2024鲁科版新教材高中化学选择性必修1同步练习--第1课时　反应热　焓变（含解析）

2024鲁科版新教材高中化学选择性必修1
第1章　化学反应与能量转化
第1节　化学反应的热效应
第1课时　反应热　焓变
基础过关练
题组一　化学反应的反应热
1.(2021辽宁联合校月考)下列有关化学反应的说法正确的是(　　)
A.化学反应中的能量变化都表现为热量变化
B.化学反应中能量的变化量与参加反应的物质的物质的量无关
C.能量变化必然伴随化学变化的发生
D.化学反应发生过程中一定有能量变化
2.(2021陕西咸阳实验中学月考)下图为碳酸钙的热分解示意图,有关该反应的下列说法中错误的是(　　)
A.1 mol CO2(g)和1 mol CaO(s)的总能量大于1 mol CaCO3(s)的总能量
B.该反应为吸热反应
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键形成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应
题组二　化学反应的内能变化与焓变
3.下列说法中正确的是(　　)
A.质量相等而状态不同的同种物质,它们的焓相等
B.当反应放热时,ΔU>0;反应吸热时,ΔU<0(反应过程中体系没有做功)
C.在一个确定的化学反应中,反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同
D.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
4.(2021山东师范大学附属中学学业质量检测)下列关于能量变化的说法正确的是(　　)
A.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B.化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
C.已知C(石墨,s) C(金刚石,s)　ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D.反应产物的总焓大于反应物的总焓时,反应吸热,ΔH>0
题组三　放热反应与吸热反应的判断
5.下列图示变化为吸热反应的是(　　)
6.(2021湖南长沙南雅中学入学考试)下列变化过程,属于放热反应的是(　　)
①NH4Cl固体溶于水　②炸药爆炸　③食物因氧化而腐败　④铝热反应　⑤酸碱中和反应　⑥煅烧石灰石制生石灰　⑦溴蒸气液化
A.②③④⑤⑦　　　B.①②④⑤
C.②③④⑤　　 D.①②③⑥⑦
7.(2021河北邯郸月考)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是(　　)
A B
反应装 置或图像
实验现象或图像信息 温度计的水银柱上升 反应物总能量大于生成物总能量
C D
反应装置或图像
实验现象或图像信息 反应开始后,甲处液面低于乙处液面 反应开始后,针筒活塞向右移动
题组四　中和反应反应热的测量
8.在测定中和反应的反应热的实验中,下列说法正确的是(　　)
A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C.用0.5 mol·L-1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应,如所取的溶液体积相等,则测得的中和反应反应热数值相同
D.在测定中和反应的反应热实验中需要使用的仪器有量筒、烧杯、酒精灯、温度计等
9.(2021河北重点高中阶段性测试)用一定浓度的NaOH溶液与稀盐酸进行中和反应反应热的测定实验时,测得生成1 mol液态水时的ΔH>-57.3 kJ·mol-1,产生这种偏差的原因不可能是(　　)
A.实验用NaOH溶液的浓度过大
B.实验时搅拌速度慢
C.分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
D.用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液
10.(2021河南南阳期中)通过测定50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应过程中放出的热量可计算中和反应的反应热。某兴趣小组设计实验装置如图所示,请回答下列问题:
(1)从所学内容判断,图中尚缺少的一种仪器是　　　　　　;该装置还有不妥之处,应如何改正 　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)如果大烧杯上不盖硬纸板,则计算出的中和反应的反应热(ΔH)会　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)实验中改用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”),计算出的中和反应的反应热　　　(填“相同”或“不同”)。
能力提升练
题组一　化学反应的热效应与焓变
1.(2021广东惠州惠东中学期中)利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法,已知CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)反应过程中的能量变化情况如图所示。下列判断正确的是(　　)
A.该反应的ΔH=+91 kJ·mol-1
B.1 mol CO(g)和2 mol H2(g)断键放出能量419 kJ
C.反应物的总能量大于生成物的总能量
D.如果该反应生成液态CH3OH,则ΔH增大
2.中国科学家研究的一种新型复合光催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如下图所示。
下列说法不正确的是(　　)
A.该催化反应实现了太阳能向化学能的转化
B.阶段Ⅰ中,H2O2是氧化产物
