高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热精品第1课时随堂练习题

第一章　化学反应的热效应

第一节　反应热

第1课时　反应热　焓变

课后·训练提升

基础巩固

1.下列对化学反应的认识错误的是(　　)。

A.会引起化学键的变化

B.会产生新的物质

C.必然引起物质状态的变化

D.必然伴随着能量变化

答案:C

解析:化学变化的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,化学变化中会产生新的物质并伴随能量变化,但物质状态不一定发生变化,如H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),反应物和生成物均为气体。

2.下列反应中,属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是(　　)。

A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应

B.铝与稀盐酸反应

C.灼热的炭与水蒸气生成一氧化碳和氢气的反应

D.煤与O2的燃烧反应

答案:C

解析:A为非氧化还原反应,B、C、D为氧化还原反应,其中C为吸热反应,B和D为放热反应。

3.化学家格哈德·埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:

下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是(　　)。

A.该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成

B.在催化剂的作用下,反应物的化学键变得容易断裂

C.过程②需吸收能量,过程③则放出能量

D.常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成

答案:D

解析:由图中可知,每3个氢气分子和1个氮气分子断键得到原子,然后生成2个氨分子,生成氨气分子之前是氢原子和氮原子,A项正确;催化剂能改变化学反应的速率,合成氨的反应在催化剂作用下,反应速率增大,意味着反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成变得更容易,B项正确;化学键的断裂需要吸收能量,而化学键的形成则放出能量,从图中可看出②为化学键断裂过程,③为新的化学键形成过程,C项正确;化学键的断裂需要吸收能量,所以该反应在常温下难以进行,D项错误。

4.下列说法中不正确的是(　　)。

A.化学变化过程是原子的重新组合过程

B.根据化学反应中的能量变化情况,化学反应可分为吸热反应和放热反应

C.化学反应中的能量变化多少与其反应物用量有关

D.化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的

答案:D

解析:化学反应中的能量变化通常以热能形式表现出来,有的以光能、电能等形式表现出来,D项不正确。

5.下列说法中正确的是(　　)。

A.焓变的单位是kJ·mol-1,是指1 mol物质参加反应时的能量变化

B.反应吸热时ΔH<0

C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”

D.一个化学反应中,当生成物总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,ΔH为“+”

答案:C

解析:焓变单位中的kJ·mol-1是指每摩尔具体的反应,不一定指参加反应的物质,A项错误;吸热反应的ΔH>0,B项错误;反应中物质所具有的总能量减少,反应就放出热量,反之就吸收热量,C项正确;化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,断键时吸收能量,成键时释放能量,所以D项错误。

6.在氢气与氧气的反应中,1 mol H2(g)中的化学键断裂时需要吸收a kJ的能量,1 mol O2(g)中的化学键断裂时需要吸收b kJ的能量,1 mol H2O(g)中的化学键形成时要释放c kJ的能量。则下列关系式正确的是(　　)。

A.a+b>c B.a+b<c

C.2a+b<2c D.2a+b=2c

答案:C

解析:氢气与氧气反应的化学方程式为2H2+O22H2O,该反应为放热反应,ΔH=(2a+b-2c) kJ·mol-1<0,所以2a+b<2c,C项正确。

7.已知化学反应2C(s)+O2(g)2CO(g),2CO(g)+O2(g)2CO2(g)都是放热反应,据此判断,下列说法中正确的是(其他条件相同)(　　)。

A.28 g CO所具有的能量一定高于44 g CO2所具有的能量

B.56 g CO和32 g O2所具有的总能量高于88 g CO2所具有的总能量

C.32 g O2所具有的总能量高于44 g CO2所具有的总能量

D.将一定质量的C燃烧,生成CO2与生成CO 时放出的热量一样多

答案:B

解析:放热反应是反应物的总能量高于生成物的总能量。

8.对于放热反应H2+Cl22HCl,下列说法正确的是(　　)。

A.该反应涉及离子键和共价键的断裂与形成

B.该反应中,化学能只转变为热能

C.断开1 mol H—H和1 mol Cl—Cl所吸收的总能量小于形成1 mol H—Cl所放出的能量

D.反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量

答案:D

解析:A项,H2与Cl2含有的化学键为共价键,该反应只涉及共价键的断裂与形成,错误;B项,该反应的化学能可以转化为热能,也可以转化为光能、电能等其他形式的能量,错误;C项,该反应为放热反应,所以断开1 mol H—H和1 mol Cl—Cl所吸收的总能量小于形成2 mol H—Cl所放出的能量,错误;D项,因为反应为放热反应,所以反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,正确。

