专题01 反应热【考试必过】化学人教版选择性必修1
2025-09-26
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 反应热 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 反应热 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.83 MB |
| 发布时间 | 2025-09-26 |
| 更新时间 | 2025-09-26 |
| 作者 | 满红 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-09-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54115599.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题01 反应热
一、单选题(每题只有一个正确答案,每题3分,共42分)
1.下列一些诗句、谚语等包含的反应过程为反应物总能量比生成物总能量高的是
A.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲
B.滴水能把石穿透,万事功到自然成
C.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏
D.只要功夫深,铁杵磨成针
2.反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g),放出的热量为110.5 kJ
B.2 mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g),放出的热量大于221 kJ
C.C(s)和O2(g)的总能量小于CO(g)的能量
D.该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差
3.物质M生成P,反应过程:M→N→P,反应过程中的能量变化曲线如图所示。下列有关叙述正确的是
A.两步反应均为放热反应 B.总反应为吸热反应
C.三种物质中N最稳定 D.该反应一定不需要加热就能进行
4.在25℃和101kPa时,几种燃料的摩尔燃烧焓如下表:
燃料
下列说法正确的是
A.相同质量的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
C.标准状况下,1mol液态甲醇完全燃烧生成气体和水蒸气,放出热量726.5kJ
D.标准状况下,相同体积的完全燃烧的碳排放量:
5.碳化硅()被广泛用于制造高温高压半导体。气相反应法制备发生的反应为:。已知晶体中具有与金刚石类似的空间结构,与C交替相连。根据以下键能数据,的值为
键
键能()
328
360
436
431
347
A.-340 B.+340 C.+354 D.-354
6.借助盐酸与NaOH溶液反应,用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法错误的是
A.用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
B.为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
D.若无杯盖或盖得不严密,计算所得反应热偏大
7.研究化学反应中的能量转化,可以帮助我们更深刻地认识化学反应,更好地利用化学为生产和生活服务。下列说法错误的是
A.已知500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭的容器中充分反应生成,当的转化率为40%时,放热18.48kJ,则热化学方程式 kJ·mol-1
B.同温同压下,在光照条件下消耗1mol和点燃条件下消耗2mol,两种条件下该反应的相同
C.已知CO(g)的热值约为10.1kJ·g-1,则反应的kJ·mol-1
D.已知25℃、101条件下: , ,则可推出比稳定
8.下列各组反应中,的是
A.
B.
C.
D.
9.下列说法正确的是
A.高温条件下发生的反应一定是吸热反应
B.冬天水结成冰为放热反应
C.由可知,CO的燃烧热为
D.乙炔的燃烧热为,则反应的
10.已知:101kPa时,1mol辛烷完全燃烧生成液态水时放出的热量为5518kJ;强酸、强碱的稀溶液发生反应生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ。则下列热化学方程式的书写正确的是
A.2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g) ΔH=-11036kJ/mol
B.2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11036kJ/mol
C.H++OH-=H2O ΔH=-57.3kJ/mol
D.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
11.,时,气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量用表示。结合表中信息判断下列说法错误的是
共价键
F-F
436
157
568
432
298
A.
B.表中最稳定的共价键是键
C.
D.