C.每生成1 mol O2,阶段Ⅱ中转移2 mol电子
D.反应的两个阶段均为吸热过程,ΔH>0
3.科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
B.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
C.在该过程中,CO断键形成C和O
D.CO和O生成CO2是吸热反应,ΔH>0
4.(2021北京首都师范大学第二附属中学月考)如图所示为CFCl3破坏臭氧层的过程,下列说法不正确的是(　　)
A.过程Ⅰ中断裂极性键C—Cl键
B.过程Ⅱ可用方程式表示为O3+Cl ClO+O2
C.过程Ⅲ中O+O O2是吸热过程
D.上述过程说明CFCl3中的氯原子是破坏臭氧层的催化剂
5.(双选)(2021福建宁德高中联盟校期中)N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应为N2O(g)+CO(g) CO2(g)+N2(g)　ΔH,有关化学反应的物质变化过程如图1所示,能量变化过程如图2所示。下列说法正确的是(　　)
图1
图2
A.由图1、2可知ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔE2-ΔE1
B.反应中加入Pt2O+可使反应的焓变减小
C.由图2可知正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.1 mol N2O(g)和1 mol CO(g)的总能量大于1 mol CO2(g)和1 mol N2(g)的总能量
题组二　化学反应中的能量变化及反应热的测定
6.(2021安徽合肥十一中学月考)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是(　　)
A.由实验可知,(a)、(b)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应的反应热,则测得的中和反应的反应热数值的绝对值偏高
7.(2021山东滨州博兴三中月考)将V1 mL 1.0 mol·L-1盐酸和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度,实验结果如图所示,实验中始终保持V1+V2=50。
(1)下列叙述正确的是　　　　。
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明化学能可转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.5 mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
(2)中和反应的反应热的理论值ΔH=-57.3 kJ·mol-1,下列操作可能使测得的ΔH偏大的是　　　　(填序号)。
①室温低于10 ℃时进行实验
②分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
③实验时用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒
(3)在做测定中和反应的反应热实验时,应使用仪器的正确组合是　　　　。
①天平　②量筒　③烧杯　④滴定管　⑤温度计　⑥试管　⑦酒精灯
A.①②④⑤　　　　B.②③⑤
C.②③④⑦　 　D.全部
答案全解全析
基础过关练
1.D 2.D 3.C 4.D 5.A 6.C 7.D 8.A
9.A
1.D　化学反应中的能量变化形式有多种,如光能、声能、电能等,但通常表现为热量变化,故A错误;化学反应中能量的变化量与参加反应的物质的物质的量有关,参加反应的物质的物质的量越大,其能量的变化量越大,故B错误;能量变化过程中不一定发生化学变化,如氢氧化钠固体溶于水放出热量,故C错误;化学反应的实质为旧键的断裂和新键的形成,旧键断裂和新键形成都伴有能量变化,化学反应发生过程中一定有能量变化,故D正确。
2.D　因为碳酸钙受热分解是吸热反应,所以1 mol CO2(g)和1 mol CaO(s)的总能量大于1 mol CaCO3(s)的总能量,A、B正确;CaCO3中C和C之间存在离子键,C中C与O之间存在共价键,故该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键形成放出能量,C正确;需要加热才发生的反应不一定为吸热反应,如碳的燃烧需要加热,但该反应是放热反应,D错误。
3.C　质量相等而状态不同的同种物质,它们所具有的能量不同,所以它们的焓不相等,A项错误;若反应过程中体系没有做功,当反应放热时,ΔU<0,反应吸热时,ΔU>0,B项错误;化学反应一定伴随能量变化,所以反应物总焓与产物总焓一定不同,C项正确;焓变是反应产物的总焓与反应物的总焓之差,不限制反应物或产物的量,D项错误。
4.D　相同质量的水和冰相比较,冰的能量低,A错误;发生化学反应时能量的变化有多种形式,可以表现为热量变化,还可以表现为光能等,B错误;ΔH>0,该反应为吸热反应,所以石墨的能量较低,能量越低物质越稳定,故石墨比金刚石稳定,C错误;焓变=反应产物的总焓-反应物的总焓,焓变大于0的反应为吸热反应,D正确。
5.A　题图中反应物总能量小于反应产物总能量,为吸热反应,故A选;题图中反应物总能量大于反应产物总能量,为放热反应,故B不选;浓硫酸稀释放热,属于物理变化,故C不选;Zn与稀盐酸的反应为放热反应,故D不选。
6.C　①NH4Cl固体溶于水是吸热过程,属于物理变化;②炸药爆炸是放热反应;③食物因氧化而腐败是放热反应;④铝热反应是剧烈的放热反应;⑤酸碱中和反应是放热反应;⑥煅烧石灰石制生石灰是吸热反应;⑦溴蒸气液化是放热过程,属于物理变化,不是放热反应;故选C。
