第一章 化学反应的热效应 单元测试卷
一、单选题
1．中和热测定实验中用盐酸和溶液进行实验，下列说法不正确的是
A．酸碱混合时，量筒中溶液应缓缓倒入小烧杯中，不断用玻璃棒搅拌
B．装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热减少热量损失
C．实验中用过量，目的是为了确保酸完全反应
D．改用盐酸跟溶液进行反应，求出的中和热和原来相同
2．下列说法正确的是
A．和反应的中和热为，则和反应的中和热为
B．已知；，则的燃烧热是
C．在一定温度和压强下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放出热量，则其热化学方程式为
D．一定条件下 ， ，则
3．科学家Kumada和Corriu在研究使芳香烃增长碳链(也称碳碳偶联)方面作出杰出贡献，其研究反应机理如图(其中Ar代表苯环，R代表烃基)。
下列说法不正确的是
A．NiL2在反应中过程中作催化剂 B．反应过程只涉及极性键的断裂和形成
C．该偶联过程总反应的原子利用率小于100% D．从机理图中可以推测 为平面结构
4．火箭发射时可以用液态肼作燃料，作氧化剂。相关物质的能量转化关系如下。已知 ，则的反应热为
A． B． C． D．
5．化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是
A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成
B．中和反应中，反应物的总能量比生成物的总能量高
C．图I所示的装置能将化学能转变为电能放热
D．图Ⅱ所示的反应为放热反应
6．科学家已获得了气态N4分子，其结构为正四面体形(如图所示)。已知键能是指断开1mol化学键变为气态原子所需要的能量，或形成1mol化学键所释放的能量。下列说法正确的是
化学键 N≡N N N
键能/ kJ mol 1 946 193
A．N4属于一种新型的化合物
B．N4 (g)比N2 (g)稳定
C．56 g N4 (g)转化为N2 (g)时要释放734 kJ能量
D．N4 (g)和N2 (g)互为同位素，N4转化为N2属于化学变化
7．在25 oC和101 kPa 条件下，断开1 mol H2(g)中的化学键要吸收436 kJ 的能量，断开1 mmol Cl2(g)中的化学键要吸收243 kJ的能量，形成 2 mol HCl(g)中的化学键要释放862 kJ的能量。下列说法正确的是
A．H(g)和Cl(g)形成HCl(g)的过程要放出能量
B．等质量的HCl(l)与HCl(g)具有相同的能量
C．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量关系可用如图表示
D．H2和Cl2的反应过程中，断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
8．工业上常利用和合成尿素，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A．为合成尿素反应的中间产物
B．利用和合成尿素是放热反应
C．反应I逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能
D．的焓变
9．为实现“碳达峰”，合成简单有机物有利于实现“碳中和”，其反应可表示为：
反应Ⅰ： ；
反应Ⅱ：
反应Ⅰ，催化加氢制甲醇通过如下步骤来实现：
步骤①：
步骤②：
化学键
键能 436 326 R 464 414
下列说法不正确的是
A．键能数值为1070
B．步骤②反应的
C．和的总键能大于和的总键能
D．根据上述反应可以写出：
10．如图所示，E1=393.5kJ，E2=395.4kJ。下列说法正确的是
A．石墨转化为金刚石为放热反应
B．石墨与金刚石之间的转化是物理变化
C．石墨的稳定性强于金刚石
D．金刚石和氧气生成二氧化碳的反应放热，1mol金刚石的能量一定大于1mol二氧化碳的能量
11．通过理论计算发现，与HBr发生加成反应时，通过不同的路径都可以生成有机物④，其反应过程及相对能量变化如下图所示。下列说法正确的是
A．中间产物③存在顺反异构
B．对于“反应路径1”来说，该反应的决速步骤的活化能为34.7 kcal mol
C．由物质①生成物质②或物质③的反应过程中，断键吸收的能量之和均小于成键释放的能量之和
D．物质的稳定性由强到弱的顺序为②>③>④
12．N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法不正确的是
A．②→③过程，是吸热过程
B．③→④过程，N原子和H原子形成了含有共价键的NH3
C．合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
D．合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总能量
13．在25℃和101kPa的条件下，和完全反应生成的能量变化如图所示，下列说法不正确的是
A．H-H的键能为436kJ/mol
B．形成中的化学键释放出431kJ的能量
C．该反应的热化学方程式：
D．共价键断裂和形成时的能量变化是该化学反应能量变化的主要原因
14．在101kPa下，1g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。已知101kPa及25℃时，四种烷烃的燃烧热如表：
化合物 甲烷(CH4) 乙烷(C2H6) 丙烷(C3H8) 丁烷(C4H10)
△H/kJ mol-1 -890.3 -1559.8 -2219.9 -2878.0
则甲烷、乙烷、丙烷、丁烷四种烷烃中热值最高的是
