化学反应与能量的变化.docx
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化学反应与能量的变化
1.1化学反应与能量的变化
姓名___________________
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
选项
一、单选题（每题6分，共10*6=60分）
1．已知：
H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1。
现将一定量的稀盐酸、浓硫酸、稀醋酸分别和1L1mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应，其中放热最少的是（ ）
A．稀盐酸B．浓硫酸C．稀醋酸D．稀盐酸和稀醋酸
2．反应C（石墨）=C（金刚石）是吸热反应，下列说法中不正确的（ ）
A．金刚石和石墨是不同的单质B．金刚石和石墨可以相互转化
C．石墨比金刚石更稳定D．相同质量的石墨比金刚石的能量高
3．下列叙述正确的是（）
A．生成物总能量一定高于反应物总能量
B．天然气燃烧是放热反应
C．放热反应比吸热反应容易发生
D．同温同压下，1molH2和1molCl2在光照和点燃条件下完全反应的△H不同
4．某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液（碱稍过量）反应的中和热ΔH＝−52.3kJ·mol−1，造成这一结果的原因不可能的是（）
A．实验装置保温、隔热效果差
B．用量筒量取盐酸时仰视读数
C．分多次将NaOH溶液倒入小烧杯中
D．用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度
5．已知强酸、强碱的中和热为57.3kJ·mol－1。
下列热化学方程式正确的是（ ）
A．HNO3（aq）＋KOH（aq）===H2O（l）＋KNO3（aq） ΔH>－57.3kJ·mol－1
B．HNO3（aq）＋NH3·H2O（aq）===H2O（l）＋NH4NO3（aq）ΔH<－57.3kJ·mol－1
C．CH3COOH（aq）＋KOH（aq）===H2O（l）＋CH3COOK（aq）ΔH<－57.3kJ·mol－1
D．CH3COOH（aq）＋NH3·H2O（aq）===H2O（l）＋CH3COONH4（aq）ΔH>－57.3kJ·mol－1
6．下列说法正确的是（）
A．焓变单位是kJ•mol−1，是指1mol物质参加反应时的能量变化
B．当反应放热时ΔH>0，反应吸热时ΔH<0
C．一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为“−”
D．一个化学反应中，生成物总键能大于反应物的总键能时，反应吸热，ΔH为“+”
7．根据图的能量图，下列说法正确的是（ ）
A．A2（g）+B2（g）＝2AB（g）是一个放热反应
B．2molAB（g）的总能量大于1molA2（g）和1molB2（g）的能量之和
C．1molA2（g）和1molB2（g）的能量之和为akJ•mol﹣1
D．2AB（g）═A2（g）+B2（g）△H＝（a﹣b）kJ•mol﹣1
8．已知N2H4（g）＋O2（g）=N2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－534kJ·mol－1。
下列热化学方程式中正确的
A．
N2H4（g）＋
O2（g）=
N2（g）＋H2O（l）ΔH＝－267kJ·mol－1
B．
N2H4（g）＋
O2（g）=
N2（g）＋H2O（g）ΔH＝＋267kJ·mol－1
C．2N2H4（g）＋2O2（g）=2N2（g）＋4H2O（g）ΔH＝－1068kJ·mol－1
D．N2（g）＋2H2O（l）=N2H4（g）＋O2（g）ΔH＝＋534kJ·mol－1
9．1克氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的
A．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=-285.8kJ/mol
B．H2O（l）=H2（g）+1/2O2（g）；△H=+285.8kJ/mo
C．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H=-142.9kJ/mol
D．2H2+O2=2H2O；△H=-571.6kJ/mol
10．为了测定酸碱中和反应的中和热，计算时至少需要的数据是（ ）
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反应前后溶液温度变化⑦操作所需的时间．
A．①②③⑤⑥B．③④⑥C．③④⑤⑥D．全部
二、填空题
11．依据事实，写出下列反应的热化学方程式：
（每一个完整的热化学方程式4分，方程式2分，焓变2分，计算错误扣2分，焓变单位写错，但是计算正确扣1分，方程式配平错误、状态错误扣1分，产物写错了扣2分）
（1）28gCO还原Fe2O3生成单质铁，放出8.3kJ热量
______________________________________________________________________。
（2）1mol氨气和1mol氯化氢气体化合生成氯化铵固体，放出176kJ热量
____________________________________________________________________。
（3）N2和O2化合生成184gNO2气体，吸收135.4kJ热量
——————————————————————————————————。
（4）1gH2燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量
