1.1.1反应热 焓变 课时训练 高中化学人教版选择性必修1(含解析)
第一章 第一节 反应热 焓变
A组·基础达标
1.(2023·内蒙古呼和浩特第一中学期中)《天工开物》中提到“明年,田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是( )
A.乙醇燃烧
B.碳酸钙高温分解
C.铝热反应
D.酸碱中和
2.下列说法正确的是 ( )
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定相同
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
3.如图是化学反应中物质变化和能量变化的示意图。若E1>E2,则下列反应符合该示意图的是( )
A.NaOH溶液与稀盐酸的反应
B.锌与稀盐酸的反应
C.氢氧化钡与氯化铵固体的反应
D.一氧化碳在空气中的燃烧反应
4.(2023·广东深圳罗湖期中)我国化学家研究的一种新型光催化剂(碳纳米点/氮化碳)可以利用太阳光高效实现分解水,其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ和反应Ⅱ均存在O—H键的断裂
B.水分解过程中,H2O2作催化剂
C.总反应为H2O2===H2+O2
D.若反应Ⅱ是放热反应,则反应Ⅰ可能是吸热反应也可能是放热反应
5.已知化学反应2C(s)+O2(g)2CO(g)和2CO(g)+O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此推断在相同条件下的下列说法不正确的是( )
A.56 g CO(g)和32 g O2(g)所具有的总能量大于88 g CO2(g)所具有的总能量
B.12 g C所具有的能量一定大于28 g CO所具有的能量
C.12 g C(s)和32 g O2(g)所具有的总能量大于44 g CO2(g)所具有的总能量
D.将两份质量相等的碳全部燃烧,生成CO2的反应比生成CO的反应放出的热量多
6.(2023·广东广州越秀第七中学月考)某同学正在进行中和反应的焓变测定实验,下列情况对他测得的焓变影响正确的是( )
选项 操作 影响
A 使用浓硫酸进行实验 偏大
B 使用一根读数值会偏大的温度计 无影响
C 在室温较高时进行实验 偏小
D 使用稀盐酸和氨水进行实验 偏小
7.用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应,实验中测得起始温度为20.1 ℃,终止温度为23.4 ℃,反应后溶液的比热容为4.18 J·g-1·℃-1,盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm-3,则中和反应生成1 mol水时放热( )
A.55.2 kJ B.391 kJ
C.336 kJ D.1.38 kJ
8.已知:①能量越低的物质越稳定;②白磷转化成红磷是放热反应。据此分析下列判断或说法正确的是 ( )
A.在相同的条件下,红磷比白磷能量高
B.在相同的条件下,白磷比红磷稳定
C.红磷和白磷的结构不同
D.红磷容易发生自燃而白磷则不会自燃
B组·能力提升
9.(2023·江苏常州一中期中)已知碘化氢分解吸热,分以下两步完成:2HI(g)→H2(g)+2I·(g);2I·(g)→I2(g),下列图像最符合上述反应历程的是( )
10.(2023·广东深圳第三中学期中)某反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.该反应需要加热才能发生
C.反应过程Ⅰ的活化能大于E1
D.反应过程Ⅱ中步骤b为决速步骤
11.将V1 mL 1.00 mol·L-1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。下列叙述正确的是( )
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明热能可以转化为化学能
C.NaOH溶液的浓度约为1.50 mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
12.根据图中的能量关系,可求得C—H键的键能为( )
A.414 kJ·mol-1
B.377 kJ·mol-1
C.235 kJ·mol-1
D.197 kJ·mol-1
13.(2022·广东卷,节选)Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,X(g)→Y(g)过程的焓变为__________________________(列式表示)。
14.(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)的反应热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:
化学键 P—P P—O O===O P===O
198 360 498 x
