1.1 化学反应的热效应 同步练习题 （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．关于化学反应与能量的说法正确的是
A．中和反应是吸热反应 B．燃烧属于放热反应
C．化学键断裂放出能量 D．反应物总能量与生成物总能量一定相等
2．化学家发现物质的能量变化与其反应路径无关。依据图示关系，下列说法错误的是
A．石墨燃烧是放热反应
B．
C．化学反应的，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
D．1 mol C(石墨)和1mol CO分别在足量中燃烧，全部转化为，前者放热多
3．已知含四个碳原子的部分烃类与氢气的相对能量如图所示：
下列说法正确的是
A．断开1，3-丁二烯中的两个碳碳双键需要的能量为断开一个碳碳双键的2倍
B．反应的
C．1，3-丁二烯中的两个碳碳双键存在相互作用
D．因烯烃加氢是碳碳双键断键的过程，故是吸热反应
4．下列反应过程中的能量变化符合下图的是
①酸碱中和；②镁与盐酸的反应；③生石灰变成熟石灰的反应；④食物因缓慢氧化腐烂；⑤石灰石分解；⑥甲烷燃烧；⑦灼热的炭与二氧化碳反应
A．①②③⑤ B．④⑤⑦ C．③④⑦ D．⑤⑦
5．已知：100kPa下，1mol石墨完全燃烧生成1mol二氧化碳气体放热393.5kJ；1mol金刚石完全燃烧生成1mol二氧化碳气体放热395.4kJ，下列说法正确的是
A．金刚石比石墨稳定
B．石墨与金刚石互为同位素
C．石墨转化为金刚石是物理变化
D．100kPa下，1molCO2(g)完全分解为石墨和O2(g)吸热393.5kJ
6．下列能正确地表示燃烧热的热化学方程式是
A．
B．
C．
D．
7．标准状况下将1L纯净的在空气中完全燃烧，生成和液态水，放出39.75kJ热量，则燃烧的热化学方程式为
A．
B．
C．
D．
8．HCl(g)溶于大量水的过程放热，循环关系如图所示：下列说法不正确的是
A．，
B．若将循环图中元素改成元素，相应的
C．
D．
9．根据如图提供的信息，下列所得结论正确的是
A．该反应为吸热反应
B．该反应为放热反应
C．如果发生图示的逆反应，反应条件一定加热
D．反应物的总能量小于生成物的总能量
10．结合图关系，判断如下说法正确的是
A．
B．
C．
D．
二、填空题
11．“长征”系列火箭用偏二甲肼作燃料，四氧化二氮作氧化剂，生成氮气、水和二氧化碳气体。
(1)写出反应的化学方程式： 。
(2)该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，反应物的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量，断开化学键 (填“吸收”或“放出”，下空同)的总能量小于形成化学键 的总能量。
(3)丙烷脱氢可得丙烯。
已知：
则相同条件下，丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为 。
12．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：
(1)反应Ⅱ的热化学方程式： 。
(2)用将转化为，可提高效益，减少污染。
传统上该转化通过如图所示的催化循环实现。其中，反应①为，反应②生成的反应热为，则总反应的热化学方程式为 (反应热用和表示)。
13．汽车内燃机工作时引起反应：，是导致汽车尾气中含有NO的原因之一、已知断裂某些共价键需要的能量如表：
断裂的共价键 O=O N≡N N-O
需要的能量
(1)机动车发动机工作时会引发和的反应，该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(2)与合成NO的热化学方程式可以表示为 ，则 。
(3)NO与CO反应的热化学方程式可以表示为 ，但该反应的速率很小，若使用机动车尾气催化转化器，尾气中的NO与CO可以转化成无害物质排封。上述反应在使用“催化转化器”后，a (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)已知：① ；
② 。
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是 。
14．(1)P4(白磷，s)＋5O2(g)=P4O10(s) ΔH=-2983.2kJ/mol
(2)P(红磷，s)＋5/4O2(g)=1/4 P4O10(s) ΔH=-738.5kJ/mol
则白磷转化为红磷的热化学方程式为 。相同状况下，能量较低的是 ；红磷的稳定性比白磷
15．(1)实验测得16 g甲醇CH3OH(l)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出363.25kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式： 。
(2)合成氨反应N(g)+3H2(g)2NH3(g) △H＝a kJ·mol-1，能量变化如图所示：
①该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图中E (填“变大”“变小”或“不变”，下同)，图中△H 。
②有关键能数据如下：
化学键 H—H N—H N≡N
键能(kJ mol-1) 436 391 945
