2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第一節(jié)第1課時(shí)反應(yīng)熱焓變課時(shí)檢測(cè)含解析新人教版選擇性必修1

PAGE10-反應(yīng)熱焓變(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分)1．中國(guó)化學(xué)家探討出一種新型復(fù)合光催化劑(C3N4/CQDs)，能利用太陽(yáng)光高效分解水，原理如下圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A．通過(guò)該催化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化B．反應(yīng)Ⅰ中涉及非極性鍵的斷裂和極性鍵的形成C．反應(yīng)Ⅱ?yàn)?H2O22H2O＋O2↑D．總反應(yīng)為2H2O2H2↑＋O2↑【解析】選B。由題給反應(yīng)機(jī)理圖示可知，利用太陽(yáng)光實(shí)現(xiàn)高效分解水的過(guò)程分為兩步，反應(yīng)Ⅰ為水在C3N4的催化作用下反應(yīng)生成過(guò)氧化氫和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2OH2O2＋H2↑，反應(yīng)Ⅱ?yàn)镠2O2在CQDs的催化作用下反應(yīng)生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O22H2O＋O2↑，總反應(yīng)方程式為2H2O2H2↑＋O2↑。該過(guò)程利用太陽(yáng)光實(shí)現(xiàn)高效分解水，實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，故A正確；反應(yīng)Ⅰ為水在C3N4的催化作用下反應(yīng)生成過(guò)氧化氫和氫氣，沒(méi)有涉及非極性鍵的斷裂，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅱ?yàn)镠2O2在CQDs的催化作用下反應(yīng)生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O22H2O＋O2↑，故C正確；反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為2H2OH2O2＋H2↑，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為2H2O22H2O＋O2↑，則總反應(yīng)方程式為2H2O2H2↑＋O2↑，故D正確。2．(2024·武漢高二檢測(cè))下列變更過(guò)程，屬于放熱反應(yīng)的是()①NH4Cl固體溶于水②炸藥爆炸③食物因氧化而腐?、茕X熱反應(yīng)⑤酸堿中和反應(yīng)⑥煅燒石灰石制生石灰⑦溴蒸氣液化A．②③④⑤⑦ B．①②④⑤C．②③④⑤ D．①②③⑥⑦【解析】選C。①NH4Cl固體溶于水是吸熱的物理過(guò)程，故錯(cuò)誤；②炸藥爆炸是放熱反應(yīng)，故正確；③食物因氧化而腐敗是放熱反應(yīng)，故正確；④鋁熱反應(yīng)是猛烈的放熱反應(yīng)，故正確；⑤酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故正確；⑥煅燒石灰石制生石灰是化合物的分解，是吸熱反應(yīng)，故錯(cuò)誤；⑦溴蒸氣液化是放熱的物理過(guò)程，故錯(cuò)誤。3．(2024·北京東城區(qū)高二檢測(cè))H2和I2在確定條件下能發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH＝－akJ·mol－1已知：(a、b、c均大于零)下列說(shuō)法不正確的是()A.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量B．?dāng)嚅_(kāi)1molH—H鍵所需能量小于斷開(kāi)1molI—I鍵所需能量C．?dāng)嚅_(kāi)2molH—I鍵所需能量約為(c＋b＋a)kJD．向密閉容器中加入2molH2和2molI2，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2akJ【解析】選B。H2和I2在確定條件下能發(fā)生反應(yīng)為H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH＝－akJ·mol－1，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，故A正確；一般而言，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，圖中顯示H—H鍵長(zhǎng)短于I—I鍵長(zhǎng)，H—H鍵能大于I—I鍵能，故B錯(cuò)誤；ΔH＝反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵須要的能量－生成物形成化學(xué)鍵放出的能量＝bkJ·mol－1＋ckJ·mol－1－2EH—I＝－akJ·mol－1，得到斷開(kāi)2molH—I鍵所需能量約為(a＋b＋c)kJ，故C正確；反應(yīng)是可逆反應(yīng)不能進(jìn)行徹底，依據(jù)焓變意義分析，向密閉容器中加入2molH2和2molI2，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2akJ，故D正確。4．(2024·北京通州高二檢測(cè))強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物質(zhì)：①稀醋酸，②稀鹽酸，③濃硫酸，恰好完全反應(yīng)時(shí)對(duì)應(yīng)的熱效應(yīng)ΔH1、ΔH2、ΔH3的關(guān)系正確的是()A．