专题1 第一单元 化学反应的热效应 单元综合训练-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（苏教版2019）

专题1　化学反应与能量变化 第一单元　化学反应的热效应 单元综合训练 (建议用时：40分钟) 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．某学生用如图所示装置进行化学反应X＋2Y ===2Z能量变化情况的研究。当向试管中滴加试剂Y时，看到U形管中液面：甲处下降，乙处上升。关于该反应的下列叙述：①该反应为放热反应；②生成物的总能量比反应物的总能量高；③该反应过程可以看成是“贮存”于X、Y内部的能量部分转化为热能而释放出来。其中正确的是(　　) A．①②③ B．①③ C．①② D．②③ 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 解析　当向试管中滴加试剂Y时，看到U形管中液面：甲处下降，乙处上升，说明该反应是放热反应，放出的热使得集气瓶中气体的压强增大而出现该现象，①正确；在放热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，②错误；该反应过程可以看成是“贮存”于X、Y内部的能量部分转化为热能而释放出来，③正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2．(2023·沈阳市郊联体高三联考)研究表明N2O与CO在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．反应总过程ΔH<0 B．Fe＋使反应的活化能减小 C．FeO＋是该反应的催化剂 D．Fe＋＋N2O―→FeO＋＋N2、 FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2两步反应 均为放热反应 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 解析　根据题图可知，反应总过程为N2O＋CO===N2＋CO2，反应物总能量高于生成物总能量，ΔH<0，A正确；Fe＋为催化剂，降低了反应的活化能，B正确；FeO＋先生成后消耗，为中间产物，C错误；根据题图知，Fe＋＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2的反应物总能量均高于生成物总能量，均为放热反应，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3．如图所示(X代表卤素原子)， 下列说法正确的是(　　) A．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 B．ΔH2＜0 C．按Cl、Br、I的顺序，过程Ⅱ吸收的能量依次减小 D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0 答案 解析 解析　过程Ⅱ是断裂化学键的过程，为吸热过程，ΔH2＞0，B错误；过程Ⅱ为吸热过程，Cl、Br、I的原子半径依次增大，Cl—Cl键、Br—Br键、I—I键的键能逐渐减小，故按Cl、Br、I的顺序，过程Ⅱ吸收的能量依次减小，C正确；根据盖斯定律可知，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝2ΔH1≠0，A、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4．某科研机构提出的碘硫热化学循环是由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的(如图所示)，下列有关说法正确的是(　　) A．设计该循环是为了制取能源气体O2 B．图中反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均可在常温常压下进行 C．若反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＜0 D．整个循环过程中产生1 mol O2的同时产生标准状况下44．8 L H2 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5．(2023·广东省六校联考)已知：298 K时，相关物质的相对能量如图所示。下列说法错误的是(　　) A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1 B．H2的标准燃烧热为ΔH＝－242 kJ·mol－1 C．C2H6比C2H4稳定 D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)是放热反应 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 解析　ΔH＝生成物的相对总能量－反应物的相对总能量，根据物质的相对能量多少可以计算2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1，CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) 　ΔH＝－41 kJ·mol－1，ΔH<0，为放热反应，A、D正确；标准燃烧热指的是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物的反应热，H对应的产物是H2O(l)，B错误；物质的能量越低越稳定，C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 [归纳总结]　 (1)标准燃烧热定义中的“完全燃烧”是指物质中所含元素完全转变成指定的物质，如C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。 (2)标准燃烧热是以1 mol物质完全燃烧的反应热来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7．以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室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的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．过程①中钛氧键断裂会释放能量 B．CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝30 kJ·mol－1 C．使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率 D．