①已知1 mol白磷燃烧生成P4O10(s)的反应热ΔH=-2 982 kJ·mol-1,白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示,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。
精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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第一章 第一节 反应热 焓变
A组·基础达标
1.(2023·内蒙古呼和浩特第一中学期中)《天工开物》中提到“明年,田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是( )
A.乙醇燃烧
B.碳酸钙高温分解
C.铝热反应
D.酸碱中和
【答案】B 【解析】乙醇燃烧为放热反应,A不符合题意;碳酸钙高温分解为吸热反应,B符合题意;铝热反应为放热反应,C不符合题意;酸碱中和为放热反应,D不符合题意。
2.下列说法正确的是 ( )
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定相同
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
【答案】A
3.如图是化学反应中物质变化和能量变化的示意图。若E1>E2,则下列反应符合该示意图的是( )
A.NaOH溶液与稀盐酸的反应
B.锌与稀盐酸的反应
C.氢氧化钡与氯化铵固体的反应
D.一氧化碳在空气中的燃烧反应
【答案】C 【解析】吸收的能量E1大于释放的能量E2,故该反应为吸热反应。
4.(2023·广东深圳罗湖期中)我国化学家研究的一种新型光催化剂(碳纳米点/氮化碳)可以利用太阳光高效实现分解水,其原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应Ⅰ和反应Ⅱ均存在O—H键的断裂
B.水分解过程中,H2O2作催化剂
C.总反应为H2O2===H2+O2
D.若反应Ⅱ是放热反应,则反应Ⅰ可能是吸热反应也可能是放热反应
【答案】A 【解析】由历程图可知,过程Ⅰ是水分解为氢气和过氧化氢,过程Ⅱ是过氧化氢分解为氧气和水,均存在O—H键的断裂,A正确;过程Ⅰ中H2O2是产物,过程Ⅱ中H2O2是反应物,所以H2O2是中间产物,不是催化剂,B错误;过程Ⅰ是水分解为氢气和过氧化氢,过程Ⅱ是过氧化氢分解为氧气和水,整个过程是水分解为氢气和氧气,总反应为2H2O===2H2↑+O2↑,C错误;水分解是吸热反应,在此过程中,水分解分两步进行,若反应Ⅱ是放热反应,则反应Ⅰ一定是吸热反应,不可能是放热反应,D错误。
5.已知化学反应2C(s)+O2(g)2CO(g)和2CO(g)+O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此推断在相同条件下的下列说法不正确的是( )
A.56 g CO(g)和32 g O2(g)所具有的总能量大于88 g CO2(g)所具有的总能量
B.12 g C所具有的能量一定大于28 g CO所具有的能量
C.12 g C(s)和32 g O2(g)所具有的总能量大于44 g CO2(g)所具有的总能量
D.将两份质量相等的碳全部燃烧,生成CO2的反应比生成CO的反应放出的热量多
【答案】B 【解析】放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,故由2C(s)+O2(g)2CO(g)为放热反应,可知12 g C(s)与16 g O2(g)的总能量大于28 g CO(g)的总能量,B错误;由于2CO(g)+O2(g)2CO2(g)为放热反应,则56 g CO(g)与32 g O2(g)的总能量大于88 g CO2(g)的总能量,A正确;C燃烧生成CO2也是放热反应,且充分燃烧时放出的热量比不充分燃烧时放出的热量多,C、D均正确。
6.(2023·广东广州越秀第七中学月考)某同学正在进行中和反应的焓变测定实验,下列情况对他测得的焓变影响正确的是( )
选项 操作 影响
A 使用浓硫酸进行实验 偏大
B 使用一根读数值会偏大的温度计 无影响
C 在室温较高时进行实验 偏小
D 使用稀盐酸和氨水进行实验 偏小
【答案】B 【解析】测定原理为ΔH=-,据此分析测定误差。浓硫酸溶于水时放热,放出的热量偏大,但ΔH<0,所以测得的ΔH偏小,A错误;实验最后计算焓变时是用反应前后体系的温差,所以使用一根读数值会偏大的温度计对结果无影响,B正确;在室温较高时进行实验不影响反应前后体系的温差,即对测量结果无影响,C错误;氨水的溶质一水合氨为弱碱,电离过程吸热,放出的热量偏小,但ΔH<0,所以测得的ΔH偏大,D错误。
7.用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应,实验中测得起始温度为20.1 ℃,终止温度为23.4 ℃,反应后溶液的比热容为4.18 J·g-1·℃-1,盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm-3,则中和反应生成1 mol水时放热( )
