第一章 化学反应的热效应 单元测试题
一、单选题
1．已知一定条件下的热化学方程式：
2KNO3(s)=2KNO2(s)＋O2(g) ΔH＝＋akJ·mol－1
C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－bkJ·mol－1
为提供分解1 mol KNO3所需的能量，理论上需完全燃烧碳的物质的量为
A． mol B． mol C． mol D． mol
2．由和反应生成和的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A．反应生成时转移
B．反应物能量之和大于生成物能量之和
C．每有氮氮三键形成时，该反应放出139KJ的能量
D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
3．已知肼(N2H4)是一种用于火箭或燃料电池的原料，已知①2H2O(l)+O2(g)=2H2O2(l) △H1=+108.3kJ/mol②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H2=-534.0kJ/mol。则有反应：N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)，则ΔH3为
A．＋425.7kJ·mol-1 B．-425.7kJ·mol-1 C．＋642.3kJ·mol-1 D．-642.3kJ·mol-1
4．各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是
物质
A．
B．
C．
D．
5．已知：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=—802.3 kJ·mol-1
②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH2=—184.6 kJ·mol-1
③C(s)+ O2(g)=CO(g )ΔH3=—110.5 kJ·mol-1
④2SO2(g)+O2(g) 2SO3 (g)ΔH4=—197.8kJ·mol-1
下列说法正确的是
A．CH4的燃烧热ΔH为—802.3kJ· mol-1
B．1 mol C完全燃烧放出的热量大于110.5kJ
C．1 g H2在Cl2中完全燃烧放出184.6kJ的热量
D．一定条件下，2 mol SO2与足量O2充分反应放出197.8kJ的热量
6．下列反成既是氧化还原反应，又是吸热反应的是
A．Ba(OH)2·8H2O与 NH4Cl的反应 B．C与H2O(g)的反应
C．活泼金属镁与盐酸的反应 D．NaHCO3与盐酸的反应
7．下列有关反应热和能量的说法正确的是
A．任何条件下，同一反应的反应热与反应的焓变都是相等的
B．有能量变化的过程不一定是化学变化
C．形成新的化学键的过程不一定会释放能量
D．高温条件下发生的反应一定是吸热反应
8．已知 kJ·mol，则含80.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量
A．等于57.3 kJ B．小于57.3 kJ C．小于114.6 kJ D．等于114.6 kJ
9．已知： 。若断裂1molH-H、需要吸收的能量分别为436kJ、945.6kJ，则断裂1molN-H需要吸收的能量为
A．431KJ B．391kJ C．782kJ D．360.2kJ
10．下列说法正确的是
A．已知 ， ；，
B．已知 ，则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放热大于
C．已知 ，则燃烧热为
D．已知中和热可表示为 ，则与完全反应放出的热量为
11．和CO是环境污染性气体，可在表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图1、2所示。下列说法正确的是
A．总反应的
B．为了实现转化，需不断向反应器中补充和
C．该总反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．已知和分子都是直线形结构，则的结构式为
12．下列说法不正确的是
A．书写热化学方程式时，必须与化学方程式一一对应
B．已知的燃烧热，则完全燃烧的热化学方程式为：
C．已知：说明是一种理想的绿色能源
D．已知：结合本题C选项中的已知条件，可得出的热稳定性不如
13．下列关于热化学反应的描述中正确的是
A．和反应的中和热，则和反应的中和热
B．的燃烧热是283.0，则的反应热
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热
14．沼气的主要成分是，已知常温常压下，完全燃烧生成和时放出445kJ的热量，则下列热化学方程式中正确的是
A．
B．
C．
D．
二、非选择题
15．根据已知，回答下列问题。
(1)已知：0.3mol气态高能燃料乙硼烷()在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ的热量。写出该反应的热化学方程式 。
(2)在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成和液态水时放热55.6kJ。则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为 。
