2019_2020学年高中化学课时作业1化学反应与能量的变化含解析新人教版选修.doc

课时作业1　化学反应与能量的变化

10

基础训练
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一定发生能量变化
B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应
C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，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
解析：化学反应中一定有能量变化，A错误；由ΔH＝断开旧化学键吸收的能量－形成新化学键放出的能量，得ΔH<0，故为放热反应，B错误；生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH>0，C正确；ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数成正比，D错误。
答案：C
2．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是(　　)
A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量
B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C．破坏反应物中化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
解析：已知X＋Y===M＋N　ΔH＞0，说明X与Y的总能量低于M与N的总能量，A错误，D正确；破坏反应物中化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C错误；吸热反应有的不需要加热也可反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵搅拌即可，B错误。
答案：D
3．H2与O2发生反应的过程用模型表示如下(“－”表示化学键)，下列说法不正确的是(　　)

A. 过程Ⅰ是吸热过程
B. 过程Ⅲ一定是放热过程
C. 该反应过程所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键
D. 该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行
解析：过程Ⅰ分子中的化学键断裂，形成原子，属于吸热过程，A项正确；过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，B项正确；过程Ⅰ中所有的旧化学键断裂，过程Ⅲ为新化学键形成的过程，C项正确；该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，D项错误。
答案：D
4．(2019年福建省三明市第一中学高二月考 )N2H4 是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时， 放出 133.5 kJ 热量。则下列热化学方程式中正确的是(　　)
A．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋267 kJ·mol－1
B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534 kJ·mol－1
C．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋534 kJ·mol－1
D．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－133.5 kJ·mol－1
解析：0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量，则1 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ×4＝534 kJ的热量，热化学方程式为：N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1，故B正确，A、C、D错误。
答案：B
5．(2019年渭南合阳中学高二上学期月考)通常人们把拆开1 mol某化学键吸收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，也可以估计化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下列是一些化学键的键能。
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(kJ·mol－1)
414
489
565
155
根据键能数据估算下列反应CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热ΔH为(　　)
A．－1 940 kJ·mol－1 B．1 940 kJ·mol－1
C．－485 kJ·mol－1 D．485 kJ·mol－1
解析：由已知得：ΔH＝(4×414＋4×155－4×489－4×565)kJ·mol－1＝－1 940 kJ·mol－1，A项正确。
答案：A
6．已知298 K时，合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.0 kJ·mol－1，将此温度下的1 mol N2和3 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应。测得反应放出的热量(假定测量过程中没有能量损失)(　　)
A．一定小于92.0 kJ B．一定大于92.0 kJ
C．一定等于92.0 kJ D．无法确定
解析：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.0 kJ·mol－1的含义是1 mol氮气与3 mol氢气完全反应生成2 mol氨气时放出92 kJ的热量，该反应为可逆反应，所以充入1 mol N2和3 mol H2充分反应后，N2和H2不会完全转化为2 mol NH3，最终放出的热量小于92 kJ，A项正确。
答案：A
7．(2019年浙江省台州市高二月考 )下列过程中ΔH小于零的是(　　)
A．Ba(OH)2与NH4Cl固体混合反应
B．氯化铵分解得氨气
C．碳酸钙分解得二氧化碳
D．实验室制备氢气
解析：Ba(OH)2与NH4Cl固体混合反应，为吸热反应， ΔH>0，故A错误；氯化铵分解得氨气，为吸热反应， ΔH>0，故B错误； 碳酸钙分解得二氧化碳，为吸热反应， ΔH>0，故C错误；实验室制备氢气，金属与酸的反应为放热反应，ΔH<0，D正确。
答案：D
8．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ，则SiH4自燃的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为________________________________________。
(3)NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g)，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________。
答案：(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)
　ΔH＝－1 427.2 kJ/mol
(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　
ΔH＝－2Q kJ·mol－1
(3)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)　
ΔH＝－216 kJ·mol－1
提高训练
9．(2019年浙江新高考研究联盟第二次联考)根据如图的能量图，下列说法正确的是(　　)

