第一章 化学反应的热效应 单元测试题（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第一章 化学反应的热效应 单元测试题
一、单选题
1．C和在生产、生活、科技中是重要的燃料。
①
②
下列推断正确的是
A．C(s)的燃烧热110kJ/mol
B．
C．欲分解2mol (l)。至少需要提供4×462kJ的热量
D．
2．2022北京冬奥会采用氢气作为火炬燃料，选择氢能汽车作为赛事交通服务用车，充分体现了绿色奥运的理念。
已知：

下列说法不正确的是
A．氢气既可以通过燃烧反应提供热能，也可以设计成燃料电池提供电能
B．的过程中，
C．断裂2mol 和1mol 中化学键所需能量大于断裂2mol 中化学键所需能量
D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
3．一定条件下，工业合成氨反应：。下列说法正确的是
A．该反应为吸热反应
B．根据能量守恒定律，反应物的焓=生成物的焓
C．若生成，则
D．该条件下，由0到，最终放出热量小于
4．由甲烷制取的原理为，断裂化学键所吸收的能量如下表所示，形成键所释放的能量为
化学键
能量 414 489 565
A． B． C． D．
5．根据下图所示的能量转化关系判断下列说法正确的是

A．该反应是吸热反应
B．反应中换为，不变
C．反应的热化学方程式是
D．、反应物的能量是419kJ
6．工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2]，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A．NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物
B．反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能
C．反应Ⅱ在热力学上进行趋势较小
D．2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(l)的焓变ΔH=El-E2
7．铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器以及光电化学器件中有着广泛的应用和诱人的前景。实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红，每生成160 g固体铁红放出130 kJ热量，则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是
A．2FeCO3(s)＋O2(g)=Fe2O3(s)＋2CO2(g) ΔH=＋130 kJ/mol
B．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g) ΔH=＋260 kJ/mol
C．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g) ΔH=-260 kJ/mol
D．4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g) ΔH=-130 kJ/mol
8．神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，两个航天员乘组首次实现“太空会师”。发射火箭的燃料常用联氨(N2H4)、液氢(H2)，氧化剂有液氧(O2)、液态N2O4等。
下列叙述错误的是
A．发射场因液态N2O4产生大量NO2而呈红棕色
B．氢气和氧气在液化过程中发生了放热反应
C．N2H4和N2O4反应能放出大量热量，产物对环境无污染
D．2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ΔH1；2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH2；ΔH2 >ΔH1
9．氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是
A．已知HF气体溶于水放热，则
B．相同条件下，HCl的比HBr的小
C．
D．相同条件下，HBr的比HI的大
10．下列示意图表示正确的是

A．甲图表示反应的能量变化
B．乙图表示一氧化碳的燃烧热
C．丙图表示在一定温度下，向溶液中加入等物质的量浓度溶液，混合液的温度随V的变化
D．已知稳定性顺序：，该反应由两步反应构成，反应过程中的能量变化曲线如丁图
11．如图表示常压下1mol某反应(反应完全)的反应物[曲线Ⅰ，2molM(g)]和生成物[曲线Ⅱ，1molX(g)、3molY(g)]的能量随温度(T)的变化。下列相关叙述正确的是

