2024-2025學年新教材高中化學第一章化學反應的熱效應第一節(jié)第1課時反應熱焓變課時檢測含解析新人教版選擇性必修1

PAGE10-反應熱焓變(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分)1．中國化學家探討出一種新型復合光催化劑(C3N4/CQDs)，能利用太陽光高效分解水，原理如下圖所示。下列說法不正確的是()A．通過該催化反應，實現了太陽能向化學能的轉化B．反應Ⅰ中涉及非極性鍵的斷裂和極性鍵的形成C．反應Ⅱ為2H2O22H2O＋O2↑D．總反應為2H2O2H2↑＋O2↑【解析】選B。由題給反應機理圖示可知，利用太陽光實現高效分解水的過程分為兩步，反應Ⅰ為水在C3N4的催化作用下反應生成過氧化氫和氫氣，反應的化學方程式為2H2OH2O2＋H2↑，反應Ⅱ為H2O2在CQDs的催化作用下反應生成水和氧氣，反應的化學方程式為2H2O22H2O＋O2↑，總反應方程式為2H2O2H2↑＋O2↑。該過程利用太陽光實現高效分解水，實現了太陽能向化學能的轉化，故A正確；反應Ⅰ為水在C3N4的催化作用下反應生成過氧化氫和氫氣，沒有涉及非極性鍵的斷裂，故B錯誤；反應Ⅱ為H2O2在CQDs的催化作用下反應生成水和氧氣，反應的化學方程式為2H2O22H2O＋O2↑，故C正確；反應Ⅰ的化學方程式為2H2OH2O2＋H2↑，反應Ⅱ的化學方程式為2H2O22H2O＋O2↑，則總反應方程式為2H2O2H2↑＋O2↑，故D正確。2．(2024·武漢高二檢測)下列變更過程，屬于放熱反應的是()①NH4Cl固體溶于水②炸藥爆炸③食物因氧化而腐?、茕X熱反應⑤酸堿中和反應⑥煅燒石灰石制生石灰⑦溴蒸氣液化A．②③④⑤⑦ B．①②④⑤C．②③④⑤ D．①②③⑥⑦【解析】選C。①NH4Cl固體溶于水是吸熱的物理過程，故錯誤；②炸藥爆炸是放熱反應，故正確；③食物因氧化而腐敗是放熱反應，故正確；④鋁熱反應是猛烈的放熱反應，故正確；⑤酸堿中和反應是放熱反應，故正確；⑥煅燒石灰石制生石灰是化合物的分解，是吸熱反應，故錯誤；⑦溴蒸氣液化是放熱的物理過程，故錯誤。3．(2024·北京東城區(qū)高二檢測)H2和I2在確定條件下能發(fā)生反應：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－akJ·mol－1已知：(a、b、c均大于零)下列說法不正確的是()A.反應物的總能量高于生成物的總能量B．斷開1molH—H鍵所需能量小于斷開1molI—I鍵所需能量C．斷開2molH—I鍵所需能量約為(c＋b＋a)kJD．向密閉容器中加入2molH2和2molI2，充分反應后放出的熱量小于2akJ【解析】選B。H2和I2在確定條件下能發(fā)生反應為H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－akJ·mol－1，該反應為放熱反應，則反應物的總能量高于生成物的總能量，故A正確；一般而言，鍵長越短，鍵能越大，圖中顯示H—H鍵長短于I—I鍵長，H—H鍵能大于I—I鍵能，故B錯誤；ΔH＝反應物斷裂化學鍵須要的能量－生成物形成化學鍵放出的能量＝bkJ·mol－1＋ckJ·mol－1－2EH—I＝－akJ·mol－1，得到斷開2molH—I鍵所需能量約為(a＋b＋c)kJ，故C正確；反應是可逆反應不能進行徹底，依據焓變意義分析，向密閉容器中加入2molH2和2molI2，充分反應后放出的熱量小于2akJ，故D正確。4．(2024·北京通州高二檢測)強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物質：①稀醋酸，②稀鹽酸，③濃硫酸，恰好完全反應時對應的熱效應ΔH1、ΔH2、ΔH3的關系正確的是()A．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2B．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3C．ΔH1＜ΔH2＜ΔH3D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2【解析】選B。