2026鲁科版高中化学选择性必修1基础题--第1章　第1节 第1课时 反应热 内能变化与焓变（含解析）

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2026鲁科版高中化学选择性必修1
第1章　化学反应与能量转化
第1节　化学反应的热效应
第1课时　反应热　内能变化与焓变
基础过关练
题组一　化学反应的内能变化和焓变
1.(2025北京十一学校月考)下列反应或过程能量的变化符合图示的是 (　　)
A.H+H H—H
B.Mg+2HCl MgCl2+H2↑
C.2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O BaCl2+2NH3↑+10H2O
D.H2SO4+2KOH K2SO4+2H2O
2.(2025福建宁德柘荣一中月考)已知:H2(g)+F2(g) 2HF(g)的能量变化如图所示,下列有关叙述中正确的是 (　　)
A.氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应
B.1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量小于270 kJ
C.在相同条件下,1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的能量总和大于2 mol HF(g)的能量
D.断裂1 mol H—H键和1 mol F—F键吸收的总能量大于形成2 mol H—F键放出的能量
3.(2025北京东城月考)下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中不正确的是 (　　)
　
　
A.石墨转变为金刚石是吸热反应
B.红磷比白磷稳定
C.S(g)+O2(g) SO2(g)　ΔH1,S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH2,则ΔH1<ΔH2
D.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH>0
4.(教材习题改编)在恒温恒容的密闭体系中,H2(g)与I2(g)反应生成HI(g),该反应体系的内能变化如图所示(没做电功等其他功),回答下列问题:
(1)该反应体系的ΔU　　　(填“>”“<”或“=”,下同)0。
(2)W　　　0。
(3)该反应体系的反应热Q=　　　　　。
题组二　热化学方程式的意义及书写
5.(2025山东聊城二中月考)热化学方程式C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.3 kJ·mol-1表示 (　　)
A.碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B.1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量
C.25 ℃、101 kPa时,1mol C(s)和1 mol水蒸气完全反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气,并吸收131.3 kJ热量
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ
6.(2025广东深圳期中)2024年巴黎奥运会火炬使用的燃料是丙烷(C3H8)。已知在25 ℃和101 kPa下,11 g C3H8(g)与足量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l),放出555.0 kJ热量,则下列表示该反应的热化学方程式正确的是 (　　)
A.C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-555.0 kJ·mol-1
B.C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=+2 220.0 kJ·mol-1
C.C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 220.0 kJ·mol-1
D.C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-2 220.0 kJ·mol-1
7.(2024湖南长沙统考)书写下列反应的热化学方程式。
(1)将1 g H2在Cl2中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:　　　　　　　　　。
(2)充分燃烧a g C2H2(g)时生成1 mol CO2(g)和0.5 mol H2O(l),放出
b kJ热量:　　　　　　　　　　　　。
(3)1 g碳单质与适量水蒸气反应生成CO和H2,吸收10.94 kJ的热量:
　　　　　 　 　　　　　　　　　　。
(4)热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,CH4(g)的热值为55.625 kJ·g-1,则CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式为:　　　　　　　　　　　　。
题组三　中和反应反应热的测定实验及误差分析
8.(2025山东聊城三中质量检测)某实验小组用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反应热的测定。下列说法不正确的是 (　　)
A.烧杯间填满碎泡沫的作用是减少热量散失
B.大烧杯上若不盖硬纸板,求得的反应热ΔH偏大
C.用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,生成1 mol水时的反应热的数值相等
D.实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等
9.(2024山东泰安一中阶段练习)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
下列判断正确的是 (　　)
A.由实验可知,(a)、(b)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将环形玻璃搅拌棒改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D.若用NaOH固体测定中和反应的反应热,则测得的中和反应的反应热的绝对值偏高