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2B．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3C．ΔH1＜ΔH2＜ΔH3D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2【解析】選B。強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，分別向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸、②稀鹽酸、③濃硫酸，醋酸的電離吸熱，濃硫酸溶于水放熱，則恰好完全反應(yīng)時(shí)的放出的熱量為③＞②＞①，所以ΔH1＞ΔH2＞ΔH3。5．(雙選)依據(jù)如圖所得推斷正確的是()已知：I2(g)=I2(s)ΔH＝－62.4kJ·mol－1A．圖1反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．圖2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)ΔH＝＋9.4kJ·mol－1C．圖2中若I2的狀態(tài)為固態(tài)，則能量變更曲線可能為①D．?dāng)嗔?molH2(g)和1molI2(g)中化學(xué)鍵須要的能量小于斷裂2molHI(g)中化學(xué)鍵須要的能量【解析】選B、D。圖1中反應(yīng)物具有的能量大于生成物具有的能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；由圖1可知，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH＝－9.4kJ·mol－1，則其逆反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)ΔH＝＋9.4kJ·mol－1，故B正確；由選項(xiàng)B可知2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)ΔH＝＋9.4kJ·mol－1，I2(g)=I2(s)ΔH＝－62.4kJ·mol－1，則2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(s)ΔH＝－53kJ·mol－1，為放熱反應(yīng)，不行能是曲線①的吸熱反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；焓變?chǔ)＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能，反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)放熱，即反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能，則斷裂1molH2(g)和1molI2(g)中化學(xué)鍵須要的能量小于斷裂2molHI(g)中化學(xué)鍵須要的能量，故D正確?！究偨Y(jié)歸納】化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，化學(xué)鍵斷裂為吸熱過(guò)程，化學(xué)鍵形成為放熱過(guò)程。圖示意義a表示正反應(yīng)的活化能；b表示逆反應(yīng)的活化能。c表示該反應(yīng)的反應(yīng)熱。ΔH圖1：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝－ckJ·mol－1，表示放熱反應(yīng)圖2：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝ckJ·mol－1，表示吸熱反應(yīng)6．(2024·贛州高二檢測(cè))以TiO2為催化劑的光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2反應(yīng)，為溫室氣體減排供應(yīng)了一個(gè)新途徑，該反應(yīng)的機(jī)理及各分子化學(xué)鍵完全斷裂時(shí)的能量變更如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．過(guò)程①中吸取能量使鈦氧鍵發(fā)生了斷裂B．該反應(yīng)中，光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．運(yùn)用TiO2作催化劑可以提高化學(xué)反應(yīng)速率D．2mol二氧化碳完全分解成2mol一氧化碳和1mol氧氣須要吸熱30kJ【解析】選D。斷鍵吸取能量，則過(guò)程①中鈦氧鍵斷裂會(huì)吸取能量，故A正確；該圖中以TiO2為催化劑、光和熱條件下分解CO2反應(yīng)生成CO和O2，依據(jù)能量守恒定律知，該反應(yīng)中，光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故B正確；催化劑降低反應(yīng)所需活化能，增大活化分子數(shù)，提高化學(xué)反應(yīng)速率，故C正確；CO2分解生成CO和O2，反應(yīng)2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能＝(1598×2－1072×2－496)kJ·mol－1＝＋556kJ·mol－1，即2mol二氧化碳完全分解成2mol一氧化碳和1mol氧氣須要吸熱556kJ，故D錯(cuò)。7．(雙選)已知：H＋H=H2ΔH＝－436kJ·mol－1，則下列敘述正確的是()A．2個(gè)H原子的能量高于1個(gè)H2的能量B．2個(gè)H原子的能量低于1個(gè)H2的能量C．