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．已知常温时红磷比白磷稳定，在下列反应中： ①P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s)  H= - akJ/mol ②4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s)  H= - bkJ/mol 若a、b均大于零，则a和b的关系为 A．a<b B．a=b C．a>b D．无法确定 2．下列关于热化学反应的描述中正确的是 A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/mol B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol C．化合反应一定是放热反应 D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 3．下列说法正确的是 A．在相同条件下，若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 B．由“C(石墨)=C(金刚石)  ΔH = +119kJ·mol-1 ”可知，金刚石比石墨稳定 C．在稀溶液中：H＋(aq)+OH-(aq)=H2O(l)  ΔH = -57.3l kJ·mol-1，若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与lmol NaOH溶液混合，放出的热量大于57.31 kJ D．在101kPa时，2g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ 热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：H2(g)+O2(g)=H2O(l)  ΔH = + 285.8 kJ·mol-1 4．已知    ，两步热循环制的过程如图。 过程Ⅰ：     过程Ⅱ：     下列说法正确的是 A．该制氢过程中FeO为催化剂 B．整个过程中能量转化形式只存在太阳能转化为化学能 C．过程Ⅰ每吸收302.4kJ，则转移电子的物质的量为2mol D．根据盖斯定律 5．2月24日，俄乌战争爆发，乌方违反《第三议定书》明令禁止使用白磷弹。白磷(化学式为P4)、红磷(化学式为P)燃烧的热化学方程式(0℃，101 kPa)分别为： ； 。 由此判断下列说法不正确的是 A．由红磷转化为白磷是吸热反应，红磷比白磷更稳定 B．白磷的燃烧热为3093.2 kJ/mol C．已知白磷分子为正四面体结构，则P-P键之间的夹角为109°28′ D．等质量的白磷和红磷在相同条件下分别与足量氯气反应，设产物只有PCl5，则白磷放出的热量更多 6．溶于水生成HNO3是氨催化氧化法制HNO3的重要反应，该反应有关能量变化如图所示。 下列有关热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   7．以为催化剂的光热化学循环分解的反应，为室温气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时能量变化如图所示： 下列说法错误的是 A．过程①中吸收能量使得钛氧键发生了断裂 B．若2mol 完全分解生成2mol CO和1mol 需要吸收30kJ能量 C．步骤③中有共价键的断裂和形成 D．该反应中，光能和热能转化为化学能 8．已知是一种高效清洁的火箭燃料。完全燃烧生成和时，放出热量。则下列热化学方程式书写正确的是 A． B． C． D． 9．下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程．吸附在催化剂表面的物种用“*”标注，下列说法正确的是 A．①表示CO和从催化剂表面脱离的过程 B．②和④中化学键变化相同，因此吸收的能量相同 C．由图可知为吸热反应 D．由图可知，决定反应速率的步骤是② 10．我们知道，任何化学反应过程中一定有物质变化，同时伴随道着能量变化。下图横坐标表示反应过程，纵坐标表示能量，关于下图的说法不正确的是 A．1 mol固态碘与1 mol氢气化合生成2 mol HI气体时，需要吸收5 kJ的能量 B．2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol氢气时需要吸收12 kJ的能量 C．1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量 D．碘蒸气与氢气生成HI气体的反应是吸热反应 11．下列反应中属于吸热反应的是 A．甲烷燃烧反应 B．与反应 C．Zn与盐酸反应 D．盐酸和溶液反应 12．如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．热稳定性：MgF2<MgCl2<MgBr2<MgI2 B．22.4L F2(g)与足量的Mg充分反应，放热1124kJ C．