2024-2025學年高中化學第一章化學反應與能量轉化第1節(jié)第1課時化學反應的反應熱焓變作業(yè)含解析魯科版選修4

PAGE7-第1課時化學反應的反應熱、焓變一、選擇題1．下列對化學反應的相識錯誤的是()A．會引起化學鍵的改變B．會產(chǎn)生新的物質C．必定引起物質狀態(tài)的改變D．必定伴隨著能量的改變解析：化學反應是舊化學鍵被打破和新化學鍵生成的過程，A正確；化學反應不但有物質改變，也肯定有能量改變，B、D正確；但不肯定引起物質狀態(tài)的改變，如N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)，C項錯誤。答案：C2．下列屬于放熱反應的是()A．鋁和鹽酸反應 B．焦炭和二氧化碳共熱C．碳與水蒸氣反應 D．氯化銨與氫氧化鋇反應解析：常見的放熱反應有：酸堿中和反應、活潑金屬與酸反應、燃燒反應、多數(shù)的化合反應等；常見的吸熱反應有：大多數(shù)分解反應、銨鹽與堿的反應等。A項為活潑金屬與酸反應，是放熱反應。答案：A3．在測定中和反應的反應熱的試驗中，下列敘述錯誤的是()A．向量熱計中加入鹽酸，蓋上杯蓋，攪拌后的溫度即為初始溫度B．試驗中可使酸液或堿液略微過量C．向量熱計中加入堿液時，堿液的溫度應與酸液的溫度相同D．可以用KOH溶液代替NaOH溶液，濃硫酸代替鹽酸解析：可以用KOH溶液代替NaOH溶液，但不能用濃硫酸代替鹽酸，因為濃硫酸溶于水時會放出熱量，影響測定結果。答案：D4．一種分解海水制氫的方法為2H2O(l)eq\o(=,\s\up7(激光),\s\do5(TiO2))2H2(g)＋O2(g)。下圖為此反應的能量改變示意圖，則下列說法不正確的是()A．反應物H2O(l)的總能量高于生成物H2(g)和O2(g)的總能量B．TiO2可以提高H2O的分解速率C．催化劑對該反應的反應熱無影響D．運用氫氣作燃料有利于限制溫室效應解析：該反應中H2O(l)分解生成H2(g)和O2(g)，由圖可知，反應物的總能量低于生成物的總能量，即H2O(l)的總能量低于H2(g)和O2(g)的總能量，故A項錯誤；TiO2作催化劑，可以提高H2O的分解速率，但不影響反應的反應熱，B、C項正確；溫室效應是由CO2、CH4等氣體引起的，H2燃燒的產(chǎn)物是水，不會引起溫室效應，D項正確。答案：A5．將V1mL1.0mol·L－1的HCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合勻稱，測量并記錄溶液的溫度，試驗結果如圖所示(試驗中始終保持V1＋V2＝50)。下列敘述正確的是()A．起先試驗時環(huán)境溫度為22℃B．該試驗表明化學能可以轉化為熱能C．NaOH溶液的濃度為1.00mol·L－1D．該試驗表明有水生成的反應都是放熱反應解析：由圖可知，加入5mL鹽酸時混合液的溫度為22℃，故起先試驗時環(huán)境溫度應低于22℃，A項錯誤；該反應為放熱反應，化學能轉化為熱能，B項正確；二者恰好完全反應時，反應放出的熱量最多，此時V1＝30，V2＝20，則NaOH溶液的濃度為eq\f(1.0mol·L－1×30×10－3L,20×10－3L)＝1.5mol·L－1，C項錯誤；有水生成的反應不肯定都是放熱反應，如Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O是吸熱反應，D項錯誤。答案：B6．下列熱化學方程式書寫正確的是()A．2SO2＋O22SO3ΔH＝－196.6kJ·mol－1B．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJC．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1D．C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝＋393.5kJ·mol－1解析：本題考查熱化學方程式的書寫。A中漏掉了各物質的聚集狀態(tài)，B中ΔH的單位應是kJ·mol－1，D中碳與O2反應應是放熱反應。答案：C7．下列各組溶液混合后，當生成1molH2O(l)時，放出的總熱量肯定大于57.3kJ的是()A．0.1mol·L－1的硫酸溶液與0.1mol·L－1的Ba(OH)2溶液B．0.1mol·L－1的KOH溶液與0.1mol·L－1的鹽酸C．50%的硫酸溶液與0.1mol·L－1的氨水D．