A．A2(g)＋B2(g)===2AB(g)是一个放热反应
B．2 mol AB的总能量大于1 mol A2和1 mol B2的能量之和
C．1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和为a kJ
D．2AB(g)===A2(l)＋B2(l)　ΔH<(b－a)kJ/mo1
解析：根据能量图，反应物总能量小于生成物总能量，即此反应为吸热反应，故A错误；没有指明物质的状态，故B错误；a kJ·mol－1为活化能，不是A2(g)和B2(g)的总能量，故C错误；2AB(g)===A2(g)＋B2(g)　ΔH＝b－akJ/mol<0，为放热反应，A2(g)===A2(l)　B2(g)===B2(l)属于放热过程，因此2AB(g)===A2(l)＋B2(l)　ΔH<(b－a)kJ/mol，故D正确。
答案：D
10．为了测量某酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据有(　　)
①酸的浓度和体积 　②碱的浓度和体积 　③比热容 　
④反应后溶液的质量 　⑤生成水的物质的量
⑥反应前后温度变化 　⑦操作所需的时间
A．①②③④ B．①③④⑤
C．③④⑤⑥ D．全部
解析：在测量并计算反应放出的热量时用到的公式为Q＝mcΔt，理解各符号表示的物理意义即可：m表示④反应后溶液的质量，c表示③比热容，Δt表示⑥反应前后温度变化，C正确。
答案：C
11．标准状况下，气态分子断开1 mol 化学键的焓变称为键焓，已知H—H、H—O和O＝O键的键焓ΔH分别为436kJ·mol－1、463 kJ·mol－1和495 kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是(　　)
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)
ΔH＝－485 kJ·mol－1
B．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋485 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝＋485 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－485 kJ·mol－1
解析：1 mol H2中含 1 mol H—H键，1 mol O2中含1 mol O===O键，1 mol H2O中含2 mol H—O键，则反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) 　ΔH＝(2×436 kJ·mol－1＋495 kJ·mol－1)－4×463 kJ·mol－1＝－485 kJ·mol－1。
答案：D
12．下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是(　　)

A．由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式为：MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g) ΔH＝＋117 kJ·mol－1
B．热稳定性：MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C．工业上可由电解MgCl2溶液冶炼金属Mg，该过程需吸收热量
D．金属镁和卤素单质(X2)的反应能自发进行是因为ΔH均小于零
解析：A.由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应是放热反应，热化学方程式为：MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g) 　ΔH＝－117 kJ·mol－1，故A错误；物质具有的能量越低越稳定，由图可知热稳定性：MgI2< MgBr2<MgCl2<MgF2，故B错误；已知由镁制取氯化镁是放热过程，所以电解熔融氯化镁制取镁单质是吸热过程，而电解MgCl2溶液不能得到镁单质，故C错误；根据图像可知，反应物总能量大于生成物总能量，均为放热反应，ΔH均小于零，由方程式知ΔS<0，能自发进行，故D正确。
答案：D
13．工业生产硫酸的过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3，已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%。下列热化学方程式正确的是(　　)
A．2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)
ΔH＝＋196.6 kJ·mol－1
B．2SO2(g)＋O2(g) SO3(g)
ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
C．SO2(g)＋O2(g) SO3(g)
ΔH＝＋98.3 kJ·mol－1
D．SO2(g)＋O2(g) SO3(g)
ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
解析：从原料的量、SO2的转化率为50%可知，1 mol SO2完全反应放出热量98.3 kJ，故热化学方程式为SO2(g)＋O2(g) SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1，从而判断出选项B、C、D都错；SO2氧化为SO3的反应放热，故SO3分解过程为吸热，可得2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋196.6 kJ·mol－1。
答案：A
14．用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：

(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是________________________________________________________________________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值______(填“偏大”“偏小”“无影响”)。
(4)如果用60 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”“不相等”)，所求中和热________(填“相等”“不相等”)，简述理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会________(填“偏大”“偏小”“无影响”)。
解析：本实验成功的关键是准确测量反应前后的温度。因此所用装置必须保温，隔热且可使体系温度尽快达到一致，故缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒；烧杯间填满碎纸条是减少实验过程中的热量损失；不盖硬纸板会损失部分热量，故所测结果偏低；由中和热概念可知，中和热是以生成1mol水为标准的，而与过量部分的酸碱无关；因NH3·H2O是弱电解质，部分电离，电离过程要吸收热量，故测得中和热的数值会偏小。
答案：(1)环形玻璃搅拌棒
(2)减少实验过程中的热量损失　(3)偏小
(4)不相等　相等　因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量，与酸碱的用量无关
(5)偏小
15．(2019年陕西省西安市远东第一中学高二月考 )甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇之间转化的能量关系如图所示。

