1.1 化学反应的热效应 同步练习（含解析）2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

1.1 化学反应的热效应 同步练习题
一、选择题
1．时，某些物质的相对能量如图：
请根据相关物质的相对能量计算反应
的焓变(忽略温度的影响)为
A． B． C． D．
2．有关能源的下列说法不正确的是
A．煤、石油、天然气均为化石能源
B．化石能源是非再生能源
C．氢能是可再生能源
D．氢能、核能均是无污染的高效能源
3．已知0.1 mol硫黄完全燃烧时放出的热量为29.6 kJ，对应的热化学方程式是
A．S＋O2=SO2 ΔH=-296 kJ·mol-1
B．S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH=-29.6kJ·mol-1
C．S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH=-296kJ·mol-1
D．S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH=＋296kJ·mol-1
4．化学反应的能量变化如图所示，则下列说法正确的是
A．该反应是吸热反应
B．断裂键和键能放出的能量
C．断裂键需要吸收ykJ的能量
D．的总能量高于1molA2和1molB2的总能量
5．碳酸钠晶体()失水可得到或，两个化学反应的能量变化示意图如下：
下列说法不正确的是
A．
B．碳酸钠晶体()失水是化学变化
C．向中滴加几滴水，温度升高
D．失水生成：
6．中国航天事业取得突破性发展。有关空间站建设中的说法不正确的是
A．蓄热材料可以实现化学能与热能的直接转换
B．“太阳翼”及光伏发电系统能将太阳能变为化学能
C．“长征五号”火箭使用的液氢燃料具有无污染的特点
D．“天和”核心舱使用电推发动机，比化石燃料更加环保
7．根据如图所示的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．NO(g)分解为N2(g)和O2(g)的反应是放热反应
B．2 mol O原子结合生成O2(g)时需要吸收498 kJ能量
C．1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收1264 kJ能量
D．2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量为1444 kJ
8．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．该反应进行时，系统向环境释放了能量
9．环己烷有多种不同构象，其中椅式、半椅式、船式、扭船式较为典型。各构象的相对能量图(位能)如图所示。下列说法正确的是
A．相同条件下船式最稳定
B．扭船式结构转化成椅式结构释放能量
C．
D．的燃烧热小于
10．下列热化学方程式正确的是(的绝对值均正确)
A． kJ·mol(反应热)
B． kJ·mol(燃烧热)
C． kJ·mol(中和热)
D．C(金刚石、s)(石墨、s) kJ·mol(反应热)(已知石墨比金刚石稳定)
二、填空题
11．回答下列问题：
(1)已知工业上采用高温煅烧石灰石的方法来制备CO2，其反应的化学方程式为 ；该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)＋6H2(g)=CH2=CH2(g)＋4H2O(g) ΔH
(2)几种物质的能量(kJ·mol-1)如表所示(在25 ℃、101 kPa条件下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量)：
物质 CO2(g) H2(g) CH2=CH2(g) H2O(g)
能量/(kJ·mol-1) -394 0 52 -242
则该反应的ΔH= kJ·mol-1。
(3)几种化学键的键能(kJ·mol-1)如表所示：
化学键 C=O H—H C=C C—H H—O
能量/(kJ·mol-1) 803 436 615 a 463
a= 。
12．科研工作者目前正在尝试以二氧化钛催化分解汽车尾气的研究。
已知：反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
则反应 。
13．人类利用化学反应不仅可以创造新物质，还可以获取能量或实现不同形式能量之间的转化。据此回答下列问题：
(1)物质内部储存着能量， 是在化学反应中表现出来的，与化学键等有关的能量。用柴木可以取暖和照明，在这个过程中 转化成了 、 等。
