高二化学(人教选修4)新题练习：第1章第1节第1课时 焓变 反应热

第一章化学反应与能量
第一节化学反应与能量的变化
第1课时焓变反应热
基础练习
题组一化学反应中的能量变化
1.(2021山东临沂高二月考)下列反应属于氧化还原反应,而且ΔH>0的是( )
A.铝片与Fe2O3在高温下反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.灼热的木炭与CO2的反应
D.甲烷在O2中的燃烧反应
2.(2021贵州遵义航天高级中学高二月考)下列说法中正确的是
( )
A.任何化学反应都伴随着能量的变化
B.H2O(g) H2O(l)该过程放出大量的热,所以该过程是化学变化
C.化学反应中能量的变化都表现为热量的变化
D.对于如图所示的过程,是吸收能量的过程
3.(2020湖北名师联盟高二第一次月考)某学生用如图所示装置进行化学反应X+2Y 2Z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( )
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该反应过程中的能量变化可以看成是贮存于X、Y内部的部分能量转化为热能而释放出来
A.①④⑤
B.①④
C.①③
D.②③⑤
4.(2021山东师大附中高二月考)下列关于能量变化的说法正确的是
( )
A.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高
B.化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种
C.已知C(s,石墨) C(s,金刚石) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D.化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒
题组二焓变反应热
5.(2020山西朔州高二月考)下列说法正确的是( )
A.焓变的单位中 kJ·mol-1是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B.有化学键破坏的一定是化学反应,且一定伴随着能量的变化
C.一个化学反应中,反应物总能量大于生成物总能量时,反应放
热,ΔH为“-”
D.一个化学反应中,生成物的总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,ΔH为“+”
6.(2020北京丰台普通高中合格考调研)下列关于化学反应与能量的说法中,不正确的是 ( )
A.锌与盐酸的反应属于放热反应
B.断裂化学键释放能量,形成化学键需要吸收能量
C.化学反应不仅有新物质生成而且伴随着能量变化
D.反应物的总能量高于生成物的总能量,反应时向环境释放能量
7.(2020广东深圳高二期末调研)已知化学反应A2(g)+B2(g) 2AB(g) ΔH=+100 kJ·mol-1的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是( )
A.加入催化剂,该反应的ΔH将减小
B.每形成2 mol A—B键,将放出(a-b)kJ能量
C.该反应中反应物的键能总和小于生成物的键能总和
D.该反应正反应的活化能大于100 kJ·mol-1
8.(2020湖南邵东一中、娄底三中高二月考联考)北京奥运会开幕式在李宁点燃鸟巢主火炬时达到高潮。

奥运火炬采用的是环保型燃料——丙烷,其燃烧时发生反应的化学方程式为C3H8+5O2 3CO2+4H2O。

下列说法中不正确的是 ( )
A.火炬燃烧时化学能只转化为热能
B.所有的燃烧反应都会释放热量
C.1 mol C3H8和5 mol O2所具有的总能量大于3 mol CO2和4 mol H2O 所具有的总能量
D.丙烷完全燃烧的产物对环境无污染,故丙烷为环保型燃料
9.氮化硅陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过
如下反应制得:
SiO2+C+N2 Si3N4+CO(未配平)
该反应过程中的能量变化如图所示。

回答以下问题:
(1)上述反应中的还原剂是(填化学式,下同),其还原产物是。

(2)该反应是(填“吸热”或“放热”)反应,反应热ΔH
(填“>”“<”或“=”)0。

题组三反应热的简单计算
10.(2021广东深圳实验学校高二期中)关于如图的说法不正确的是
( )
A.2 mol固态碘与过量H2(g)化合生成4 mol HI气体时,需要吸收10 kJ 的能量
B.2 mol HI气体分解生成1 mol碘蒸气与1 mol H2(g)时需要吸收
12 kJ的能量
C.碘蒸气与H2(g)生成HI气体的反应是吸热反应
D.1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量
11.(2020江西上饶中学高二月考)已知:①1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。

②Si(s)+O2(g) SiO2(s) ΔH,其反应过程与能量变化如图所示。

③断开1 mol Si—O键、OO键和Si—Si键所需能量分别为460 kJ、500 kJ和176 kJ。

下列说法中正确的是( )
A.晶体硅光伏发电是将化学能转化为电能
B.二氧化硅的稳定性小于硅
C.ΔH=-988 kJ/mol
D.ΔH=(a-c)kJ/mol
12.(2021北京第二中学高二月考)25 ℃和101 kPa下,H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)的能量变化如下图。

对于反应:H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g),下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.生成1 mol HCl(g)时反应放热431 kJ
C.氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更稳定
D.相同条件下,氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
13.(2020江西九江一中高二期末)从能量的变化和反应的快慢等角度研究化学反应具有重要意义。