A．甲烷 B．乙烷 C．丙烷 D．丁烷
二、非选择题
15．在25℃、101kPa的条件下。
(1)由，当生成时，要___________(填“吸收”或“放出”)436kJ的能量；由，当断裂中的共价键时，要___________(填“吸收”或“放出”)243kJ的能量。
(2)对于反应，测得生成时，反应过程中放出183kJ的热量，则断开1mol H—Cl键所需的能量是___________kJ。
(3)两个反应：a．，b．。这两个反应的能量转化方式主要是___________能转化为______能。
16．联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
(1)联氨分子的结构式为___________。
(2)美国加利福尼亚大学圣地亚哥的G· N·SChrauzer等人用氮气和水蒸气在触媒上，光照射下合成高能气态联氨初获成功。该反应的热化学方程式为___________。
化学键 N-H H-O O=O N≡N N-N
键能/KJ·mol-1 391 463 496 946 159
(3)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=-1048.9kJ·mol-1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=___________；联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为___________。
(4)火箭推进器中还可以装联氨和过氧化氢，当它们混合时即产生气体，并放出大量热。已知16 g联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气，放出321kJ的热量，写出该反应的热化学方程式___________。
(5)联氨常由氨气和次氯酸钠溶液反应制得，写出该反应的离子方程式___________。
(6)在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2 ，实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3：2，则该分解反应的化学方程式为___________。
(7)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨气相似。写出联氨与过量盐酸反应的离子方程式___________。
17．绿色能源是未来能源发展的重要方向，氢能是重要的绿色能源，利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如图所示。
已知：总反应 ；反应Ⅱ 。
(1)则反应Ⅰ的热化学方程式为_______。
(2)研究氮和碳的化合物对工业生产和防治污染有重要意义，相关化学键的键能数据如表所示：
化学键
436 946 391
合成氨反应的活化能，由此计算氨分解反应的活化能_______。
18．能源、材料与生产生活和社会发展密切相关。
I.光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳能材料，只有半导体材料具有这种功能。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。
(1)写出31号元素镓(Ga)的原子结构示意图：_______。
(2)P、S、Ga电负性从大到小的顺序为_______。
(3)As元素的第一电离能_______(填“大于”“小于”或“等于”)Se元素的第一电离能。
(4)写出原子序数最小的第VIII族元素基态原子的核外电子排布式：_______。
(5)写出3p轨道上只有2个未成对电子的元素的符号：_______、_______。
II.从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键断裂和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中，断裂化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。
化学键 H—H N—H N≡N
键能/(kJ/mol) 436 391 945
(6)已知： ，根据上表中所列键能数据可计算出a=_______。
参考答案：
1．A
【详解】A．在中和热的测定过程中，酸碱混合时要迅速，并且不能搅拌，防止热量的散失，保证放出的热量都体现在温度计温度的升高上，A选项错误；
B．中和热测定实验成败的关键是做好保温工作，实验中，大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热，减少热量损失，B选项说法正确；
C．实验中用过量，目的是为了确保酸完全反应，C选项说法正确；
D．反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，改用25mL 0.50mol/L盐酸跟25mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的物质的量减少，所放出的热量偏低，但中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量，与酸碱的用量无关，中和热数值相等， D选项发生正确；
故选A。
2．D
【详解】A．H2SO3为弱酸，电离时吸收热量，盐酸是强酸，和反应的中和热为，则和反应的中和热小于，故A错误；
B．已知；，水是气态，而的燃烧热是1mol完全燃烧生成液态水、二氧化碳气体放出的热量，则C2H5OH(l)的燃烧热不是1366.8kJ/mol，故B错误；