能力提升练
题组一　能量变化与焓变
1.(2025福建宁德古田一中月考)化学反应中一定伴随着能量的变化,下列有关说法正确的是 (　　)
A.相同条件下,等质量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧,后者放出热量多
B.已知:4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s)　ΔH=-2 834.9 kJ·mol-1,4Al(s)+2O3(g) 2Al2O3(s)　ΔH=-3 119.1 kJ·mol-1,则O3比O2稳定
C.已知S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH=-297.23 kJ·mol-1,则1 mol SO2(g)的能量大于1 mol S(s)和1 mol O2(g)的能量总和
D.在稀水溶液中H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合时,放出的热量大于57.3 kJ
2.(不定项)(2025山东青岛一中月考)已知:
(1)在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
(2)由最稳定的单质合成1 mol某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓,用ΔH(kJ·mol-1)表示,最稳定的单质的摩尔生成焓为0。有关物质的ΔH如图所示,下列有关判断不正确的是 (　　)
A.H2O(l)的摩尔生成焓ΔH<-241.8 kJ·mol-1
B.相同状况下,NH3(g)比N2H4(l)稳定
C.依据上图可求得N2H4(l)的燃烧热
D.0.5 mol N2(g)与1.5 mol H2(g)充分反应生成NH3(g),放出45.9 kJ的热量
题组二　中和反应反应热的测定实验综合考查
3.(2024山东枣庄第三中学月考)用如图所示的装置测定中和反应的反应热。实验药品:100 mL 0.50 mol·L-1盐酸、100 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液。
实验步骤:
①量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸,测量温度;
②量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,测量温度;
③将盐酸和NaOH溶液都倒入内筒中,测量混合液的最高温度。
实验数据如下:
实验 序号 起始温度T1/℃ 最高温度T2/℃
盐酸 NaOH溶液 平均值
1 25.0 25.2 28.5
2 24.9 25.1 28.4
3 25.5 26.5 31.8
回答下列问题:
(1)从实验装置上看,还缺少　　　　(填仪器名称),该仪器　　　　(填“不能”或“能”)用铜质搅拌器代替。
(2)实验所用酸、碱溶液的密度均可近似看作1 g·mL-1,且酸碱中和后的溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1,计算该实验中生成1 mol水时的反应热ΔH=　　　　kJ·mol-1。
(3)某同学利用上述装置测得中和反应的反应热ΔH偏大,可能的原因是　　 (填字母)。
A.测完盐酸的温度计直接测NaOH溶液温度
B.做该实验时室内温度较高
C.NaOH溶液一次性迅速倒入
D.杯盖未盖严
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C　根据题图可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,说明此反应属于吸热反应(破题关键)。
选项 分析 结论
A 化学键的形成属于放热过程 不符合题意
B 活泼金属和酸的置换反应属于放热反应 不符合题意
C NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应属于吸热反应 符合题意
D 中和反应属于放热反应 不符合题意
归纳总结
常见的吸热反应有:
(1)多数分解反应;
(2)氯化铵固体与氢氧化钡晶体等的反应;
(3)C与CO2、水蒸气等的反应。
2.C　由图像可知,2 mol HF(g)的能量小于1 mol H2(g)和1 mol F2(g)的能量之和,说明氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是吸热反应,故A错误;2 mol HF(l)的能量小于2 mol HF(g)的能量,对于放热反应,当反应物相同时,产物的能量越低,反应放出的热量越多(易错点),所以放出的热量大于270 kJ,故B错误;分析题图可知,相同条件下1 mol H2(g)和1 mol F2(g)所具有的能量总和大于2 mol HF(g)所具有的能量,故C正确;ΔH=断键吸收的总能量-成键放出的总能量<0,所以断裂1 mol H—H键和1 mol F—F键吸收的总能量小于形成2 mol H—F键放出的能量,故D错误。
归纳总结
判断反应为放热反应或吸热反应的方法
(1)反应物总能量大于生成物总能量,则反应为放热反应,反之则为吸热反应。
(2)ΔH<0为放热反应,ΔH>0为吸热反应。
(3)若断键吸收的总能量大于成键放出的总能量,则反应为吸热反应;反之则反应为放热反应。
3.D　根据图像Ⅰ知,等质量的金刚石能量高于石墨,则石墨转变为金刚石是吸热反应,故A正确;根据图像Ⅱ知,等质量的白磷能量高于红磷,能量越低越稳定,可推知白磷比红磷稳定性差,故B正确;根据图像Ⅲ知,固体硫转化为气态硫需要吸收能量,ΔH1<ΔH2,故C正确;根据图像Ⅳ知,1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)的总能量高于1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)的总能量,则反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)是放热反应,ΔH<0,故D不正确。
4.答案　(1)<　(2)=　(3)-13 kJ
解析　
题干给出信息表明没有做电功等其他功,故W=0。
名师点睛
内能(U)是体系内物质所含各种微观粒子的能量总和。化学反应中内能的变化(ΔU)等于反应热(Q)和功(W)的加和,如果体系没有做功,ΔU=Q;焓变(ΔH)用来描述等压反应的反应热(Qp)。
