1、 第一章化学反应的热效应第一章化学反应的热效应 一、单选题一、单选题 1氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示“-”表示化学键)，下列说法正确的是 A过程 I 是放热过程 B过程 III 一定是吸热过程 Ca 的总能量大于 d 的总能量 D该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行 2已知石墨和金刚石与氧气反应生成二氧化碳的能量变化图如下。下列说法正确的是 A1mol石墨(s)比1mol金刚石(s)的能量高 B断开1mol石墨中的共价键吸收的能量小于断开1mol金刚石中的共价键吸收的能量 C由石墨制备金刚石的过程是物理变化 D这两个反应均为放热反应 3H2和 I2在一定条件下能发生反应：H2(g
2、)I2(g) 2HI(g) H=a kJ mol-1，已知：a、b、c 均大于零，下列说法不正确的是 A反应物的总能量高于生成物的总能量 B断开 1 mol HH 键所需能量小于断开 1 mol II 键所需能量 C断开 2 mol HI 键所需能量约为(cba) kJ D向密闭容器中加入 2 mol H2和 2 mol I2，充分反应后放出的热量小于 2a kJ 4相同温度和压强下，关于反应的H，下列判断正确的是 (g)+H2(g)(g) 1H (g)+2H2(g)(g) 2H (g)+3H2(g)(g) 3H (g)+ H2(g)(g) 4H AH10，H20 BH3=H1+H2 CH1H
3、2，H3H2 DH2=H3+H4 5石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是 A石墨的燃烧热为1110.5kg mol B反应 C(s，石墨)2CO (g)2CO(g)在任何温度下均能自发进行 C由图可知：222CO(g)O (g)2CO (g) 1H=566.0kJ mol D已知 C(s，金刚石)=C(s，石墨)H0， S0，常温下不能自发进行，在高温下能自发进行， B 错误； C结合选项 C 可知：222CO(g)O (g)2CO (g) 1H=566.0kJ mol，C 正确； D 已知 C(s，金刚石)=C(s，石墨)HE2，断开所有反应物化学键所吸收的能量大于形成所有
4、生成物化学键所释放的能量，D 正确； 故选 D。 9A 【解析】根据题干信息可知： CuSO4 5H2O(s)CuSO4(aq)+5H2O(l)H10 CuSO4(s)CuSO4(aq)H20 CuSO4 5H2O(s)CuSO4 3H2O(s)+2H2O(l)H30 CuSO4 3H2O(s)CuSO4 H2O(s)+2H2O(l)H40 CuSO4 H2O(s)CuSO4(s)+H2O(l)H50 根据盖斯定律可知+即得到，则 H1H2+H3+H4+H5，因此 H1H3+H4+H5一定是正确的。 答案选 A。 10A 【解析】根据葡萄糖热化学方程式可知每天需要摄入葡萄糖的物质的量为：125
5、40kJ2800.6kJ/mol，葡萄糖的质量为12540kJ2800.6kJ/mol 180 g/mol=806 g，综上所述故选 A。 11D 【解析】 A 为使中和反应快速、 完全进行， 需要用环形玻璃搅拌棒， 由图可知该装置缺少环形玻璃搅拌棒，故 A 正确； B小烧杯与大烧杯口相平可减少热量散失，使测得的中和热数值更加准确，故 B 正确； C将 NaOH 溶液一次性快速加入盛有稀盐酸的小烧杯中，反应会快速反应完全，热量损耗少，测得的中和热数值更准确，故 C 正确； D弱碱电离要吸热，所以用稀氨水替 NaOH，所测中和热结果不同，故 D 错误； 答案选 D。 12B 【解析】21g H在
6、适量的2O中完全燃烧生成液态2H O，放出142.9kJ热量，则 2g 氢气即 1mol 在适量的2O中完全燃烧生成液态2H O， 放出 285.8kJ 热量。 表示2H燃烧热的热化学方程式是必须将氢气物质的量定为 1mol，且生成液态水，故 B 符合题意。 综上所述，答案为 B。 13B 【解析】A燃烧反应反应物的总能量高于生成物的总能量，都是放热反应，A 正确； B根据 A 选项的分析，所有的燃烧过程均是放热的，B 错误； C燃烧是化学变化，化学变化从微观上看是旧键断裂，新键形成的过程，因此燃料在燃烧过程中均会发生化学键的断裂，C 正确； D燃烧为放热反应，产物的总能量一定小于反应物的总能