该反应中，光能和热能转化为化学能 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 解析　过程①中钛氧键断裂会吸收能量，A错误；根据ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和，知2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝(2×1598－2×1072－496) kJ·mol－1＝556 kJ·mol－1，B错误；使用TiO2作催化剂可以降低反应的活化能(不是焓变)，从而提高化学反应速率，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 10．下列选项正确的是(　　) A．图①可表示Fe2O3(s)＋3CO(g)=== 2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝26．7 kJ·mol－1的能 量变化 B．图②中ΔH表示碳的标准燃烧热 C．实验的环境温度为20 ℃，将物质 的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、 NaOH溶液混合，测得混合液最高温度如图③所示(已知V1＋V2＝60 mL) D．已知稳定性：B<A<C，某反应由两步构成：A→B→C，反应过程中的能量变化曲线如图④所示 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析　图①中反应物的总能量比生 成物的总能量高，为放热反应，A项中的 反应为吸热反应，错误；C的标准燃烧热 是指1 mol C完全燃烧生成CO2时的反应热， 且反应物的总能量高于生成物的总能量， B错误；H2SO4、NaOH溶液的物质的量浓 度相等，当二者体积比为1∶2时，二者恰 好完全反应，放出的热量最多，混合液温度最高，此时H2SO4溶液为20 mL、NaOH溶液为40 mL，C错误；稳定性：B<A<C，根据物质的能量越低越稳定知，物质的能量：B>A>C，故A→B为吸热反应，B→C为放热反应，A→C为放热反应，D正确。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 二、非选择题 11．按要求写出对应反应的热化学方程式。 (1)用O2将HCl转化为Cl2的过程如图所示。 其中，过程①的热化学方程式为2HCl(g)＋CuO(s)===H2O(g)＋CuCl2(s)　ΔH1，过程②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2，则由HCl(g)生成Cl2(g)的热化学方程式为_____________________________________________(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (2)25 ℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体生成CO2和液态水时，放出的热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷标准燃烧热的热化学方程式：_____________________________ ________________________________。 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 12．开发新能源以及提高能源的利用率越来越受到国际社会的高度关注。 (1)近年我国努力调整能源结构，开发新能源。下列物质中，属于可再生能源的是________(填字母)。 A．氢能 　　B．天然气 　　　　C．石油 (2)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483．6 kJ·mol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221．0 kJ·mol－1 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－556．0 kJ·mol－1 请回答下列问题： ①1 g H2(g)在O2中完全燃烧生成H2O(g)时放出的热量为___________kJ。 H2被称为绿色能源的主要原因是________________________。 答案 A 120．9 燃烧产物是水，无污染 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ②若18 g C(s)在O2中不完全燃烧，生成的CO(g)与CO2 (g)的物质的量之比为2∶1，则该过程放出的热量比等质量的C(s)在O2中完全燃烧时要少________kJ。 ③将煤转化为水煤气(H2、CO的混合气)是将煤转化为清洁燃料的方法之一。则C(s)与H2O(g)反应制备水煤气的热化学方程式为___________________________ _______________________。 答案 278 C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　 ΔH＝131．3 kJ·mol－1 解析 解析　 (2)①根据第一个热化学方程式可知，2 mol H2即4 g H2燃烧放出热量为483．6 kJ，则1 g H2燃烧放出热量120．9 kJ。 ②18 g C(s)在O2中不完全燃烧，生成的CO(g)与CO2(g)的物质的量之比为2∶1，则该过程放出的热量比等质量的C(s)在O2中完全燃烧时少了1 mol CO(g)燃烧生成CO2(g)放出的热量，为278 kJ。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 　　　　　　　　　　　　　 R 解析　由题图可知，反应Ⅰ为二氧化硫与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HI，反应方程式为SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI；反应Ⅲ是2HIeq \o(=====,\s\up17(△))H2↑＋I2↑，反应Ⅱ是硫酸分解为氧气的过程。设计该循环是为了制取能源气体H2，A错误；反应Ⅱ、Ⅲ不可在常温常压下进行，B错误；依据题干条件可知，碘硫热化学循环是由反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的，反应实质相当于水分解生成氢气和氧气，该反应为吸热反应，C错误；整个循环过程相当于水分解产生H2、O2，反应方程式为2H2Oeq \o(=====,\s\up17(催化剂))2H2↑＋O2↑，产生1 mol O2的同时会产生2 mol H2， 2 mol H2在标准状况下体积是44．8 L，D正确。 6．下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是(　　) A．