由图可知：MgBr2(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)+Br2(l)   ΔH<-117kJ/mol D．工业上可由电解MgCl2溶液冶炼金属Mg，该过程需要吸收热量 13．下列说法正确的是 A．已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)   ΔH=−57.3kJ∙mol−1，在中和热的测定时实际加入的酸碱的量的多少会影响该反应的ΔH B．1mol H2与0.5mol O2反应放出的热量就是H2的燃烧热 C．加入催化剂可以改变反应的活化能，不能改变焓变 D．500℃、30MPa下，将0.5mol N2和1.5mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   ∆H=−38.6kJ∙mol−1 14．下列有关说法正确的是 A．已知  ，由此可知气体在密闭容器中充分分解后可以放出的热量 B．已知  ，则氢气的摩尔燃烧焓为： C．已知  ，  ，则 D．含的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出的热量，则稀醋酸和稀溶液反应的热化学方程式为：   二、非选择题 15．盖斯定律的应用 (1)“虚拟路径”法 利用已知反应焓变求未知反应焓变。 一个反应的化学方程式可由另外几个化学方程式相加减得到，则该化学反应的焓变也可以由几个化学反应焓变的 而得到。 恒压条件下，化学反应的反应热仅与反应的 和 有关，而与反应的 无关。如图所示： ΔH= = 。 (2)加合法 加合法就是运用所给热化学方程式通过 的方法得到所求的热化学方程式。 16．化学反应过程中既有物质变化，也有能量变化。中和反应是化学中的一种重要反应，酸、碱在互相交换成分的过程中，也产生了能量的变化。 (1)中和反应是放热反应，下列反应也属于放热反应的是___________ A．铝热反应 B．与混合 C．碳酸氢钠分解 D．冰融化为水 (2)中和热的理论数值为。 ①请写出氢氧化钠和盐酸反应的热化学方程式： 。 ②若用与等体积、等浓度的氢氧化钠溶液混合，放出的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”，后同)。若用稀与等体积、等浓度的溶液混合，放出的热量 。 (3)将盐酸和未知浓度的溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示，实验中始终保持。下列叙述正确的是___________ A．做该实验时环境温度低于 B．时，盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应 C．溶液的浓度约为 D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应。 17．Ⅰ.氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。 (1)时，燃烧生成放热蒸发吸热，表示燃烧热的热化学方程式为 。 Ⅱ.油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题： (2)已知下列反应的热化学方程式： ① ② ③ 计算热分解反应④的。 (3)较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺，即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是，利用反应④高温热分解。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是 ，缺点是 。 Ⅲ.工业上以和为原料合成尿素，在合成塔中存在如图转化： (4)液相中，合成尿素的热化学方程式为：。 18．完成下列问题 (1)甲醇与氧气在氢氧化钾溶液中形成燃料电池，写出负极方程式 。 (2)已知20℃下，饱和食盐水的质量分数为26.5%，密度为1.17 g/mL，则该饱和食盐水的物质的量浓度为 mol/L。 (3)向27.2 g由Fe和Fe2O3组成的固体混合物加入2L一定浓度的稀硫酸后固体恰好溶解，可收集到标准状况下气体2.24 L，再向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象。(忽略反应前后溶液的体积变化)，反应后溶液中FeSO4的物质的量浓度为 。 (4)溶液与1.95g锌粉在量热计中充分反应。已知：反应的，反应前后，溶液的比热容均近似为、溶液的密度均近似为，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。实验测得反应前温度为20.1℃，请计算反应后测得的最高温度为 ℃。 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 C B C C C D B C B D 题号 11 12 13 14 答案 B C C C 1．