A.55.2 kJ B.391 kJ
C.336 kJ D.1.38 kJ
【答案】A 【解析】代入公式ΔH=- kJ·mol-1≈ - 55.2 kJ·mol-1。
8.已知:①能量越低的物质越稳定;②白磷转化成红磷是放热反应。据此分析下列判断或说法正确的是 ( )
A.在相同的条件下,红磷比白磷能量高
B.在相同的条件下,白磷比红磷稳定
C.红磷和白磷的结构不同
D.红磷容易发生自燃而白磷则不会自燃
【答案】C 【解析】白磷转化成红磷是放热反应,故白磷的能量比红磷的高。能量越高,物质越不稳定,则A、B、D三项都错误。
B组·能力提升
9.(2023·江苏常州一中期中)已知碘化氢分解吸热,分以下两步完成:2HI(g)→H2(g)+2I·(g);2I·(g)→I2(g),下列图像最符合上述反应历程的是( )
【答案】A 【解析】根据题干描述,碘化氢分解的总反应是吸热的,而第二步2I·(g)―→I2(g)是成键过程,一定是放热,故第一步必然吸热。结合图像,第一步吸热,第二步放热,总反应吸热,符合上述分析,A符合题意。
10.(2023·广东深圳第三中学期中)某反应过程的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.该反应需要加热才能发生
C.反应过程Ⅰ的活化能大于E1
D.反应过程Ⅱ中步骤b为决速步骤
【答案】C 【解析】由图像可知,此反应为吸热反应ΔH>0,A错误;吸热反应不一定要加热才能进行,B错误;由题干图像信息可知,反应过程Ⅰ的活化能大于E1,C正确;途径Ⅱ中分两步进行,活化能大的反应速率慢,起决定性作用,即步骤a为决速步骤,D错误。
11.将V1 mL 1.00 mol·L-1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。下列叙述正确的是( )
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明热能可以转化为化学能
C.NaOH溶液的浓度约为1.50 mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【答案】C 【解析】从图中曲线可以看出,温度为22 ℃时,V1=5,则V2=45,此时已经发生中和反应,所以22 ℃不是做该实验时的环境温度,A错误;由曲线可知,随V1的增大,溶液温度升高,说明反应放热,化学能转化为热能,B错误;当V1=30时对应温度最高,说明此时两者恰好完全反应,则c(NaOH)==1.50 mol·L-1,C正确;该实验不能证明有水生成的反应都是放热反应,D错误。
12.根据图中的能量关系,可求得C—H键的键能为( )
A.414 kJ·mol-1
B.377 kJ·mol-1
C.235 kJ·mol-1
D.197 kJ·mol-1
【答案】A 【解析】设C—H键键能为x kJ·mol-1,由图可得717+864-4x=-75,计算得x=414,A正确。
13.(2022·广东卷,节选)Cr2O3催化丙烷脱氢过程中,部分反应历程如图,X(g)→Y(g)过程的焓变为__________________________(列式表示)。
【答案】(E1-E2)+ΔH+(E3-E4)
14.(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)的反应热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:
化学键 P—P P—O O===O P===O
198 360 498 x
①已知1 mol白磷燃烧生成P4O10(s)的反应热ΔH=-2 982 kJ·mol-1,白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示,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) kJ·mol-1 (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由题意可知,P4(s)+5O2(g)===P4O10(s)的反应热ΔH=-2 982 kJ·mol-1。根据图示知,1 mol P4含有6 mol P—P,1 mol P4O10含有12 mol P—O和4 mol P===O,根据反应热等于反应物总键能与生成物总键能之差,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。②1 mol P4O6含有12 mol P—O,P4(s)+3O2(g)===P4O6(s)的反应热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。
精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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