高中化学 第一章 第一节 第1课时 焓变 反应热练习(含解析)新人教版选修4-新人教版高中选修4化学

第1课时焓变反应热
选题表
知识点基础过关能力提升吸热反应(过程)与
1,2,3,4,5,9 11 放热反应(过程)
ΔH计算与比较6,7 14 综合应用8,10 12,13
基础过关(20分钟)
1.下列说法正确的是( D )
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.化学反应中的能量变化都表现为热量变化
C.任何放热反应在常温下一定能发生
D.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热
解析:化学反应的能量变化可以表现为很多方面,如转化为热能、电能、光能等。

反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。

放热反应和吸热反应都是在一定条件下发生的,反应开始需要加热的反应可能是吸热反应,也可能是放热反应。

2.(2018·宁夏育才中学月考)下列物质间的反应,其能量变化符合如图的是( A )
A.由Zn和稀H2SO4制氢气
B.灼热的炭粉与二氧化碳反应
C.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合
D.碳酸钙的分解
解析:从图中分析,反应物总能量高于生成物总能量,反应是放热反应。

活泼金属与酸的反应
是放热反应,A正确;灼热的炭粉和二氧化碳的反应,是以C作为还原剂的反应,为吸热反应,B 错误;Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应是吸热反应,C错误;碳酸钙分解属于分解反应,是吸热反应,D错误。

3.将铁粉和硫粉混合后加热,待反应一发生即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全生成新物质硫化亚铁。

该现象说明( B )
A.该反应是吸热反应
B.该反应是放热反应
C.铁粉和硫粉在常温下难以发生反应,加热才反应,所以该反应ΔH>0
D.生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量
解析:铁粉和硫粉混合加热,反应发生后停止加热,反应仍可持续进行,说明该反应是放热反应,即生成物的总能量低于反应物的总能量。

4.(2018·山东济南模拟)下列说法中正确的是( C )
A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B.破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时,该反应为吸热反应
C.放热反应的ΔH<0
D.放热反应一定不用加热,吸热反应一定需要加热
解析:A项,物质变化和能量变化是化学反应的两大特征;B项,反应应为放热反应;C项,放热反应的焓变为负,ΔH<0;D项,放热或吸热反应的条件都有可能需加热或不需加热。

5.(2018·甘肃师大附中月考)某学生用如图所示装置进行化学反应X+2Y2Z能量变化情况的研究。

当往试管中滴加试剂Y时,看到U形管中液面甲处降、乙处升。

关于该反应的下列叙述中正确的是( A )
①该反应为放热反应;②该反应为吸热反应;③生成物的总能量比反应物的总能量更高;④反应物的总能量比生成物的总能量更高;⑤该反应过程可以看成是“贮存”于X、Y内部的部分
能量转化为热能而释放出来。

A.仅①④⑤
B.仅①④
C.仅①③
D.仅②③⑤
解析:当往试管中加入试剂Y时,看到U形管中液面甲处下降,乙处上升,说明该反应为放热反应,放出的热使得集气瓶中的气压升高而出现该现象,①正确,在放热反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,④正确;该反应过程中可以看成是贮存于X、Y内部的能量转化为热能而释放出来,⑤正确。

故选A。

6.化学反应A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是( B )
A.每生成2个AB分子吸收(a-b) kJ热量
B.该反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1 mol A—A和1 mol B—B键,放出a kJ能量
解析:形成化学键放出热量,形成2 mol A—B键放出b kJ热量,A项错误;每生成2 mol AB 分子吸收(a-b) kJ热量,B项正确;由图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,C项错误;断裂1m o l A—A和1 mol B—B键,吸收 a kJ 能量,D项错误。

7.化学反应过程中的能量变化如图所示,判断以下说法正确的是( D )
A.图甲表示的是吸热反应
B.图乙表示的是放热反应
C.图甲中ΔH>0
D.图乙中ΔH>0
解析:由图像分析可知甲:E反应物>E生成物,反应放热,ΔH<0;乙:E反应物< E生成物,反应吸热,ΔH>0。

8.一种化学冰袋中含有Na2SO4·10H2O和NH4NO3,将它们混合并用手搓揉就可制冷,且制冷效果能维持一段时间。

以下关于其制冷原因的推测肯定错误的是( C )
A.Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程
B.较长时间制冷是由于Na2SO4·10H2O脱水是较慢的过程
C.铵盐在该条件下发生的复分解反应是吸热反应
D.NH4NO3溶于水后吸收热量
解析:根据所学知识可知,NH4NO3溶于水是吸热的,结晶水合物脱水也是吸热的,A、B、D正确。

根据复分解反应发生的条件,Na2SO4·10H2O和NH4NO3在该条件下不会发生反应,故C项错误。

9.下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是( D )
A B C D
反应
装置或
图像
实验现象或图像信息温度计的水
银柱不断上
升
反应物总能量大于生
成物总能量
反应开始后,烧杯
内出现
浑浊
反应开始后,针筒
活塞向右
移动
解析:D项中的稀硫酸与锌粒反应后生成H2,也能够推动针筒活塞向右移动,不能确定该反应是否为放热反应。