(2)人类认识世界过程中留下了一些脍炙人口的诗句，如“冰，水为之，而寒于水”其中揭示的物质能量变化为 。
14．甲烷是一种重要的化工原料，广泛应用于民用和工业中。
(1)已知：①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H2=-566kJ mol 1
③H2(g)O2(g)=H2O(g) H3=-242kJ mol 1
相关化学键的键能数据如下：
共价键 H O C≡O H H C H
键能/(kJ mol 1) 463 1076 436 413
由此计算 H1= kJ mol 1，CH4超干重整CO2技术得到CO和H2的反应的热化学方程式为 。
15．随原子序数递增的八种短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。根据判断出的元素回答问题：
(1)f在元素周期表的位置是 。
(2)比较y、z简单氢化物的沸点(用化学式表示，下同) ＞ ；比较g、h的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱 ＞ 。
(3)下列事实能说明d元素的非金属性比硫元素的非金属性强的是 。
a．d单质与H2S溶液反应，溶液变浑浊
b．在氧化还原反应中，1mold单质比1molS得电子多
c．d和S两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高
(4)任选上述元素组成一种四原子18电子共价化合物，写出其电子式 。
(5)已知1mole的单质在足量d2中燃烧，恢复至室温，放出255.75kJ热量，写出该反应的热化学方程式 。
16．化学反应中的能量变化通常表现为热量变化，研究热量变化具有重要的意义。化学反应的反应热可通过实验测定，也可通过计算间接获得。
(1)下列变化属于吸热反应的是 (填序号)。
①液态水气化 ②胆矾加热变成白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氢气还原氧化铜 ⑤碳酸钙高温分解
⑥氢氧化钾和稀硫酸反应 ⑦灼热的木炭与的反应 ⑧晶体与晶体的反应 ⑨甲烷在空气中燃烧的反应
(2)在25 ℃、101 kPa下，23 g乙醇完全燃烧生成和被态水时放热638.4 kJ。则表示乙醇燃烧热的热化学方程式为 。
Ⅰ.中和反应反应热的实验测定
(3)某化学兴趣小组要完成中和反应反应热的测定，实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、量筒2支、醋酸、 NaOH溶液，实验尚缺少的玻璃用品是 、 。
(4)在量热计中将100 mL 的醋酸溶液与100mL 的氢氧化钠溶液混合，温度从298.0 K升高到300.7 K，已知量热计的热容常数(各部件温度每升高1 K所需的热量)是，溶液密度均近似为，充分混合后溶液的比热容。求醋酸与氢氧化钠发生中和反应的反应热 。(小数点后保留1位数字)
(5)若用KOH代替NaOH，对测定结果 (填“有”或“无”)影响；若用盐酸代替醋酸做实验，则测定结果 (填“偏大”或“偏小”无影响)。
Ⅱ.通过计算间接获得反应热
(6)利用合成气(主要成分为CO、和)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①
②
③ ，已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键
436 343 1076 465 413
(已知结构式为)
由此计算 ；已知，则 。
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：该反应的，故选A。
2．D
解析：A．煤、石油、天然气均为化石能源，A正确；
B．化石能源是不可再生的，是非再生能源，B正确；
C．氢能是可再生能源(可通过分解水得到氢气)，且是无污染的高效能源，C正确；
D．核能利用的是核反应过程中释放的巨大能量，虽然高效，但会产生放射性物质，有一定的污染性，不过人们可以采用技术控制这种污染，D错误；
故选D。
3．C
解析：0.1mol硫黄完全燃烧时放出的热量为29.6kJ，则1mol硫磺完全燃烧放出296kJ的热量，焓变ΔH<0，热化学方程式为：S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH=-296kJ·mol-1，答案选C。
4．C
解析：A．由图示可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，选项A错误；
B．化学键的断裂需要吸收能量，而不是释放能量，选项B错误；
