1.1化学反应的热效应 同步练习 - 2024-2025学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1

1.1化学反应的热效应 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．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．由MgCl2制取Mg是放热过程 B．热稳定性： MgI2 > MgBr2 > MgCl2 > MgF2 C．金属镁和卤素单质X2的反应都是放热反应 D．由图可知，此温度下MgBr2 (s) 与Cl2 (g) 反应的热化学方程式为MgBr2(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)+Br2(g) ∆H=+117kJ/mol 2．利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，转化过程如图所示，下列说法错误的是 A．反应Ⅰ属于吸热反应 B．生成等物质的量的时，反应Ⅰ和反应Ⅲ转移电子数相同 C．该转化过程中的三个反应都是氧化还原反应 D．“催化歧化”反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2 3．已知在下，1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示，下列有关说法正确的是 A．分解为与时放出热量 B．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙 C．具有的能量高于具有的能量 D．乙→丙的过程中若生成液态水，释放的能量将小于930kJ 4．氢能是最具应用前景的能源之一，甲烷-水蒸气催化重整制氢是一种制高纯氢的方法，其涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 已知：在、298K条件下，断开1molAB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。某些化学键的键能如下表： 化学键 C—H C=O H—O H—H 键能 414 803 x 436 则x的值是 A．464 B．504 C．584 D．676 5．下列过程属于放热反应的是 A．用石灰石烧制石灰 B．钠和水反应 C．浓硫酸的稀释 D．硫酸铵与氢氧化钙的反应 6．工业上可通过与催化重整制得合成气：。已知反应的断键过程为吸热过程，成键过程为放热过程，部分化学键键能如表所示。通过上述催化重整反应制备2mol CO和2mol时的能量变化是 化学键 C―H C=O H―H C≡O(CO) 键能/() 413 745 436 1075 A．吸收120kJ B．放出120kJ C．吸收353kJ D．放出353kJ 7．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．反应生成1molN2时转移4mole- B．1molN2O(g)和1molNO(g)的能量之和大于1molN2(g)和1molNO2(g)的能量之和 C．每有1mol氮氮三键形成时，该反应放出139 kJ的能量 D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 8．已知：2H2(g) + O2(g) =2H2O(g)，2molH2完全反应放出热量483.6 kJ，有关键能数据如下表： 化学键 H-O O=O 键能(kJ/mol) 463.4 498 则H-H的键能为(拆开1mol化学键所需吸收的能量叫做键能) A．413kJ/mol B．557kJ/mol C．221.6kJ/mol D．436kJ/mol 二、填空题 9．回答下列问题： (1)A(g)＋B(g)=C(g)　ΔH1＜0  A(g)＋B(g)=C(l)　ΔH2＜0 则ΔH1 (填“>”“＜”或“＝”，下同)ΔH2。 (2)C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＜0  C(s)＋O2(g)=CO(g)　ΔH2＜0 则ΔH1 ΔH2。 (3)2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1    2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2 则有ΔH1 ΔH2 (4)Br2(g)＋H2(g)=2HBr(g)　ΔH1    Br2(l)＋H2(g)=2HBr(g)　ΔH2 则有ΔH1 ΔH2 (5)4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)　ΔH1    4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)　ΔH2 则有ΔH1 ΔH2 (6)Cl2(g)＋H2(g)=2HCl(g)　ΔH1    Br2(g)＋H2(g)=2HBr(g)　ΔH2 则有ΔH1 ΔH2 10．