7.D　温度计的水银柱上升,说明稀盐酸与NaOH溶液反应放热使温度升高,故A不符合题意;该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,故B不符合题意;反应开始后,甲处液面低于乙处液面,说明试管中的反应放热使集气瓶中的空气膨胀,故C不符合题意;反应开始后,锌粒与稀硫酸反应生成的氢气也会使针筒活塞向右移动,不能说明反应放热,故D符合题意。
8.A　环形玻璃搅拌棒起搅拌作用,能加快反应速率,减小实验误差,故A正确;温度计测烧杯内反应混合溶液的温度,温度计水银球不能接触小烧杯底部,故B错误;醋酸是弱酸,其电离过程为吸热过程,反应放出的热量偏小,测得的中和反应的反应热数值偏小,故C错误;测定中和反应的反应热实验中不需要酒精灯,故D错误。
9.A　NaOH溶液浓度过大,稀释过程释放热量,导致测得生成1 mol液态水时的ΔH<-57.3 kJ·mol-1,A符合题意;实验时搅拌速度慢,导致热量散失较多,测得生成1 mol液态水时的ΔH>-57.3 kJ·mol-1,B不符合题意;分2~3次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中,导致热量散失较多,测得生成1 mol液态水时的ΔH>-57.3 kJ·mol-1,C不符合题意;用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液,氢氧化钠部分被反应,导致测得生成1 mol液态水时的ΔH>-57.3 kJ·mol-1,D不符合题意。
10.答案　(1)环形玻璃搅拌棒　在大小两烧杯间填满碎泡沫塑料,使小烧杯口与大烧杯口相平　(2)偏大　
(3)不相等　相同
解析　(1)该装置中缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒;为减少热量散失,应使小烧杯口与大烧杯口持平,其余空间用碎泡沫塑料填满。
(2)如果大烧杯上不盖硬纸板,会有一部分热量散失,求得的中和反应的反应热数值将会偏小,放热反应的ΔH为负值,所以计算出的中和反应的反应热(ΔH)偏大。
(3)中和反应放出的热量与所用酸以及碱的量有关,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,与题述原实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏多,但是计算出的中和反应的反应热相同。
能力提升练
1.C 2.D 3.B 4.C 5.CD 6.D
C　由图可知,该反应的ΔH=419 kJ·mol-1-510 kJ·mol-1=-91 kJ·
mol-1,故A错误;断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,故B错误;该反应为放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量,故C正确;液态CH3OH比气态CH3OH的能量低,则该反应生成液态CH3OH时放热更多,因此ΔH减小,故D错误。
2.D　该过程利用太阳光高效分解水,实现了太阳能向化学能的转化,故A正确;阶段Ⅰ中发生的反应为2H2O H2O2+H2↑,氧元素化合价从-2价升高到-1价,则H2O2是氧化产物,故B正确;阶段Ⅱ中发生的反应为2H2O2 2H2O+O2↑,每生成1 mol O2,转移2 mol电子,故C正确;过氧化氢分解生成H2O和O2的反应为放热反应,故D错误。
3.B　根据题给图示可知,状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,A项错误;根据题给图示可知,CO与O反应生成CO2,CO2中含有极性共价键,B项正确;根据题给图示可知,反应过程中CO中的化学键没有断裂,C项错误;根据题给图示可知,状态Ⅰ的总能量高于状态Ⅲ的总能量,CO和O生成CO2的反应是放热反应,ΔH<0,D项错误。
4.C　过程Ⅰ中CFCl3转化为CFCl2和氯原子,断裂极性键C—Cl键,故A正确;根据题图可知,过程Ⅱ可用方程式表示为O3+Cl ClO+O2,故B正确;原子结合成分子的过程中形成化学键,是放热过程,故C错误;由题图可知,CFCl3中的氯原子是破坏臭氧层的催化剂,故D正确。
5.CD　
图1
由上图可知A、B错误,C正确;题给反应为放热反应,所以1 mol N2O(g)和1 mol CO(g)的总能量大于1 mol CO2(g)和1 mol N2(g)的总能量,D正确。
6.D　(a)是铝与盐酸反应,是放热反应,(b)是氢氧化钡晶体与氯化铵反应,属于吸热反应,A项错误;铝粉和铝片均为铝单质,等质量的铝片和铝粉与足量盐酸反应,放出的热量相同,B项错误;相较于环形玻璃搅拌棒,铁质搅拌棒导热性强,会造成热量损失,对实验结果有影响,C项错误;氢氧化钠固体溶解时要放出热量,最终测得的中和反应的反应热数值的绝对值偏高,D项正确。
7.答案　(1)BC　
(2)①②③　
(3)B
解析　(1)由图可知,实验时环境温度小于22 ℃,故A错误;盐酸和NaOH溶液发生中和反应,溶液温度升高,表明化学能可以转化为热能,故B正确;由题图可知,盐酸和NaOH溶液恰好反应时消耗盐酸的体积是30 mL,由V1+V2=50可知,消耗的氢氧化钠溶液的体积为20 mL,则氢氧化钠的浓度是1.5 mol·L-1,故C正确;其他有水生成的反应不一定是放热反应,如氯化铵和氢氧化钡晶体的反应,故D错误。
(2)①室温低于10 ℃时进行实验,会散失热量,测得的ΔH偏大;②分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中,会散失热量,测得的ΔH偏大;③实验时用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒,会散失热量,测得的ΔH偏大。
(3)在做测定中和反应的反应热实验时,题述中应使用的仪器为量筒、烧杯、温度计。
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