(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热________(填“相同”或“不同”)，原因是____________________________。
(3)写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学方程式
________________________________________________________________________。
(4)甲醇催化脱氢转化为甲醛的过程中，如果要使反应温度维持在700℃，需向体系中通入空气，通过计算确定进料甲醇与空气的物质的量理论比值为________。(假设：
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－a kJ·mol－1，
空气中氧气含量为20%)
解析：(1)通过图示变化可知，反应物的总能量小于生成物总能量，该反应为吸热反应。
(2)相对于过程Ⅰ，过程Ⅱ降低了反应活化能，加入了催化剂，但是不影响反应的反应热，因为一个化学反应的反应热仅与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关，所以过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热相同。
(3)通过图像可以看出，反应物的总能量比生成物的总能量低，故为吸热反应，反应热＝生成物总能量－反应物的总能量＝(E2－E1)kJ·mol－1，甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学方程式为CH3OH(g)===HCHO(g)＋H2(g) ΔH＝＋(E2－E1)kJ·mol－1 。
(4)反应维持在一定温度持续进行，应保证反应：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－akJ·mol－1，放出的热量恰好被反应CH3OH(g)===HCHO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋(E2－E1)kJ·mol－1全部利用，即CH3OH反应吸收的热量等于氢气燃烧放出的热量，设需甲醇的物质的量为n(CH3OH)，需氧气的物质的量为n(O2)，则有n(CH3OH)×(E2－E1)＝n(O2)×2×a，计算得出：甲醇与氧气的物质的量之比n(CH3OH)∶n(O2)＝2a∶(E2－E1)，根据空气中氧气的体积分数为0.2，即可得出n(CH3OH)∶n(空气)＝2a∶5(E2－E1)。
答案：(1)吸热
(2)相同　一个化学反应的反应热仅与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关
(3)CH3OH(g)===HCHO(g)＋H2(g)　
ΔH＝＋(E2－E1)kJ·mol－1
(4)n(CH3OH)∶n(空气)＝2a∶5(E2－E1)
探究创新
16．(2019年葫芦岛市二模)一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClOx－(x＝1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是(　　)

A．a、b、c、d、e中，c最稳定
B．b→a＋c反应的活化能为反应物能量减生成物能量
C．b→a＋d反应的热化学方程式为：3ClO－(aq)===ClO3－(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝＋116 kJ·mol－1
D．一定温度下，Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a、b、d，溶液中a、b、d的浓度之比可能为11∶1∶2
解析：根据氯元素的化合价，a、b、c、d、e依次代表Cl－、ClO－、ClO2－、ClO3－、ClO4－。A项，物质能量越低越稳定，由图可得a、b、c、d、e中，a最稳定，c最不稳定，故错误；B项，反应物能量－生成物能量＝－ΔH，依据图中数据无法判断b→a＋c反应的活化能，故错误；C项，a为Cl－、b为ClO－、d为ClO3－，b＝a＋d的化学方程式为3ClO－===ClO3－＋2Cl－，结合曲线提供的数据，反应热为ΔH＝64 kJ·mol－1＋2×0 kJ·mol－1－3×60 kJ·mol－1＝－116 kJ·mol－1，故错误；D项，氧化还原反应遵循电子守恒，Cl2与NaOH溶液反应生成的产物有a(Cl－)、b(ClO－)、d(ClO3－)，氯元素化合价由0价降为－1价、升为＋1价和＋5价，由电子守恒得：n(Cl－)＝n(ClO－)＋5n(ClO3－)，当溶液中a、b、d的浓度之比为11∶1∶2时上述电子守恒式成立，故D正确。
答案：D

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