2024苏教版新教材高中化学选择性必修1同步练习--第1课时　化学反应的焓变（含解析）

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2024苏教版新教材高中化学选择性必修1
专题1　化学反应与能量变化
第一单元　化学反应的热效应　　
第1课时　化学反应的焓变
基础过关练
题组一　反应热　焓变
1.下列说法正确的是(　　)
A.在化学反应中发生物质变化的同时,不一定发生能量变化
B.ΔH>0表示放热反应,ΔH<0表示吸热反应
C.反应热的数据可以实验测得,也可以通过理论计算求得
D.成键释放的总能量大于反应物断键吸收的总能量时,ΔH>0
2.(2022江苏扬州临泽中学阶段测试)一定条件下,石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下,下列结论正确的是(　　)
A.石墨转化为金刚石是放热反应
B.等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同
C.金刚石比石墨更稳定
D.1 mol C(金刚石)比1 mol C(石墨)的总能量高
3.(2022江苏泰州中学月度检测)化学反应A+B C(放出能量)分两步进行:①A+B X(吸收能量),②X C(放出能量)。示意图中表示总反应过程中能量变化的是(　　)
4.(2021河北邯郸大名一中月考)H2和O2发生反应的过程可用模型图表示如下(“—”表示化学键),下列说法错误的是(　　)
A.过程Ⅰ是吸热过程
B.过程Ⅲ是放热过程
C.该反应过程中的能量转化只能以热能的形式进行
D.该反应过程中所有旧化学键都断裂,且形成了新化学键
题组二　热化学方程式
5.下列关于热化学方程式的说法错误的是(　　)
A.化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比
B.热化学方程式中各物质的化学计量数表示物质的量,可以用整数或者简单分数
C.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
D.同一化学反应,反应条件不同ΔH可能相同
6.(2021江苏南京雨花台中学期末)下列说法正确的是(　　)
A.若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多
B.由C(s,石墨) C(s,金刚石)　ΔH=+1.9 kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定
C.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH= -285.8 kJ·mol-1
D.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1,若将含1 mol H2SO4的稀溶液与含2 mol NaOH的稀溶液混合,放出的热量等于114.6 kJ
7.(2021安徽皖北名校联考) 溴与氢气在一定条件下反应的热化学方程式如下。
①Br2(g)+H2(g) 2HBr(g)　ΔH=-Q1 kJ·mol-1
②Br2(l)+H2(g) 2HBr(g)　ΔH=-Q2 kJ·mol-1
下列说法正确的是(　　)
A.Q1B.1 mol HBr(g)具有的能量大于1 mol HBr(l)具有的能量
C.相同条件下,Cl2(g)+H2(g) 2HCl(g)　ΔH>-Q1 kJ·mol-1
D.向1 mol Br2(g)中加入1 mol H2(g),在该条件下充分反应,放出Q1 kJ热量
8.(2020山东安丘实验中学月考)(1)已知2.0 g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时,放出33.4 kJ的热量,则表示肼燃烧的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)将2.3 g某液态有机物在一定量的氧气中点燃,恰好完全燃烧,生成2.7 g液态水和2.24 L CO2(标准状况)并放出68.35 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
题组三　ΔH与化学键的键能
9.意大利罗马大学的科学家获得了极具理论研究意义的N4分子(结构如图),已知断裂1 mol 键吸收942 kJ热量,生成1 mol N—N键释放167 kJ热量,则下列热化学方程式正确的是(　　)
A.2N2 N4　ΔH=-882 kJ/mol
B.N2(g) N4(g)　ΔH=+441 kJ
C.N2(g) N4(g)　ΔH=-441 kJ/mol
D.2N2(g) N4(g)　ΔH=+882 kJ/mol
10.(2021江苏南通高级中学月考)已知:断开(或形成)1 mol共价键吸收(或放出)的能量数据如下表。
共价键 H—H C—H
能量变化/ kJ·mol-1 a b c
则反应2CH4(g)+3H2(g)的ΔH(单位:kJ·mol-1)为(　　)
A.b-c-a　　　　　 B.c+3a-4b
C.c+3a-6b　　　　　D.6b-c-3a
11.(2021福建永安一中月考)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在S—F键。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,断裂1 mol F—F键、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)+3F2(g) SF6(g)的ΔH为(　　)
A.-1 780 kJ· mol-1　　　　　
B.-1 220 kJ· mol-1
C.-450 kJ· mol-1　　　　　
D.+430 kJ· mol-1
能力提升练
题组一　从宏观和微观的角度分析反应热
1.(2021山东青岛城阳期中)据报道,科学家首次用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
2.(2021河南驻马店正阳高级中学素质检测)根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况,判断下列说法正确的是　(　　)
A.N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)是放热反应
B.1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要放出632 kJ能量
C.N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=-180 kJ/mol
D.2 mol O(g)原子结合生成O2(g)时需要放出498 kJ能量
3.(2021河北沧州泊头一中月考)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
题组二　利用化学键的键能计算反应热
4.(2021福建漳州平和第一中学期中)断裂1 mol化学键所需的能量如表,火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法错误的是(　　)
化学键 N—N N—H
能量(kJ) 154 500 942 a
A.N2(g)比O2(g)稳定
B.N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-534 kJ/mol