0.1mol·L－1的KOH溶液與0.1mol·L－1的CH3COOH溶液解析：稀的強酸溶液與稀的強堿溶液反應生成可溶性鹽和1molH2O(l)時放出的熱量為57.3kJ，B項錯誤；因弱酸、弱堿發(fā)生電離時須要汲取熱量，故有弱酸、弱堿參與的反應生成1molH2O(l)時放出的熱量小于57.3kJ，D項錯誤；50%的硫酸溶液濃度較大，但NH3·H2O是弱堿，無法確定二者反應生成1molH2O(l)時放出的熱量與57.3kJ的大小關系，C項錯誤；A項中兩種溶液反應還生成BaSO4沉淀，Ba2＋與SOeq\o\al(2－,4)之間形成化學鍵時會放出熱量，A項正確。答案：A8．下列對熱化學方程式eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)I2(g)=HI(g)ΔH＝＋26kJ·mol－1的敘述中，正確的是()A．1mol氫氣和1mol碘蒸氣完全反應須要汲取26kJ的熱量B．1個氫分子和1個碘分子完全反應須要汲取52kJ的熱量C．1molH2(g)與1molI2(g)完全反應生成2molHI(g)須要汲取52kJ的熱量D．1molH2(g)與1molI2(g)完全反應放出26kJ的熱量解析：本題考查對熱化學方程式的理解。在A、B、D三個選項中均未指明生成物的狀態(tài)；且D項將反應錯認為是放熱反應；A項未將反應的系數(shù)與ΔH正確對應起來；B項中熱化學方程式中各物質前的系數(shù)不表示分子個數(shù)。答案：C9．在25℃，101kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3kJ·mol－1,1mol辛烷完全燃燒生成CO2和液態(tài)水放出的熱量為5518kJ。下列熱化學方程式書寫正確的是()A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1解析：A項，中和熱ΔH＝－57.3kJ·mol－1是指發(fā)生H＋＋OH－=H2O反應生成1molH2O時的焓變，在此處2molH＋和2molOH－生成了2molH2O，并且發(fā)生了Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓的反應，故反應的熱效應大于57.3kJ·mol－1×2，即焓變ΔH<－114.6kJ·mol－1，故錯誤；C項，1molC8H18(l)完全燃燒生成8molCO2(g)和9molH2O(l)時放出熱量5518kJ，而本項中H2O為氣態(tài)，故錯誤；D項，由C項分析可知本項中C8H18的狀態(tài)及物質的量均不正確，故錯誤；B項符合熱化學方程式書寫的基本要求，正確。答案：B10．已知H—H鍵鍵能(斷裂時汲取或生成時釋放的能量)為436kJ·mol－1，N—H鍵鍵能為391kJ·mol－1，依據(jù)熱化學方程式：N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。則NN鍵的鍵能是()A．431kJ·mol－1 B．945.6kJ·mol－1C．649kJ·mol－1 D．896kJ·mol－1解析：ΔH＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和ΔH＝3×E(H—H)＋E(NN)－6E(N—H)＝3×436kJ·mol－1＋E(NN)－6×391kJ·mol－1＝－92.4kJ·mol－1，所以E(NN)＝－92.4kJ·mol－1＋6×391kJ·mol－1－3×436kJ·mol－1＝945.6kJ·mol－1。答案：B11．單斜硫和正交硫轉化為二氧化硫的能量改變如圖所示。下列說法正確的是()A．S(s，單斜)=S(s，正交)ΔH＝0.33kJ·mol－1B．正交硫比單斜硫穩(wěn)定C．相同物質的量的正交硫比單斜硫所含有的能量高D．①式表示斷裂1molO2中的共價鍵所汲取的能量比形成1molSO2中的共價鍵所放出的能量少297.16kJ解析：由圖示可知，正交硫比單斜硫能量低，所以單斜硫轉變?yōu)檎涣蚴欠艧徇^程，即：S(s，單斜)=S(s，正交)ΔH＝－0.33kJ·mol－1，A項錯；能量越低越穩(wěn)定，B項正確，C項錯誤；①式表示的是斷裂1mol單斜硫中的化學鍵與斷裂1molO2中的化學鍵共汲取的能量比生成1molSO2中的共價鍵所放出能量少297.16kJ，D項錯。