试根据表中所列键能数据计算a为 。
(3)发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氯为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。
已知：①N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g) △H1＝a kJ·mol-1
②N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g) △H2＝b kJ·mol-1
写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式： 。
16．根据要求，回答下列问题：
(1)已知甲烷的燃烧热为， 。写出CO燃烧的热化学方程式： ，若、键的键能分别为、，则使1molCO转化为相应的原子时需要的能量是 ；1mol按上述方式燃烧时损失的热能是 (保留1位小数)。
(2)煤的气化反应之一为
已知：①
②
③
则上述煤的生成的气化反应的 。实际生产中该气化反应需要加入催化剂，其主要原因是 (填“速率问题”或“平衡问题”)。
17．A、B、C、D、E是四种短周期元素，A是原子半径最小的元素；B原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍；C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；D的氢化物水溶液呈碱性；E元素的最高价氧化物的水化物是酸性最强的含氧酸。用元素符号或化学式回答下列问题：
(1)元素B的离子结构示意图为 。
(2)B的最高价氧化物的水化物与D的气态氢化物形成的盐中含有的化学键： 。
(3)用电子式表示A2B的形成过程 。A2B与H2O沸点更高的是 。
(4)DE3常温下呈液态，可与水反应生成一种酸和一种碱，写出对应的化学方程式为 。
(5)CB2的结构式 。
(6)由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式：
(7)工业上用H2和Cl2反应制HCl，各共价键键能数据为H－H：436kJ/mol，Cl－Cl：243kJ/mol，H－Cl：431kJ/mol。该反应的热化学方程式为
18．某学习小组设计以下实验，探究化学反应中的热效应，把试管放入盛有25℃的饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管往其中滴加5 mL盐酸。
试回答下列问题：
（1）实验中观察到的现象是 。
（2）产生上述现象的原因是 。
（3）写出有关反应的离子方程式 。
（4）由实验推知，MgCl2和H2的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
（5）如果将本题中“25℃的饱和石灰水”换成“20℃碳酸饮料”进行实验探究，实验中观察到的另一现象是 ，其原因是 。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．中和反应是酸和碱发生的反应，是放热反应，A错误；
B．燃烧是可燃物发生的剧烈的发光放热的反应，是放热反应，B正确；
C．断裂化学键需要吸收能量，C错误；
D．化学反应过程中一定伴随能量的变化，反应物总能量与生成物总能量一定不相等，D错误；
故本题选B。
2．B
解析：A．从图看C(石墨)与O2变为CO2的ΔH <0，则石墨的燃烧为放热反应，A项正确；
B．由盖斯定律得ΔH+ΔH2=ΔH1得出 2C(石墨)+O2(g)=2CO(g) ΔH3=2ΔH1-2ΔH2，B项错误；
C．由盖斯定律可知，反应的焓变与路径无关，只与反应物和生成物有关，C项正确；
D．从图看石墨转变为CO2的ΔH1=-393.5kJ/mol而CO转变为CO2的ΔH2=-283kJ/mol，则前者放出的热量更多，D项正确；
故选B。
3．C
解析：A．由图表中相对能量可知，1，3-丁二烯中第一个碳碳双键和氢气加成放出能量121.1kJ/mol，1，3-丁二烯中第二个碳碳双键和氢气加成放出能量115.5kJ/mol，能量不相等，故A错误；
B．C4H6可能代表1，3-丁二烯，也可能代表1-丁炔，故不能得出反应的，故B错误；
C．1，3-丁二烯中的两个碳碳双键存在相互作用，使两个双键和氢气加成放出的能量不同，故C正确；
D．由图表中相对能量可知，烯烃加氢是放热反应，故D错误；
故选C。
4．D
解析：观察图像可知，反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，题中⑤石灰石分解、⑦灼热的炭与二氧化碳反应。都属于吸热反应，其余均为放热反应，符合条件的是⑤⑦。
故答案选D。
5．D
解析：A．金刚石燃烧时放热更多，说明金刚石的能量高，则金刚石不如石墨稳定，A错误；
B．石墨与金刚石为碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，B错误；
C．石墨而金刚石为不同物质，石墨转化为金刚石是化学变化，C错误；
D．100kPa下，1mol石墨完全燃烧生成1mol二氧化碳气体放热393.5kJ，则其逆过程吸热，即1molCO2(g)完全分解为石墨和O2(g)吸热393.5kJ，D正确；