C．化学键的断裂吸收能量，由图可知，断裂2mol A-B键需要吸收y kJ的能量，选项C正确；
D．由图示可知，的总能量低于和的总能量，选项D错误；
答案选C。
5．D
解析：A．1mol和9molH2O(g)的总能量大于1mol(s)的能量，故，故A正确；
B．碳酸钠晶体()失水生成新物质，是化学变化，故B正确；
C．1mol和9molH2O(g)的总能量大于1mol(s)，向中滴加几滴水，放出能量，温度升高，故C正确；
D．
根据盖斯定律②－①得，故D错误；
选D。
6．B
解析：A．可利用可逆化学反应通过热能和化学能的转换进行蓄热的，因此蓄热材料可以实现化学能与热能的直接转换，故A正确；
B．“太阳翼”及光伏发电系统能将太阳能直接变为电能，故B错误；
C．“长征五号”火箭使用的液氢燃料，燃烧以后产物是水，具有无污染的特点，故C正确；
D．电能相对于化石燃料更加环保，故D正确；
故选B。
7．A
解析：A．N2(g)+O2(g)=2NO(g)的焓变为，该反应为吸热反应，则NO(g)分解为N2(g)和O2(g)的反应是放热反应，A正确；
B．成键放出能量，2 mol O原子结合生成O2(g)时需要放出498 kJ能量，B错误；
C．1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量，C错误；
D．946 kJ和498 kJ分别是1 mol N2(g)和1 mol O2(g)分子中化学键断裂吸收的能量，2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量不能确定，D错误；
答案选A。
8．B
解析：A．醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，A错误；
B．反应为吸热反应，即吸收的热量转化为产物内部的能量，B正确；
C．因反应为吸热反应，则反应后生成物的总能量高于反应物的总能量，C错误，
D．该反应进行时，系统从环境吸收了能量，D错误；
故选B。
【点睛】根据反应中的能量变化，吸热反应为反应的总能力低于生成物的总能量。
9．B
解析：A．能量越低，物质越稳定，相同条件下，椅式最稳定，A错误；
B．扭船式结构的能量高于椅式结构，扭船式结构转化成椅式结构释放能量，B正确；
C．图像可知，，C错误；
D．能量较低，燃烧放出的热量小，但是为负值，所以的燃烧热大于，D错误；
故选B。
10．C
解析：A．热化学方程式书写时需注明各物质所处的状态，故原热化学方程式错误，A错误；
B．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定的物质时放出的热量，水也液态水，故 kJ·mol不是表示燃烧热，B错误；
C．中和热是指强酸和强碱稀溶液反应生成1molH2O时放出的热量，故 kJ·mol表示中和热，C正确；
D．已知石墨比金刚石稳定，即石墨具有的总能量比金刚石低，故金刚石转化为石墨是一个放热反应，即C(金刚石、s)(石墨、s) kJ·mol，D错误；
故答案为：C。
二、填空题
11．(1) CaCO3CaO＋CO2↑ 吸热
(2)-128
(3)409.25
解析：（1）根据信息高温煅烧石灰石制备CO2，可写出化学方程式，该反应为分解反应，反应过程吸收热量；
（2）ΔH=E(生成物能量总和)-E(反应物能量总和)=(52-242×4-0＋394×2) kJ·mol-1=-128 kJ·mol-1；
（3）ΔH=E(反应物键能总和)-E(生成物键能总和)=(803×4＋436×6-615-4a-463×8)kJ·mol-1=-128 kJ·mol-1，解得a=409.25。
12．
解析：已知：反应Ⅰ：；反应Ⅱ：；由盖斯定律可知，(反应Ⅱ-反应Ⅰ) ×=[-()]×=。
13．(1)化学能 化学能 热能 光能
(2)水转化为冰，放出能量
解析：（1）化学能是在化学反应中表现出来的，化学键断裂吸收能量，化学键形成释放能量；柴木燃烧过程中，发光发热，化学能转化为了热能和光能；
（2）冰，水为之，而寒于水，水的能量高，冰的能量低，水转化为冰会放出能量。
14． +194 CH4(g)＋CO2(g)= 2CO＋2H2(g) △H＝＋235 kJ mol 1
解析：(1)化学反应的△H=旧键断裂吸收的能量-新键形成放出的能量，根据表格数据计算△H1＝463 kJ mol 1×2＋413 kJ mol 1×4－1076 kJ mol 1－436kJ mol 1×3＝＋194kJ mol 1，根据盖斯定律，第①个方程式减去第②个方程式的一半，在加上第③个方程式得到CH4超干重整CO2技术得到 CO 和H2 的反应的热化学方程式为CH4(g)＋CO2(g)= 2CO＋2H2(g) △H＝＋235 kJ mol 1；故答案为：＋194；CH4(g)＋CO2(g)= 2CO＋2H2(g) △H＝＋235 kJ mol 1。