A．ΔH2＞ΔH1＞0
B．若加入催化剂，则随温度升高，ΔH不变
C．该反应的ΔH＞0、ΔS＜0，任何温度下都为自发反应
D．该反应热化学方程式：M(g)X(g)+Y(g) ΔH2
12．杭州第19届亚运会火炬命名“薪火”，表达了亚运精神薪火相传，中华文明生生不息之意；“薪火”采用丙烷为燃料，火焰呈橙色。主火炬塔“钱江潮涌”采用废碳再生的绿色甲醇作为燃料，实现循环内的零排放，被称为“零碳甲醇”，助力打造首届碳中和亚运会。下列叙述正确的是
A．丙烷和甲醇都可来自石油的干馏 B．火炬燃烧时化学能只转化为光能
C．丙烷燃烧的热效应就是其燃烧热 D．甲醇完全燃烧产物对环境无污染
13．下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A．常温常压下，1molHF溶液与足量NaOH溶液反应：
B．500℃、30Mpa下，1molN2和3molH2充分反应生成并放热38.6kJ，热化学方程式为：
C．常温常压下， ，则石墨的燃烧热
D．常温常压下，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则表示H2燃烧热的热化学方程式为：
二、多选题
14．将V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2=50)。下列叙述正确的是
A．做该实验时环境温度小于22 ℃
B．该实验表明化学能可以转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约是1.0 mol/L
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
三、非选择题
15．回答下列问题：
(1)2023年9月23日20时许，第19届亚运会在杭州奥体中心“大莲花”盛大开幕。此次杭州亚运会主火炬的燃料首次使用废碳再生的绿色甲醇，实现了循环内的零排放。我国科学家在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化为清洁液态燃料——甲醇。
(1)该法利用制取甲醇的有关化学反应如下：
①
②
③
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键 C-C C-H H-H C-O H-O
键能 348 413 436 358 463
由此计算断开1molC=O键需要吸收 kJ的能量(甲醇的结构式为 )； 。
(2)甲醇燃烧时发生如下反应(a、b、c、d均大于0)：
①
②
③
④
由此知，a、b、c、d由小到大的排序为 。
(3)甲烷、氢气、乙烯、乙炔也是常用的燃料物质。已知：①101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的标准燃烧热。常温常压下，几种可燃物的燃烧热如下表所示：
可燃物 甲烷
燃烧热()/ -285.8 -1411.0 -1299.6 -890.3
①甲烷不完全燃烧的能量变化如图所示。CO燃烧的热化学方程式是 。

②在相同条件下，等质量的下列气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时，放出的热量最多的是 (填字母)。
A． B． C． D．
③家用灶具有进气口和进风口。使用煤气(主要成分是氢气和CO的混合物，其中CO的体积分数是0.8)灶具改为使用天然气燃料。要调整好空气进气孔，调整的方法是 。
④将是未来最好的绿色燃料，使用氢气作燃料的优点是 (回答两点即可)。
16．I．下表是几种常用燃料(1mol)完全燃烧时放出的热量：
物质 炭粉(C) 一氧化碳(CO) 氢气(H2) 甲烷(CH4) 乙醇(C2H5OH)
状态 固体 气体 气体 气体 液体
热量(kJ) 392.8 282.6 285.8 890.3 1367
(1)从热量角度分析，目前最适合家庭使用的优质气体燃料是 。
(2)写出管道煤气中的一氧化碳燃烧的热化学方程式 。
(3)充分燃烧 1mol 表中各种燃料，排放出二氧化碳的量最多的是 。
(4)矿物燃料储量有限，而且在燃烧过程中会产生污染。根据能源多样化的发展战略，我国开发利用的绿色能源有氢能、 等。
II．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能 发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用 kJ·mol-1表示。请认真观察下图，然后回答问题：

(5)图中所示反应是 (填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH= (用含 E1、E2 的代数式表示)。
(6)下列 4 个反应中符合示意图描述的反应的是___________(填代号)。
A．水蒸气与炭反应 B．用水稀释氢氧化钠溶液 C．铝粉与四氧化三铁反应 D．灼热的炭与 CO2反应
17．请回答下列问题：
(1)对烟道气中的进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。CO还原法：一定条件下，由和CO反应生成S和的能量变化如图所示，每生成，该反应 (填“放出”或“吸收”)的热量为 kJ。

(2)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：

反应Ⅰ：
反应Ⅲ：
反应Ⅱ的热化学方程式为 。
(3)近年来空气污染日益严重，原因之一是汽车尾气中含有NO、、CO等气体。为消除汽车尾气的污染，可采取：NO和CO在催化转换器中发生如下反应：
；
已知： ；
CO的燃烧热为；
与CO发生反应的热化学方程式： (用、、表示)。
(4)工业上接触法生产硫酸的主要反应之一是：在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下，被空气中的氧化为。是钒催化剂的活性成分，
郭汗贤等提出：在对反应Ⅰ的催化循环过程中，经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段，图示如下：

