1.1.1 反应热 焓变 课后达标素养提升-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参(人教版)
2026-08-27
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摘要:
**基本信息**
聚焦反应热核心知识,通过基础概念辨析、图像分析到综合计算的三层设计,强化化学观念与科学思维,适配新授课知识巩固需求。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础|吸热反应判断、量热计适用范围|选择题形式,直接考查核心概念,如碳酸氢钠分解反应类型判断|
|中档|能量图像分析、中和热实验误差|结合坐标图与实验情境,培养科学思维,如反应能量变化与物质稳定性关系分析|
|综合|键能计算、CO₂转化反应热|非选择题形式,整合多知识点,如利用键能数据计算合成低碳烯烃的ΔH,体现科学探究与实践|
内容正文:
1.(2026·新乡高二期末)化学与生产、生活密切相关。下列反应属于吸热反应的是( )
A.碳酸氢钠受热分解
B.舞台上采用干冰创设烟雾缭绕的场景
C.燃油汽车气缸中汽油的燃烧
D.Fe2O3与Al焊接钢轨的铝热反应
解析:选A。舞台上采用干冰创设烟雾缭绕的场景,是利用干冰升华吸热,干冰升华是物理变化,B错误;汽油燃烧是放热反应,C错误;铝热反应是放热反应,D错误。
2.(2025·天津卷)右图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是( )
A.BaO和足量的水
B.Al和足量的NaOH溶液
C.ZnO和足量的稀硫酸
D.KOH溶液和足量的稀盐酸
解析:选B。Al与NaOH溶液反应生成H2,气体逸出时会带走部分热量,导致热量测量不准确,不适宜用简易量热计测定反应热,B符合题意。
3.(2026·合肥高二质检)有关反应的反应过程与能量变化的关系如右图所示。下列说法错误的是( )
A.ΔH1<0
B.S(s)比S(g)稳定
C.ΔH1>ΔH2
D.S(s)转化为S(g)是吸热过程
解析:选C。由题图可知,反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,ΔH1<0,A正确;物质的能量越低越稳定,由题图可知,S(s)比S(g)稳定,B正确;由题图可知,两个反应均为放热反应,焓变均小于0,ΔH1的绝对值大于ΔH2的绝对值,故ΔH1<ΔH2,C错误;S(s)的能量比S(g)的低,S(s)转化为S(g)是吸热过程,D正确。
4.(2026·天津河北区高二期末)反应X+Y===M+N的能量变化关系如右图所示。下列关于该反应的说法正确的是( )
A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的
B.X、Y的总能量一定低于M、N的总能量
C.因为该反应为吸热反应,所以一定要加热才可发生
D.断裂X、Y的化学键所吸收的能量小于形成M、N的化学键所放出的能量
解析:选B。由题图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,即X、Y的总能量低于M、N的总能量,但X的能量不一定低于M的,Y的能量也不一定低于N的,A错误、B正确;反应是否需要加热与该反应是放热反应还是吸热反应无关,有些吸热反应不需要加热即可发生,C错误;ΔH=断裂反应物的化学键吸收的总能量-形成生成物的化学键释放的总能量,由X+Y===M+N为吸热反应可知,断裂X、Y的化学键所吸收的能量大于形成M、N的化学键所放出的能量,D错误。
5.