C 【详解】①P4(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s)ΔH =-akJ/mol(a＞0)； ②4P(红磷，s)++5O2(g)=2P2O5(s)；ΔH=-bkJ/mol(b＞0)；根据盖斯定律可知，①-②即得到P4(白磷，s)=4P(红磷，s)，结合常温时红磷比白磷稳定，所以反应热△H=-akJ/mol+bkJ/mol＜0，所以a大于b； 故选C。 2．B 【详解】A．中和热是强酸和强碱反应生成1mol水放出的能量，HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol，H2SO4和Ca(OH)2反应生成的硫酸钙难溶，放出热量更多，中和热ΔH≠-57.3kJ/mol，故A错误； B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，表示1molCO燃烧生成二氧化碳放出283kJ的能量，则2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol，故B正确； C．化合反应不一定是放热反应，如C+CO2=2CO是吸热反应，故C错误； D．1mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热，故D错误； 选B。 3．C 【详解】A．硫蒸气变化为硫固体放热，在相同条件下，若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出热量多，A错误； B．物质能量越高越活泼，由“C(石墨)=C(金刚石)；ΔH=+119kJ•mol-1”可知反应是吸热反应，金刚石能量高，金刚石比石墨活泼，B错误； C．依据浓硫酸溶解过程中放热分析，在稀溶液中：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；ΔH=-57.3l kJ•mol-1，若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与1mol NaOH溶液混合，放出的热量大于57.31 kJ，C正确； D．2g H2物质的量为1mol，生成液态水放出285.8 kJ 热量，反应焓变为负值，D错误； 故答案为：C。 4．C 【详解】A．由题图可知，Fe3O4参与反应，但反应前后质量不变，为整个过程的催化剂，FeO是中间产物，A错误； B．过程I将太阳能转化为化学能，过程Ⅱ是放热反应，将化学能转化为热能，B错误 ； C．根据氧元素化合价计算可知，生成1mol氧气，转移4mol电子，吸收，则过程Ⅰ每吸收302.4kJ，则转移电子的物质的量为2mol，C正确； D．根据盖斯定律，，则，则，D错误； 答案选C。 5．C 【详解】A．根据盖斯定律，该反应是吸热反应，因此红磷能量更低更稳定，故A正确； B．燃烧热的是1mol纯物质燃烧生成指定化合物时释放的热量，故B正确； C．已知白磷分子为正四面体结构，P原子位于正四面体的顶点，则黄磷分子中P-P键之间的夹角为60°，故C错误； D．根据A的解析可知红磷能量更低，因此白磷和氯气反应放出的热量更多，故D正确； 故选：C。 6．D 【详解】A．未标注物质的聚集状态，故A错误； B．由图可知NO2与水反应是放热反应，放热反应的小于0，故B错误； C．由图可知HNO2分解反应是吸热反应，吸热反应的大于0，故C错误； D．由图可得热化学方程式 ；计量数乘以3即可得，故D正确。 答案选D。 7．B 【详解】A．由图可知，过程①中钛氧键发生断裂，共价键的断裂是吸收能量的过程，A正确； B．由题给数据可知，2mol 分子中共价键断裂吸收的能量为，生成2mol CO和1mol 时，形成共价键释放的能量为，则反应中需要吸收的能量为，B错误； C．由图可知，步骤③中有碳氧共价键的断裂和形成，C正确； D．该反应中，提供光能断裂钛氧键，提供热能断裂钛碳键，从而实现光能和热能向化学能的转变，D正确； 答案选B。 8．C 【详解】A．N2H4完全燃烧生成氮气和气态水时，放出热量，其焓变应为负值，故A错误； B．N2H4完全燃烧生成氮气和气态水时，放出热量，其焓变应为负值，故B错误； C．0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量，则1molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ×4=534kJ热量，其热化学方程式为，故C正确； D．0.25mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量，则1molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ×4=534kJ热量，其热化学方程式为，故D错误； 故答案为：C。 9．B 【详解】A．由图可知，①表示CO和H2O在催化剂表面吸附的过程，故A错误； B．