7、量，D 正确； 故选 B。 14A 【解析】A用图 1 所示装置可测定中和反应的反应热，故 A 正确； B利用中和滴定测定稀硫酸的浓度，一般用氢氧化钠溶液滴定，不能将碳酸钠固体放在锥形瓶中，用稀硫酸滴定碳酸钠，故 B 错误； C浓硫酸应该在烧杯中稀释并冷却后在转移至容量瓶中，故 C 错误； D加热固体应在坩埚中进行，不能用蒸发皿，故 D 错误。 故选 A。 15C 【解析】如图中，反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应。 【解析】A反应为非氧化还原反应，故 A 不符合题意； B反应为放热反应，故 B 不符合题意； C反应为吸热的氧化还原反应，故 C 符合题意； D反应为非氧化还原反应，故
8、 D 不符合题意； 故选 C。 16(1)c (2)12H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)H=-57.3kJmol-1 (3)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.28kJmol-1 (4) 释放 29.76 【解析】 （1）aBa(OH)28H2O 与 NH4Cl 的反应为吸热反应，故 a 错误； b高温煅烧石灰石是分解反应，为吸热反应，故 b 错误； c铝与盐酸的反应为放热反应，故 c 正确； 故选 c； （2）1mol H2SO4与 NaOH 溶液恰好完全反应时，放出 114.6kJ 热量， H2SO4与 NaOH 反应的中和热的
9、热化学方程式为：12H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) H=-57.3kJmol-1，因此，本题正确答案是: 12H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) H=-57.3kJmol-1； （3） 由 1g 碳与适量水蒸气反应生成 CO 和 H2， 需吸收 10.94kJ 热量， 则 1mol 碳与水蒸气反应， 吸收 10.94kJ12=131.28kJ，则此反应的热化学方程式为 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) H=+131.28kJmol-1； （4）P4(s)+5O2(g)=P4O10(s) H=-24.08
10、314=-2985.92kJ/molP(s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) H=-23.8431=-739.04kJ/mol，-4 得 P4(s，白磷)=4P (s，红磷)即 H=-2985.92kJ/mol -4(-739.04)=29.76kJ/mol； 17 放热 NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) H=-234 kJ/mol 没有 【解析】(1)根据图示可知：反应物的能量比生成物的能量高，因此物质发生反应时放出热量，即该反应为放热反应； 反应热等于反应物活化能与生成物活化能的差，则反应热H=134 kJ/mol-368 kJ/mol=-234 kJ/mol，
11、故该反 应的热化学方程式为：NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) H=-234 kJ/mol； 催化剂不能改变反应物、生成物的总能量，而反应热等于反应物活化能与生成物活化能的差，因此催化剂对反应热无影响，即若在该反应体系中加入催化剂，该反应的反应热不发生变化； (2)在乙烧杯中投入一定量的 CaO 固体， 此烧杯中 NO2球的红棕色变深， 说明 c(NO2)增大， 可逆反应 2NO2(g)N2O4(g) H = 56.9 kJ/mol 的化学平衡逆向移动，由于该反应的正反应是放热反应，H0，则乙烧杯内反应后温度升高，说明 CaO 与 H2O 反应放出热量，该反应为放热反应，H0，
12、证明生成物 Ca(OH)2的能量比反应 CaO 与 H2O 的总能量低，用图象表示为：。 (1)放热 (2) 太阳 化学 (3)不变 (4)H2O(l) H2O(g) H344 kJ mol-1 (5)热值高 无污染 可再生 原料丰富(填任意 3 个都可以) 【解析】 （1） 已知反应氢气燃烧 H2(g) 12O2(g)= H2O(g) H1=-241.8 kJ mol-10，故从能量转化角度分析，反应为放热反应，故答案为：放热； （2） 已知反应太阳光分解水制氢气 2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2=571.6 kJ mol-1，则反应中主要能量转化形式为太阳能转化为化学能，故答案为