強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的熱效應：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，分別向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸、②稀鹽酸、③濃硫酸，醋酸的電離吸熱，濃硫酸溶于水放熱，則恰好完全反應時的放出的熱量為③＞②＞①，所以ΔH1＞ΔH2＞ΔH3。5．(雙選)依據如圖所得推斷正確的是()已知：I2(g)=I2(s)ΔH＝－62.4kJ·mol－1A．圖1反應為吸熱反應B．圖2反應的熱化學方程式為2HI(g)H2(g)＋I2(g)ΔH＝＋9.4kJ·mol－1C．圖2中若I2的狀態(tài)為固態(tài)，則能量變更曲線可能為①D．斷裂1molH2(g)和1molI2(g)中化學鍵須要的能量小于斷裂2molHI(g)中化學鍵須要的能量【解析】選B、D。圖1中反應物具有的能量大于生成物具有的能量，則該反應為放熱反應，故A錯誤；由圖1可知，反應的熱化學方程式為H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH＝－9.4kJ·mol－1，則其逆反應的熱化學方程式為2HI(g)H2(g)＋I2(g)ΔH＝＋9.4kJ·mol－1，故B正確；由選項B可知2HI(g)H2(g)＋I2(g)ΔH＝＋9.4kJ·mol－1，I2(g)=I2(s)ΔH＝－62.4kJ·mol－1，則2HI(g)H2(g)＋I2(s)ΔH＝－53kJ·mol－1，為放熱反應，不行能是曲線①的吸熱反應，故C錯誤；焓變ΔH＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能，反應H2(g)＋I2(g)2HI(g)放熱，即反應物的總鍵能小于生成物的總鍵能，則斷裂1molH2(g)和1molI2(g)中化學鍵須要的能量小于斷裂2molHI(g)中化學鍵須要的能量，故D正確。【總結歸納】化學反應過程中，化學鍵斷裂為吸熱過程，化學鍵形成為放熱過程。圖示意義a表示正反應的活化能；b表示逆反應的活化能。c表示該反應的反應熱。ΔH圖1：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝－ckJ·mol－1，表示放熱反應圖2：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝ckJ·mol－1，表示吸熱反應6．(2024·贛州高二檢測)以TiO2為催化劑的光熱化學循環(huán)分解CO2反應，為溫室氣體減排供應了一個新途徑，該反應的機理及各分子化學鍵完全斷裂時的能量變更如圖所示。下列說法錯誤的是()A．過程①中吸取能量使鈦氧鍵發(fā)生了斷裂B．該反應中，光能和熱能轉化為化學能C．運用TiO2作催化劑可以提高化學反應速率D．2mol二氧化碳完全分解成2mol一氧化碳和1mol氧氣須要吸熱30kJ【解析】選D。斷鍵吸取能量，則過程①中鈦氧鍵斷裂會吸取能量，故A正確；該圖中以TiO2為催化劑、光和熱條件下分解CO2反應生成CO和O2，依據能量守恒定律知，該反應中，光能和熱能轉化為化學能，故B正確；催化劑降低反應所需活化能，增大活化分子數，提高化學反應速率，故C正確；CO2分解生成CO和O2，反應2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能＝(1598×2－1072×2－496)kJ·mol－1＝＋556kJ·mol－1，即2mol二氧化碳完全分解成2mol一氧化碳和1mol氧氣須要吸熱556kJ，故D錯。7．(雙選)已知：H＋H=H2ΔH＝－436kJ·mol－1，則下列敘述正確的是()A．2個H原子的能量高于1個H2的能量B．2個H原子的能量低于1個H2的能量C．H原子比H2分子穩(wěn)定D．H2分子比H原子穩(wěn)定【解析】選A、D。