某学生用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸、50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在图示装置中进行中和反应,最终计算出中和反应反应热为ΔH1。下列说法错误的是( )
A.使用玻璃搅拌器是为了使反应物混合均匀,减小实验误差
B.NaOH溶液浓度略高于盐酸,是为了确保盐酸完全反应
C.若用50 mL 0.50 mol·L-1的H2SO4代替盐酸,测得的中和反应反应热数值会变为原来的2倍
D.用等浓度、等体积的氨水代替NaOH溶液得到中和反应反应热ΔH2,则ΔH1<ΔH2
解析:选C。玻璃搅拌器起搅拌作用,可使反应物混合均匀,增大反应速率,减小实验误差,A正确;NaOH溶液浓度略高于盐酸,是为了确保盐酸完全反应,避免盐酸残留导致中和反应反应热的测定不准确,B正确;中和反应反应热是一定条件下强酸和强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1 mol H2O时放出的热量,与酸的元数无关,C错误;氨水是弱碱,其电离过程中会吸收部分热量,导致放热减少,从而导致ΔH1<ΔH2,D正确。
6.已知在25 ℃、101 kPa下,1 mol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.H2O(g)分解为H2(g)与O2(g)时放出热量
B.甲、乙、丙中物质具有的总能量:乙>甲>丙
C.H2(g)具有的能量高于H2O(g)具有的能量
D.乙→丙的过程中若生成液态水,则释放的能量将小于930 kJ
解析:选B。由题图可得,H2(g)和O2(g)反应生成H2O(g)放出热量,故H2O(g)分解为H2(g)和O2(g)时吸收热量,A错误;由题图可知,甲中物质转化为乙中物质吸收685 kJ能量,乙中物质转化为丙中物质释放930 kJ能量,故物质具有的总能量:乙>甲>丙,B正确;H2(g)与O2(g)反应生成H2O(g)放出热量,故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H2(g)和H2O(g)具有的能量高低,C错误;等量的H2O(g)具有的能量高于H2O(l),故乙→丙的过程中若生成液态水,则放出的能量大于930 kJ,D错误。
7.(2026·西安高二期末)物质变化常常伴随着能量变化,下图表示N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量的变化情况,下列说法错误的是( )
A.该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量
B.2 mol气态氧原子结合生成O2(g)时,放出498 kJ能量
C.断裂1 mol NO分子中的化学键,需要吸收632 kJ能量
D.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol NO(g)的ΔH=-180 kJ·mol-1
解析:选D。由题图可知,1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol NO(g)的ΔH=(946+498-2×632) kJ·mol-1=+180 kJ·mol-1,该反应为吸热反应,反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,A项正确、D项错误;相同物质的量的同一化学键断键时吸收的能量与成键时放出的能量相同,B、C项正确。
8.由于人类活动(如化石燃料燃烧)的影响,大气中二氧化碳含量逐年增长,出现温室效应、气候变暖等恶劣现象,因此对二氧化碳的回收利用显得尤为重要。
Ⅰ.CO2和CH4催化重整可制备合成气,反应过程示意图如下:
(1)该过程用化学方程式表示为
___________________________________________,
①→②的ΔH________(填“<”或“>”)0。
(2)从起始到过渡态断裂的化学键有______,该过程________(填“放出”或“吸收”)能量。
Ⅱ.已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g) CH2===CH2(g)+4H2O(g)。
(3)几种物质的能量见下表(在25 ℃、101 kPa 条件下,规定单质的能量为0,测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量):
物质
CO2(g)
H2(g)
CH2===CH2(g)
H2O(g)
能量/(kJ· mol-1)
-394
0
52
-242
则该反应的ΔH=________kJ·mol-1。
(4)几种化学键的键能见下表,则a=________。
化学键
C===O
H—H
C===C
C—H
H—O
键能/(kJ· mol-1)
803
436
615
a
463
解析:Ⅰ.(1)由题图可知,该过程为CH4与CO2在Ni催化作用下反应生成CO和H2,用化学方程式表示为CH4+CO22CO+2H2,①→②反应物总能量高于生成物总能量,是放热反应,ΔH<0。
(2)从起始到过渡态,二氧化碳分子不变、甲烷分子被破坏,断裂的化学键有C—H,该过程吸收能量。
Ⅱ.(3)ΔH=E(生成物能量总和)-E(反应物能量总和)=[52+(-242)×4] kJ·mol-1-[(-394)×2+0] kJ·mol-1=-128 kJ·mol-1。
(4)ΔH=E(反应物键能总和)-E(生成物键能总和)=(803×2×2+436×6) kJ·mol-1-(615+4a+463×2×4) kJ·mol-1=-128 kJ·mol-1,解得a=409.25。
答案:Ⅰ.(1)CH4+CO22CO+2H2 <
(2)C—H 吸收 Ⅱ.(3)-128 (4)409.25
