第一章 化学反应的热效应（单元测试）
一、选择题(本题共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.HCN是无色有杏仁气味的有毒气体,早期广泛用于船舱、仓库的烟熏灭鼠。已知:1 mol HCN(aq)与1 mol NaOH(aq)反应的ΔH=－12.1 kJ·mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=－55.6 kJ·mol-1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( )。
A.－67.7 kJ·mol-1 B.－43.5 kJ·mol-1
C.+43.5 kJ·mol-1 D.+67.7 kJ·mol-1
2.如图是金属镁与卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是( )。
A.由MgCl2制取Mg是放热过程
B.热稳定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C.常温下,氧化性:F2
3.已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=－571.6 kJ·mol-1;②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)
ΔH=－57.3 kJ·mol-1。下列说法中错误的是( )。
A.①式表示25 ℃和101 kPa时,2 mol H2 (g)和1 mol O2(g)完全燃烧生成2 mol H2O(l)放热571.6 kJ
B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)中ΔH>－571.6 kJ·mol-1
C.将含1 mol NaOH的水溶液与50 g 98%的浓硫酸混合后放出的热量为57.3 kJ
D.将含1 mol NaOH的稀溶液与含1 mol CH3COOH的稀溶液混合后放出的热量小于57.3 kJ
4.氧气(O2)和臭氧(O3)是氧元素的两种同素异形体。已知热化学方程式:
①4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH1
②4Al(s)+2O3(g)2Al2O3(s) ΔH2
③3O2(g)2O3(g) ΔH3
下列关系式正确的是( )。
A.ΔH1－ΔH2=ΔH3 B.ΔH1+ΔH2=ΔH3
C.ΔH2－ΔH1=ΔH3 D.ΔH1+ΔH2+ΔH3=0
5.已知热化学方程式:
①C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l) ΔH1=－1 301.0 kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=－393.5 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH3=－285.8 kJ·mol-1
则反应④2C(s)+H2(g)C2H2(g)的ΔH为( )。
A.+228.2 kJ·mol-1 B.－228.2 kJ·mol-1
C.+1 301.0 kJ·mol-1 D.+621.7 kJ·mol-1
6.下列过程中，需要吸收能量的是( )
A.钠与水的反应 B.H＋Cl—→HCl
C.I2—→I＋I D.S＋O2SO2
7.如图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此一次性加热杯可选用的固体碎块是 ( )
A.硝酸铵 B.生石灰 C.氯化镁 D.食盐
8.下列热化学方程式书写正确的是( )。
A.2SO2+O22SO3 ΔH=－196.6 kJ·mol-1
B.N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ·mol-1
C.C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=+393.5 kJ·mol-1
D.H2O(l)H2(g)+O2(g) ΔH=+285.8 kJ·mol-1
9.已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1。下列说法正确的是( )
A.CO的燃烧热为－283 kJ·mol－1 B.CO的燃烧热为566 kJ·mol－1
C.CO的燃烧热ΔH＝－283 kJ·mol－1 D.下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
10.下列反应的ΔH最大的是( )。
A.CH4(g)+2O2(g)══CO2(g)+2H2O(l) B.CH4(g)+O2(g)══CO(g)+2H2O(g)
C.2CH4(g)+4O2(g)══2CO2(g)+4H2O(g) D.CH4(g)+2O2(g)══CO2(g)+2H2O(g)
11.相同条件下,下列各反应均为放热反应,其中ΔH最小的是( )。
A.2A(l)+B(l)══2C(g) ΔH B.2A(g)+B(g)══2C(g) ΔH
C.2A(g)+B(g)══2C(l) ΔH D.2A(l)+B(l)══2C(l) ΔH
12.下列关于盖斯定律的说法不正确的是( )。
A.一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热相同
B.反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
C.有些反应的反应热不能直接测得,可通过盖斯定律间接计算得到
D.根据盖斯定律,热化学方程式中ΔH直接相加即可得总反应热
13.下列关于反应能量的说法正确的是( )
A.Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s) ΔH＝－216 kJ·mol－1，则反应物总能量>生成物总能量
B.相同条件下，如果1 mol氢原子所具有的能量为E1，1 mol 氢分子所具有的能量为E2，则2E1＝E2
C.101 kPa时，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则H2的燃烧热为571.6 kJ·mol－1
D.氧化还原反应一定是放热反应
14.根据碘与氢气反应的热化学方程式：
(1)I2(g)＋H2(g)===2HI(g) ΔH＝－9.48 kJ·mol－1
(2)I2(s)＋H2(g)===2HI(g) ΔH＝＋26.48 kJ·mol－1
下列判断正确的是( )
A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反应放热9.48 kJ
B.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C.反应(1)的产物比反应(2)的产物稳定