12.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A.常见的放热反应有甲烷的燃烧反应、盐酸与碳酸氢钠的反应以及灼热的炭与二氧化碳的反应等
B.已知C(金刚石,s)=C(石墨,s) ,则金刚石的燃烧热小于石墨的燃烧热
C. ,则的稀硫酸与稀氨水完全反应,放出的热量大于57.3kJ
D.中和反应反应热的测量实验中,为避免搅拌器和酸发生反应,应选择铜丝搅拌器
13.现代社会中,人类的一切活动都离不开能量,而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关,下面有关能量变化的说法正确的是
A.与的反应,HCl与,灼热的炭与的反应都是吸热反应
B.化学反应往往不需要伴随能量的变化
C.在25℃和101kPa下,溶液和稀反应生成1mol时,会放出57.3kJ的热量
D.热化学反应方程式中的“”是指每摩尔反应物
14.下列示意图表示正确的是
A.甲图表示 反应的能量变化
B.乙图表示丙烷的燃烧热
C.丙图表示实验的环境温度为,将物质的量浓度相等、体积分别为的溶液混合,混合液的最高温度随的变化(已知)
D.丁图中反应的热化学方程式为
二、非选择题(共4题,共58分)
15.(14分)能源是现代社会物质文明的原动力,研究化学反应能量变化意义重大。回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是___________
A.碳与反应 B.铝和氧化铁反应
C.受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)已知,在和101kPa下,部分化学键的键能数据如表所示。
化学键
键能
391
946
803
462
193
科学家发现了一种新的气态分子(),有关反应为。在和101ka下,转化为的热化学方程式为 ,由此可知与中更稳定的是 (填化学式)。
(3)甲醇是重要的能源以及化工原料。已知:
(I)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
时,甲醇的燃烧热的热化学方程式为 ,反应中转移个电子时,放出 的热量。
(4)工业上利用和制甲醇:
(Ⅳ) 。
①借助高分子选择性吸水膜可有效提高平衡利用率。其原因是 。
②下列关于反应IV的说法不正确的是 (填序号)。
A.有利于减少碳排放,体现了绿色化学思想
B.降低温度可提高含量,工业生产时应控制低温
C.充分反应后,放出热量可能大于49kJ
D.当气体密度保持不变时,反应一定达到平衡状态
16.(12分)按要求填空:
(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下:S(s,单斜)S(s,斜方) ,则S(单斜)、S(斜方)相比,较稳定的是 [填“S(单斜)”或“S(斜方)”]。
(2)在一定条件下,和发生反应依次转化为和。反应过程和能量关系可用图示简单表示(图中的表示生成1mol产物的数据)。
写出表示燃烧热的热化学方程式: 。
(3)298K时,1g燃烧生成放热121kJ,1mol蒸发吸热44kJ,表示燃烧热的热化学方程式为 。
(4)人工固氮是目前研究的热点,Haber-Bosch合成法是以铁为主要催化剂、在400~500℃和10~30MPa的条件下,由和直接合成,该反应生成17g时放出46kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
17.(12分)完成下列热化学方程式
(1)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:(g)(g)+H2(g)
已知:
化学键
C-H
C-C
C=C
H-H
键能/kJ·mol-1
412
348
612
436
计算上述反应的△H= kJ·mol-1。
(2)298 K时,1g H2燃烧生成H2O(g)放热121kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为 。
(3)已知NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g)。在25℃、101kPa下,每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是 。
(4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101 kPa下,已知该反应每消耗1 mol CuCl(s),放出热量44.4 kJ,该反应的热化学方程式是 。
18.(20分)氯及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用,请回答下列问题:
(1)几种含氯离子的相对能量如下表所示:
离子
相对能量/()
0
60
101
63
38
①在上述五种离子中,最不稳定的离子是 (填离子符号)。
②反应的 。
③写出由反应生成和的热化学方程式: 。
(2)某实验小组设计用100mL 的盐酸与100mL 的NaOH溶液置于如图所示的装置中进行测定中和反应反应热的实验。
①该装置中缺少的一种玻璃仪器是 ;大烧杯杯口若不盖泡沫塑料板,测得中和反应的反应热将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②实验中,所用NaOH稍过量的原因是 。
(3)该实验小组做了三次实验,每次取盐酸和NaOH溶液各100mL,并记录原始数据:
实验序号
起始温度
终止温度
温差
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