13、：太阳；化学； （3） 催化剂只有改变反应历程，而改变反应速率，根据盖斯定律可知，反应热只有反应始态和终态有关，与反应过程无关，故若在反应中使用催化剂，H2不变，故答案为：不变； （4） 已知反应氢气燃烧 H2(g) 12O2(g)= H2O(g) H1=-241.8 kJ mol-1，反应太阳光分解水制氢气2H2O(l)=2H2(g)O2(g) H2=571.6 kJ mol-1，则+12得到反应液态水转化为水蒸气 H2O(l)= H2O(g)，根 据盖斯定律可知，H3=H1+12H2=(-241.8 kJ mol-1)+12( 571.6 kJ mol-1)=+44kJ mol-1，故答案
14、为：H2O(l)= H2O(g) H3=+44kJ mol-1； （5） 根据下表内容可知，氢气的热值高，燃烧产物为 H2O 无污染，经过催化分解 H2O 又获得 H2，故可再生 自然界中含有大量的 H 元素，则原料丰富，这些优势使得氢气被称为“绿色能源”，故答案为：热值高 无污染 可再生 原料丰富等。 19 +53.1 NaHSO4=Na+H+2-4SO H+2-4SO+Ba2+OH-=H2O+BaSO4 5.6 【解析】(1)2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) H1=-4.4kJ mol-1；2NO2(g)=N2O4(g) H2=-55.3kJ mol-1；由盖斯定理可知，12
15、-即可得到目标方程式 N2O5(g)=2NO2(g)+12O2(g)，H=12H1-H2=-124.4kJ mol-1+55.3kJ mol-1=+53.1kJ mol-1，故答案为：+53.1； (2)NaHSO4在水溶液中电离出钠离子、氢离子和硫酸根，电离方程式为：NaHSO4=Na+H+2-4SO，故答案为：NaHSO4=Na+H+2-4SO； 若将 NaHSO4与 Ba(OH)2在溶液中按物质的量之比为 1：1 混合，则生成水和硫酸钡，离子方程式为：H+2-4SO+Ba2+OH-=H2O+BaSO4，故答案为：H+2-4SO+Ba2+OH-=H2O+BaSO4； (3)质量分数为 98
16、%，密度为 1.8g/mL 的浓 H2SO4溶液浓度为1000wM=1000 1.8 0.9898mol/L=18mol/L，配制450mL 浓度为 0.2mol/L 的稀 H2SO4溶液需要用到 500mL 的容量瓶， 用量筒量取所需浓 H2SO4溶液的体积是0.5L 0.2mol/L18mol/L=5.6mL，故答案为：5.6。 20+247 【解析】将已知的热化学方程式扩大相应倍数后叠加，就得到催化重整的热化学方程式，进而可得其反应热。 【解析】C(s)+2H2(g)=CH4(g) H=-75 kJ mol-1 C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-394 kJ mol-1 C(s)
17、+12O2(g)=CO(g) H=-111 kJ mol-1 根据盖斯定律，将 2-整理可得 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) H=(-111 2)-(-75)-(-394) kJ mol-1=+247 kJ mol-1，故该催化重整反应的 H=+247 kJ mol-1。 21-45.5 【解析】2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) H1=-23.9kJ/mol 2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) H2=-29.1kJ/mol CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g) H3=+50.7kJ/mol 依据盖斯定律， 将反应-， 即得
18、C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的H=(-23.9+29.1-50.7)kJ/mol=-45.5kJ/mol。答案为：-45.5。 22 CH3OH(l)+ 32O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-726.5kJ/mol 变小 不变 -93 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) H=(2b-a) kJ/mol 【解析】(1)燃烧热是 1mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，据此分析书写； (2)催化剂降低反应的活化能，但不改变焓变；根据H=反应物总键能-生成物总键能计算； (3)根据盖斯定律分析解答。 【解析】(1)16gCH3