D.反应(2)的反应物的总能量比反应(1)的反应物的总能量低
15.已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
②CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2
③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3
④4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4
⑤3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.反应②是放热反应 B.ΔH2>0，ΔH4>0
C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
16.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见( )
A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B.该反应中热能转化为产物内部的能量
C.反应物的总能量高于反应产物的总能量
D.反应的热化学方程式为NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O ΔH＝＋Q kJ·mol－1
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
17.(12分)某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸进行中和反应反应热的测定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L-1 NaOH溶液。
(1)若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 g。
(2)从表中选择,称量NaOH固体所需要的仪器是 (填序号)。
名称 托盘天平(带砝码) 小烧杯 坩埚钳
仪器
序号 ① ② ③
名称 玻璃棒 药匙 量筒
仪器
序号 ④ ⑤ ⑥
Ⅱ.测定稀硫酸与稀氢氧化钠溶液中和反应反应热的实验装置如图所示。
(1)若生成1 mol H2O时反应放出的热量为57.3 kJ,写出该反应的热化学方程式: 。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸进行实验,实验数据如下表。
①请填写下表中的空白:
实验 次数 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温度差平均值(t2-t1)/℃
硫酸 NaOH溶液 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1
2 27.0 27.4 27.2 33.3
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
②用上述实验数值计算结果为53.5 kJ·mol-1,与57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是 。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
C.分多次把NaOH溶液倒入量热计的内筒
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
18.(15分)为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)实验测得,1 g乙醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出29.7 kJ的热量,试写出表示乙醇燃烧热的热化学方程式: 。
(2)已知反应CH3—CH3(g)CH2CH2(g)+H2(g),有关化学键的键能如下:
化学键 C—H CC C—C H—H
键能/(kJ·mol-1) 414.4 615.3 347.3 435.3
通过计算得出该反应的反应热为 。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(s,石墨)+O2(g)CO2(g) ΔH1=－393.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=－571.6 kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=－2 599 kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298 K时由C(s,石墨)与H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变:ΔH= 。
19.(9分)用“>”“<”或“=”填空:
(1)相同状况下,2 mol H所具有的焓__________1 mol H2所具有的焓。
(2)反应H2(g)+Cl2(g)══2HCl(g),同温同压下,在光照和点燃条件下均生成1 mol HCl(g)时的反应热分别为ΔH1、ΔH2,则ΔH1__________ΔH2。
(3)相同状况下,含有等物质的量磷原子的红磷比白磷的焓低,则红磷和白磷在氧气中充分燃烧,均生成1 mol P2O5时放出的热量:红磷__________白磷。
20.(16分)依据事实,写出下列反应的热化学方程式:
(1)适量的N2(g)和O2(g)完全反应,每生成23 g NO2(g)吸收16.95 kJ热量。
_______________________________________________________________________________。
(2)18 g C6H12O6(葡萄糖,s)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和液态水,放出280.4 kJ热量。______________________________________________________________________________。
(3)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2(s)和液态水。已知室温下2 g SiH4自燃放出89.2 kJ热量。__________________________________________________________。
(4)如图是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中焓的变化示意图。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:____________________________________________________________。