①有关气体分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下：
化学键
能量/kJ 535 496 472
由此计算反应Ⅰ的 kJ/mol。
②反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式为 、 。
18．完成下列问题
(1)已知CH3OH(l)的摩尔燃烧焓ΔH=-726.5 kJ·mol-1，CH3OH(l)＋O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)　ΔH=-a kJ·mol-1，则a (填“>”“<”或“=”)726.5。
(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，写出该反应的热化学方程式： 。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)=2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH=-1 176.0 kJ·mol-1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为 。
(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示：
化学键
键能/(kJ·mol-1) 436 326 803 464 414
写出该反应的热化学方程式： 。
(5)CO2催化加氢制CH3OH的一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如CO表示CO2吸附在催化剂表面)。
该反应历程中决速步反应的化学方程式为 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定的稳定物质时放出的热量，C燃烧的稳定产物为CO2，所以燃烧热应大于110kJ/mol，故A错误；
B．，根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，则该反应的反应热为，故B错误；
C．ΔH＝-480kJ/mol，分解2mol H2O(g)至少需要提供480kJ热量，而H2O(g)比H2O(l)能量高，故C错误；
D．结合反应ΔH＝-480kJ/mol和反应① ，根据盖斯定律可知ΔH＝，故D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．氢气既可以通过燃烧反应提供热能，也可以根据氧化还原反应原理设计成燃料电池提供电能，故A正确；
B．气体变为液体是放出热量的过程，故的过程中，，故B正确；
C．氢气燃烧的反应是放热反应，故断裂2mol氢气和1mol 氧气中化学键所需能量小于断裂2mol水中化学键所需能量，故C错误；
D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，故D正确；
故选C。
3．C
【详解】A．合成氨反应为焓变小于0的放热反应，故A错误；
B．化学反应没有热效应为0的反应，所以合成氨反应中反应物的焓不可能等于生成物的焓，故B错误；
C．氨气的能量高于液氨，所以若合成氨生成液氨，反应放出的热量更多，反应的焓变△H小于—92kJ/mol，故C正确；
D．由方程式可知，反应生成2mol氨气时，反应放出的热量为92kJ，故D错误；
故选C。
4．B
【详解】，，形成键所释放的能量为，B项正确；
答案选B。
5．C
【详解】A．根据图中信息可知，反应物的能量大于产物的能量是放热反应，选项A错误；
B．状态变化，反应的焓变发生变化，选项B错误；
C．根据图中信息可知，=-(510-419)kJ/mol，故反应的热化学方程式是 ，选项C正确；
D．拆开反应物中化学键吸收的能量是419kJ，不是物质的能量，选项D错误；
答案选C。
6．D
【详解】A．从图像可知，合成尿素的过程中生成了NH2COONH4，其为合成尿素反应的中间产物，A正确；
B．活化能是指化学反应中反应物分子到达活化分子所需的最小能量，由图像可知，反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能，B正确；
C．反应Ⅱ为吸热反应，在热力学上进行趋势较小，C正确；
D．2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(l)为放热反应，ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量<0，即ΔH=E2-E1，D错误；
故答案选D。
7．C
【详解】每生成160g固体铁红的物质的量为，放出130kJ热量，所以生成2mol氧化铁放出的热量为260kJ，所以热化方程式为：，故答案选C。