②和④中化学键变化相同，断裂的均为H-O键，②中吸收能量[1.25-(-0.32)]eV=1.57eV，④中吸收能量为[1.41-(-0.16)]eV=1.57eV，两者吸收的能量相同，故B正确； C．由图可知，CO(g)和H2O(g)的总能量大于CO2(g)+H2(g)的总能量，因此反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)为放热反应，故C错误； D．由图可知，相同条件下，④的活化能为(1.86+0.16)eV=2.02eV，②的活化能为(1.59+0.32)eV=1.91eV，④的活化能大于②，则反应速率④＜②，决定反应速率的步骤是④，故D错误； 故选：B。 10．D 【详解】A．由图像可知1 mol固态碘与1 mol氢气的能量比2 mol HI气体能量低5kJ，则1 mol固态碘与1 mol氢气化合生成2 mol HI气体时，需要吸收5 kJ的能量，故A正确； B．2 mol HI气体的能量比1 mol碘蒸气与1 mol氢气低12kJ，2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol氢气时需要吸收12 kJ的能量，故B正确； C．1 mol固态碘能量比1 mol碘蒸气低17kJ，则1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量，故C正确； D．由图像可知，碘蒸气与氢气生成HI气体的反应是放热反应，故D错误； 故答案为：D。 11．B 【分析】 当反应物总能量低于生成物总能量时，则该反应为吸热反应，常见的吸热反应有：大多数的分解反应、C或氢气作还原剂的氧化还原反应、氯化铵与氢氧化钡的反应等。 【详解】A．甲烷在氧气中燃烧是放热反应，故A不选； B．与反应是吸热反应，故B选； C．Zn与盐酸反应是放热反应，故C不选； D．盐酸和KOH溶液反应是放热反应，故D不选； 故选B。 12．C 【详解】A．一般情况下，物质本身的能量越低越稳定，根据图像可知，热稳定性为，A错误； B．的体积22.4L未明确标准状况，不能确定物质的量，不能确定反应放出的热量，B错误； C．由图可知、，根据盖斯定律，转化为是放热过程，故放热大于，则，C正确； D．工业上冶炼金属Mg采用电解熔融MgCl2，不是电解MgCl2溶液，D错误； 答案选C。 13．C 【详解】A．中和热是指在稀溶液中，强酸与强碱反应生成1mol水时放出的热量，所以实际加入的酸碱的量的多少不会影响该反应的ΔH，A错误； B．1mol H2与0.5mol O2反应生成H2O(l)放出的热量是H2的燃烧热，B错误； C．加入催化剂可以改变反应的活化能，不能改变焓变，C正确； D．500℃、30MPa下，将0.5mol N2和1.5mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，由于该反应为可逆反应，0.5mol N2和1.5mol H2未反应完全，所以其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H＜−38.6kJ∙mol−1，D错误； 故选C。 14．C 【详解】A．已知：  ，反应为可逆反应，由此可知1 molHI气体在密闭容器中充分分解后放出的热量小于26.5 kJ，故A错误； B．氢气燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量，已知  ，则氢气的摩尔燃烧热不是ΔH=，故B错误； C．已知  ，  ，C（s）充分燃烧时释放的热量多，由于焓变为负值，则焓变小，故，故C正确； D．醋酸为弱电解质，电离时吸热，导致释放的热量小于57.4kJ，热化学方程式为：，故D错误； 故选C。 15．(1) 相加减 起始状态 最终状态 途径 (2)加减乘除 【详解】（1）根据盖斯定律，通过已知的化学反应进行四则运算可得目标方程式，该化学反应的焓变也可以由已知方程的四则运算计算而得；恒压的条件下，化学反应热仅与反应的起始状态和终止状态有关，与反应途径无关，根据如图所示，结合盖斯定律可得； （2）加合法是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。 16．(1)A (2) NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)  ΔH= 小于 大于 (3)AB 【详解】（1）铝热反应是放热反应，NH4Cl与Ba(OH)2⋅8H2O混合、碳酸氢钠分解都是吸热反应，冰融化为水不是化学反应，故选A； （2）①中和热的理论数值为−57.3kJ⋅mol−1，则氢氧化钠和盐酸反应的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) △H=−57.3kJ⋅mol−1； ②是弱酸，电离过程中吸热，则若用与等体积、等浓度的氢氧化钠溶液混合，放出的热量小于，和氢氧化钡溶液反应过程中有沉淀生成，额外放热，则用稀与等体积、等浓度的溶液混合，放出的热量大于； （3）A．