已知一定条件下,反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)为放热反应。

(1)下图能正确表示该反应中能量变化的是(填字母)。

(2)根据下表数据,计算生成1 mol NH3(g)时该反应放出的热量为kJ。

化学键H—H N—H
断开1 mol 键所吸收的能量 436 kJ 946 kJ 391 kJ
素养练习
1.(2021安徽安庆高二月考,疑难1,)根据如图关系(图中计量单位为mol)计算2NO(g)+2H 2(g) N 2(g)+2H 2O(g)的ΔH 为 ( )
A.(a +b -c -d )kJ ·mol -1
B.(c +a -d -b )kJ ·mol -1
C.(c +d -a +b )kJ ·mol -1
D.(c +d -a -b )kJ ·mol -1
2.(2020浙江金华高二月考,疑难2,)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 ( ) 反应装置或图像 实验现象或图像信息
A
温度计的水银柱不断上升
B
反应物总能量大于生成物总能量 C
反应开始后,甲处液面低于乙处液
面
D
反应开始后,针筒活塞向右移动
3.(2021江西南昌八一中学高二月考,疑难1,)反应A →C 分两步进行:①A→B,②B→C 。

反应过程中的能量变化曲线如图所示(E 1、E 2、E 3、E 4表示活化能)。

下列说法错误的是 ( )
A.三种物质中B 最不稳定
B.反应A →B 的活化能为E 1
C.反应B →C 的ΔH =E 4-E 3
D.整个反应的ΔH =E 1-E 2+E 3-E 4
4.(2020天津静海一中等六校高二期中,疑难1、2,)单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
A.S(s,单斜) S(s,正交) ΔH=+0.33 kJ·mol-1
B.正交硫比单斜硫稳定
C.相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高
D.①表示断裂1 mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ
5.(疑难1,)化学反应中的能量变化是由旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。

如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是( )
A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应放出的能量为180 kJ
B.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
C.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)
D.NO能与NaOH溶液反应生成盐和水
6.(疑难1、2,)在化学反应中,能引发化学反应的分子间碰撞称之为有效碰撞,这些分子称为活化分子。

使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能,其单位用kJ·mol-1表示。

请认真观察下图,然后回答问题。

(1)图中反应是(填“吸热”或“放热”)反应,该反应
(填“需要”或“不需要”)环境先提供能量,该反应的ΔH= (用含E1、E2的代数式表示)。

(2)已知:H2(g)+1
O2(g) H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,该反应的活化
2
能为167.2 kJ·mol-1。

则其逆反应的活化能
为。

(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能
(填“升高”“降低”或“不变”),对反应热是否有影响? ,
原因
是。

答案全解全析
基础练习
1.C A项,该反应中有元素化合价变化,属于氧化还原反应,铝热反应属于放热反应,即ΔH<0,错误;B项,该反应中没有元素化合价变化,
为非氧化还原反应,错误;C项,该反应中有元素化合价变化,属于氧化还原反应,且为吸热反应,ΔH>0,正确;D项,该反应中有元素化合价变化,属于氧化还原反应,燃烧反应属于放热反应,即ΔH<0,错误。

2.A 任何化学反应都伴随着吸热或放热等形式的能量的变化,A项正确;该过程中没有新物质生成,不属于化学变化,B项错误;化学反应中能量的变化有多种转化形式,如化学能转化为热能、光能等,C项错误;图示中生成物总能量比反应物总能量低,即反应过程中有能量放出,D
项错误。

3.A 根据题中描述现象可说明该反应为放热反应,①正确;题述反应
中反应物的总能量高于生成物的总能量,④正确;题述反应过程中的
能量变化可以看成是贮存于X、Y内部的部分能量转化为热能,⑤正确。

综上分析可知A项正确。

4.D 等量的水和冰相比较,冰的能量低,A错误;发生化学反应时能量的变化有多种形式,可以表现为热能,还可以表现为光能等,B错
误;ΔH>0,说明反应吸热,所以石墨的能量较低,能量越低物质越稳定,故石墨更稳定,C错误;化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒,D正确。

5.C ΔH的单位采用 kJ·mol-1时,表示1 mol反应的焓变,A项错误;有化学键破坏的不一定是化学反应,如固体NaCl溶解时虽破坏离子
键得到Na+和Cl-,但为物理变化,B项错误;化学反应中反应物总能量
高于生成物总能量,为放热反应,即ΔH<0,C项正确;反应物总键能大于生成物总键能时,反应吸热,ΔH>0,D项错误。

6.B 锌等活泼金属与酸的反应,属于放热反应,A项正确;断裂化学键吸收能量,形成化学键需要释放能量,B项错误;从本质上分析,化学反应中伴随着旧化学键断裂和新化学键形成,即在生成新物质的同时伴随着能量变化,C项正确;反应物的总能量高于生成物的总能量,反应时会放热,D项正确。

7.D 使用催化剂,不能改变题述反应的ΔH,A项错误;由题图可知每形成2 mol A—B键,将放出b kJ能量,B项错误;该反应为吸热反应,即反应物的键能总和大于生成物的键能总和,C项错误;结合题中信息可知a-b=100,则正反应的活化能一定大于100 kJ·mol-1,D项正确。

8.A 火炬燃烧时,化学能不仅转化为热能,还转化为光能等其他形式的能,A项错误;所有的燃烧反应都是放热反应,都会释放热量,B项正确;该反应为放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量,C项正确;丙烷完全燃烧的产物是二氧化碳和水,对环境无污染,即丙烷为环保型燃料,D项正确。