(3)已知：与水蒸气反应制取水煤气(一氧化碳和氢气)时，每转移个电子)吸收65.75kJ的热量。写出该反应的热化学方程式 。
(4)常温常压下，断裂1mol(理想)气体分子化学键所吸收的能量或形成1mol(理想)气体分子化学键所放出的能量称为键能，下表是一些键能数(KJ·mol-1)
化学键 键能 化学键 键能 化学键 键能
C-H 414 C-F 489 565
436 391 158
根据键能数据计算以下反应的反应热： = 。
(5)随着科学技术的进步，人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是
A、
B、
由上述方程式可知，的燃烧热 (填“大于”、“等于”或“小于”)192.9kJ/mol
(6)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼()，作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知：
请写出肼和氟气反应的热化学方程式： 。
16．Ⅰ．燃料电池电动汽车是利用氢气、甲醇、天然气(主要成分为甲烷)、汽油等燃料和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。
(1)汽车行驶的过程中，能量的转化形式为 。
Ⅱ．利用下表数据回答下列问题：
燃料 燃烧热/(kJ·mol-1) 燃料 燃烧热/(kJ·mol-1)
氢气 285.8 甲醇(CH3OH) 726.51
甲烷(CH4) 890.3 正丁烷(CH3CH2CH2CH3) 2878.0
乙烷(C2H6) 1559.8 2869.6
丙烷(C3H8) 2219.9
(2)表示乙烷燃烧热的热化学方程式为 。
(3)稳定性：正丁烷 异丁烷(填“>”“<”或“=”)；原因 。
(4)相同质量的燃料， (填“C”或“H”)的质量分数越大，燃烧放出的热量越多。
(5)二氧化碳是重要的温室气体，从环保角度分析，放出相同的热量时选择 (填“乙烷”或“甲醇”)作为燃料产生的CO2较少。
(6)现有氢气和丙烷混合气体3 mol，完全燃烧共产生2791.5 kJ的热量，则氢气和丙烷的物质的量之比为 。
17．白磷(P4)与氯气反应的能量变化如图所示。回答下列问题：
(1)白磷在氯气中燃烧的反应是放热反应，但是启动反应时需要点燃或加热，其原因是 。
(2)PCl5(g)=PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH= 。
(3)写出白磷蒸气在氯气中反应生成五氯化磷气体的热化学方程式： 。
(4)在密闭容器中充入1 mol PCl3(g)和3 mol Cl2(g)，发生反应：PCl3(g)＋Cl2(g) PCl5(g)，放出热量Q的范围为 。
(5)白磷在氯气中燃烧，开始引燃之后，停止加热，反应持续进行至一种物质(或两种物质)完全反应，其原因是 。
18．硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等。工业上一般以硫黄或其他含硫的矿物为原料来制备硫酸，流程如下。回答下列问题：
(1)已知水的比热容为4.18×10-3kJ·g-1·℃-1。10g硫黄在O2中完全燃烧放出的热量能使500gH2O的温度由18℃升至62.4℃，则表示硫黄燃烧热的热化学方程式为 。
(2)接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化，该反应过程中能量变化如图所示。假如10g硫黄完全燃烧产生的SO2全部进入催化氧化室，达平衡时SO2的转化率为40%，则反应过程中放出的热量为 。
(3)生成的SO3被98.3%的浓硫酸吸收过程中，与水反应生成硫酸，并且放出大量热。已知160gSO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4，放出热量260.6kJ。则利用题给相关数据判断10g硫黄经过上述步骤生成硫酸放出的总热量为 (假设该过程中无热量损耗，每步都达到反应限度)。
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参考答案：
1．B
【详解】根据反应2KNO3(s)=2KNO2(s)＋O2(g) ΔH＝＋akJ·mol－1，可知分解1mol KNO3需要热量；根据C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－bkJ·mol－1，可知碳完全燃烧放出热量时，消耗的物质的量：，故答案选B。
2．A
【分析】根据氧化还原反应规律可知同种元素发生氧化还原反应时不能交叉，故一氧化二氮中+1价氮降低为氮气中的0价，一氧化氮中+2的氮化合价升高到+4价的二氧化氮：N2O+NO=NO2+N2，每发生1mol该反应转移2mol电子。
【详解】A．由分析可知反应生成1mol氮气是转移2mole-，A错误；
B．由图像可知反应物能量之和大于生成物能量之和，B正确；
C．由图像知每有氮氮三键形成即发生1mol该反应时，放出（348-209）kJ=139kJ的能量，C正确；
D．该反应反应物能量之和大于生成物能量之和，反应为放热反应，断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，D正确；
故选A。
3．D
【详解】根据盖斯定律②－①，整理可得N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) =-642.3kJ/mol；