25.1
24.9
28.1
2
25.1
25.1
28.3
3
25.1
25.1
28.1
已知盐酸、NaOH溶液密度均近似为。中和后混合液,则该中和反应生成水的反应热 (保留到小数点后1位)。
(4)资料显示;中和热数值为57.3,根据计算结果,分析上述实验产生偏差的原因可能是 (填标号)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.分多次把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盐酸的温度
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专题01 反应热
一、单选题(每题只有一个正确答案,每题3分,共42分)
1.下列一些诗句、谚语等包含的反应过程为反应物总能量比生成物总能量高的是
A.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲
B.滴水能把石穿透,万事功到自然成
C.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏
D.只要功夫深,铁杵磨成针
【答案】C
【解析】A.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲,对应碳酸钙高温分解为氧化钙和二氧化碳,该反应为吸热反应,反应物总能量低于生成物,A不符合题意;B.滴水能把石穿透,万事功到自然成,涉及碳酸钙与水和二氧化碳反应生成碳酸氢钙,该反应为吸热反应(溶洞形成原理),反应物总能量低于生成物,B不符合题意;C.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏,涉及爆炸反应(如黑火药燃烧),属于剧烈放热反应,反应物总能量高于生成物,C符合题意;D.只要功夫深,铁杵磨成针,是物理程,无化学反应,不涉及能量变化,D不符合题意;故选C。
2.反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g),放出的热量为110.5 kJ
B.2 mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g),放出的热量大于221 kJ
C.C(s)和O2(g)的总能量小于CO(g)的能量
D.该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差
【答案】B
【解析】A.焓变与反应物的系数成正比,所以该反应的热化学方程式是2C(s)+O2(g)=2CO(g)H=-221kJ/mol,则12 g即1mol C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g即0.5mol CO(g),放出的热量为55.25 kJ,A错误;B.2mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g),反应过程中一氧化碳生成二氧化碳是放热反应,所以放出的热量大于221kJ,B正确;C.由题干信息可知,该反应为放热反应,反应物总能量大于生成物总能量,即1molC(s)和0.5molO2(g)的总能量大于1molCO(g)的能量,原题干未告知物质的物质的量,无法比较,C错误;D.已知反应热等于反应物具有的键能总和减去生成物具有的键能总和,即该反应的反应热等于1molC(s)和0.5molO2(g)分子中化学键断裂时所吸收的总能量与1molCO(g)分子中化学键形成时所释放的总能量的差,D错误;故答案为:B。
3.物质M生成P,反应过程:M→N→P,反应过程中的能量变化曲线如图所示。下列有关叙述正确的是
A.两步反应均为放热反应 B.总反应为吸热反应
C.三种物质中N最稳定 D.该反应一定不需要加热就能进行
【答案】C
【解析】A.M→N中反应物M能量高于产物N,为放热反应;N→P中反应物N能量低产物P,为吸热反应,A错误;B.总反应M→P中反应物M能量高于产物P,总反应为放热反应,B错误;C.物质能量越低越稳定,三种物质中N能量最低,最稳定,C正确;D.反应是否需要加热与反应吸放热无必然联系,放热反应也可能需要加热引发,D错误;故选C。
4.在25℃和101kPa时,几种燃料的摩尔燃烧焓如下表:
燃料
下列说法正确的是
A.相同质量的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
C.标准状况下,1mol液态甲醇完全燃烧生成气体和水蒸气,放出热量726.5kJ
D.标准状况下,相同体积的完全燃烧的碳排放量:
【答案】D
【解析】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:10.0kJ、142.9kJ、55.6kJ、22.7kJ,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,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:∆H=-566.0kJ·mol-1,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,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,D正确;故选D。
5.碳化硅()被广泛用于制造高温高压半导体。气相反应法制备发生的反应为:。已知晶体中具有与金刚石类似的空间结构,与C交替相连。根据以下键能数据,的值为
键
键能()
328
360
436
431
347
A.-340 B.+340 C.+354 D.-354