综上所述答案为D。
6．A
解析：燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物放出的热量，的燃烧热为，则完全燃烧生成1mol二氧化碳和2mol液态水放出的热量，所以燃烧的热化学方程式为： ，故A正确。
7．C
解析：标准状况下将1L纯净的在空气中完全燃烧，生成和液态水，放出39.75kJ热量，则1mol甲烷在空气中完全燃烧，生成和液态水，放出的热量为39.75kJ×22.4=890.4 kJ，放热反应，焓变为负值，甲烷燃烧的热化学方程式为 ，选C。
8．C
解析：A．H+(g)→H+(aq)、Cl-(g)→Cl-(aq)为放热过程，ΔH5<0，ΔH6<0，A正确；
B．Cl的非金属性强于Br，氢氯键键能大于氢溴键，断开共价键吸热，则ΔH2(Cl)>ΔH2(Br)，B正确；
C．根据题干可知，HCl(g)溶于大量水过程放热，ΔH1<0，根据盖斯定律，ΔH1=，C错误；
D．氢原子失电子吸热，氯原子得电子放热，ΔH3>0，ΔH4<0，则ΔH3-ΔH4>0，D正确；
故答案选C。
9．B
解析：A．反应物的总能量高于生成物，该反应为放热反应，A错误；
B．反应物的总能量高于生成物，该反应为放热反应，B正确；
C．图示反应的逆反应为吸热反应，反应条件不一定要加热，常温下也可以进行，C错误；
D．反应物总能量在上，生成物总能量在下，反应物的总能量高于生成物，D错误；
故选B。
10．A
【分析】根据图中信息得到，。
解析：A．根据两个方程式相减得到，故A正确；
B．根据两个方程式相减再乘以2得到，故B错误；
C．减去的2倍，得到，故C错误；
D．根据C分析得到，故D错误。
综上所述，答案为A。
二、填空题
11．(1)；
(2) 放热； 大于； 吸收； 放出；
(3) 。
解析：（1）结合题干材料，偏二甲肼作燃料，四氧化二氮作氧化剂，生成氮气、水和二氧化碳气体即可写出相应化学方程式。
（2）该反应通过燃料燃烧可提供飞船飞行所需能量，故该反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量；在化学反应中，断开化学键需要吸收能量，形成化学键需要放出能量。
（3）① ，② ，根据盖斯定律①-②得 。
12．(1)
(2)
解析：（1）由于反应Ⅱ是二氧化硫的催化歧化反应，且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为和，根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应Ⅱ的化学方程式：。根据盖斯定律，反应Ⅱ与反应Ⅲ的热化学方程式相加得，所以反应Ⅱ的热化学方程式为；
（2）根据图示写出反应②，由①+②可写出总反应的热化学方程式为。
13．(1)吸热
(2)
(3)不变
(4)
解析：（1）反应物键能之和-生成物键能之和，根据题给数据可知，+-=＞0，为吸热反应；
（2）根据（1）可知，，根据盖斯定律，；
（3）催化剂只改变化学反应速率，不改变反应的反应热，所以 ，使用“催化转化器”后，a不变；
（4）① ；② ，根据盖斯定律，由②-①×3可得 。
14．P4(白磷，s)=4 P(红磷，s)ΔH=-29.2 kJ/mol 红磷 强
解析：根据盖斯定律可知，①-②×4即得到P4(白磷，s)=4P(红磷，s)，所以该反应的反应热ΔH=-2983.2kJ/mol＋738.5kJ/mol×4=-29.2 kJ/mol；这说明白磷的总能量高于红磷的总能量，所以红磷稳定性强于白磷的；即相同状况下，能量较低的是红磷；红磷的稳定性比白磷强；故答案为P4(白磷，s)=4P(红磷，s)ΔH=-29.2 kJ/mol；红磷；强。
15． CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.5kJ/mol 变小 不变 -93 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(2b-a) kJ/mol
【分析】(1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，据此分析书写；
(2)①催化剂降低反应的活化能，但不改变焓变；②根据△H=反应物总键能-生成物总键能计算；
(3)根据盖斯定律分析解答。
解析：(1)16gCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水，放出363.25kJ热量，则32gCH3OH即1molCH3OH在氧气中燃烧生成CO2和液态水，放出726.5kJ热量，则△H=-726.5kJ/mol，则甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5kJ/mol，故答案为：CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5kJ/mol；
(2)①催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，但不改变焓变，则加催化剂会使图中E变小，图中△H不变，故答案为：变小；不变；
②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=反应物总键能-生成物总键能=945kJ mol-1+436kJ mol-1×3-391kJ mol-1×6=-93kJ mol-1=akJ mol-1，解得a=-93，故答案为：-93；