22℃时加入了一定体积的NaOH溶液和盐酸溶液，为反应后达到的温度，说明实验温度低于22℃，故A正确； B．当盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应时，放出的热量最多，则时，盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应，故B正确； C．恰好反应时参加反应的盐酸溶液的体积是30 mL，由 mL可知，消耗的氢氧化钠溶液的质量为20 mL，根据盐酸与氢氧化钠以1：1反应可知，c(NaOH)= mol/L =1.5mol/L，故C错误； D．该实验表明酸碱中和生成水是放热反应，但不能说明有水生成的反应都是放热反应，如碳酸氢钠的分解有水生成但却是吸热反应，故D错误； 故选AB。 17．(1)H2(g)+O2(g)=H2O(l)  △H=-286kJ/mol (2)170 (3) 副产物氢气可作燃料 耗能高 (4)-93.7 【详解】（1）时，燃烧生成放热121kJ,1molH2燃烧生成1molH2O(l)放热为242kJ, 对应的热化学方程式为①H2(g)+O2(g)=H2O(g)  △H=-242kJ/mol，1molH2O(l)蒸发吸热，对应的热化学方程式为②H2O(l)=H2O(g)  △H=+44kJ/mol，根据盖斯定律，①-②即是H2(g)+O2(g)=H2O(l)，△H=-242kJ/mol-(+44kJ/mol)= -286kJ/mol，表示燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(l)  △H=-286kJ/mol； （2）根据盖斯定律(①+②)×-③即得到2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的 ΔH4=(-1036+94)kJ/mol×+484kJ/mol=170 kJ/mol； （3）根据硫化氢分解的化学方程式可知，高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成。因此，高温热分解方法的优点是：可以获得氢气作燃料；但由于高温分解H2S会消耗大量能量，所以其缺点是耗能高； （4）由图可知：①2NH3(l)+CO2(g)=NH2COONH4(l)  △H1=-109.2 kJ/mol，②NH2COONH4(l)  △H2=15.5 kJ/mol，根据盖斯定律①+②即是△H=△H1+△H2=-109.2 kJ/mol+15.5 kJ/mol=-93.7 kJ/mol。 18．(1)CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O (2)5.3 (3)0.2 mol/L (4)30.1 【详解】（1）甲醇燃料电池在碱性条件下负极是甲醇失去电子生成碳酸根离子，电极反应式为：； （2）根据质量分数与物质的量浓度换算式，可得该饱和食盐水的物质的量浓度c(NaCl)= ； （3）Fe与硫酸反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、n(H2)= ，根据反应转化关系可知n(Fe)=n(H2)=0.1 mol，m(Fe)=5.6 g；Fe2O3与H2SO4发生反应：Fe2O3+ 3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，向反应后的溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，说明反应后溶液为FeSO4溶液，还发生了反应：Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4，可得关系式：n(Fe)--n(Fe2O3)，若有56 gFe反应，对应消耗160 g Fe2O3，反应消耗总质量是216 g，现在发生这部分反应的质量为27.2 g-5.6 g=21.6 g，则Fe为5.6 g， Fe2O3为16.0 g，故n(Fe)=0.1 mol，n(Fe2O3)=0.1 mol，因此27.2 gFe、Fe2O3中含有Fe元素的物质的量为n=0.1 mol+0.1 mol+0.1 mol×2=0.4 mol，根据Fe元素守恒可知反应后溶液中n(FeSO4)=0.4 mol，溶液的总体积V=2 L，故反应后溶液中FeSO4的物质的量浓度为c(FeSO4)= ； （4）n(CuSO4)=0.200 mol/L×0.1 L=0.0200 mol，n(Zn)= ，根据方程式中反应关系可知Zn过量，CuSO4完全反应，0.0200 mol CuSO4完全反应放出热量为Q=0.0200 mol×209 kJ/mol=4.18 kJ，假设反应后溶液的最高温度为T，则Q=4.18 J/(g·℃)×100 g×(T-20.1) ℃ ×1.0×10-3 kJ/J=4.18 kJ，解得T=30.1℃。即反应后测得的最高温度为30.1℃。 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 $$