5.C　未指明物质的量的多少及各物质的状态,故A错误;未指明各物质的状态及所处状况,故B错误;热化学方程式中参加反应的各物质的物质的量的数值与热化学方程式中各物质的化学式前的系数相同,故D错误。
6.C　11 g丙烷气体与足量氧气反应生成二氧化碳气体和液态水并放出555.0 kJ热量,所以1 mol丙烷气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出的热量为2 220.0 kJ,热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2 220.0 kJ·mol-1,故选C。
7.答案　(1)Cl2(g) HCl(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1
(2)2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-4b kJ·mol-1
(3)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.28 kJ·mol-1
(4)CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ·mol-1
解析　(1)将1 g(0.5 mol)H2在Cl2中完全燃烧,放出92.4 kJ热量,则Cl2(g) HCl(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
(2)解题导引:
则热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-4b kJ·mol-1。
(3)解题导引:
则热化学方程式为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.28 kJ·mol-1。
(4)解题导引:
则热化学方程式为CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ·mol-1。
方法点津
书写热化学方程式的“五步骤”
8.C　大小烧杯之间填满碎泡沫的作用是减少实验过程中的热量损失,减小实验误差,故A正确;大烧杯上若不盖硬纸板,会使一部分热量散失,求得的反应热ΔH会偏大,故B正确;一水合氨为弱碱,电离过程吸热,所以用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液反应,反应放出的热量偏小,生成1 mol水时的反应热ΔH偏大,故C错误;反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关,若用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行反应,与题给实验相比,生成水的量增多,放出的热量多,故D正确。
9.D　(a)是铝与盐酸的反应,是放热反应,(b)是Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应,是吸热反应,A项错误;铝粉和铝片均为铝单质,等质量的铝片和铝粉与足量盐酸反应,放出的热量相同,B项错误;相较于环形玻璃搅拌棒,铁质搅拌棒导热性强,会造成热量损失,对实验结果有影响,C项错误;NaOH固体溶解时要放出热量,最终测得的中和反应的反应热的绝对值偏高,D项正确。
能力提升练
1.D　等质量的硫蒸气的能量比硫粉高(破题关键),所以分别完全燃烧时,硫蒸气放出的热量多,故A错误;根据两个热化学方程式可知,O2参加反应放出的能量少,说明等质量的O2的能量比O3低,即O2比O3稳定,故B错误;该反应为放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,所以1 mol SO2(g)的能量小于1 mol S(s)和1 mol O2(g)的能量总和,故C错误;浓硫酸稀释放热,所以将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ,故D正确。
2.CD　由题图可知:
物质 NO(g) H2O(g) NH3(g) N2H4(l)
摩尔生成焓/( kJ·mol-1) 91.3 -241.8 -45.9 50.6
水蒸气变为液态水释放能量,所以H2O(l)的摩尔生成焓ΔH<-241.8 kJ·mol-1,故A正确;N2H4(l)的摩尔生成焓>0,NH3(g)的摩尔生成焓<0,所以相同状况下,NH3(g)比N2H4(l)稳定,故B正确;液态水的摩尔生成焓数据未知,不能求出N2H4(l)的燃烧热,故C不正确;氮气和氢气生成氨气的反应为可逆反应(易错点),反应进行不彻底,所以0.5 mol N2(g)与1.5 mol H2(g)充分反应生成NH3(g),放出的热量小于45.9 kJ,故D不正确。
3.答案　(1)玻璃搅拌器　不能　(2)-56.8　(3)AD
解析　(1)要使液体混合均匀且充分反应,需要搅拌,该装置中还缺少玻璃搅拌器;铜的导热性强(破题关键),不能用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器。
(2)三次实验ΔT分别为3.4 ℃、3.4 ℃、5.8 ℃,实验3数值误差太大,应舍去,则ΔT=3.4 ℃,生成0.025 mol H2O时,放出的热量为Q=cmΔT=4.18 J·g-1·℃-1×(100 mL×1 g·mL-1)×3.4 ℃=1 421.2 J≈1.42 kJ,则生成1 mol H2O时ΔH=-=-56.8 kJ·mol-1。
(3)在测定碱液的温度时,温度计上残留的酸会与碱反应放热,一方面所测碱液的温度不准确,另一方面酸碱混合后放出的热量减少,测定的中和反应的反应热ΔH偏大,A符合题意;做该实验时室内温度较高,若隔热层隔热效果较好,对所测中和反应的反应热ΔH没有影响,B不符合题意;NaOH溶液一次性迅速倒入为正确操作,不会使测定的中和反应的反应热ΔH偏大,C不符合题意;杯盖未盖严,导致热量损失过多,测定的中和反应的反应热ΔH偏大,D符合题意。
名师点睛
中和反应反应热测定实验注意事项:
1.准确测量酸、碱溶液的初始温度及反应后溶液的最高温度。酸、碱溶液应当用稀溶液,且配好后要充分冷却至室温才能使用。
2.该实验中只用一个温度计,每次测量完温度后,必须用水洗净并用滤纸擦干后再使用。
3.在测量反应混合液的温度时要随时读取温度值,并记录最高温度值。
4.实验操作时动作要快,反应物一次性倒入,尽量减少热量损失。
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