从物质内部能量的角度分析化学反应中能量变化的本质 (1)图示 (2)结论 ①反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量，反应 能量。 ②反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量，反应 能量。 11．为合理利用化学能，确保生产安全，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。 (1)已知：； 。 则反应的 (用含、的代数式表示)。 (2)时，1g二甲醚气体完全燃烧生成和液态水，可放出31.65kJ热量，该反应的热化学方程式为 。 (3)化学反应的能量变化与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据。 化学键 436 463 已知：，则 。 12．(1)H2＋Cl2=2HCl的反应过程如下图所示： ①根据上图填写下表： 化学键 断裂或形成1 mol 化学键时能量变化 反应中能量变化 Cl—Cl 吸收243 kJ 共吸收 kJ H—H 吸收436 kJ H—Cl 放出431 kJ 共放出 kJ ②该反应 (填“放出”或“吸收”) kJ热量。 (2)硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是： 粗硅冶炼：(a)SiO2＋2CSi＋2CO↑。 精炼硅：(b)Si＋3HClSiHCl3＋H2； (c)SiHCl3＋H2Si＋3HCl。 化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题： ①(a)是 反应，(b)是 反应，(c)是 反应(填“吸热”或“放热”)。 ②反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量 (填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。 三、计算题 13．某些化学键的键能如表所示： 化学键 键能/() 436 945 试回答下列问题： (1)已知，则键的键能是 kJ/mol。 (2)气体和气体反应生成气体和NO气体过程中的能量变化如图所示，请写出与CO反应的热化学方程式： 。 (3)已知： ①， ②， ③。 则反反应的 (用含、、的式子表示)。 四、解答题 14．某同学设计下图简易装置测定中和热。回答下列问题： (1)该装置中缺少的仪器是 ，碎泡沫的作用： (2)50mL0.10mol/L的盐酸与50mL0.11mol/L的NaOH溶液混合后，测得反应放出的热量为285J，则中和热ΔH= (结果保留一位小数)；若将盐酸换成醋酸，会导致测定结果偏 (填小或者大)；若将环形玻璃搅拌棒换为金属搅拌棒，则测得反应放出的热量将 (填“偏多”“偏少”或“不变”)。 (3)上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是 。 a．实验装置保温、隔热效果差 b．一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 c．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定HCl溶液的温度 15．回答下列问题： (1)煤燃烧排放的烟气含，会形成酸雨，污染大气。现用NaClO、处理，起到较好的烟气脱硫效果。已知下列反应：          则反应的 。 (2)工业上常用磷精矿[]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃，101kPa时：       则和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 。 16．实验室利用下列装置模拟工业生产制备少量硝酸。 (1)化学实验室中干燥氨气使用的试剂是 。 (2)B中反应的化学方程式为 。 (3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700 ℃以上。下列图示中，能够正确表示该反应过程能量变化的是 (填字母)。 (4)高温时，2NO2(g)=2NO(g)＋O2(g)，因此氨气与氧气反应难以生成NO2.根据下列数据计算，当2 mol NO2分解时，反应会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。 NO2(g) N(g)＋2O(g) NO(g) N(g)＋O(g) O2(g) 2O(g) 《1.1化学反应的热效应》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C B B A B B A D 1．C 【详解】A．由图可知，Mg与Cl2的能量高于MgCl2，则由MgCl2制取Mg是吸热反应，故A错误； B．