【答案】A
【解析】反应热=反应物的键能之和-生成物的键能之和,则,;故选A。
6.借助盐酸与NaOH溶液反应,用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法错误的是
A.用温度计测量酸溶液的温度后立即测量碱溶液的温度
B.为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反应热偏大
D.若无杯盖或盖得不严密,计算所得反应热偏大
【答案】A
【解析】A.测量酸溶液温度后,温度计上残留的酸会与碱溶液在温度计上发生中和反应放热,导致测量的碱溶液初始温度偏高,使计算的温差ΔT偏小,该操作错误,A错误;B.采用稍过量的NaOH溶液可确保盐酸完全被中和,避免因反应物未完全反应导致热量测量不准确,该操作正确,B正确;C.醋酸为弱酸,电离过程吸热,中和反应放出的热量小于强酸强碱反应,Q减小,ΔH=-(Q为放出热量,n为水的物质的量),ΔH的绝对值减小,即ΔH偏大,该说法正确,C正确;D.无杯盖或盖不严密会导致热量散失,测量的ΔT偏小,Q=cmΔT减小,ΔH=-,ΔH的绝对值减小,即ΔH偏大,该说法正确,D正确;故选A。
7.研究化学反应中的能量转化,可以帮助我们更深刻地认识化学反应,更好地利用化学为生产和生活服务。下列说法错误的是
A.已知500℃、30MPa下,将0.5mol和1.5mol置于密闭的容器中充分反应生成,当的转化率为40%时,放热18.48kJ,则热化学方程式 kJ·mol-1
B.同温同压下,在光照条件下消耗1mol和点燃条件下消耗2mol,两种条件下该反应的相同
C.已知CO(g)的热值约为10.1kJ·g-1,则反应的kJ·mol-1
D.已知25℃、101条件下: , ,则可推出比稳定
【答案】D
【解析】A.根据题目数据,0.5mol N2转化40%生成0.4mol NH3,对应放热18.48kJ,即0.2mol对应放热18.48kJ,则完全生成1mol NH3应放热92.4kJ,故A正确;B.ΔH仅与反应的始态和终态有关,与反应途径无关,光照和点燃条件下的ΔH相同,故B正确;C.CO的热值为10.1kJ/g,摩尔质量为28g/mol,则1mol CO完全燃烧放热282.8kJ,反应需吸收2×282.8=565.6kJ,ΔH=+565.6kJ/mol,故C正确;D.假设 为①, 为②,①-②得 ,表明比能量高,稳定性差,因此O2比O3更稳定,故D错误;答案选D。
8.下列各组反应中,的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】A.液态水的生成比气态水多一步放热(液化),故更小,成立,A正确;B.石墨比金刚石稳定,金刚石的能量高,燃烧放出的热量多,即,B错误;C.生成的更小(完全燃烧放热更多),,C错误;D.气态硫燃烧释放的热量更多(因气态硫能量更高),更小,,D错误;故答案选A。
9.下列说法正确的是
A.高温条件下发生的反应一定是吸热反应
B.冬天水结成冰为放热反应
C.由可知,CO的燃烧热为
D.乙炔的燃烧热为,则反应的
【答案】C
【解析】A.高温条件下发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应需要高温引发,但为放热反应,A错误;B.水结冰是物理变化,不属于化学反应,B错误;C.燃烧热为1mol物质完全燃烧的焓变,反应中2mol CO对应ΔH=-566kJ·mol-1,则1mol CO的燃烧热为283kJ·mol-1,C正确;D.燃烧热要求可燃物和氧气反应生成液态水,乙炔的燃烧热为,则反应的,D错误;故选C。
10.已知:101kPa时,1mol辛烷完全燃烧生成液态水时放出的热量为5518kJ;强酸、强碱的稀溶液发生反应生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ。则下列热化学方程式的书写正确的是
A.2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g) ΔH=-11036kJ/mol
B.2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11036kJ/mol
C.H++OH-=H2O ΔH=-57.3kJ/mol
D.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
【答案】B
【解析】A.101kPa时1mol辛烷燃烧生成液态水时放出热量为5518kJ,2mol辛烷燃烧生成液态水时放出热量11036kJ,而题目中是气态水,故A错误;B.辛烷燃烧生成液态水,ΔH为2×(-5518)=-11036 kJ/mol,热化学反应方程式为2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11036kJ/mol,故B正确;C.未标明离子为稀溶液中的(aq)状态,书写不规范,正确的是H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,故C错误;D.生成2mol水,ΔH应为-57.3×2= -114.6 kJ/mol,而非-57.3,正确的是2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6kJ/mol,故D错误;答案为B。
11.,时,气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量用表示。结合表中信息判断下列说法错误的是
共价键
F-F
436
157
568
432
298
A.
B.表中最稳定的共价键是键
C.
D.