9.科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子,其结构为正四面体(如图所示),与白磷分子相似。已知断裂1 mol N—N吸收193 kJ热量,断裂1 mol N≡N吸收941 kJ热量,则(　　)。

A.N4的熔点比P4高

B.1 mol N4气体转化为N2时要吸收724 kJ能量

C.N4是N2的同系物

D.1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量

答案:D

解析:N4与白磷(P4)结构相似,由于N4相对分子质量小于P4,故其分子间作用力弱于P4,其熔点低于P4,A项错误;N4与N2互为同素异形体,而不是同系物,C项错误;从结构图中可看出,1个N4分子中含有6个N—N,根据N4(g)2N2(g),有ΔH=6×193 kJ·mol-1-2×941 kJ·mol-1=-724 kJ·mol-1,故B项错误,D项正确。

10.下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):

根据上述数据回答下列问题。

(1)下列物质本身具有的能量最低的是　　　　　　　　　　。 

A.H2 B.Cl2

C.Br2 D.I2

(2)下列氢化物中,最稳定的是　　　　　　　。 

A.HCl B.HBr C.HI

(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)的反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。

(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,若消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收热量最多的是　　　　。 

(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?　　　　。你的根据是　 　　　　　　　　　　。 

答案:(1)A　(2)A　(3)放热　(4)Cl2　(5)能　生成物越稳定,放出的热量越多,在HX中,HCl最稳定

解析:键能越大,分子越稳定,物质所具有的能量越低。

11.用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算该中和反应的反应热。

回答下列问题。

(1)装置中杯盖缺失,求得的反应热ΔH　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 

(2)如果用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量　　　(填“相等”或“不相等”),所求反应热　　　　　　　　(填“相等”或“不相等”)。 

(3)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的反应热ΔH　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 

答案:(1)偏大

(2)不相等　相等

(3)偏大

解析:(1)杯盖缺失,热量损失,根据温度变化求得反应放出的热量偏少,ΔH偏大。(2)酸与碱的用量不同,反应放出的热量不相等,但求得的反应热相等。(3)由于NH3·H2O电离时吸热,所以测得反应放出的热量偏少,ΔH偏大。

能力提升

1.H2与O2发生反应的过程用模型表示如下(“—”表示化学键):

下列说法不正确的是 (　　)。

A.过程Ⅰ是吸热过程

B.过程Ⅲ一定是放热过程

C.该反应过程所有旧化学键都断裂,且形成了新化学键

D.该反应的能量转化只能以热能的形式进行

答案:D

解析:过程Ⅰ分子中的化学键断裂,形成原子,属于吸热过程,A项正确;过程Ⅲ为新化学键形成的过程,属于放热过程,B项正确;过程Ⅰ中所有的旧化学键都断裂,过程Ⅲ为新化学键形成的过程,C项正确;该反应可通过燃料电池实现化学能到电能的转化,D项错误。

2.已知强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O时的反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1。下列说法中错误的是(　　)。

A.将含1 mol NaOH的稀溶液与50 g 98%的硫酸混合后放出的热量为57.3 kJ

B.将含1 mol NaOH的稀溶液与含1 mol CH3COOH的稀溶液混合后放出的热量小于57.3 kJ

C.用0.50 mol·L-1盐酸和氢氧化钠固体进行实验,测出生成1 mol H2O时的反应热数值偏大

D.用稀硫酸和稀硝酸分别与Ba(OH)2稀溶液进行反应测定生成1 mol H2O时的反应热,其数值不同

答案:A

解析:选项A中98%的硫酸属于浓硫酸,与水混合时放出热量,使放出的热量增多,A项错误;选项B中 CH3COOH是弱酸,电离时吸热,使反应中放出的热量减少,B项正确;选项C中氢氧化钠固体溶于水放热,使放出的热量增多,C项正确;D项中H2SO4与Ba(OH)2反应还生成BaSO4沉淀,放出的热量增多,D项正确。

3.下列关于化学反应的说法中正确的是(　　)。

A.有化学键断裂的过程一定发生了化学变化

B.化学反应中有物质变化也有能量变化

C.如图所示的反应为放热反应

D.需要加热才能发生的化学反应一定是吸热反应

答案:B

解析:NaCl溶于水时离子键断裂,但该过程只发生了物理变化,A错误;由题图可知生成物的总能量大于反应物的总能量,故该反应为吸热反应,C项错误;有些放热反应也需要加热,如Fe与S的反应,D项错误。

4.已知1 mol H2(g)中的化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量,1 mol NH3(g)中的化学键形成时要释放1 173 kJ的能量。1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时,放出92.4 kJ的热量。则1 mol N2(g)中的化学键断裂时需要吸收的能量是(　　)。