(3) ①N2(g)+2O2(g)＝2NO2(g) △H1＝a kJ·mol-1，②N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g) △H2＝b kJ·mol-1，根据盖斯定律，将②×2-①得：2N2H4(g)-N2(g)=2N2(g)+4H2O(g)-2NO2(g) △H=2△H2-△H1，整理得：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(2b-a) kJ/mol，故答案为：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) △H=(2b-a) kJ/mol。
16．(1) 188.7kJ
(2) 速率问题
解析：（1）题中已知①
已知甲烷的燃烧热为，可写出热化学方程式
②
由方程式(②×3-①) × 可得CO燃烧的热化学方程式
；
根据=反应物总键能-生成物总键能，键能+×-2×=，求得键能为，则使1molCO转化为相应的原子时需要的能量是；
1mol按上述方式燃烧时放出热量为kJ≈701.3 kJ，损失的热能是890kJ -701.3kJ=188.7kJ；
（2）根据盖斯定律，方程式①×2+③×2-②，可得 ==；催化剂能加快反应速率，但不影响平衡状态，实际生产中该气化反应需要加入催化剂，其主要原因是速率问题。
17． 离子键和共价键 H2O NCl3+4H2O=NH3·H2O +3HClO S=C=S H2(g)+O2(g)= H2O(g)△H=-241.8kJ/mol H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=-183 kJ/mol
【分析】A、B、C、D、E是四种短周期元素，A是原子半径最小的元素故为H元素；B原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍故为S元素；C原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，故为C元素；D的氢化物水溶液呈碱性，故为N元素；E元素的最高价氧化物的水化物是酸性最强的含氧酸，则为Cl元素，据此解题。
解析：(1)元素B为S，其离子结构示意图为；
(2)B的最高价氧化物的水化物为硫酸， D的气态氢化物为NH3，两者形成的盐为硫酸铵，其中含有的化学键：离子键和共价键；
(3) A2B为硫化氢，电子式表示形成过程：；硫化氢与H2O沸点更高的是水，因为水分子间有氢键；
(4)DE3常温下呈液态，可与水反应生成一种酸和一种碱，写出对应的化学方程式为NCl3+4H2O=NH3·H2O +3HClO；
(5)CB2为CS2，结构式：S=C=S；
(6)由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式：H2(g)+O2(g)= H2O(g)△H=-241.8kJ/mol。
(7)工业上用H2和Cl2反应制HCl，各共价键键能数据为H－H：436kJ/mol，Cl－Cl：243kJ/mol，H－Cl：431kJ/mol，该反应的热化学方程式为：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=(-436+234-2×431)=-183 kJ/mol。
18．试管中镁片逐渐溶解，并有气体产生，烧杯中石灰水变浑浊 镁与稀盐酸反应是放热反应，该反应放出的热量使石灰水温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，故变浑浊 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 小于 烧杯中液体放出气泡的速率逐渐加快 气体的溶解度随着温度的升高而减小
解析：(1)镁与盐酸剧烈反应，可观察到产生大量气体，反应放出热量使饱和溶液温度升高，析出固体溶质，观察到溶液变浑浊，故此处填：试管中镁片逐渐溶解，并有气体产生，烧杯中石灰水变浑浊；
(2)镁与盐酸剧烈反应，产生氢气并放出大量的热，由于氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，所以饱和石灰水升温后析出的氢氧化钙使溶液呈浑浊状，故此处填：镁与盐酸反应是放热反应，该反应放出的热量使石灰水温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小，故变浑浊；
(3)镁与盐酸发生置换反应，生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑，离子方程式为：Mg+2H+＝Mg2++H2↑；
(4)当反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，故MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片和盐酸的总能量；
(5)气体的溶解度随着温度的升高而减小，换成“20℃碳酸饮料”，实验(1)中观察到的另一现象是：烧杯中液体放出气泡的速率逐渐加快；其原因是：气体的溶解度随着温度的升高而减小