【答案】B
【解析】A.依据溴原子半径大于氯原子小于碘原子,半径越大键能越小分析,所以结合图表中数据可知,A正确;B.键能越大形成的化学键越稳定,表中键能最大的是H-F,最稳定的共价键是H-F键,B错误;C.F2分解为2F(g)需吸收,因此2F(g)→F2 (g)会释放等量能量,ΔH=,C正确;D.ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=[(436+157)-2×568]kJ/mol=-543kJ/mol,D正确;故选B。
12.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是
A.常见的放热反应有甲烷的燃烧反应、盐酸与碳酸氢钠的反应以及灼热的炭与二氧化碳的反应等
B.已知C(金刚石,s)=C(石墨,s) ,则金刚石的燃烧热小于石墨的燃烧热
C. ,则的稀硫酸与稀氨水完全反应,放出的热量大于57.3kJ
D.中和反应反应热的测量实验中,为避免搅拌器和酸发生反应,应选择铜丝搅拌器
【答案】B
【解析】A.甲烷燃烧是放热反应,盐酸与碳酸氢钠反应是吸热反应,灼热的炭与二氧化碳反应是吸热反应,A错误;B.金刚石转化为石墨为放热反应,说明等质量时,金刚石能量更高。燃烧时,等质量的金刚石释放的热量更多,则ΔH1<ΔH2,B正确;C.稀硫酸与稀氨水反应时,氨水为弱碱,电离需吸热,实际放出的热量小于57.3kJ,C错误;D.中和反应实验通常使用玻璃搅拌器,避免金属导热干扰或潜在反应,铜虽常温下不与稀酸反应,但其导热性较好,故实验操作中不采用铜丝,D错误;故选B。
13.现代社会中,人类的一切活动都离不开能量,而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关,下面有关能量变化的说法正确的是
A.与的反应,HCl与,灼热的炭与的反应都是吸热反应
B.化学反应往往不需要伴随能量的变化
C.在25℃和101kPa下,溶液和稀反应生成1mol时,会放出57.3kJ的热量
D.热化学反应方程式中的“”是指每摩尔反应物
【答案】A
【解析】A.灼热的炭与CO2反应生成CO,需在持续高温的条件下进行,Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl、HCl与两反应需吸收环境中的热量,三者都为吸热反应,A正确;B.任何化学反应既有物质的变化,还有能量的变化,B错误;C.稀和溶液反应除了生成水,还生成了硫酸钡沉淀,此过程会释放产生沉淀的热量,C错误;D.热化学方程式中 ΔH 的单位(如 kJ·mol-1)中的“mol-1”表示“每摩尔反应”,即反应进度为 1 mol(按化学方程式的系数进行)时的能量变化,并非指每摩尔反应物,选项混淆了反应进度与反应物的概念,D错误;故选A。
14.下列示意图表示正确的是
A.甲图表示 反应的能量变化
B.乙图表示丙烷的燃烧热
C.丙图表示实验的环境温度为,将物质的量浓度相等、体积分别为的溶液混合,混合液的最高温度随的变化(已知)
D.丁图中反应的热化学方程式为
【答案】D
【解析】A.由图可知反应物的能量大于生成物的能量,为放热放应,而 为吸热反应,故A错误;B.燃烧热要求生成液态水,而图中显示的却是气态水,故B错误;C.溶液的物质的量浓度相同,当二者的体积比为1:2时,二者恰好完全反应,放出的热量最多,混合液的温度最高,此时硫酸溶液的体积为,氢氧化钠溶液的体积为,故C错误;D.由图可知的能量为,Cl-原子的能量为,的能量为,,故D正确;故选D。
二、非选择题(共4题,共58分)
15.(14分)能源是现代社会物质文明的原动力,研究化学反应能量变化意义重大。回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是___________
A.碳与反应 B.铝和氧化铁反应
C.受热分解 D.锌与盐酸反应
(2)已知,在和101kPa下,部分化学键的键能数据如表所示。
化学键
键能
391
946
803
462
193
科学家发现了一种新的气态分子(),有关反应为。在和101ka下,转化为的热化学方程式为 ,由此可知与中更稳定的是 (填化学式)。
(3)甲醇是重要的能源以及化工原料。已知:
(I)
(Ⅱ)
(Ⅲ)
时,甲醇的燃烧热的热化学方程式为 ,反应中转移个电子时,放出 的热量。
(4)工业上利用和制甲醇:
(Ⅳ) 。
①借助高分子选择性吸水膜可有效提高平衡利用率。其原因是 。
②下列关于反应IV的说法不正确的是 (填序号)。
A.有利于减少碳排放,体现了绿色化学思想
B.降低温度可提高含量,工业生产时应控制低温
C.充分反应后,放出热量可能大于49kJ
D.当气体密度保持不变时,反应一定达到平衡状态
【答案】(1)BD(2分)
(2) (2分) (2分)
(3) (2分) 407kJ(2分)