C.图中的ΔH3=+2 218 kJ/mol
D.表中的a=194
答案全解全析
基础过关练
1.C　任何化学反应的发生都伴有能量的变化,A错误;ΔH>0表示吸热反应,ΔH<0表示放热反应,B错误;成键释放的总能量大于反应物断键吸收的总能量时,为放热反应,ΔH<0,D错误。
2.D　石墨转化为金刚石要吸收能量,即石墨转化为金刚石是吸热反应,故A错误;石墨转化为金刚石要吸收能量,说明石墨的能量低,等质量的石墨和金刚石完全燃烧时释放的能量金刚石比石墨多,B错误;石墨的能量低,石墨比金刚石稳定,C错误;1 mol C(金刚石)比1 mol C(石墨)的总能量高,D正确。
3.D　A+B C为放热反应,A、B项错误;A+B X为吸热反应,C项错误。
4.C　过程Ⅰ是断裂化学键,吸热过程,故A正确;过程Ⅲ是形成化学键,放热过程,故B正确;该反应可通过原电池实现化学能转化为电能,故C错误;该反应过程Ⅰ所有旧化学键都断裂,过程Ⅲ都形成了新化学键,故D正确。
5.C　参加反应的物质的物质的量越多,化学反应过程所吸收或放出的热量越多,故A正确;热化学方程式中各物质的化学计量数表示物质的量,可以用整数或者简单分数,故B正确;热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示常温常压下的数据,故C错误;ΔH只与反应物和生成物状态有关,与反应过程无关,故D正确。
6.D　等量的硫蒸气的能量高于硫固体的能量,因此若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量多,A错误;由题述可知金刚石总能量高于石墨,能量越低越稳定,石墨比金刚石稳定,B错误;在 101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式为H2(g)+O2(g) H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1,C错误;在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含1 mol H2SO4的稀溶液与含2 mol NaOH的稀溶液混合生成 2 mol水,放出的热量等于2 mol×57.3 kJ·mol-1=114.6 kJ,D正确。
7.B　由于溴蒸气变成液溴的过程放热,将①和②相减得到Br2(g) Br2(l)　ΔH=(Q2-Q1)kJ·mol-1<0,则Q1>Q2,A项错误;物质由气态变为液态要放出热量,所以1 mol HBr(g)具有的能量高于1 mol HBr(l)具有的能量,B项正确;Cl2(g)与H2(g)反应比等量的Br2(g)放出的热量多,Cl2(g)+H2(g) 2HCl(g)　ΔH<-Q1 kJ·mol-1,C项错误;由于溴和氢气的反应为可逆反应,故向1 mol Br2(g)中加入1 mol H2(g)反应生成的HBr(g)的物质的量小于2 mol,放出的热量小于Q1 kJ,D项错误。
8.答案　(1)N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534.4 kJ·mol-1
(2)C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 367 kJ·mol-1
解析　(1)2.0 g N2H4(g)在氧气中完全燃烧生成氮气和水蒸气时放出33.4 kJ热量,则表示肼燃烧的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-534.4 kJ·mol-1。(2)通过燃烧的产物可知该有机物中肯定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素。n(H2O)=2.7 g÷ 18 g·mol-1=0.15 mol,n(H)=0.3 mol,m(H)=0.3 g,n(CO2)=2.24 L÷ 22.4 L·mol-1=0.1 mol,n(C)=0.1 mol,m(C)=1.2 g,则碳元素和氢元素的质量之和是0.3 g+1.2 g=1.5 g<2.3 g,故该有机物中还含有氧元素,氧元素的质量是2.3 g-1.5 g=0.8 g,n(O)=0.05 mol,从而可确定该有机物的分子式为C2H6O,该液态有机物为C2H5OH,故该反应的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 367 kJ·mol-1。
9.D　由N4的结构知1 mol N4分子中含有6 mol N—N键。反应2N2(g) N4(g)的ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和= 2E()-6E(N—N)=2×942 kJ/mol-6×167 kJ/mol=+882 kJ/mol。
10.D　由于化学反应的焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和,则ΔH=(8b-c-2b-3a)kJ·mol-1=(6b-c-3a)kJ·mol-1,D项正确。
11.B　ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和=280 kJ·mol-1+ 3×160 kJ·mol-1-6×330 kJ·mol-1=-1 220 kJ·mol-1。
能力提升练
1.B　根据图示可知,状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,A项错误;CO与O反应生成CO2,CO2中含有极性共价键,B项正确;反应过程中CO中化学键没有断裂,C项错误;状态Ⅰ的总能量高于状态Ⅲ的总能量,CO和O生成CO2是放热反应,ΔH<0,D项错误。
2.D　由题给信息可知N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=946 kJ/mol+ 498 kJ/mol-2×632 kJ/mol=+180 kJ/mol,该反应是吸热反应,A项错误,C项错误;1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量,B项错误;原子结合形成分子的过程是化学键形成过程,是放热过程,2 mol O(g)原子结合生成1 mol O2(g)时需要放出498 kJ能量,D项正确。
3.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;根据题图信息可知,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了化学键,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。
4.D　破坏1 mol 键需吸收的能量比破坏1 mol 键多,N2(g)比O2(g)稳定,A项正确;由题图得N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-534 kJ/mol,B项正确;N2H4(g)+O2(g) 2N(g)+4H(g)+2O(g)　ΔH3=ΔH1-ΔH2=-534 kJ/mol-(-2 752 kJ/mol)= +2 218 kJ/mol,C项正确;ΔH3=154 kJ/mol+4a kJ/mol+500 kJ/mol= 2 218 kJ/mol,解得a=391,D项错误。
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