答案：B12．化學反應N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高溫、高壓),\s\do10(催化劑))2NH3的能量改變如圖所示，該反應的熱化學方程式是()A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1C.eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(l)ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1D.eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1解析：通過圖分析可知eq\f(1,2)molN2(g)＋eq\f(3,2)molH2(g)經(jīng)過三階段為①汲取能量akJ；②放出能量bkJ；③放出能量ckJ生成1molNH3(l)。故可得熱化學方程式：eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(l)ΔH＝(a－b－c)kJ·mol－1，擴大系數(shù)后得到A項。答案：A二、非選擇題13．Ⅰ.(1)0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量，其熱化學方程式為________________。(2)又已知：H2O(l)=H2O(g)ΔH＝44kJ·mol－1，則11.2L(標準狀況)乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水放出的熱量是__________kJ。Ⅱ.下圖是炭粉和水蒸氣發(fā)生反應生成CO和H2的途徑和三個狀態(tài)的能量，該反應為吸熱反應，試問：(1)步驟1、2分別是吸熱過程還是放熱過程？步驟1：___________________________________________________________，步驟2：__________________________________________________________。(2)比較E1、E2、E3的大小：______________________________________。解析：Ⅰ.(1)1molB2H6燃燒(生成液態(tài)水)放出的熱量為649.5kJ×eq\f(1mol,0.3mol)＝2165kJ。因此熱化學方程式為B2H6(g)＋3O2(g)=B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ·mol－1。(2)若上述反應生成的3mol液態(tài)水全部變成氣態(tài)水，將汲取熱量44kJ·mol－1×3mol＝132kJ，則1molB2H6完全燃燒(生成氣態(tài)水)放出的熱量為2165kJ－132kJ＝2033kJ，則0.5molB2H6完全燃燒(生成氣態(tài)水)放出的熱量為2033kJ·mol－1×0.5mol＝1016.5kJ。Ⅱ.由題中轉化圖可知，步驟1為化學鍵的破壞過程，要汲取熱量，步驟2為化學鍵的形成過程，放出熱量，且炭粉和水蒸氣反應生成CO和H2為吸熱反應，故E2>E3>E1。答案：Ⅰ.(1)B2H6(g)＋3O2(g)=B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ·mol－1(2)1016.5Ⅱ.(1)吸熱放熱(2)E2>E3>E114．如圖所示，把試管當心地放入盛有20℃的碳酸飲料的燒杯中，試管中起先加入約5mL滴有酚酞試液的蒸餾水，然后往試管中加入1gNa2O2粉末。試回答下列問題：(1)試驗中視察到的現(xiàn)象是__________________________________________。(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的緣由是______________________________。(3)寫出上述過程所涉及的離子方程式____________________。(4)由試驗推知，NaOH和O2的總焓________(填“大于”“小于”或“等于”)反應物的總焓。解析：Na2O2與水的反應屬于放熱反應，則H(反應物)>H(生成物)，描述固體粉末與液體反應的現(xiàn)象時，主要從