(4) 被吸收,使平衡右移,提高了的利用率(2分) BD(2分)
【解析】(1)A.碳与水蒸气反应属于吸热反应,故A不选;
B.铝和氧化铁反应是铝热反应,属于放热反应,故B选;
C.受热分解是吸热反应,故C不选;
D.锌与盐酸反应是放热反应,故D选;
答案选BD;
(2)根据题意得到在25℃和101kPa下N4(g)转化为N2(g)的热化学方程式为:N4(g)2N2(g)ΔH=193kJ/mol×6-946kJ/mol×2=-734kJ/mol,该反应是放热反应,根据能量越低越稳定,则N4(g)与N2(g)中更稳定的是N2(g);
(3)已知:(I)CH3OH(1)+ O2(g)=CO(g)+ 2H2O(g) △H1=-443.0 kJ·mol-1,(Ⅱ)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0 kJ·mol-1,(Ⅲ)H2O(l)=H2O(g) △H3=44.0 kJ·mol-1则按盖斯定律,由 2×(I)+ (Ⅱ)-4×(Ⅲ)可得2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) △H;则△H =2×△H1+ △H2-4×△H3=-1 628.60 kJ/mol;甲醇完全燃烧热的热化学方程式为: ;该反应中转移6个电子,故转移个电子时,放出407KJ的热量。
(4)①借助高分子选择性吸水膜,可吸收水,降低H2O(g)浓度,则CO2 (g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) 向右移动,能有效提高CO2平衡利用率;
②关于反应IV:CO2 (g)+3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) △H=-49 kJ·mol-1:
A.吸收了二氧化碳,有利于减少碳排放,体现了绿色化学思想,A正确;
B.反应放热,降低温度可使平衡右移,提高CH3OH含量,但是温度降低,反应速率下降,则不利于提高产量,应综合经济效率,选择适当高的温度而不是控制低温,B错误;
C.当反应消耗的二氧化碳大于1mol时,放出热量大于49 kJ,C正确;
D.若反应在恒温恒容的密闭容器中进行时,气体密度始终保持不变,故密度不变不一定达到平衡状态,D错误;
答案选BD。
16.(12分)按要求填空:
(1)S8分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下:S(s,单斜)S(s,斜方) ,则S(单斜)、S(斜方)相比,较稳定的是 [填“S(单斜)”或“S(斜方)”]。
(2)在一定条件下,和发生反应依次转化为和。反应过程和能量关系可用图示简单表示(图中的表示生成1mol产物的数据)。
写出表示燃烧热的热化学方程式: 。
(3)298K时,1g燃烧生成放热121kJ,1mol蒸发吸热44kJ,表示燃烧热的热化学方程式为 。
(4)人工固氮是目前研究的热点,Haber-Bosch合成法是以铁为主要催化剂、在400~500℃和10~30MPa的条件下,由和直接合成,该反应生成17g时放出46kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。
17.(12分)完成下列热化学方程式
(1)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:(g)(g)+H2(g)
已知:
化学键
C-H
C-C
C=C
H-H
键能/kJ·mol-1
412
348
612
436
计算上述反应的△H= kJ·mol-1。
(2)298 K时,1g H2燃烧生成H2O(g)放热121kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为 。
(3)已知NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g)。在25℃、101kPa下,每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是 。
(4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101 kPa下,已知该反应每消耗1 mol CuCl(s),放出热量44.4 kJ,该反应的热化学方程式是 。
【答案】(1)+124kJ·mol-1(3分)
(2)(3分)
(3)(3分)
(4)(3分)
【解析】(1)乙苯制备苯乙烯时,需断开2molC-H键,生成1molH-H键,同时在C-C键的基础上生成C=C键,则生成1mol苯乙烯时,吸收的热量为2×412kJ=824kJ、放出的热量为436kJ+(612-348)kJ=700kJ,由反应热的定义可知,反应热ΔH=824kJ·mol-1-700kJ·mol-1=+124kJ·mol-1;