稀硫酸与0．1 mol·L－1NaOH溶液反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝57．3 kJ·mol－1 B．在101 kPa下H2(g)的标准燃烧热为－285．8 kJ·mol－1，则水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝285．8 kJ·mol－1 C．已知CH3OH(l)的标准燃烧热为－726．8 kJ·mol－1，则有CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－726．8 kJ·mol－1 D．已知9．6 g硫粉与11．2 g铁粉混合加热生成17．6 g FeS时放出19．12 kJ热量，则Fe(s)＋S(s)===FeS(s)　ΔH＝－95．6 kJ·mol－1 解析　中和反应为放热反应，ΔH<0，A错误；标准燃烧热指101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时的反应热，所以2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285．8×2 kJ·mol－1＝－571．6 kJ·mol－1，水的分解是氢气燃烧的逆过程，所以水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝571．6 kJ·mol－1，B错误；标准燃烧热强调可燃物完全燃烧生成指定产物，如C→CO2(g)，H→H2O(l)，而CH3OH(l)＋eq \f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)中不是H2O(l)，C错误；根据生成硫化亚铁17．6 g(即0．2 mol)时，放出19．12 kJ热量，可知生成1 mol FeS(s)时放出95．6 kJ的热量，所以硫粉与铁粉反应的热化学方程式为Fe(s)＋S(s)===FeS(s)　ΔH＝－95．6 kJ·mol－1，D正确。 8．最近中国科学院上海高等研究院在合成气直接制烯烃研究方面获重大突破。已知： 反应①：C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)　ΔH1； 反应②：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2； 反应③：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH3＝－90．1 kJ·mol－1； 反应④：2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH4＝－134．0 kJ·mol－1； 反应⑤：3CH3OH(g)===CH3CH===CH2(g)＋3H2O(g)　ΔH5＝－31．0 kJ·mol－1。 下列说法正确的是(　　) A．ΔH1－ΔH2>0 B．反应②为放热反应 C．3CH3OCH3(g)===2CH3CH===CH2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－103．0 kJ·mol－1 D．3CO(g)＋6H2(g)===CH3CH===CH2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－301．3 kJ·mol－1 解析　根据盖斯定律①－②得：eq \f(1,2)O2(g)＋H2(g)===H2O(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，物质的燃烧属于放热反应，因此ΔH1－ΔH2<0，A错误；碳和水蒸气反应属于吸热反应，B错误；根据盖斯定律⑤×2－④×3得：3CH3OCH3(g)===2CH3CH===CH2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝(－31．0 kJ·mol－1)×2－(－134．0 kJ·mol－1)×3＝340．0 kJ·mol－1，C错误；根据盖斯定律③×3＋⑤得：3CO(g)＋6H2(g)===CH3CH===CH2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝(－90．1 kJ·mol－1)×3＋(－31．0 kJ·mol－1)＝－301．3 kJ·mol－1，D正确。 9．根据如图所示的物质转化关系，下列说法错误的是(　　) A．相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，前者具有的能量较高 B．相同质量的NO2(g)和N2O4(g)，破坏两种物质中所有的化学键，后者所需的能量高 C．ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4 D．N2H4(l)＋NO2(g)===eq \f(3,2)N2(g)＋2H2O(l)　ΔH，则ΔH>ΔH4 解析　N2H4(l)变为N2H4(g)需要吸收热量，故相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，N2H4(g)的能量高于N2H4(l)，A正确；NO2(g)===eq \f(1,2)N2O4(g)　ΔH3<0，所以破坏1 mol NO2所含的化学键需要吸收的能量比破坏0．5 mol N2O4所含的化学键需要吸收的能量低，B正确；由盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，C正确；N2H4(l)＋NO2(g)===eq \f(3,2)N2(g)＋2H2O(l)　ΔH，ΔH＝ΔH3＋ΔH4，因ΔH3<0，故ΔH<ΔH4，D错误。 2HCl(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)＋Cl2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2 C4H10(g)＋eq \f(13,2)O2(g)===4CO2(g)　 ＋5H2O(l) ΔH＝－16Q kJ·mol－1 解析　(2)n(CaCO3)＝eq \f(25 g,100 g·mol－1)＝0．25 mol，则根据C元素守恒，可知n(CO2)＝0．25 mol，即丁烷充分燃烧生成的二氧化碳为0．25 mol，由丁烷燃烧的化学方程式2C4H10＋13O2eq \o(――→,\s\up17(点燃))8CO2＋10H2O可知，燃烧1 mol丁烷产生CO2气体和液态水时放出的热量是16Q kJ，故表示丁烷标准燃烧热的热化学方程式为C4H10(g)＋eq \f(13,2)O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－16Q kJ·mol－1。 $$