10.已知:H2(g)+O2(g)H2O(g),反应过程中的能量变化如图所示,回答下列问题:
(1)a、b、c分别代表什么意义?
a: ;
b: ;
c: 。

(2)该反应是放热反应还是吸热反应?;ΔH大于零还是小于零? 。

(3)若已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH1=-Q1
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=-Q2
则ΔH1(填“>”“<”或“=”,下同)ΔH2,Q1Q2。

解析:(1)H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)→2H(g)和O2(g)→O(g)过程中断开H—H键和O O键需吸收的能量,所以a代表旧键断裂吸收的能量;b代表2H(g)和O(g)结合成氢氧键所放出的能量,c则代表断键所吸收的能量与成键所释放的能量之差,即a-b=c。

(2)由图可知该反应中反应物总能量大于生成物总能量,所以该反应为放热反应,ΔH<0。

(3)比较ΔH大小时,要连同“+”“-”号包含在内,另外还要考虑反应物和生成物的状态。

如果只比较反应放出热量的多少,则只比较数值大小,两个反应中反应物状态相同,生成物状态不同,生成气态水时放出的热量小于生成液态水时放出的热量,故Q1<Q2,但ΔH1>ΔH2。

答案:(1)代表旧键断裂吸收的能量代表新键形成放出的能量代表反应热
(2)放热反应小于零
(3)> <
能力提升(15分钟)
11.根据如图所示的反应判断。

下列说法错误的是( D )
A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量
B.该反应的焓变大于零
C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收热量,化学键形成放出能量
D.由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应
解析:因为碳酸钙受热分解是吸热反应,CO2(g)和 CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量,焓变大于零,故A、B项正确;C项,在CaCO3中,Ca2+和C之间存在离子键,C中,C与O之间存在共价键,故反应中有离子键断裂也有共价键断裂,断键吸收能量,成键放出能量,C项正确;需要加热才发生的反应不一定为吸热反应,如碳的燃烧反应就是放热反应,D项错误。

12.(2018·天津静海一中月考)罗马大学Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子,N4分子结构如图所示(与白磷P4相似)。

已知断裂 1 mol N—N 键吸收167 kJ热量,生成 1 mol N≡N 键放出942 kJ热量。

由此判断下列说法正确的是( D )
A.N4属于一种新型的化合物,分子内存在共价键
B.N4与N2互为同位素,化学性质相似,物理性质不同
C.N4沸点比P4(白磷)高
D.1 mol N4气体转变为N2将放出882 kJ热量
解析:N4是一种只由N元素组成的纯净物,为单质,A错误;N4与N2是同种元素形成的不同单质,是同素异形体,B错误;N4和P4都是分子晶体,并且结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高,所以白磷的沸点高,C错误;1 mol N4气体中含有6 mol N—N键,可生成2 mol N2,形成2 mol N≡N键,则1 mol N4气体转变为N2化学键断裂吸收的热量为6×167 kJ=1 002 kJ,形成化学键放出的热量为1 884 kJ,所以反应放热,放出的热量为1 884 kJ-1 002 kJ=882 kJ,D正确。

13.某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究,在除了用手触摸试管壁感觉发热外,还设计了下列几个可行性方案。

(1)甲方案:将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起,放入有水的小烧杯中,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,观察到的现象是、、,说明反应放热。

(2)乙方案:将盛放有生石灰的小试管插入带有支管的试管中,支管接①,用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水,①中看到的现象是,说明该反应放热。

(3)丙方案:盛放有生石灰且带支管的试管中,支管接的导管中盛适量无水硫酸铜粉末,看到的现象是,说明反应放热,原因是。

解析:实验从反应放热的“热”为出发点进行探究,通过放热使温度上升、使气体膨胀、水被蒸发等特征现象,合理化地设计了探究实验方案。

答案:(1)小试管中固体变成乳状同时有大量水蒸气产生温度计示数变大
(2)U形管左边水柱下降,右边水柱上升
(3)无水硫酸铜粉末变蓝色水和生石灰反应放出热量,使水蒸发
14.(1)(2018·天津卷节选)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键C—H C O H—H
键能/kJ·mol-1413 745 436 1 075
则该反应的ΔH= 。

(2)(2018·北京卷改编)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。

该历程示意图如图。

则①→②能量并形成了C-C键。

解析:(1)根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能,该反应的ΔH= (413×4+745×2)k J·m o l-1-(1075×2+436×2)k J·m o l-1= +120 kJ·mol-1。

(2)从题图中看出,从①→②反应物总能量高于生成物总能量,故反应放出热量且生成了CH3COOH,分子中存在C—C键。

答案:(1)+120 kJ·mol-1(2)放出。