ΔH＝反應物能量－生成物能量<0，說明2個H原子的能量高于1個H2的能量，A正確，B錯誤；能量越低越穩(wěn)定，H2分子比H原子穩(wěn)定，所以C錯誤，D正確。8．(2024·黃岡高二檢測)試驗室用20mL2mol·L－1鹽酸和20mL2mol·L－1NaOH溶液反應進行中和熱測定時，下列操作能減小試驗誤差的是()A．用銅制攪拌棒代替玻璃攪拌棒B．將鹽酸逐滴緩慢滴入NaOH溶液中C．用NaOH固體代替NaOH溶液D．將反應所用的燒杯蓋上泡沫蓋【解析】選D。測定中和熱應當用玻璃攪拌棒，用銅制攪拌棒代替時會增大熱量損失，試驗誤差增大，故A錯誤；將鹽酸逐滴緩慢滴入NaOH溶液中，會導致熱量損耗大，測定的中和熱偏小，試驗誤差增大，故B錯誤；用NaOH固體代替NaOH溶液，測定的中和熱數值偏大，試驗誤差增大，故C錯誤；將反應所用的燒杯蓋上泡沫蓋，可削減熱量損耗，能減小試驗誤差，故D正確。【補償訓練】生產液晶顯示器的過程中運用的化學清洗劑NF3是一種溫室氣體，其存儲能量的實力是CO2的12000～20000倍，在大氣中的壽命可長達740年之久，以下是幾種化學鍵的鍵能：化學鍵N≡NF—FN—F鍵能/(kJ·mol－1)941.7154.8283.0下列說法中正確的是()A．過程N2(g)→2N(g)放出能量B．過程N(g)＋3F(g)→NF3(g)放出能量C．反應N2(g)＋3F2(g)→2NF3(g)的ΔH>0D．NF3吸取能量后假如沒有化學鍵的斷裂與生成，仍可能發(fā)生化學反應【解析】選B。斷鍵的過程吸取能量，A錯；成鍵的過程，放出能量，B正確；選項C中反應的ΔH＝反應物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝(941.7＋3×154.8－6×283.0)kJ·mol－1＝－291.9kJ·mol－1，因此C錯；若NF3吸取能量后沒有化學鍵的斷裂與生成，則是物理變更?；瘜W反應過程中必有化學鍵的斷裂與生成，所以D錯?！咎貏e提示】熟記反應熱ΔH的基本計算公式ΔH＝生成物的總能量－反應物的總能量ΔH＝反應物的總鍵能之和－生成物的總鍵能之和Ｋ二、非選擇題(本題包括2小題，共22分)9．(10分)由N2O和NO反應生成N2和NO2的能量變更如圖所示。(1)該反應是________反應。(2)若生成1molN2，其ΔH＝________kJ·mol－1。【解析】(1)反應物的總能量大于生成物的總能量，該反應為放熱反應。(2)由圖可知，ΔH＝209kJ·mol－1－348kJ·mol－1＝－139kJ·mol－1答案：(1)放熱(2)－13910.(12分)如圖是一個簡易測量物質反應是吸熱還是放熱的試驗裝置，利用此裝置可以很便利地測得某反應是放熱反應還是吸熱反應。將鋁片加入小試管內，然后注入足量的濃NaOH溶液，請依據要求回答下列問題：(1)有關反應的離子方程式是________________，試管中看到的現象是________________________。(2)S形導管中液面A________(填“上升”或“下降”)，緣由是________________________________；說明此反應是________(填“放熱”或“吸熱”)反應。(3)由試驗推知，NaAlO2溶液和H2的總能量______(填“大于”“小于”或“等于”)鋁片和NaOH溶液的總能量。(4)若小試管盛適量水，然后向其中加入適量NH4NO3晶體，則S形導管中液面A________(填“上升”或“下降”)，這說明NH4NO3溶于水是________(填字母)。a．吸熱反應 b．放熱反應c．吸熱過程 d．放熱過程【解析】鋁片與NaOH溶液的反應是放熱反應，由于反應物的總能量高于生成物的總能量，放出的熱量使錐形瓶內氣壓增大，導致S形導管左端液面下降，右端液面上升。而NH4NO3溶于水是吸熱過程，使錐形瓶內氣體壓強減小，所以液面A上升。答案：(1)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋3H2↑鋁片慢慢溶解，有氣泡產生(2)下降反應放出的熱量使錐形瓶內氣壓增大放熱(3)小于(4)上升c【補償訓練】某反應過程中體系的能量變更如圖所示，下列說法錯誤的是()A.