应生成NO和水蒸气时放出226kJ的热，则4mol氨气反应放热226kJ4=904kJ，该反应的热化学方程式是4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)，ΔH=-904kJ/mol； （2）①反应④是二氧化氮与水的反应，离子方程式为：3NO2+H2O=2H++2NO3-+NO； ②理论上如图N2合成1mol硝酸，根据，1molO2转移4mol电子，则需要molO2； （3）催化转化过程中，总反应为。 （4）①根据上述图像可知： A．随着NaOH溶液浓度增大，氮氧化物的吸收率先增加后减小，A错误； B．当NaOH溶液浓度一定时，NO2量越大，氮氧化物的吸收率越大，B正确； 故选B； ②根据图示可知：当混合气体中NO2含量小于50%时，通入具有氧化性的H2O2，会将NO氧化成NO2，使NO2的含量增大，从而使氮氧化物的吸收率增大。 16．(1)C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)  ΔH=-5518kJ·mol-1 (2) 1molCO2(g)+3molH2(g) 不变 (3)-202.5kJ/mol 【详解】（1）25°C、101 kPa 时，1 molC8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水，放出5518kJ热量，则该反应燃烧热的热化学方程式为：C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)  ΔH=-5518kJ·mol-1； （2）①A为反应物，结合生成物及原子守恒可知，图中A处应填入：1molCO2(g)+3molH2(g)； ②催化剂不改变反应的始、终态，则加入催化剂后，该反应的△H不变； （3）已知下列反应的焓变： ①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1= -870.3kJ/mol ②C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH2= -393.5kJ/mol ③2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) ΔH3= -285.8kJ/mol 结合盖斯定律可知，②×2+③-①得到反应：2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(l)，故其焓变ΔH=(-393.5kJ/mol)2+( -285.8kJ/mol)-( -870.3kJ/mol)= -202.5kJ/mol。 17．(1)N2↑+4H2O (2)(E1-E2)-ΔH+(E3-E4) (3) NH3NONO2HNO3 2NO+O2=2NO2(或3NO2+H2O=2HNO3+NO) 【详解】（1）(NH4)2Cr2O7加热分解制备Cr2O3，同时生成的无污染气体为N2，结合原子守恒可知还生成H2O，化学方程式：N2↑+4H2O； （2）Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)→Y(g)过程分为3个阶段，第一步反应的焓变△H1=E1-E2，第二步反应的焓变△H2=△H，第三步反应的焓变△H3=E3-E4，根据盖斯定律计算总反应的焓变为E1-E2+△H+E3-E4，故答案为：E1-E2+△H+E3-E4； （3）Cr2O3催化氧化NH3的过程为：NH3催化氧化生成NO，NO和O2反应生成NO2，NO2和H2O反应生成HNO3，则含氮物质间的转化过程为NH3NONO2HNO3，NO2是红棕色气体，有颜色变化的反应为2NO+O2=2NO2或3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案为：NH3NONO2HNO3；2NO+O2=2NO2(或3NO2+H2O=2HNO3+NO)。 18．(1)① (2)③ (3)CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol； (4)+92.3 kJ/mol； (5)+124.2kJ•mol-1 【详解】（1）焓变为正值，表示吸热，焓变为负值，表示放热，则上述反应中属于吸热反应的是①； （2）根据定义，C的燃烧热为1mol固体碳，完全燃烧生成1mol二氧化碳气体时放出的热量，则表示C的燃烧热的热化学方程式为③； （3）CO燃烧热的方程式为：CO(g)+O2(g)=CO2(g)，根据盖斯定律可知，该式=③-②，则CO燃烧的热化学方程式为：CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol； （4）该反应为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6kJ/mol的逆反应，且系数变为原来的一半，则其反应热ΔH=+92.3kJ/mol； （5）根据盖斯定律可知，该式=①-②，则ΔH=ΔH1-ΔH2=(+255.7kJ/mol)-( +131.5kJ/mol)= +124.2kJ•mol-1。 19．SO2(g)＋2CO(g)=S(s)＋2CO2(g)　ΔH=-(2b-a) kJ·mol-1 【详解】由图1得出①S(s)＋O2(g)=SO2(g)　ΔH=-a kJ·mol-1，由图2得出②CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH=-b kJ·mol-1，利用盖斯定律，将②×2-①得SO2除去CO的热化学方程式为SO2(g)＋2CO(g)=S(s)＋2CO2(g)　ΔH=-(2b-a) kJ·mol-1。 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 $$