参考答案及解析：
一、选择题
1.C 解析:反应的热化学方程式分别为:①HCN(aq)+OH-(aq)CN-(aq)+H2O(l) ΔH=－12.1 kJ·mol-1 ②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=－55.6 kJ·mol-1
用①－②可得HCN电离的热化学方程式为HCN(aq)H+(aq)+CN-(aq) ΔH=－12.1 kJ·mol-1－(－55.6 kJ·mol-1)=+43.5 kJ·mol-1。
2.D 解析:由图示可知,MgCl2(s) Mg(s)+Cl2(g),能量由低到高,故由MgCl2制取Mg是吸热过程,A项错误;物质的能量越低越稳定,故热稳定性MgI2
3.C 解析:C项过程还伴随着浓硫酸稀释所放出的热量,故放出的热量大于57.3 kJ。
4.A 解析:根据盖斯定律可知:反应式①－②得③,所以ΔH3=ΔH1－ΔH2。
5.A 解析:热化学方程式①②③和④之间存在如下关系:2×②+③－①=④。所以2ΔH2+ΔH3－ΔH1=ΔH=－2×393.5 kJ·mol-1－285.8 kJ·mol-1+1 301.0 kJ·mol-1=+228.2 kJ·mol-1。
6.C
7.B 解析：生石灰与水反应放出大量的热。
8.D 解析:A项,未注明反应物和生成物的聚集状态,错误;B项,化学方程式书写错误,应为N2(g)+O2(g)══2NO(g),错误;C项,C与O2反应为放热反应,ΔH<0,错误。
9.C 解析：CO的燃烧热为283 kJ·mol－1，D图中的量标示错误。
10.B 解析:甲烷燃烧是放热反应,ΔH为负值。H2O(g)―→H2O(l)要放出热量,ΔH:A项
12.D 解析:利用盖斯定律,需对热化学方程式通过“+”“-”“×”“÷”等四则运算,进而计算总反应热。
13.A 解析:分子变成原子要破坏化学键，吸收能量，则2E1>E2，B错误；H2的燃烧热是指101 kPa下，1 mol氢气充分燃烧生成液态水时放出的热量，C错误；C＋CO22CO是氧化还原反应，但是属于吸热反应，D错误。
14.D 解析：因H2(g)＋I2(g)===2HI(g)为可逆反应，故254 g I2(g)与2 g H2(g)不可能完全反应生成2 mol HI(g)，放出的热量小于9.48 kJ，A错误；1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量差为26.48 kJ－(－9.48 kJ)＝35.96 kJ，B错误；产物均为HI，稳定性一致，C错误；因反应物中氢气的状态相同，而固态碘比气态碘所含的能量低，D正确。
15.C 解析：燃烧反应及金属的氧化都是放热反应，ΔH1、ΔH3、ΔH4都小于0，CO2与C的反应是吸热反应，ΔH2大于0，A、B均错误；由盖斯定律及题给热化学方程式可得①＝②＋③，则ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C正确；同理可得ΔH3＝(ΔH4＋2ΔH5)，D错误。
16.B 解析：根据醋酸逐渐凝固说明NH4HCO3与盐酸的反应是吸热反应，则A、C错误，B正确；热化学方程式中要标出各物质的聚集状态，D错误。
二、非选择题
17.答案:Ⅰ.(1)5.0 (2)①②⑤
Ⅱ.(1)H2SO4(aq)+NaOH(aq)Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=－57.3 kJ·mol-1
(2)①4.0 ②ACD
解析:Ⅰ.(1)配制245 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液,应选择250 mL容量瓶,所以需NaOH的质量m(NaOH)=0.50 mol·L-1×0.250 L×40 g·mol-1=5.0 g。
(2)NaOH固体易潮解,所以一定要放在烧杯中称量。
Ⅱ.(2)①每次实验温度差=终止温度t2-起始温度t1的平均值,第2组偏差太大,舍弃,则最终温度差平均值为第1、3、4三组实验的温度差之和除以3。
②因为53.5 kJ·mol-1<57.3 kJ·mol-1,说明实验过程中有热量损失,故A、C两项正确;D项的做法会使测得的硫酸的初始温度偏高,最终温度差平均值(t2-t1)变小,实验结果偏低,故D项正确。量取NaOH溶液的体积时仰视读数,则实际量取的NaOH溶液偏多,而硫酸过量,实际反应中生成的水多,放出的热量多,计算得出的数值应该偏大,故B项不正确。
18.答案:(1)CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=－1 366.2 kJ·mol-1
(2)+125.5 kJ·mol-1 (3)+226.7 kJ·mol-1
解析:(1)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为CH3CH2OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=－29.7×46 kJ·mol-1=－1 366.2 kJ·mol-1。
(2)ΔH=[6E(C—H)+E(C—C)]－[E(CC)+4E(C—H)+E(H—H)]=(6×414.4+347.3) kJ·mol-1－(615.3+4×414.4+435.3) kJ·mol-1=+125.5 kJ·mol-1。
(3)根据盖斯定律,由第一个反应×2+第二个反应×-第三个反应×,可得2C(s,石墨)+H2(g)C2H2(g) ΔH=－393.5 kJ·mol-1×2-571.6 kJ·mol-1×-(－2 599 kJ·mol-1)×=+226.7 kJ·mol-1。
19.答案:(1)> (2)= (3)<
解析:(1)2 mol H结合成1 mol H2时,形成化学键要释放能量,故前者总焓大。
(2)同温同压下,氢气和氯气生成氯化氢气体的焓变与过程、反应条件无关,只与反应物的总焓和生成物的总焓有关。
(3)含有等物质的量磷原子的红磷比白磷的焓低,则生成1 mol P2O5时红磷燃烧放出的热量少。
20.答案:(1)N2(g)+2O2(g)══2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol-1
(2)C6H12O6(葡萄糖,s)+6O2(g)══6H2O(l)+6CO2(g) ΔH=－2 804 kJ·mol-1
(3)SiH4(g)+2O2(g)══SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=－1 427.2 kJ·mol-1
(4)NO2(g)+CO(g)══CO2(g)+NO(g) ΔH=－234 kJ·mol-1
解析:根据各小题中给出的信息,按热化学方程式的书写要求和注意事项等进行书写。
