2020-2021学年高二化学(人教版)选修4双基限时练1化学反应与能量的变化.docx

双基限时练(一)　化学反应与能量的变化
1．下列说法中，正确的是(　　)
A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不肯定发生能量变化
B．ΔH的大小与反应时的温度、压强无关
C．生成物的总能量大于反应物的总能量时，反应吸热，ΔH>0
D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关
答案　C
解析　化学反应过程，在发生物质变化的同时存在能量的变化，A项错；ΔH的大小与反应时的温度、压强有关，对于25 ℃、101 kPa时进行的反应可以不注明，B项错；生成物的总能量大于反应物的总能量时，反应吸热，ΔH>0，C项对；ΔH的大小与热化学方程式的计量数有关，反应方程式的计量数增大1倍，ΔH也增大1倍，D项错。
2．下列过程中，需吸取能量的是(　　)
A．H＋H→H2 B．自然 气燃烧
C．I2→I＋I D．S＋O2→SO2
答案　C
解析　化学键的断裂需要吸取能量。
3．将铁粉和硫粉混合加热，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。该现象说明白(　　)
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
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
答案　BC
解析　铁粉和硫粉在常温下难以发生反应，但加热至反应发生后，停止加热，反应仍能连续进行，说明该反应是放热反应。
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关于化学反应的说法错误的是(　　)
A．如图所示的反应为放热反应
B．化学反应中有物质变化也有能量变化
C．需要加热的化学反应不肯定是吸热反应
D．化学键断裂吸取能量，化学键生成放出能量
答案　A
解析　图示反应中反应物能量低，生成物能量高，是吸热反应。
5．在中和反应的反应热的测定试验中，下列操作错误的是(　　)
A．读取混合液的最高温度作为反应终止温度
B．测量溶液温度的温度计要插在溶液中
C．为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
D．为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量
答案　C
解析　分次加入酸(碱)，简洁造成热量损失，使测量结果偏低。
6．热化学方程式：S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－297.3 kJ·mol－1，请分析下列说法中，正确的是(　　)
A．S(g)＋O2(g)===SO2(l)　|ΔH|>297.3 kJ·mol－1
B．硫蒸气的能量高于SO2的能量
C．S(g)＋O2(g)===SO2(l)　|ΔH|<297.3 kJ·mol－1
D．1mol SO2的键能总和小于1mol S和1mol O2的键能之和
答案　A
解析　气态SO2转变为液态SO2要放出热量，因此，S(g)＋O2(g)===SO2(l)　|ΔH|>297.3 kJ·mol－1，A项正确，C项错；由于硫在氧气中燃烧是放热反应，反应物硫蒸气和氧气的总能量高于生成物SO2(g)的总能量，B项错；反应放热，1mol SO2的键能总和大于1mol S和1mol O2的键能之和，D项错。
7．下列说法正确的是(　　)
A．中和热肯定是强酸跟强碱反应放出的热量
B．1mol酸与1mol碱完全反应放出的热量是中和热
C．表示中和热的离子方程式为：H＋＋OH－===H2O　ΔH＝－57.3 kJ/mol
D．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时的反应热叫做中和热
答案　D
解析　中和热是指在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol水时的反应热，A、B项不正确，D项正确；C项没有标明状态，C项不正确。
8．航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料，反应方程式表示为2NH4ClO4N2↑＋Cl2↑＋2O2↑＋4H2O。下列对该反应的叙述中错误的是(　　)
A．从能量变化的角度主要是化学能转变为热能和动能
B．反应的焓变小于零
C．瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
D．在方程式后增加ΔH及其数值即为热化学方程式
答案　D
解析　该反应为放热反应，其焓变为负值小于零。书写热化学方程式要注明物质的聚集状态及ΔH的正负号、数值及单位。
9．在同温、同压下，下列各组热化学方程式中，ΔH1＞ΔH2的是(　　)
A．2H2(g)＋O2(g)==2H2O(g)　ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2
B. S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
C. C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2
D. H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1
H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH2
答案　AC
解析　依据热化学方程式书写要点可知，物质的聚集状态不同，反应热的数值肯定不同。犹如一放热反应生成液态物质要比生成气态物质放热多，因气体分散为液体还要放热。热化学方程式的化学计量数代表物质的量，故可以是分数，所以对同一化学反应用分数表示化学计量数和全用整数表示化学计量数的反应热数值也不同。A项中生成液态水放热多于生成气态水，ΔH1＞ΔH2；B项中硫(s)要变为硫(g)需吸热，所以硫(s)燃烧放出的热量比硫(g)燃烧放出的热量少，ΔH1＜ΔH2；C项中前一反应和后一反应生成物不同。依据CO与O2生成CO2要放热，可知C与O2生成CO放出的热量必定小于生成CO2所放出的热量，ΔH1＞ΔH2；D项中后一反应为分数化学计量数，其各有关物质的物质的量都是前一反应的一半，放出的热量削减一半，所以ΔH1＜ΔH2。
10．化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式为(　　)