反應過程可表示為B．E1為反應物的總能量與過渡態(tài)的能量差，稱為正反應的活化能C．正反應的熱效應ΔH＝E1－E2＜0，所以正反應為放熱反應D．此圖中逆反應的熱效應ΔH＝E1－E2＜0，所以逆反應為放熱反應【解析】選D。由圖可知，正反應放熱，ΔH為負值；逆反應吸熱，ΔH為正值，D錯誤。(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括2小題，每小題5分，共10分)1．運用中和反應反應熱的測定方法，即保溫、隔熱的條件下，向盛有20mL2.08mol·L－1NaOH溶液的試管中分五次加入1～5mL未知濃度的H2SO4溶液(邊加邊振蕩，每次加入1mL)后，測得溶液的溫度分別是1.4℃、2.5℃、4.2℃、5.2℃、5.18℃，則該硫酸溶液的物質的量濃度約是()A．20.8mol·L－1 B．6.9mol·L－1C．5.2mol·L－1 D．4.16mol·L－1【解析】選C。滴加硫酸時溶液的最高溫度為酸堿恰好中和，此時用去硫酸4mL。依據方程式計算解得c(H2SO4)＝5.2mol·L－1。2．(雙選)已知幾種物質之間的能量關系如圖所示，下列說法中正確的是()A.運用合適催化劑,不能變更反應的焓變B.(g)+H2(g)(g)ΔH=+28.7kJ·mol-1C.(g)+H2(g)(g)中,熱能轉化為產物內部的能量D.(g)+H2(g)(g),反應物的總能量低于生成物的總能量【解析】選A、B。運用合適催化劑可降低反應的活化能,但不能變更反應的焓變,故A正確;(g)+H2(g)(g)ΔH=237.1kJ·mol-1-208.4kJ·mol-1=+28.7kJ·mol-1,故B正確;(g)+H2(g)(g)ΔH=119.6kJ·mol-1-237.1kJ·mol-1=-117.5kJ·mol-1中,產物內部的能量轉化為熱能,故C錯誤;(g)+H2(g)(g)ΔH=-119.6kJ·mol-1,反應為放熱反應,反應物的總能量高于生成物的總能量,故D錯誤。二、非選擇題(本題包括1小題，共20分)3．下表中的數據是破壞1mol物質中的化學鍵所消耗的能量(kJ)：物質Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436依據上述數據回答(1)～(5)題。(1)下列物質本身具有的能量最低的是()A．H2 B．Cl2 C．Br2D．I2(2)下列氫化物中，最穩(wěn)定的是()A．HClB．HBrC．HI(3)X2＋H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應是吸熱反應還是放熱反應？答：_____________________________________________________________。(4)相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應，當消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸取的熱量最多的是________。(5)若無上表中的數據，你能正確回答出問題(4)嗎？答：________，你的依據是_______________________________________?！窘馕觥科茐?mol物質的化學鍵時所消耗的能量與相同條件下由形成該物質的原子形成1mol該物質放出的能量相等，放出的能量越多，物質本身具有的能量越低，分子越穩(wěn)定。(1)生成1molH2時放出的能量最多，為436kJ；(2)在氫化物中，生成1molHCl時放出的能量最多，為432kJ；(3)分別計算出三個反應放出的熱量依次為：185kJ、103kJ和9kJ。答案：(1)A(2)A(3)放熱反應(4)Cl2(5)能元素的非金屬性越強，生成的氫化物越穩(wěn)定，反應放出的熱量就越多【補償訓練】1．已知：在確定條件下，HCN(aq)與NaOH(aq)反應的ΔH＝－12.1kJ·mol－1；HCl(aq)與NaOH(aq)反應的