H原子比H2分子穩(wěn)定D．H2分子比H原子穩(wěn)定【解析】選A、D。ΔH＝反應(yīng)物能量－生成物能量<0，說(shuō)明2個(gè)H原子的能量高于1個(gè)H2的能量，A正確，B錯(cuò)誤；能量越低越穩(wěn)定，H2分子比H原子穩(wěn)定，所以C錯(cuò)誤，D正確。8．(2024·黃岡高二檢測(cè))試驗(yàn)室用20mL2mol·L－1鹽酸和20mL2mol·L－1NaOH溶液反應(yīng)進(jìn)行中和熱測(cè)定時(shí)，下列操作能減小試驗(yàn)誤差的是()A．用銅制攪拌棒代替玻璃攪拌棒B．將鹽酸逐滴緩慢滴入NaOH溶液中C．用NaOH固體代替NaOH溶液D．將反應(yīng)所用的燒杯蓋上泡沫蓋【解析】選D。測(cè)定中和熱應(yīng)當(dāng)用玻璃攪拌棒，用銅制攪拌棒代替時(shí)會(huì)增大熱量損失，試驗(yàn)誤差增大，故A錯(cuò)誤；將鹽酸逐滴緩慢滴入NaOH溶液中，會(huì)導(dǎo)致熱量損耗大，測(cè)定的中和熱偏小，試驗(yàn)誤差增大，故B錯(cuò)誤；用NaOH固體代替NaOH溶液，測(cè)定的中和熱數(shù)值偏大，試驗(yàn)誤差增大，故C錯(cuò)誤；將反應(yīng)所用的燒杯蓋上泡沫蓋，可削減熱量損耗，能減小試驗(yàn)誤差，故D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】生產(chǎn)液晶顯示器的過(guò)程中運(yùn)用的化學(xué)清洗劑NF3是一種溫室氣體，其存儲(chǔ)能量的實(shí)力是CO2的12000～20000倍，在大氣中的壽命可長(zhǎng)達(dá)740年之久，以下是幾種化學(xué)鍵的鍵能：化學(xué)鍵N≡NF—FN—F鍵能/(kJ·mol－1)941.7154.8283.0下列說(shuō)法中正確的是()A．過(guò)程N(yùn)2(g)→2N(g)放出能量B．過(guò)程N(yùn)(g)＋3F(g)→NF3(g)放出能量C．反應(yīng)N2(g)＋3F2(g)→2NF3(g)的ΔH>0D．NF3吸取能量后假如沒(méi)有化學(xué)鍵的斷裂與生成，仍可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)【解析】選B。斷鍵的過(guò)程吸取能量，A錯(cuò)；成鍵的過(guò)程，放出能量，B正確；選項(xiàng)C中反應(yīng)的ΔH＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝(941.7＋3×154.8－6×283.0)kJ·mol－1＝－291.9kJ·mol－1，因此C錯(cuò)；若NF3吸取能量后沒(méi)有化學(xué)鍵的斷裂與生成，則是物理變更?；瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程中必有化學(xué)鍵的斷裂與生成，所以D錯(cuò)?！咎貏e提示】熟記反應(yīng)熱ΔH的基本計(jì)算公式ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能之和－生成物的總鍵能之和Ｋ二、非選擇題(本題包括2小題，共22分)9．(10分)由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變更如圖所示。(1)該反應(yīng)是________反應(yīng)。(2)若生成1molN2，其ΔH＝________kJ·mol－1?！窘馕觥?1)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)由圖可知，ΔH＝209kJ·mol－1－348kJ·mol－1＝－139kJ·mol－1答案：(1)放熱(2)－13910.(12分)如圖是一個(gè)簡(jiǎn)易測(cè)量物質(zhì)反應(yīng)是吸熱還是放熱的試驗(yàn)裝置，利用此裝置可以很便利地測(cè)得某反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。將鋁片加入小試管內(nèi)，然后注入足量的濃NaOH溶液，請(qǐng)依據(jù)要求回答下列問(wèn)題：(1)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是________________，試管中看到的現(xiàn)象是________________________。(2)S形導(dǎo)管中液面A________(填“上升”或“下降”)，緣由是________________________________；說(shuō)明此反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。(3)由試驗(yàn)推知，NaAlO2溶液和H2的總能量______(填“大于”“小于”或“等于”)鋁片和NaOH溶液的總能量。(4)若小試管盛適量水，然后向其中加入適量NH4NO3晶體，則S形導(dǎo)管中液面A________(填“上升”或“下降”)，這說(shuō)明NH4NO3溶于水是________(填字母)。a．吸熱反應(yīng) b．放熱反應(yīng)c．吸熱過(guò)程 d．放熱過(guò)程【解析】鋁片與NaOH溶液的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，由于反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，放出的熱量使錐形瓶?jī)?nèi)氣壓增大，導(dǎo)致S形導(dǎo)管左端液面下降，右端液面上升。而NH4NO3溶于水是吸熱過(guò)程，使錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小，所以液面A上升。