C．N2和H2的反应为可逆反应，不能进行完全，所以的△H≠-38.6kJ/mol，故C错误；
D．等物质的量的SO3(g)比SO3(l)的能量高，所以生成2molSO3(g)时放出的热量少，焓变大，即0>△H1＞△H2，故D正确；
选D。
3．B
【详解】A．根据图示NiL2在反应过程中，开始参与反应，最后又生成，故作催化剂，选项A正确；
B．根据图示，反应过程有极性键的断裂和形成，还有非极性键C-C等化学键的形成，选项B错误；
C．该偶联反应方程式为Ar-Br+R-MgBrMgBr2+Ar-R，原子利用率小于100%，选项C正确；
D．根据历程图示， 应该是一种平面结构，若是四面体结构，则过程中的两种物质是同一物质（实际与[Cu(NH3)4]2+一样，发生dsp2杂化），选项D正确；
答案选B。
4．A
【详解】根据图示信息，可得已知反应：
可得目标方程式：，所以，故选A。
5．C
【详解】A．化学反应总是伴随着能量变化，断键需要吸收能量，成键放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，故A正确；
B．中和反应是放热反应，所以反应物总能量大于生成物总能量，故B正确；
C．该装置不能构成闭合回路，所以不能形成原电池，即不能将化学能转变为电能，故C错误；
D．根据图像Ⅱ知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应是放热反应，故D正确；
故答案选C。
6．C
【详解】A．N4是单质，不是化合物，故A错误；
B．N4分子中是N-N，N2分子中是NN，N-N键能小于NN，所以N4没有N2稳定，故B错误；
C．56gN4的物质的量为1mol，1molN4分子中有6molN-N，1molN4转化为2molN2，则断开1molN4分子中的化学键吸收的能量为193kJ×6=1158kJ，形成2molN2放出的能量为946kJ×2=1892kJ，故56 g N4 (g)转化为N2 (g)时要释放1892kJ-1158kJ=734 kJ能量，故C正确；
D．同位素是质子数相同中子数不同的原子，N4(g)和N2((g)不互为同位素，N4 (g)和N2 (g)互为同素异形体，N4转化为N2属于化学变化，故D错误；
故选C。
7．A
【详解】A．H(g)和Cl(g)形成HCl(g)为化学键的形成过程，要释放能量，故A正确；
B．物质由液态变为气体需要吸收能量，所以等质量的HCl(l)与HCl(g)的能量HCl(l)
D．由C分析可知，在H2和Cl2的反应过程中，断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，故D错；
答案选A。
8．D
【详解】A．是反应I的生成物，也是反应Ⅱ的反应物，所以是中间产物，故A正确；
B．从图中看出，生成物能量小于反应物能量，和合成尿素是放热反应，故B正确；
C．由图中的反应可知，反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能，故C正确；
D．反应Ⅰ为 kJ/mol。反应Ⅱ为 kJ/mol，反应Ⅰ+反应Ⅱ得到的焓变
kJ/mol，故D不正确；
故答案选D。
9．C
【分析】由题中信息可知，反应Ⅰ=步骤①+步骤②，根据盖斯定律得到，=+，故=-=-49 kJ/mol-(+41 kJ/mol)=-90 kJ/mol，=反应物总键能-生成物总键能，步骤②中的=R kJ/mol+2436 kJ/mol –(3414 kJ/mol+326 kJ/mol+464 kJ/mol)=-90 kJ/mol，则R=1070。
【详解】A．由分析可知，键能数值为1070，A项正确；
B．由分析可知，步骤②反应的，B项正确；
C．步骤①： ，＞0，故和的总键能大于和的总键能，C项错误；
D．反应Ⅱ-步骤②2得到反应：，根据盖斯定律可知，=-2=，D项正确；
答案选C。
10．C
【分析】由图得：①C(S，石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ mol-1
②C(S，金刚石)+O2(g)=CO2(g)△H=-395.4kJ mol-1，
利用盖斯定律将①-②可得：C(S，石墨)=C(S，金刚石)△H=+1.9kJ mol-1，则
【详解】A．根据分析可知，C(s，石墨)=C(s，金刚石)△H=+1.9kJ mol-1，为吸热反应，故A错误；
B．石墨转化为金刚石有新物质生成，是发生的化学反应，属于化学变化，故B错误；
C．金刚石能量大于石墨的总能量，物质的量能量越大越不稳定，则石墨比金刚石稳定，故C正确；
D．金刚石和氧气生成二氧化碳的反应放热，1mol金刚石和1mol氧气的总能量大于1mol二氧化碳的能量，但是1mol金刚石的能量不一定大于1mol二氧化碳的能量，故D错误；
故选：C。
11．C
【详解】A．中间产物③中双键碳原子的一端均连接两个氢原子，不存在顺反异构，A项错误；
B．对于反应路径1来说，该反应的决速步骤为物质②→物质④，该步骤的活化能为45.6 kcal·mol-1，B项错误；
C．由图可知物质①的总能量大于物质②或物质③的总能量，则由物质①生成物质②或物质③都为放热反应，故断键吸收的能量之和均小于成键释放的能量之和，C项正确；
D．由图可知，物质②、③、④具有的相对能量大小为：②>③>④，能量越高物质越不稳定，故物质的稳定性由强到弱的顺序为④>③>②，D项错误。
答案选C。
12．C
【详解】A．②→③过程是断开化学键，是吸热过程，故A正确；
B．③→④过程是形成化学键，N原子和H原子形成了含有极性键的NH3，故B正确；
C．合成氨反应是放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，故C错误；
