2024人教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）

中小学教育资源及组卷应用平台
2024人教版新教材高中化学选择性必修1
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
基础过关练
题组一　中和反应反应热的测定
1.关于中和反应反应热的测定实验,下列说法正确的是(　　)
A.为了使反应进行得更完全,可以使酸或碱适当过量
B.为了使反应充分,可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
C.中和反应反应热测定的实验结果与所用酸、碱的用量和种类均无关
D.用铜棒代替玻璃搅拌器,会使中和反应反应热的测定值偏大
2.50 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中和反应反应热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是　　　　　　　。
(2)隔热层的作用是　　　　　　　　　。
(3)倒入NaOH溶液的正确操作是　　　　(填字母)。
a.沿玻璃棒缓慢倒入　
b.分三次倒入　　
c.一次迅速倒入
(4)若实验过程中,内筒未加杯盖,求得的中和反应反应热ΔH　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反应后所得溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和反应反应热,某学生的实验记录数据如下:
实验 序号 反应物的温度/℃ 反应前体 系的温度 t1/℃ 反应后体 系的温度 t2/℃
盐酸 氢氧化 钠溶液
1 20.0 20.1 　　 23.2
2 20.2 20.4 　　 23.4
3 20.3 20.3 　　 24.2
4 20.5 20.6 　　 23.6
完成表格并依据该学生的实验数据计算,该实验中生成1 mol水时放出的热量为
　　　　　kJ(结果保留一位小数)。
题组二　反应热与焓变
3.(2021天津部分重点中学联考)下列有关焓变与反应热的说法中,正确的是(　　)
A.反应热和焓变的常用单位都是kJ
B.若反应是在恒温恒压条件下进行的,则此时的反应热与反应的焓变相等
C.若反应是在恒温恒容条件下进行的,则此时的反应热与反应的焓变相等
D.任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定
4.(2022河北邢台联考)下列反应的焓变与如图所示图像相符的是(　　)
A.碳与水蒸气的反应
B.灼热的炭与二氧化碳反应
C.过氧化氢的分解
D.氢氧化钡晶体与氯化铵反应
5.(2022江苏泰州中学月考)反应A+B C(ΔH<0)分两步进行:①A+B X(ΔH>0),②X C(ΔH<0)。下列示意图中,能正确表示反应过程中能量变化的是(　　)
题组三　反应热与键能的关系
6.(2022安徽宿州重点中学联考)化学反应过程可视为旧化学键断裂和新化学键形成的过程,H—H键的键能为436 kJ·mol-1,H—Cl键的键能为431 kJ·mol-1。已知Cl2(g)+H2(g) 2HCl(g)　ΔH=-183 kJ·mol-1,则Cl—Cl键的键能为(　　)
A.243 kJ·mol-1　　　B.351 kJ·mol-1
C.268 kJ·mol-1　　　　　D.862 kJ·mol-1
7.25 ℃和101 kPa下,H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)的能量变化如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.H2(g)转化为H(g)是一个放热过程
B.1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)的总能量比2 mol HCl(g)的总能量高
C.1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431 kJ能量
D.2HCl(g) H2(g)+Cl2(g)的反应热ΔH=-183 kJ·mol-1
8.(2021山东聊城期中)已知断裂1 mol化学键所需的能量:键为942 kJ、OO键为500 kJ、N—N键为154 kJ,O—H键为452.5 kJ,则断裂1 mol N—H键所需的能量是　(　　)
A.194 kJ　　　　　B.316 kJ　　