9.答案(1)C Si3N4(2)放热<
解析(1)题给反应中碳元素的化合价由0价升高到+2价,氮元素的化合价由0价降低到-3价,故还原剂是C,还原产物为Si3N4。

(2)该反应过程中,反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,ΔH<0。

10.C 结合图示可知I2(s)+H2(g) 2HI(g) ΔH=+5 kJ·mol-1,则
2 mol I2(s)与过量H2(g)化合生成4 mol HI(g)时,需吸收10 kJ能量,A 项正确;据图可知I2(g)+H2(g) 2HI(g) ΔH=-12 kJ·mol-1,即
2 mol HI气体分解生成1 mol I2(g)与1 mol H2(g)时需要吸收12 kJ 能量,B项正确;根据I2(g)+H2(g) 2HI(g) ΔH=-12 kJ·mol-1,可知
I2(g)与H2(g)生成HI(g)的反应是放热反应,C项错误;据图可知I2(g) I2(s) ΔH=-17 kJ·mol-1,即1 mol I2(s)变为1 mol I2(g)时需吸收17 kJ能量,D项正确。

11. C 晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能,A项错误;根据③中数据可知,断裂1 mol SiO2中含有的化学键需要的能量为1 840 kJ,断裂1 mol晶体硅中含有的化学键需要的能量为352 kJ,故稳定
性:SiO2>Si,B项错误;根据ΔH=176 kJ/mol×2+500kJ/mol×1- 460 kJ/mol×4=-988 kJ/mol,C项正确;根据题图可知,ΔH=
-c kJ/mol,D项错误。

12.C 该反应中反应物总键能为(436+243)kJ/mol=679 kJ/mol,生成物总键能为431 kJ/mol×2=862kJ/mol,ΔH=反应物总键能-生成物总键能=679 kJ/mol-862 kJ/mol=-183 kJ/mol<0,A项错误;根据上述分析可知H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH=-183 kJ/mol,即生成1 mol HCl(g)时放出91.5 kJ热量,B项错误;据图可知断裂1 mol化学键吸
收的能量:H—H键>Cl—Cl键,即化学键的稳定性:H—H键>Cl—Cl 键,C项正确;相同条件下,H2分子比Cl2分子更稳定,即H2分子具有的能量更低,D项错误。

13.答案(1)A (2)46
解析(1)反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量,故图A能表示题给反应中的能量变化。

(2)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的ΔH=946 kJ/mol+3×436 kJ/mol-6×391 kJ/mol=-92 kJ/mol,即反应生成2 mol NH3(g)时放出92 kJ热量,则生成1 mol NH3(g)时放出46 kJ热量。

素养练习
1.A 根据形成化学键放热、断开化学键吸热,ΔH=断开化学键吸收的总能量-形成化学键释放的总能量,则2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)的ΔH=[(a+b)-(c+d)] kJ·mol-1=(a+b-c-d)kJ·mol-1,A项正确。

2.D A项,温度计的水银柱不断上升,说明稀盐酸与NaOH溶液的反应为放热反应,不符合题意;B项,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,不符合题意;C项,根据反应开始后甲处液面低于乙处液面,说明试管中的反应放热使集气瓶中的空气膨胀,不符合题意;D项,反应开始后,锌粒与稀硫酸反应生成的H2也能使针筒活塞向右移动,不能说明反应放热,符合题意。

3.C 由反应过程中的能量变化可知,A、B、C三种物质中,物质B的能量最高,即物质B的稳定性最差,A项正确;据图可知,反应A→B的活化能为E1,B项正确;据图可知,物质B的能量比物质C的能量高,则B→C的反应为放热反应,ΔH=E3-E4,C项错误;整个反应的ΔH=
ΔH A→B+ΔH B→C=E1-E2+E3-E4,D项正确。

4.B 据图可知,能量:单斜硫>正交硫,即S(s,单斜) S(s,正交)
ΔH=-0.33 kJ·mol-1,为放热反应,A项、C项均错误;由于物质的能量越高越不稳定,故正交硫比单斜硫稳定,B项正确;反应①中需断裂单斜硫中的化学键和O2中的OO键,不仅仅是断裂1 mol O2中的共价键,D 项错误。

5.B 根据题给数据可知,反应物中化学键断裂吸收能量
1 444 kJ·mol-1,生成物中化学键的形成放出能量1 264 kJ·mol-1,故1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应吸收的能量为180 kJ,A不正确,B正确;氮气和氧气反应需要在高温或放电条件下进行,C不正确;NO与氢氧化钠溶液不反应,D不正确。

6.答案(1)放热需要E2-E1(2)409.0 kJ·mol-1
(3)降低无影响催化剂只能改变反应的活化能,不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变
解析(2)由题图可知ΔH=正反应活化能-逆反应活化能,故逆反应活化能=正反应活化能-ΔH=167.2 kJ·mol-1-(-241.8 kJ·mol-1)= 409.0 kJ·mol-1。