(2)氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,由题意可知,氢气的燃烧热ΔH=-(+)=-286kJ/mol,则反应的热化学方程式为;
(3)每消耗3.8g(0.1mol)放热21.6kJ,所以消耗放热216kJ,该反应的热化学方程式;
(4)根据题干信息可知生成黑色固体为CuO,根据得失电子守恒及原子守恒得反应的热化学方程式:。
18.(20分)氯及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用,请回答下列问题:
(1)几种含氯离子的相对能量如下表所示:
离子
相对能量/()
0
60
101
63
38
①在上述五种离子中,最不稳定的离子是 (填离子符号)。
②反应的 。
③写出由反应生成和的热化学方程式: 。
(2)某实验小组设计用100mL 的盐酸与100mL 的NaOH溶液置于如图所示的装置中进行测定中和反应反应热的实验。
①该装置中缺少的一种玻璃仪器是 ;大烧杯杯口若不盖泡沫塑料板,测得中和反应的反应热将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②实验中,所用NaOH稍过量的原因是 。
(3)该实验小组做了三次实验,每次取盐酸和NaOH溶液各100mL,并记录原始数据:
实验序号
起始温度
终止温度
温差
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
25.1
24.9
28.1
2
25.1
25.1
28.3
3
25.1
25.1
28.1
已知盐酸、NaOH溶液密度均近似为。中和后混合液,则该中和反应生成水的反应热 (保留到小数点后1位)。
(4)资料显示;中和热数值为57.3,根据计算结果,分析上述实验产生偏差的原因可能是 (填标号)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.分多次把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盐酸的温度
【答案】(1) (2分) -117 (3分) (3分)
(2) 玻璃搅拌器(2分) 偏大(2分) 确保HCl反应完全(2分)
(3)-52.1(3分)
(4)abc(3分)
【解析】在大烧杯底部垫泡沫塑料,使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平,然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料,大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,构成简易热量计,用于测定中和反应的反应热。
(1)①物质的能量越低越稳定,根据表中数据可知,的能量最高,最不稳定,故答案为:;
②生成物的总能量-反应物的总能量,则反应的,故答案为:-117;
③由反应生成和的方程式为,,即反应的热化学方程式为,故答案为:;
(2)①在测定中和反应反应热的实验中,需要用环形玻璃搅拌棒来搅拌溶液,使盐酸和NaOH溶液充分混合反应,所以该装置中缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒;烧杯杯口若不盖泡沫塑料板,会有部分热量散失,测得的偏大,故答案为:玻璃搅拌器;偏大;
②实验中所用NaOH稍过量,是为了保证盐酸能够完全反应。因为在中和反应中,我们要测定的是生成一定量水时的反应热,只有盐酸完全反应,才能根据盐酸的物质的量准确计算出生成水的物质的量,从而准确测定中和反应的反应热,故答案为:确保HCl反应完全;
(3)根据表中数据可计算出三次测量的温度差的平均值为3.1°C,则该中和反应生成1mol水的反应热为,故答案为:-52.1;
(4)中和热数值为57.3,计算结果为,测得的数值偏小,可能的原因为:
a.实验装置保温、隔热效果差,导致热量损失,测得的数值偏小,故a符合题意;
b.分多次把 NaOH 溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,在这个过程中会有热量散失,导致中和热数值偏小,故b符合题意;
c.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸的温度,由于温度计上残留的NaOH溶液会与盐酸反应,放出热量,导致测得的盐酸起始温度偏高,那么温度升高值就会偏小,计算出的中和热数值偏小,故c符合题意;
故答案为:abc。
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