D．合成氨反应是放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，故D正确。
综上所述，答案为C。
13．C
【详解】A．由题干图示信息可知，断裂1molH-H需吸收436kJ的能量，则H-H的键能为436kJ/mol，A正确；
B．由题干图示信息可知，形成中的化学键释放出431kJ的能量，B正确；
C．该反应的热化学方程式： =-183kJ/mol，C错误；
D．化学反应的微观本质为旧化学键的断裂和新化学键的形成，共价键断裂和形成时的能量变化是该化学反应能量变化的主要原因，D正确；
故答案为：C。
14．A
【详解】1mol甲烷燃烧放出的热量为890.3kJ，1g甲烷放出的热量为55.6kJ，所以甲烷的热值约为55.6kJ，同理，乙烷的热值约为52kJ，丙烷的热值约为50.5kJ，丁烷的热值约为49.6kJ，热值最高的是甲烷，故A项正确。
15．(1) 放出 吸收
(2)431
(3) 化学 热
【详解】（1）新键形成放出能量，所以当生成时，要放出436kJ的能量；化学键断裂要吸收能量，所以当断裂中的共价键时，要吸收243kJ的能量。
（2）对于反应，测得生成时，反应过程中放出183kJ的热量，则形成2molH-Cl键放出的能量是183kJ+436kJ+243kJ=862kJ，所以断开1mol H—Cl键所需的能量是431kJ。
（3）这两个不同条件下的反应都是放热反应，则这两个反应的能量转化方式主要是化学能转化为热能。
16．(1)
(2)N2(g)+2H2O(g)=N2H4(g)+O2(g) ΔH=+579kJ·mol-1
(3) ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1 反应放热量大、产生大量气体
(4)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ/mol
(5)2NH3+ClO- = N2H4+Cl- +H2O
(6)7N2H4 8NH3↑+3N2↑+2H2↑
(7)N2H4+2H+=N2H
【详解】（1）N2H4是共价化合物，氮原子和氢原子形成共价键，氮原子和氮原子间也形成共价键，结构式为：。
（2）光照射下合成高能气态联氨的方程式为：N2(g)+2H2O(g)=N2H4(g)+O2(g)，ΔH=反应物的键能-生成物的键能=946 kJ·mol-1+2×463 kJ·mol-1-496 kJ·mol-1-4×391 kJ·mol-1-159 kJ·mol-1=+579kJ·mol-1。
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算③×2-②×2-①得到④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=2△H3-2△H2-△H1，根据反应④可知，联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体，产物无污染，因此可作为火箭推进剂。
（4）联氨与过氧化氢反应生成N2和水蒸气的化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)，16 g联氨物质的量为 =0.5mol，则1mol液态联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出热量为=642kJ，反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ/mol。
（5）联氨常由氨气和次氯酸钠溶液反应制得，写出该反应的离子方程式为：2NH3+ClO- = N2H4+Cl- +H2O。
（6）在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2，实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3：2，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：7N2H4 8NH3↑+3N2↑+2H2↑。
（7）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨气相似，联氨与过量盐酸反应时1个N2H4分子可以结合2个H+生成N2H，离子方程式为：N2H4+2H+=N2H。
17．(1)
(2)300
【详解】（1）由题图可知，反应Ⅰ为 ，根据盖斯定律，总反应反应Ⅱ可得反应Ⅰ的热化学方程式为 。
（2）正反应的活化能-逆反应的活化能、反应物的键能总和-生成物的键能总和。，又，则。
18．(1)
(2)
(3)大于
(4)或
(5) S
(6)-93
【详解】（1）31号元素镓(Ga)的电子排布式为，原子结构示意图：。
（2）同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，所以电负性。
（3）砷、硒都是第四周期非金属元素，同周期元素自左而右第一电离能整体呈增大趋势，但砷元素原子能级是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以元素的第一电离能大于元素的第一电离能。
（4）原子序数最小的第Ⅷ族元素是Fe，原子的基态核外电子排布式为或。
（5）3p轨道上只有2个未成对电子的元素其基态核外电子排布式为或，元素符号分别为、。
（6）已知： ，根据上表中所列键能数据可计算=+945 kJ/mol +436 kJ/mol×3-391 kJ/mol×6=-93 kJ/mol，故a＝-93。