8．B
【详解】A．液体N2O4存在部分转化N2O42NO2，产生红棕色雾，故A正确；
B．氢气和氧气在液化过程属于物理变化，不属于放热反应，故B错误；
C．液氢和液氧燃烧是放热反应，产物为水，不污染环境，故C正确；
D．燃烧生成液态水放出的热量高于气态水，由于放热反应ΔH <0，放出热量越多ΔH 越小，则ΔH2 >ΔH1，故D正确；
故选：B。
9．C
【详解】A．已知HF气体溶于水放热，则HF气体溶于水的逆过程吸热，即HF的H1＞0，根据盖斯定律可知，，则有，A错误；
B．由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下HCl的H2比HBr的大，B错误；
C．由题干图示信息可知，过程HX(g)H(g)+X(g)代表化学键断裂过程，为吸热过程，故，C正确；
D．H3+H4代表H(g)→H+(aq)的焓变，与是HBr的还是HI的无关，D错误；
故答案为：C。
10．C
【详解】A．反应是吸热反应，与图示能量变化不一致，故A错误；
B．燃烧热定义强调，燃烧物的物质的量为1mol，而图中物质为2mol，且CO2与CO位置颠倒，所以不能表示一氧化碳的燃烧热，故B错误；
C．向溶液中加入等物质的量浓度溶液反应，正好反应完全时混合液的温度最高，溶液中加入等物质的量浓度溶液完全反应需要20ml的NaOH溶液，20ml时对应的温度最高，故C正确；
D．能量越低越稳定，已知稳定性顺序：，能量高低顺序应该是C答案选C。
11．A
【详解】A．曲线Ⅰ表示反应物的能量随时间变化，曲线Ⅱ表示生成物的能量随时间变化，由图可知，生成物总能量高于反应物总能量，则反应为吸热反应，ΔH1＞0，ΔH2＞0，且温度为T2时焓变值更大，故ΔH2＞ΔH1＞0， A正确；
B．由图可知，焓变值随温度的升高而增大，若加入催化剂，则随温度升高，ΔH也会增大，B错误；
C．该反应的ΔH＞0、ΔS＜0，则ΔG=ΔH-TΔS＜0，任何温度下反应都不自发，C错误；
D．ΔH2表示在T2时，2molM(g)]生成1molX(g)、3molY(g)时的反应热，则该反应热化学方程式为2M(g)X(g)+3Y(g) ΔH2，D错误；
故选A。
12．D
【详解】A．石油中没有醇类，对石油的加工处理也没有干馏的方式，故A错误；
B．火炬燃烧时化学能转化热能、光能等，故B错误；
C．燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，丙烷的热效应与燃烧热不同；故C错误；
D．甲醇完全燃烧生成二氧化碳和水，产物对环境无污染，故D正确。
答案选D。
13．B
【详解】A．由于HF是弱酸，电离时要吸收能量，故1molHF溶液与足量NaOH溶液反应： ，A错误；
B．由于氮气和氢气生成氨气的反应为可逆反应，故热化学方程式为： ，B正确；
C．由于燃烧热是生成稳定的氧化物，CO不是稳定的氧化物，故 ，则石墨的燃烧热，C错误；
D．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物，则表示H2燃烧热的热化学方程式为： ，D错误；
故选B。
14．AB
【详解】A．由题图可知，当加入HCl溶液5 mL，NaOH溶液45 mL时，反应后温度为22 ℃，故做该实验时环境温度小于22 ℃，A项正确；
B．中和反应为放热反应，B项正确；
C．当加入HCl溶液30 mL时反应放热最多，应是酸碱恰好完全中和，故c(NaOH)==1.5 mol/L，C项错误；
D．中和反应有水生成且是放热反应，但有水生成的反应不一定是放热反应，如H2＋CuOH2O＋Cu是吸热反应，D项错误；
答案选AB。
15．(1) 750 -219.2
(2)d＜c＜a＜b
(3) B 增大进空气量 使用氢气作燃料，无污染，热效率高，可循环使用等
【详解】（1）二氧化碳的结构式为O=C=O，设C=O键的键能为，根据已知热化学方程式①反应焓变反应物键能之和一生成物键能之和，解得，即断开1molC=O键需要吸收的能量为750kJ；根据盖斯定律，由①+(②-③)得： ；
（2）根据产物、状态、化学计量数判断，液态变气态时要吸收热量，则放出的热量由多到少的顺序：②>①>③>④，故d＜c＜a＜b；
（3）① ，
② ，则 ，即 ；
②根据燃烧热的概念，等质量的各气体完全燃烧放出的热量分别为、、、，故大小关系为；
③煤气灶需用空气少，因此换为天然气要增大进空气量，或减少进天然气量；
④ 使用氢气作燃料的优点是使用氢气作燃料，无污染，热效率高，可循环使用等。
16．(1)甲烷
(2)CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-282.6kJ/mol
(3)乙醇
(4)风能、太阳能、地热能(三个答案其中一个就行)
(5) 放热 E1 - E2