19、OH 在氧气中燃烧生成 CO2和液态水，放出 363.25kJ 热量，则 32gCH3OH 即 1molCH3OH在氧气中燃烧生成 CO2和液态水，放出 726.5kJ 热量，则H=-726.5kJ/mol，则甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)+32O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-726.5kJ/mol，故答案为：CH3OH(l)+ 32O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-726.5kJ/mol； (2)催化剂能够降低反应的活化能，加快反应速率，但不改变焓变，则加催化剂会使图中 E 变小，图中H不变，故答案为：变小；不变； N2(g)+3H2(g)2NH3(g
20、)H=反应物总键能-生成物总键能=945kJmol-1+436kJmol-1 3-391kJmol-1 6=-93kJmol-1=akJmol-1，解得 a=-93，故答案为：-93； (3) N2(g)+2O2(g)2NO2(g) H1a kJ mol-1，N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) H2b kJ mol-1，根据盖斯定律，将 2-得：2N2H4(g)-N2(g)=2N2(g)+4H2O(g)-2NO2(g) H=2H2-H1，整理得：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) H=(2b-a) kJ/mol，故答案为：2N2H4(g)+2NO2
21、(g)=3N2(g)+4H2O(g) H=(2b-a) kJ/mol。 【点睛】本题的易错点为(2)，要转移 1 个氨气分子中含有 3 个 N-H 键。 23 1379.4 55.2kJ/mol 【解析】根据 Q=mcT 计算反应放出的热量，最后根据H=-QnkJ/mol 计算出反应热。 【解析】用量筒取150mL 0.50mol L盐酸倒入量热计中，测得温度为 20.0，用另一量筒取150mL 0.50mo l LNaOH溶液，测得温度为 20.2，初始温度为：20.0220.2+=20.1 ，温度差值=23.4-20.1=3.3； 50mL 0.5mol/L 盐酸与 50mL 0.50mo
22、l/LNaOH 溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L 0.25mol/L 2=0.025mol，溶液的质量为：100ml 1g/ml=100g，温度变化的值为 T=3.3，则生成0.025mol 水放出的热量为 Q=mc T=100g 4.18J/（g）3.3=1379.4J=1.3794KJ，所以实验测得的中和热 H=-1.3794KJ0.025mol =-55.2kJ/mol，故答案为：1379.4；55.2kJ/mol。 24 使反应物充分接触并发生反应 242322Ba OH8H O2NH ClBaCl2NH10H O 冰凉 吸热 不能 只进行了一个复分解反应的实验，不能科学地
23、得出结论 【解析】 (1)反应物为固体， 使用玻璃棒搅拌， 可以使反应物充分接触并发生反应； Ba(OH)2 8H2O 和 NH4Cl发生复分解反应，即反应方程式为 Ba(OH)2 8H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O；故答案为可以使反应物充分接触并发生反应；Ba(OH)2 8H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O； 玻璃片和小烧杯之间滴有水，一段时间后用手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯黏结在一起，说明该反应为吸热反应，用手触摸烧杯外壁，将会有冰凉的感觉；反应热H0；只进行了一个复分解反应的实验，不能科学地得出结论；故答案为冰凉；吸热；不能；只进行了一个复分解反应的实验，不
24、能科学地得出结论； (2)根据图像，反应物的总能量大于生成物的总能量，说明该反应为放热反应，即H0；断键吸收能量，形成化学键释放能量，利用H=反应物键能总和生成物键能总和，因为该反应为放热反应，H0，因此反应物的键能总和小于生成物的键能总和；故答案为；。 25 Cu 传热快，热量损失大 提高装置的保温效果，尽可能减少热量损失 -56.8 kJ/mol 偏大 ABE 【解析】(1)铜是金属，是热的良导体，传热快，热量损失大，因此实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。 (2)在操作正确的前提下，提高中和热测定准确性的关键是提高装置的保温效果，尽可能减少热量损失。 (3)根据表中数据可知三次实验