A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)
ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1
B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)
ΔH＝2(b－a) kJ·mol－1
C.N2(g)＋H2(g)===NH3(l)
ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1
D.N2(g)＋H2(g)===NH3(g)
ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1
答案　A
解析　N2、H2反应生成NH3的过程可分为如下过程：
mol N2(g)＋mol H2(g)1mol N＋3mol H1mol NH3(g)1mol NH3(l)，故A项正确。
11．依据事实，写出下列反应的热化学方程式：
(1)28 g CO还原Fe2O3生成单质铁，放出8.3 kJ热量
__________________________________________________。
(2)1mol氨气和1mol氯化氢气体化合生成氯化铵固体，放出176 kJ热量________________________________________________。
(3)用20 g NaOH配成的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出28.65 kJ的热量_________________________________________________。
4)依据如图所示，写出热化学方程式。

①___________________________________________________；
②___________________________________________________。
答案　(1)Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH＝－24.9 kJ·mol－1
(2)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)
ΔH＝－176 kJ·mol－1
(3)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
(4)①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41 kJ·mol－1
②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)
ΔH＝＋41 kJ·mol－1
解析　书写热化学方程式时要留意标明反应物和生成物的聚集状态，溶液中要标注aq，同时还要注明ΔH的“＋”与“－”号。热化学方程式正向反应和逆向反应的ΔH数值相同，ΔH相反。另外热化学方程式中各物质的系数要与焓变的数值相对应。依据这些原则可以写出相应的热化学方程式。
12．(1)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。若向三份等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液中分别加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸至恰好完全反应，并将上述过程中放出的热量分别记为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ。则三者的大小关系是________(用Q1、Q2、Q3表示)。
(2)如图所示A为泡沫塑料板，上面有两个小孔，分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒，两个小孔不能开得过大，其缘由是________；反应需要测量温度，每次测量温度后都必需实行的操作是________
_________________________________________________________。

(3)试验室用50mL 0.50mol·L－1盐酸、50mL
0．55mol·L－1NaOH溶液利用上图装置进行测定中和热的试验。假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g/cm3，又知中和后生成溶液的比热容c＝
4．18 J/(g·℃)。为了计算中和热，试验时还需测量的数据有(填序号)________。
A．反应前盐酸的温度
B．反应前盐酸的质量
C．反应前氢氧化钠溶液的温度
D．反应前氢氧化钠溶液的质量
E．反应后混合溶液的最高温度
F．反应后混合溶液的质量
(4)某同学试验记录数据如下：
试验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该同学的试验数据计算，该试验测得的中和热ΔH为________。
答案　(1)Q1所取用的酸碱的量无关。试验时泡沫塑料板上开的小孔不大是为了防止热量的损失。读取混合液的温度时要把握好，肯定要读取混合液的最高温度。第一次测量，盐酸和NaOH的平均温度为＝20.05 ℃，反应体系的温度变化Δt＝23.2 ℃－20.05 ℃＝3.15 ℃
ΔH1＝－
＝－×3.15 kJ·mol－1＝－52.67 kJ·mol－1，
同理可算出其次次测量
ΔH2＝－×3.1 kJ·mol－1＝－51.83 kJ·mol－1，
第三次测量
ΔH3＝－×3.05 kJ·mol－1＝－51.00 kJ·mol－1，由三次平均可求出该反应的中和热为51.8 kJ·mol－1。
13．化学反应中的能量变化，是由化学反应中旧化学键断裂时吸取的能量与新化学键形成时放出的能量不同所致。图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化：

N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化
(1)人们通常把拆开1mol某化学键所吸取的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，则N≡N键的键能为________kJ·mol－1。依据图写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式________________________。
(2)NO(g)分解生成N2(g)和O2(g)的热化学方程式为__________；当有16 g O2(g)生成时，该反应中________(填“放出”或“吸取”)的热量为________kJ。
答案　(1)946　N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)
ΔH＝＋180 kJ·mol－1　
(2)2NO(g)===N2(g)＋O2(g)
ΔH＝－180 kJ·mol－1　放出　90
解析　依据图可以看出拆开1mol N2需946 kJ的能量，则N2的键能为946 kJ·mol－1。拆开1mol O2需498 kJ的能量，生成2mol NO(g)放出的能量为2×632 kJ，ΔH＝946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×632 kJ·mol－1＝＋180kJ·mol－1，该反应的热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180 kJ·mol－1。由此可得2NO(g)===N2(g)＋O2(g) ΔH＝－180 kJ·mol－1，由此可计算出16 g O2放出的热量为90 kJ。