故选D。
4．D
【分析】1mol纯物质完全燃烧生成指定的物质放出的热量称为燃烧热。
【详解】A．H2O应该为液态，A错误；
B．，B错误；
C．氢气的燃烧热为285.8kJ/mol，则，C错误；
D．，D正确；
故选D。
5．B
【详解】A．甲烷的燃烧热为1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，由反应①可知，甲烷的燃烧热ΔH小于—802.3kJ· mol-1，故A错误；
B．由反应③可知，1mol碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量大于110.5kJ，故B正确；
C．由反应②可知，1g氢气在氯气中完全燃烧放出的热量为×184.6kJ/mol=92.3kJ，故C错误；
D．由反应④可知，二氧化硫转化为三氧化硫的反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则一定条件下，2 mol二氧化硫与足量氧气充分反应放出的热量小于197.8kJ，故D错误；
故选B。
6．B
【详解】A．Ba(OH)2·8H2O与 NH4Cl的反应吸热，但不是氧化还原反应，A错误；
B．C与H2O(g)的反应吸热，且为氧化还原反应，B正确；
C．活泼金属镁与盐酸的反应放热，不符合题意，C错误；
D．NaHCO3与盐酸的反应为放热反应，且不是氧化还原反应，D错误；
故选B。
7．B
【详解】A．只要是始末状态相同，不管过程怎么变,焓变一般是不变的，而反应热主要是跟过程有关，过程变了反应热也跟着变，即使始末状态一样，故A错误；
B．物理变化也会伴随能量变化，如浓硫酸稀释放热，所以有能量变化的过程不一定是化学变化，故B正确；
C．形成化学键的过程一定释放能量，故C错误；
D．反应条件与反应中能量变化无关，则在高温条件下能发生的反应不一定是吸热反应，可能为放热反应，如铝热反应，故D错误；
故选B。
8．C
【详解】醋酸是弱酸，电离吸热，1mol氢氧化钠和1mol醋酸反应放出的热量小于57.3kJ，所以80.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于114.6 kJ，故选C。
9．B
【分析】旧化学键断开吸收能量，形成新化学键释放能量，反应热=旧化学键断裂吸收的总能量—形成新化学键释放的总能量，要注意1molNH3中有3mol的N-H键
【详解】设1molN-H的吸收的能量为xKJ，则(945.6KJ+3×436KJ)—2×3xKJ=—92.4KJ，解得x=391KJ，故本题选B。
10．B
【详解】A． 已知 ， ；碳燃烧放热：，碳和二氧化碳的反应为吸热反应，A错误；
B． 已知 ，且氟化氢气体液化时进一步放热，则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放热大于，B正确；
C．燃烧热是101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热，常见元素的稳定产物：C→CO2(g)、H→H2O(l)，不能根据 计算燃烧热为，C错误；
D． 已知中和热可表示为 ，生成2molH2O(l) 放出热量，析出硫酸钡沉淀会放热，则与完全反应放出的热量大于，D错误；
答案选B。
11．C
【详解】A．①N2O(g) + Pt2O+(s) = N2(g) + Pt2O2+(s) ΔH1；② CO(g) + Pt2O2+(s) = CO2(g)。根据盖斯定律①+②得N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g) ΔH=ΔH1＋ΔH2=-226kJ/mol，A错误；
B．总反应为N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g)，反应过程中Pt2O+和Pt2O2+参与反应后又生成，不需向反应器中再补充Pt2O＋和Pt2O，B错误；
C．该反应正反应的活化能为134 kJ·mol-1，逆反应的活化能为360kJ·mol-1，故正反应的活化能小于逆反应活化能，C正确；
D．两者为等电子体，则其空间构型是一样的，则N2O的结构式为N=N=O，D错误；
故选C。
12．B
【详解】A．方程式不同不同，因此书写热化学方程式时要与方程式一致，故A正确；
B．S元素的稳定产物为二氧化硫，完全燃烧的热化学方程式为：，故B错误；
C．燃烧放出大量的热量，且燃烧产物为，无污染，是一种绿色能源，故C正确；
D．等物质的量的和分解时，吸收的能量高于，可知比甲烷稳定，故D正确；
故选：B。
13．B
【详解】A．中和热是强酸强碱的稀溶液生成1molH2O放出的热量，且H2SO4和Ca(OH)2反应得到微溶的CaSO4，会产生额外的热量，A错误；
B．在25℃，101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，则CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ/mol，再利用盖斯定律，得：反应的ΔH=+2×283.0kJ/mol，B正确；
C．反应的吸、放热与反应条件无关，如有些放热反应必须在加热条件下才能进行，如铝热反应，C错误；
D．燃烧热是1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，应生成液态水，D错误；