C.391 kJ　　　　　D.658 kJ
9.下表是部分化学键的键能数据:
化学键 P—P P—O OO PO
键能 (kJ·mol-1) 198 360 498 x
(1)已知1 mol白磷(P4)燃烧生成P4O10(s)时放出2 982 kJ热量,白磷(P4)、P4O6、P4O10的结构如图所示,则上表中x=　　　　。
(2)0.5 mol白磷(P4)与一定量O2(g)完全反应生成固态P4O6放出的热量为　　　　kJ。能力提升练
题组一　从微观(化学键)和宏观(内能)角度理解反应热
1.(2022福建长乐一中月考)我国研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示。物质中化学键键能如下表所示。若反应过程中分解了2 mol水,则下列说法不正确的是　(　　)
化学键 H—O OO H—H O—O
键能 (kJ/mol) 460 498 436 134
A.过程Ⅰ吸收了920 kJ能量
B.过程Ⅱ放出了570 kJ能量
C.过程Ⅲ属于放热反应
D.总反应为2H2O 2H2↑+O2↑
2.(2020天津七校期中联考)单斜硫和正交硫是硫的两种同素异形体,下列说法正确的是(　　)
A.S(s,单斜) S(s,正交)　ΔH3=-0.33 kJ/mol
B.单斜硫比正交硫稳定
C.相同物质的量的正交硫比单斜硫所含的能量高
D.由①可知断裂1 mol O2和1 mol单斜硫中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量多297.16 kJ
题组二　焓变的定性分析与定量计算
3.(2022山东师大附中月考)甲烷不完全燃烧的热化学方程式为2CH4(g)+3O2(g) 2CO(g)+4H2O(g)　ΔH=x kJ/mol;已知:OO键的键能为a kJ/mol,C—H键的键能为b kJ/mol,键的键能为c kJ/mol,O—H键的键能为d kJ/mol。x为(　　)
A.3a+8b-2c-8d　　　B.3a+8b-2c-4d
C.2c+8d-3a-4b　　　D.2c+8d-3a-8b
4.(2022辽宁大连一中检测)已知:①SiCl4(g)+2H2(g) Si(g)+4HCl(g)　ΔH1;②Si(g)+O2(g) SiO2(g)　ΔH2。根据相关物质结构和下表中提供的数据计算ΔH1、ΔH2分别为(　　)
SiO2的晶体结构
单质硅的晶体结构
化学键 Si—Cl H—H Si—Si
键能 (kJ·mol-1) 360 436 176
化学键 H—Cl OO Si—O
键能 (kJ·mol-1) 431 498 460
A.+236 kJ·mol-1、-990 kJ·mol-1
B.-116 kJ·mol-1、-990 kJ·mol-1
C.-116 kJ·mol-1、-70 kJ·mol-1
D.+236 kJ·mol-1、-70 kJ·mol-1
答案全解全析
基础过关练
1.A　为了使反应进行得更完全,可以使酸或碱适当过量,A正确;向酸(碱)中分次加入碱(酸),会导致热量损失较多,使实验误差过大,B不正确;中和反应反应热测定的实验结果与所用酸、碱的用量无关,但是与所用酸、碱的种类有关,C不正确;用铜棒代替玻璃搅拌器,铜是热的良导体,造成热量散失过多,会使中和反应反应热的测定值偏小,D不正确。
2.答案　(1)玻璃搅拌器　(2)减少实验过程中的热量损失　(3)c　(4)偏大　(5)20.05　20.3　20.3　20.55　51.8
解析　(5)四次实验(t2-t1)的值分别为3.15、3.1、3.9、3.05,第三次实验数据误差大,舍弃,则温度差平均值为3.1,生成1 mol水时放出的热量Q= kJ≈51.8 kJ。
3.B　反应热和焓变常用的单位都是kJ·mol-1,A错误;在恒压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变,B正确,C错误;有些反应的反应热不能通过实验直接测定,如C不完全燃烧生成CO的反应热,D错误。
4.C　题图中反应物的总能量高于生成物的总能量,故为放热反应。碳与水蒸气的反应、灼热的炭与二氧化碳反应、氢氧化钡晶体与氯化铵反应均为吸热反应;过氧化氢的分解为放热反应。
5.D　由A+B X为吸热反应,可知X的能量高于A+B的能量,可排除A项和C项;由总反应A+B C为放热反应,可知C的能量小于A+B的能量,故B项错误、D项正确。
6.A　ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=ECl—Cl+436 kJ·mol-1-2×431 kJ·mol-1=