物质的能量越低越稳定，由图可知，化合物的热稳定性顺序为MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，故B错误； C．金属镁和卤素单质（X2）的能量均比生成物能量高，则均为放热反应，故C正确； D．由图可知①Mg（s）+Cl2（l）=MgCl2（s）△H=-641kJ/mol、②Mg（s）+Br2（l）=MgBr2（s）△H=-524kJ/mol，结合盖斯定律可知，①-②得到MgBr2（s）+Cl2（g）═MgCl2（s）+Br2（g）△H=-117kJ•mol-1，故D错误； 答案选C。 2．B 【详解】A．反应Ⅰ吸收热能发生分解反应生产氧气、二氧化硫、水，属于吸热反应，A正确； B．反应Ⅰ硫酸发生分解反应生产氧气、二氧化硫、水：SO2~2e-；二氧化硫和水发生歧化反应生成硫酸和硫单质3SO2+2H2O=2H2SO4+S↓，电子转移为3SO2~4e-；故生成等物质的量的SO2时，反应Ⅰ和反应Ⅲ转移电子数不相同，B错误； C．该转化过程中的三个反应中都存在氧、硫元素化合价的改变，都是氧化还原反应，C正确； D．结合B分析可知，“SO2催化歧化”反应中3分子二氧化硫中1分子的硫元素化合价降低为氧化剂、2分子的硫元素化合价升高为还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2，D正确； 答案选B。 3．B 【详解】A．由图可知和反应吸收的总能量为(436+249)kJ=685kJ，生成1mol放出的总能量为930kJ，则该反应是放热反应，由于和反应生成放出热量，则分解为和时吸收热量，A错误； B．由图可知，甲中物质变成乙中物质吸收685kJ能量，乙中物质生成丙中物质释放930kJ能量，故物质具有的总能量：乙>甲>丙，B正确； C．与生成放出热量，则反应物具有的总能量比生成物具有的总能量高，但不能比较和具有的能量高低，C错误； D．等量具有的能量高于等量具有的能量，故乙丙的过程生成液态水，放出的能量大于930kJ，D错误； 故选B。 4．A 【详解】根据盖斯定律可知，反应Ⅰ+反应Ⅲ=反应Ⅱ，所以ΔH2=ΔH1+ΔH3=+162kJ⋅mol−1，反应Ⅱ的反应热=反应物的总键能-生成物的总键能=4×414+4x-2×803-4×436=+162kJ⋅mol−1，x=464kJ⋅mol−1，故选A。 5．B 【分析】根据常见的放热反应为所有的物质燃烧、所有金属与酸反应、金属与水反应，所有中和反应；绝大多数化合反应和铝热反应；常见的吸热反应为绝大数分解反应，个别的化合反应（如C和CO2），少数分解置换以及某些复分解（如铵盐和强碱）。 【详解】A．用石灰石烧制石灰的分解反应是吸热反应，A错误； B．钠和水反应是放热反应，B正确； C．浓硫酸的稀释是放热过程，不是化学反应，C错误； D．硫酸铵与氢氧化钙反应生成氨气的反应是吸热反应，D错误； 故选B。 6．B 【详解】根据化学反应的△H和键能的定义，△H=断开旧化学键的键能总和一形成新化学键的键能总和，即△H=(413kJ/mol×4+745kJ/mol×2)-(1075kJ/mol×2+436kJ/mol×2)=+120kJ/mol； 故本题选B。 7．A 【详解】A．N2O中N为+1价，1个N2O得到2个电子生成1个N2，1个NO失去2个电子生成1个NO2，因此生成1molN2转移2mol电子，A错误； B．从图中可知，反应物总能量高于生成物总能量，因此1molN2O(g)和1molNO(g)的能量之和大于1molN2(g)和1molNO2(g)的能量之和，B正确； C．该反应的热化学方程式为N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) ΔH=-139kJ/mol，每生成1mol氮氮三键，说明有1mol氮气生成，放出热量139kJ，C正确； D．该反应的ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=-139kJ/mol，断键吸收的能量之和小于成键释放能量之和，D正确； 故答案选A。 8．D 【详解】2molH2完全反应放出热量483.6 kJ，即2H2(g) + O2(g) =2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol，设H-H键能为x，由焓变等于反应物中键能之和减去生成物中键能之和，2x+498kJ/mol-2×2×463.4kJ/mol=-483.6kJ/mol，解得x=436kJ/mol，故选：D。 9．(1)> (2)＜ (3)< (4)< (5)< (6)< 【详解】（1）因为C(g)=C(l)　ΔH3＜0，则ΔH3＝ΔH2－ΔH1，ΔH1＞ΔH2。 （2）根据常识可知，CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH3＜0，又因为ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，所以ΔH1＜ΔH2。 （3）将A中的热化学方程式依次编号为①②，根据盖斯定律，由①－②可得2S(s)＋2O2(g)=2SO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2。 （4）等量的Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量，故1 mol Br2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1 mol Br2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多，则有ΔH1<ΔH2。 （5）将两个反应依次编号为①②，根据盖斯定律，由①－②得4Al(s)＋2Fe2O3(s)=2Al2O3(s)＋4Fe(s)，则有ΔH3＝ΔH1－ΔH2<0，则ΔH1<ΔH2。 （6）Cl原子半径比Br原子半径小，H—Cl的键能比H—Br的键能大，故ΔH1<ΔH2。 10． 吸收 释放 【解析】略 11．(1) (2) (3)496.4 【详解】（1）将题给两个热化学方程式依次编号为①②，根据盖斯定律，由①+②×2可得反应：，则有； （2）时，完全燃烧生成和，放出31.65kJ热量，则的燃烧热为，故燃烧的热化学方程式为； （3）根据反应热与键能的关系，反应：的，解得。 12． 679 862 放出 183 吸热 放热 吸热 小于 【详解】(1)①断开H-H、Cl-Cl键，通过题目数据可知，共吸收243+436=679 kJ热量，形成H-Cl键共放出431+431=862kJ热量。 ②根据放出和吸收热量数值的比较，可知该反应放出862-679=183 kJ热量。 (2)①根据化学反应与能量变化图可知，(a)是吸热反应，(b)是放热反应，(c)是吸热反应。 ②反应(b)是个放热反应，所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。 13． 【详解】(1)的， 解得。 (2)由图可知，该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应， ， 热化学方程式为。 (3)根据盖斯定律，由，得 。 14．(1) 温度计 保温、隔热 (2) —57.0kJ/mol 大 偏少 (3)ac 【分析】该实验的实验目的是测定中和反应的中和热。 【详解】（1）由实验装置图可知，测定中和热的装置中缺少测定反应温度的仪器为温度计；碎泡沫的作用是起保温、隔热的作用，防止热量散失，导致实验误差，故答案为：温度计；保温、隔热； （2）由题意可知，测定中和热实验时，盐酸不足量，氢氧化钠溶液过量，测得反应放出的热量为285J，则中和热ΔH=—=—57.0kJ/mol；若将盐酸换成醋酸，醋酸是弱酸，电离时会吸收热量会使反应放出的热量减小，导致测得中和热ΔH偏大；若将环形玻璃搅拌棒换为金属搅拌棒会因热量散失导致测得反应放出的热量偏少，将故答案为：—57.0kJ/mol；大；偏少； （3）a．实验装置保温、隔热效果差会使热量散失，导致所测实验数值的绝对值小于57.3kJ/mol，故符合题意； b．一次性把氢氧化钠溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，可以减少热量散失，对实验结果无影响，故不符合题意； c．用温度计测定氢氧化钠溶液起始温度后直接测定盐酸的温度会因中和反应放出的热量使得温度差偏小，导致所测实验数值的绝对值小于57.3kJ/mol，故符合题意； 故选ac。 15．(1) (2)   【详解】（1）(1)设已知中的三个反应分别为①②③，根据盖斯定律，得，，故答案为：。 （2）(2)设已知中两个反应分别为①②，根据盖斯定律，得，，故答案为：  。 【点睛】应用盖斯定律进行反应热的计算时，应注意在对已知热化学方程式来或除以系数时，也相应乘或除以系数。将某个热化学方程式的反应物和生成物互换位置时，注意变号。 16． 碱石灰 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO A 吸收 113 【详解】(1)化学实验室中干燥氨气使用的试剂是碱石灰。 (2)B中反应的化学方程式为3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。 (3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700 ℃以上，说明该反应是放热反应。放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，所以能够正确表示该反应过程能量变化的是A。 (4)2 mol NO2断裂化学键时吸收的总能量为931 kJ×2=1 862 kJ，生成2 mol NO和1 mol O2的化学键放出的总能量是628 kJ×2＋493 kJ=1 749 kJ，显然吸收的热量较多，故为吸热反应。因此，当有2 mol NO2分解时吸收的热量为-1749 kJ+1862 kJ =113 kJ。 学科网（北京）股份有限公司 $$