9.为探究稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中溶液的pH及温度随时间变化关系,小龙同学按图甲连接好实验装置,向盛有一种溶液的烧杯中滴入另一种初温相同的溶液,同时用玻璃棒搅拌。图乙是数据采集器和计算机实时显示数据和曲线,下列说法错误的是( )
A.胶头滴管中的试剂是稀盐酸
B.60 s时烧杯中的溶质是NaCl和NaOH
C.盐酸与氢氧化钠反应放出热量
D.恰好完全反应时,溶液温度升到最高
解析:选B。中和反应为放热反应,放出热量导致温度升高,根据题图可知,起始时,溶液呈强碱性,随着胶头滴管中溶液的滴加,溶液的pH减小,则pH曲线表示向碱溶液中加入酸,即胶头滴管中的试剂是稀盐酸,A、C正确;根据题图可知,60 s时溶液pH<7,则盐酸过量,溶液中溶质的成分为NaCl和HCl,B错误;恰好完全反应时,溶液pH=7,此时溶液温度升到最高,D正确。
10.我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如下图所示。
几种物质中化学键的键能见下表:
化学键
H2O中H—O
O2中O===O
H2中H—H
H2O2中O—O
H2O2中O—H
键能/(kJ·mol-1)
463
496
436
138
463
若反应过程中分解了2 mol水,则下列说法不正确的是( )
A.总反应为2H2O2H2↑+O2↑
B.过程Ⅰ吸收了926 kJ能量
C.过程Ⅱ放出了574 kJ能量
D.过程Ⅲ属于放热反应
解析:选D。由题图可知,总反应为水分解生成氢气和氧气,化学方程式为2H2O2H2↑+O2↑,故A正确;过程Ⅰ为2 mol H2O转化为2 mol氢原子和2 mol羟基的过程,吸收的能量为463 kJ×2=926 kJ,故B正确;过程Ⅱ为2 mol氢原子和2 mol羟基生成1 mol氢气和1 mol过氧化氢的过程,放出的能量为436 kJ+138 kJ=574 kJ,故C正确;过程Ⅲ为过氧化氢分解为H2和O2的过程,1 mol过氧化氢分解为1 mol氧气和1 mol氢气时,反应物断键吸收的能量为463 kJ×2+138 kJ=1 064 kJ,生成物成键放出的能量为496 kJ+436 kJ=932 kJ,吸收的能量大于放出的能量,属于吸热反应,故D错误。
11.某化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为放热反应,无需加热就可以发生
B.断裂1 mol A—A和1 mol B—B要吸收x kJ的能量
C.生成1 mol AB(g)放出(y-x) kJ的能量
D.A2(g)、B2(g)、AB(g)三种物质中,最稳定的物质一定是AB(g)
解析:选B。由题图可知,该反应为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应,但反应放热与反应是否需要加热无关,A错误;由题图可知,断裂1 mol A—A和1 mol B—B要吸收x kJ的能量,B正确;由题图可知, mol A2(g)和 mol B2(g)反应生成1 mol AB(g),放出(y-x) kJ的能量,C错误;物质能量越低越稳定,由题图可知,1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的总能量高于2 mol AB (g)的能量,但不知单独物质的能量大小,无法确定谁最稳定,D错误。
12.用如右图所示的装置测定中和反应反应热。实验试剂:100 mL 0.50 mol/L盐酸、50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液、50 mL 0.55 mol/L氨水。
已知:弱碱电离时吸热。
(1)从实验装置上看,还缺少__________,装置中隔热层的作用是
____________________________________________________。
(2)某同学利用上述装置做实验测得反应热ΔH偏大,可能的原因是________(填字母)。
A.反应过程中隔热层有破损
B.做该实验时室温较高
C.杯盖未盖严
D.碱溶液一次性迅速倒入
(3)若改用如右图所示的简易热量计来测量反应热,下列关于简易热量计的说法错误的是__________(填字母)。
A.仪器应无裂隙
B.可用温度计测温
C.具备保温、隔热性能
D.只能用磁子搅拌反应液
(4)将浓度为0.50 mol/L的酸溶液和0.55 mol/L的碱溶液各25 mL混合(溶液密度均为1 g/mL),生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃),测得温度见下表:
反应物
起始温度t1/℃
最高温度t2/℃
甲组(HCl+NaOH)
20.0
23.3
乙组(HCl+NH3·H2O)
20.0
23.1
①两组实验结果存在差异的原因是__________________________。
②HCl(aq)+NH3·H2O(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l)的ΔH=__________(保留一位小数)。
解析:(1)从实验装置上看,还缺少玻璃搅拌器,装置中隔热层的作用是隔热保温,减少热量散失。
(2)隔热层破损会导致反应产生的热量向环境散失,测得ΔT偏小,反应热ΔH偏大,A符合题意;做该实验时室温较高,对结果无影响,B不符合题意;杯盖未盖严,热量散失较多,反应热ΔH偏大,C符合题意;碱溶液一次性迅速倒入,对结果无影响,D不符合题意。
(3)仪器应无裂隙,减少热量散失,A正确;简易热量计可用温度计测温,B正确;简易热量计具备保温、隔热性能,C正确;可以用玻璃搅拌器搅拌反应液,D错误。
(4)①两组实验结果存在差异的原因是NH3·H2O是弱碱,电离吸热。
②ΔH=- kJ/mol≈-51.8 kJ/mol。
答案:(1)玻璃搅拌器 隔热保温,减少热量散失 (2)AC
(3)D (4)①NH3·H2O是弱碱,电离吸热
②-51.8 kJ/mol
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