-183 kJ·mol-1,ECl—Cl=243 kJ·mol-1。
方法技巧　　依据键能计算ΔH的方法
(1)计算公式:ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
(2)根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目,如H2O分子中含有2个(O—H)共价键,NH3分子中含有3个(N—H)共价键。
7.B　H2(g)转化为H(g),吸收热量,故A错误;由题图可知该反应为放热反应,1 mol H2(g)和
1 mol Cl2(g)的总能量比2 mol HCl(g)的总能量高,故B正确;由题图可知1 mol HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431 kJ能量,故C错误;题图所示反应的ΔH=-183 kJ·mol-1,与其逆过程的焓变的数值相同、符号相反,则2HCl(g) H2(g)+Cl2(g)的反应热ΔH=+183 kJ·mol-1,故D错误。
8.C　依据题图分析,反应为N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g),反应的焓变ΔH=-534 kJ·mol-1,反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,设断裂1 mol N—H键吸收的能量为x kJ,则(154+4x+500)kJ·mol-1-(942+4×452.5)kJ·mol-1=-534 kJ·mol-1,解得:x=391。
9.答案　(1)585　(2)819
解析　(1)白磷(P4)燃烧生成P4O10(s)的热化学方程式为P4(s)+5O2(g) P4O10(s)　ΔH=
-2 982 kJ·mol-1,则6×198 kJ·mol-1+5×498 kJ·mol-1-12×360 kJ·mol-1-4x kJ·mol-1=
-2 982 kJ·mol-1,x=585。
(2)白磷(P4)燃烧生成P4O6(s)的热化学方程式为P4(s)+3O2(g) P4O6(s)　ΔH=6×
198 kJ·mol-1+3×498 kJ·mol-1-12×360 kJ·mol-1=-1 638 kJ·mol-1,0.5 mol白磷(P4)与一定量O2(g)完全反应生成固态P4O6放出的热量为0.5 mol×1 638 kJ·mol-1=819 kJ。
能力提升练
1.C　断裂化学键吸收能量,结合题表中数据可知,过程Ⅰ吸收了460 kJ/mol×2 mol=920 kJ能量,A正确;形成化学键释放能量,则过程Ⅱ放出了436 kJ/mol×1 mol+134 kJ/mol×1 mol=570 kJ能量,B正确;由过程Ⅲ可知,H2O2中的O—H键断裂,有O—O键、H—H键形成,
ΔH=460 kJ/mol×2-134 kJ/mol-436 kJ/mol=+350 kJ/mol,为吸热反应,C错误;太阳光在催化剂表面实现高效分解水,总反应为2H2O 2H2↑+O2↑,D正确。
2.A　由题图可知,单斜硫能量大于正交硫,则单斜硫转化为正交硫放出热量,
焓变=(296.83-297.16)kJ/mol=-0.33 kJ/mol,所以S(s,单斜) S(s,正交)　ΔH3=-0.33 kJ/mol,A正确;物质所含能量越低越稳定,相同物质的量的单斜硫所含能量大于正交硫所含能量,所以正交硫较稳定,B、C错误;由①可知断裂1 mol O2和1 mol单斜硫中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ,D错误。
3.A　ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=8×b kJ/mol+3×a kJ/mol-(2×c kJ/mol+8×d kJ/mol)=(3a+8b-2c-8d) kJ/mol,即x=3a+8b-2c-8d。
4.A　ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,则ΔH1=360 kJ·mol-1×4+436 kJ·mol-1×2-
(176 kJ·mol-1×2+431 kJ·mol-1×4)=+236 kJ·mol-1;ΔH2=176 kJ·mol-1×2+498 kJ·mol-1-
460 kJ·mol-1×4=-990 kJ·mol-1。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)