答案：(1)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋3H2↑鋁片慢慢溶解，有氣泡產(chǎn)生(2)下降反應(yīng)放出的熱量使錐形瓶?jī)?nèi)氣壓增大放熱(3)小于(4)上升c【補(bǔ)償訓(xùn)練】某反應(yīng)過(guò)程中體系的能量變更如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.反應(yīng)過(guò)程可表示為B．E1為反應(yīng)物的總能量與過(guò)渡態(tài)的能量差，稱(chēng)為正反應(yīng)的活化能C．正反應(yīng)的熱效應(yīng)ΔH＝E1－E2＜0，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)D．此圖中逆反應(yīng)的熱效應(yīng)ΔH＝E1－E2＜0，所以逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)【解析】選D。由圖可知，正反應(yīng)放熱，ΔH為負(fù)值；逆反應(yīng)吸熱，ΔH為正值，D錯(cuò)誤。(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括2小題，每小題5分，共10分)1．運(yùn)用中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定方法，即保溫、隔熱的條件下，向盛有20mL2.08mol·L－1NaOH溶液的試管中分五次加入1～5mL未知濃度的H2SO4溶液(邊加邊振蕩，每次加入1mL)后，測(cè)得溶液的溫度分別是1.4℃、2.5℃、4.2℃、5.2℃、5.18℃，則該硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度約是()A．20.8mol·L－1 B．6.9mol·L－1C．5.2mol·L－1 D．4.16mol·L－1【解析】選C。滴加硫酸時(shí)溶液的最高溫度為酸堿恰好中和，此時(shí)用去硫酸4mL。依據(jù)方程式計(jì)算解得c(H2SO4)＝5.2mol·L－1。2．(雙選)已知幾種物質(zhì)之間的能量關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是()A.運(yùn)用合適催化劑,不能變更反應(yīng)的焓變B.(g)+H2(g)(g)ΔH=+28.7kJ·mol-1C.(g)+H2(g)(g)中,熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量D.(g)+H2(g)(g),反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量【解析】選A、B。運(yùn)用合適催化劑可降低反應(yīng)的活化能,但不能變更反應(yīng)的焓變,故A正確;(g)+H2(g)(g)ΔH=237.1kJ·mol-1-208.4kJ·mol-1=+28.7kJ·mol-1,故B正確;(g)+H2(g)(g)ΔH=119.6kJ·mol-1-237.1kJ·mol-1=-117.5kJ·mol-1中,產(chǎn)物內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能,故C錯(cuò)誤;(g)+H2(g)(g)ΔH=-119.6kJ·mol-1,反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,故D錯(cuò)誤。二、非選擇題(本題包括1小題，共20分)3．下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(kJ)：物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436依據(jù)上述數(shù)據(jù)回答(1)～(5)題。(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是()A．H2 B．Cl2 C．Br2D．I2(2)下列氫化物中，最穩(wěn)定的是()A．HClB．HBrC．HI(3)X2＋H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？答：_____________________________________________________________。(4)相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)，放出或吸取的熱量最多的是________。(5)若無(wú)上表中的數(shù)據(jù)，你能正確回答出問(wèn)題(4)嗎？答：________，你的依據(jù)是_______________________________________?！窘馕觥科茐?mol物質(zhì)的化學(xué)鍵時(shí)所消耗的能量與相同條件下由形成該物質(zhì)的原子形成1mol該物質(zhì)放出的能量相等，放出的能量越多，物質(zhì)本身具有的能量越低，分子越穩(wěn)定。(1)生成1molH2時(shí)放出的能量最多，為436kJ；(2)在氫化物中，生成1molHCl時(shí)放出的能量最多，為432kJ；(3)分別計(jì)算出三個(gè)反應(yīng)放出的熱量依次為：185kJ、103kJ和9kJ。答案：(1)A(2)A(3)放熱反應(yīng)(4)Cl2(5)能元素的非金屬性越強(qiáng)，生成的氫化物越穩(wěn)定，反應(yīng)放出的熱量就越多【補(bǔ)償訓(xùn)練】1．已知：在確定條件下，HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH＝－12.1kJ·mol－1；HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的