A.431.2 kJ B.945.6 kJ

C.648.9 kJ D.869.6 kJ

答案:B

解析:根据化学方程式N2+3H22NH3,设1 mol N2(g)中的化学键断裂时需要吸收的能量为x,有x+3×436 kJ-2×1 173 kJ=-92.4 kJ,x=945.6 kJ。

5.已知:在25 ℃和101 kPa下,反应H2(g)+F2(g)2HF(g)的ΔH=-270 kJ·mol-1,下列说法正确的是(　　)。

A.在相同条件下,1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的总焓大于2 mol HF(g)的总焓

B.1 mol H2(g)与1 mol F2(g)反应生成2 mol HF(l),放出的热量小于270 kJ

C.该反应的逆反应是放热反应

D.该反应过程中焓的变化可用下图来表示

答案:A

解析:该反应是放热反应,反应物1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的总焓大于生成物2 mol HF(g)的总焓,A项正确,D项错误;该反应的逆反应是吸热反应,C项错误; HF(g)变为 HF(l)放出热量,因此生成2 mol HF(l)放出的热量大于270 kJ,B项错误。

6.某化学社团的同学通过实验测定中和反应的反应热。

(1)实验用品有:量热计、胶头滴管、玻璃搅拌器、0.5 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1 NaOH溶液,实验还缺少的玻璃仪器是　　　　　　　　　　　　。 

(2)实验中能否用环形铜制搅拌器代替玻璃搅拌器?　　　　(填“能”或“否”),原因是　 　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)他们记录的实验数据如下:

已知:Q=cm,反应后溶液的比热容c为4.18 J/(g·℃),各物质的密度均为1 g·cm-3。

①计算上表中ΔH=　　　　　　　　　　。 

②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式: 　　　　　　　　　　　。 

(4)若用KOH代替NaOH,对测定结果　　(填“有”或“无”)影响;若用醋酸代替HCl做实验,对测定结果　    　(填“有”或“无”)影响。 

答案:(1)量筒、温度计

(2)否　金属易导热,热量散失多,导致误差偏大

(3)①-56.8 kJ·mol-1

②NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-56.8 kJ·mol-1

(4)无　有

解析:(1)中和反应反应热测定的关键是减少实验过程中的热量损失,需要的仪器除题目中的仪器外,还要用量筒量取液体体积,用温度计测量液体的温度。

(2)不可以,铜丝易导热,会增大热量散失。

(3)①由题意知:a中t2-t1=23.3 ℃-20 ℃=3.3 ℃。

b中t2-t1=23.5 ℃-20 ℃=3.5 ℃

故=3.4 ℃。

由Q=cm=4.18 J/(g·℃)×100 g×3.4 ℃≈1.42 kJ,则ΔH=-=-=-56.8 kJ·mol-1。

②NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-56.8 kJ·mol-1。

(4)KOH、NaOH都是强碱,对结果无影响。而用CH3COOH代替HCl,由于CH3COOH为弱酸,电离需吸热,故对测定结果有影响。

7.(1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态时,含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如图所示:

若已知硫氧键的键能为d kJ·mol-1,氧氧键的键能为e kJ·mol-1,S(s)+O2(g)SO2(g)的ΔH=-a kJ·mol-1,则S8分子中硫硫键的键能为　　　　　　　　　。 

(2)下表是部分化学键的键能数据:

①白磷(P4)、P4O6、P4O10的分子结构如下图所示,已知P4(s)+5O2(g)P4O10(s)的ΔH=-2 982 kJ·mol-1,则上表中x=　　　　　。 

②0.5 mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6,放出的热量为　　　　 kJ。 

答案:(1)2d-a-e　(2)①585　②819

解析:(1)设硫硫键的键能为x kJ·mol-1,则:

-a kJ·mol-1=×8×x kJ·mol-1+

e kJ·mol-1-2d kJ·mol-1,x=2d-a-e。

(2)①根据图示知,1 mol P4含有6 mol P—P,1 mol P4O10含12 mol P—O和4 mol PO,根据反应热等于反应物总键能与生成物总键能之差,断裂1 mol共价键吸收的能量与生成1 mol该共价键放出的能量数值相等,则198 kJ·mol-1×6+498 kJ·mol-1×5-360 kJ·mol-1×12-4x kJ·mol-1=-2 982 kJ·mol-1,x=585。②P4+3O2P4O6,1 mol P4O6含有12 mol P—O,反应热为ΔH=198 kJ·mol-1×6+498 kJ·mol-1×3-360 kJ·mol-1×12=-1 638 kJ·mol-1,则0.5 mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6放出的热量为1 638 kJ·mol-1×0.5 mol=819 kJ。