(6)C
【详解】（1）由表中数据可知1mol甲烷(CH4)完全燃烧放出的热量较大，是最合适的优质气体燃料；
（2）一氧化碳燃烧的热化学方程式CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-282.6kJ/mol；
（3）由组成可知，1mol上述物质中含碳原子数最多的是乙醇，则1mol燃料燃烧时排放出二氧化碳的量最多的是乙醇；
（4）氢能、风能、太阳能、地热能等都属于绿色能源；
（5）由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为放热反应，该反应的ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量= E2- E1；
（6）A.水蒸气与炭反应为吸热反应，不符合图示描述，故A不选；
B.稀释氢氧化钠溶液未发生化学变化，不符合图示描述，故B不选；
C.铝粉与四氧化三铁反应为放热反应，符合图示描述，故C选；
D.灼热的炭与 CO2反应为吸热反应，不符合图示描述，故D不选;
答案选C。
17．(1) 放出 135
(2)3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H=-254kJ/mol
(3)△H1-△H2+2△H3
(4) -98 SO2+V2O5 V2O4 SO3 2V2O4 SO3+O2 2V2O5+SO3
【详解】（1）SO2和CO反应生成S和CO2的方程式为SO2+2CO S↓+2CO2，由图可知，每生成1molS(s)放出热量270kJ，16gS(s)的物质的量=0.5mol，=0.5mol，所以生成16gS(s)放出热量135kJ；
（2）根据图知，反应II为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)，将方程式-I-III即得3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H=-(+551kJ mol-1)-(-297kJ mol-1)=-254kJ/mol；
（3）根据给定的反应① ；② ，CO的燃烧热的热化学方程式③2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) △H3，①+②-2③可得方程式，结合盖斯定律可计算出△H=△H1-△H2+2△H3；
（4）①反应热等于反应物的总键能减生成物的总键能，则反应I的△H=(2×535+×496-3×472)kJ/mol=-98kJ/mol；
②反应Ⅱ生成V2O4 SO3，方程式为SO2+V2O5 V2O4 SO3，反应ⅢV2O4 SO3与氧气反应生成V2O5和SO3，方程式为2V2O4 SO3+O2 2V2O5+SO3。
18．(1)<
(2)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH=-290.0 kJ·mol-1
(3)98.0 kJ
(4)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH=-46 kJ·mol-1
(5)CO2(g)＋2H*＋2H2(g)=COOH*＋H*＋2H2(g)[或CO2(g)＋2H*=COOH*＋H*或CO2(g)＋H*=COOH*]
【详解】（1）所述反应未完全燃烧，生成的氢气燃烧还要放出热量，则a<726.5。
（2）当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，该反应的热化学方程式：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH=-145.0 kJ·mol-1×2=-290.0 kJ·mol-1。
（3）4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)=2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH=-1176.0 kJ·mol-1，每转移12 mol电子放出的热量为1176.0 kJ，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为 kJ= 98.0 kJ。
（4）由反应图示可知图形与化学键对应关系为
H—H C—O C==O O—H C—H
ΔH=反应物总键能-反应产物总键能=2×803 kJ·mol-1＋3×436 kJ·mol-1-3×414 kJ·mol-1-326 kJ·mol-1-3×464 kJ·mol-1=-46 kJ·mol-1。
（5）据图可知CO2(g)＋2H*＋2H2(g)=COOH*＋H*＋2H2(g)活化能最大，是决速步骤