答案选B。
14．C
【分析】根据热化学方程式的书写方法可知，化学计量数与反应热成正比，并注意标明物质的聚集状态来解答。
【详解】为0.5mol，完全燃烧生成和液态水时，放出445KJ热量， 则在氧气中燃烧生成和液态水，放出890kJ热量， 则热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) H=-890kJ/mol；
故选C。
15．(1)
(2)
(3)
(4)
(5)大于
(6)
【详解】（1）0.3mol气态高能燃料乙硼烷()在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ的热量，热化学方程式：；
（2）在25℃、101kPa下，1g甲烷物质的量：，燃烧生成和液态水时放热55.6kJ，则当1mol甲烷完全燃烧放出热量889.6 kJ，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式：；
（3）每转移个电子)吸收65.75kJ的热量，热化学方程式：；
（4）焓变=反应物键能总和-生成物键能总和，则；
（5）根据反应B可知，氢气燃烧生成液态水会进一步放出热量，所以的燃烧热大于192.9kJ/mol；
（6）①
②
③
根据盖斯定律，由①+②×4-③×2得：；
16．(1)化学能转化为电能，电能转化为动能
(2)C2H6(g)＋O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH=-1559.8 kJ·mol-1
(3) < 由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即稳定性：正丁烷<异丁烷
(4)H
(5)乙烷
(6)2∶1
【详解】（1）由题干信息可知，汽车行驶的过程中，化学能转化为电能，电能又转化为动能；
（2）乙烷的燃烧热为1559.8 kJ·mol-1，说明完全燃烧1 mol乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1559.8 kJ的热量，所以正确的热化学方程式为C2H6(g)＋O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH=-1559.8 kJ·mol-1；
（3）由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即稳定性：正丁烷<异丁烷；
（4）由题表数据分析可知，相同质量的燃料，氢的质量分数越大，燃烧放热越多；答案为H；
（5）假设都放出Q kJ的热量，乙烷产生的CO2物质的量为×2 mol= mol，甲醇产生的CO2物质的量为mol，故选择乙烷作燃料燃烧产生的CO2少；答案为乙烷；
（6）设氢气为x mol，丙烷为y mol，根据题目有x＋y=3，285.8x＋2219.9y=2791.5，解得x=2，y=1，答案为2：1。
17．(1)断开旧键需要吸收能量
(2)＋88 kJ·mol-1
(3)P4(g)＋10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH=-1 559 kJ·mol-1
(4)Q<88 kJ
(5)白磷与氯气反应放出的热量能维持反应持续进行
【详解】（1）大多数放热反应都需要提供能量，引发反应是否加热与反应放热、吸热无关；
（2）由图像知PCl5(g)=PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH=＋88 kJ·mol-1；
（3）由图像得：P4(g)＋10Cl2(g)=4PCl5(g) ΔH=-1 559 kJ·mol-1；
（4）依题意，三氯化磷与氯气反应是可逆反应，1 mol PCl3(g)和3 mol Cl2(g)反应生成PCl5(g)的物质的量小于1 mol，所以，放出的热量小于88 kJ；
（5）对于放热反应，启动反应后，放出热量可以维持该反应持续进行至一种或两种物质完全反应,答案为白磷与氯气反应放出的热量能维持反应持续进行。
18．(1)S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1
(2)12.25 kJ
(3)121.35 kJ
【详解】（1）已知水的比热容为4.18×10-3kJ·g-1·℃-1，10g硫黄（为）在O2中完全燃烧放出的热量能使500gH2O的温度由18℃升至62.4℃，则1mol硫固体单质完全燃烧生成二氧化硫气体放出热量为，故表示硫黄燃烧热的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1；
（2）10g硫黄完全燃烧产生SO2，由图可知，1mol二氧化硫完全转化为三氧化硫放出98kJ，达平衡时SO2的转化率为40%，则反应过程中放出的热量为；
（3）10g硫黄完全燃烧产生SO2放热；10g硫黄完全燃烧产生的SO2全部进入催化氧化室，达平衡时SO2的转化率为40%，则反应过程中放出的热量为；反应中产生三氧化硫，已知160gSO3（为2mol）气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4，放出热量260.6kJ，则10g硫黄转化的三氧化硫与水生成硫酸，反应过程中放出的热量为；则放出的总热量为92.81kJ+12.25kJ+16.29kJ=121.35kJ