25、中温度差分别是 23.7-20.220.()233.45、23.8-(20.5220.3)3.4、24.9-(21.5221.6)3.35，所以三次实验的平均值是 3.4，则反应中放出的热量100g4.18 J(g)-13.41421.2J1.4212kJ。又因为反应中生成水的物质的量是 0.025mol，则该反应的中和热-1.4212kJ-56.8 kJ/mol0.025molH 。由于醋酸是弱酸，电离吸收热量，则如果用 0.5mol/L 的醋酸与0.55mol/LNaOH 溶液进行实验，放出的热量减少，则实验中测得的“中和热”将偏大。 (4)A测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净，则称
26、量氢氧化钠溶液的温度时起始温度偏高，经过计算放出的热量偏少，则造成测得的中和热将偏大，故 A 符合； B把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓会导致热量损失，则造成测得的中和热将偏大，故 B 符合； C做本实验的当天室温较高对实验没有影响，故 C 不符合； D在量取盐酸时仰视读数，则量取的盐酸体积偏大，则放出热量增加，则造成测得的中和热将偏小，故 D不符合； E大烧杯的盖板中间小孔太大会导致热量损失，则造成测得的中和热将偏大，故 E 符合； 故选 ABE。 26 54.8 ab 相等 偏小 【解析】(1)取12430mL 0.5mol L H SO溶液与150mL 0.5mol L NaO
27、H溶液在小烧杯中进行中和反应，根据数据可知，硫酸过量，氢氧化钠完全反应，根据反应 H2SO42NaOHNa2SO42H2O ，生成水的物质的量=n(NaOH)=0.05L0.5mol/L=0.025mol，三次实验温度平均升高4.1，已知中和后生成的溶液的比热容为4.18J/ g()，该反应放出的热量 Q=cmt=4.18J/(g)1g/cm380mL4.1= 1371J=1.371kJ，则生成21mol H O时放出的热量1.371kJ0.025mol =54.8kJ/mol； (2)该实验测得数值结果小于 57.3kJmol1，即偏小， a装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热的数值
28、偏小，故 a 符合题意； b 测量氢氧化钠的温度后， 温度计没有用水冲洗干净， 直接测定24H SO溶液的温度， 会发生酸和碱的中和，温度偏高，则温度差减小，实验测得中和热的数值偏小，故 b 符合题意； c尽量一次快速将 NaOH 溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，不允许分多次把 NaOH 溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，故 c 不符合题意； 答案选 ab； (3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关， 若用60mL0.25molL1H2SO4和50mL0.55molL1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，中和热即强酸和强碱的稀溶液反应生成 1mol 水放出的热
29、量不随反应物量的多少变化，故相等；醋酸是弱电解质，醋酸的电离是吸热过程，所以导致反应前后温度的变化值偏小。 27 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 偏小 不相等 相等 因为中和热是指强酸强碱在稀溶液发生中和反应生成 1molH2O 所放出的热量，与酸碱的用量无关 【解析】 （1）根据量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒； （2）中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎纸条的作用是：减少实验过程中的热量损失； （3）大烧杯上如不盖硬纸板，会有一部分热量散失，求得的中和热数值将会偏小； （4）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并若用 60mL0.25mol/LH2SO4溶液跟50mL0.55mol/LNaOH 溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但是中和热的均是强酸和强碱在稀溶液中反应生成 1mol 水时放出的热量，与酸碱的用量无关，所以用 60mL50mol/L盐酸代替 H2SO4溶液进行上述实验，测得中和热数值相等；