15． 第三周期第IIIA族 NH3 CH4 HClO4 H2SO4 ac 2Na(s) + O2(g) =Na2O2(s) ΔH =－511.5 kJ mol 1
【分析】根据原子序数、原子半径和化合价分析得到x为H、y为C、z为N、d为O、e为Na、f为Al、g为S、h为Cl。
解析：(1)f为Al，在元素周期表的位置是第三周期第IIIA族；故答案为：第三周期第IIIA族。
(2)y、z简单氢化物分别CH4、NH3，NH3存在分子间氢键，因此NH3沸点高，它们大小关系为NH3＞CH4；根据同周期从左到右非金属性增强，最高价氧化物对应水化物酸性增强，因此g、h的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱HClO4＞H2SO4；故答案为：NH3；CH4；HClO4；H2SO4。
(3)a．氧气与H2S溶液反应，溶液变浑浊，生成硫单质，发生置换反应，说明氧的非金属性比硫元素的非金属性强，故a符合题意；b．非金属性与得电子数目多少无关，因此不能说明氧的非金属性比硫元素的非金属性强，故b不符合题意；c．非金属越强，其简单氢化物稳定性越强，O和S两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高，因此能说明氧的非金属性比硫元素的非金属性强，故c符合题意；综上所述，答案为：ac。
(4)任选上述元素组成一种四原子18电子共价化合物为H2O2，其电子式；故答案为：。
(5)已知1molNa的单质在足量O2中燃烧，恢复至室温，放出255.75kJ热量，写出该反应的热化学方程式2Na(s) + O2(g) =Na2O2(s) ΔH =－511.5 kJ mol 1；故答案为：2Na(s) + O2(g) =Na2O2(s) ΔH =－511.5 kJ mol 1。
【点睛】元素推断是常考题型，主要考查元素在周期表的位置、元素的非金属性、元素的性质、电子式的书写，热化学方程式书写。
16．(1)②④⑤⑦⑧
(2)
(3)玻璃搅拌器 温度计
(4)
(5)无 偏小
(6)
解析：（1）①液态水气化小于吸收能量，不是反应，故①错误；
②胆矾加热变成白色粉末发生了分解反应，是吸热反应，故②正确；
③浓硫酸稀释过程中放出能量，故③错误；
④氢气还原氧化铜是加热发生反应，属于吸热反应，故④正确；
⑤碳酸钙高温分解是分解反应，属于吸热反应，故⑤正确；
⑥氢氧化钾和稀硫酸反应是酸碱中和反应，为放热反应，故⑥错误；
⑦灼热的木炭与CO2的反应属于吸热反应，故⑦正确；
⑧Ba(OH)2 8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，故⑧正确；
⑨甲烷在空气中燃烧的反应为放热反应，故⑨错误；
故答案为：②④⑤⑦⑧②；
（2）燃烧热是指：在25℃、101KPa时，1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量；23 g乙醇的物质的量为，0.5mol乙醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热638.4 kJ，则1mol乙醇完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为：2×638.4 kJ =1276.8kJ，乙醇燃烧热的热化学方程式为： ；
（3）中和热的测定过程中，需要用量筒量取酸溶液、碱溶液的体积，需要使用温度计测量溶液的温度，测量过程中用玻璃棒不断搅拌，所以还缺少的玻璃用品是环形玻璃搅拌棒、温度计；
（4）温度差△t=300.7K-298.0K=2.7K，Q=cm△t=2.7K×4.184J (g K)-1×200g+150.5J K-1×2.7K=2665.71J=2.67kJ，△H=-=-53.3 kJ/mol；
（5）在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热，若用KOH代替NaOH，测定结果无影响；醋酸为弱酸，电离过程为吸热过程，所以用盐酸代替醋酸做实验，反应放出的热量大于56.8kJ，导致测定结果△H偏小；
（6）ΔH1=反应物键能总和-生成物键能总和=1076kJ mol-1+2×436kJ mol-1-(3×413+343+465)kJ mol-1=-99kJ mol-1；根据盖斯定律：反应②-反应①=反应③，故△H3=△H2-△H1=-58kJ mol-1-(-99kJ mol-1)=+41kJ mol-1