____________________________________________________________________。
（5）5.2g气态乙炔（C2H2）完全燃烧生成液态水和气态CO2，放出260kJ热量
——————————————————————————————————。
三、实验题（第6小题第1空2分，其余每空3分）
12．利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50mL0.50mol·L−1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；
②用另一量筒量取50mL0.55mol·L−1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。
回答下列问题：
（1）为什么所用NaOH溶液要稍过量？
_______________________________________。
（2）倒入NaOH溶液的正确操作是__________（填序号）。
A．沿玻璃棒缓慢倒入B．分三次少量倒入C．一次迅速倒入
（3）使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________（填序号）。
A．用温度计小心搅拌B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
（4）现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·L−1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为__________________________________________________________。
（5）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm−3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18J·g−1·℃−1。
为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝__________（结果保留一位小数）。
（6）______（填“能”或“不能”）用Ba（OH）2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是______________________________________________________________________________。
参考答案
简要答案
1C2D3B4B5D6C7B8C9B10A
11．Fe2O3（s）＋3CO（g）=2Fe（s）＋3CO2（g）ΔH＝－24.9kJ·mol－1
NH3（g）＋HCl（g）=NH4Cl（s）ΔH＝－176kJ·mol－1
N2（g）＋2O2（g）=2NO2（g）ΔH＝＋67.7kJ·mol－1
2H2（g）＋O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1
2C2H2（g）＋5O2（g）=2H2O（l）＋4CO2（g）ΔH＝－2600kJ·mol－1
或C2H2（g）＋
O2（g）=H2O（l）＋2CO2（g）ΔH＝－1300kJ·mol－1
12．确保盐酸被完全中和CDΔH1＝ΔH2<ΔH3−51.8kJ·mol−1不能H2SO4与Ba（OH）2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定
详细答案
1．C
【解析】
【详解】
A.一定量稀盐酸和1L1mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应，因为盐酸是强酸，故根据所给热化学方程式，放出热量等于57.3kJ；
B.一定量浓硫酸和1L1mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应，因为硫酸是强酸，且溶于水放热，故放出热量大于57.3kJ；
C.一定量稀醋酸和1L1mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应，因为醋酸是弱酸，醋酸电离吸热，故放出热量小于57.3kJ；
D.盐酸是强酸，醋酸是弱酸，醋酸电离吸热，和1L1mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应，放出的热量要多余醋酸和氢氧化钠反应放热的热量。
因此放热最少的是选项C，答案选C。
2．D
【解析】
【详解】
A．金刚石、石墨的结构不同，都是由碳元素组成的不同单质，故A正确；
B．金刚石和石墨是不同的物质，二者可以相互转化，故B正确；
C．石墨转化为金刚石要吸收能量，说明石墨的能量低，即石墨稳定，故C正确；
D．石墨生成金刚石需要吸热，说明相同质量的金刚石能量高，故D错误；
故选D。
3．B
【解析】
【详解】
A.放热反应，生成物总能量一定低于反应物总能量；吸热反应，生成物总能量一定高于反应物总能量，A项错误；
B.燃烧均为放热反应，B项正确；
C.反应发生的难易程度与反应吸热还是放热无关，C项错误；
D.同温同压下，1molH2和1molCl2在光照和点燃条件下完全反应的△H相同，D项错误。
答案选B。
4．B
【解析】
【详解】
A项、装置保温、隔热效果差，会造成较多的热量损失，测得的中和热ΔH＞−57.3kJ·mol−1，故A可能；
B项、仰视读数时，实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积，会导致放出的热量变多，此种情况下测得的ΔH＜−57.3kJ·mol−1，故B不可能；
C项、分多次将NaOH溶液在倒入小烧杯中会导致较多的热量损失，故C可能；
D项、用测量盐酸的温度计直接测定NaOH溶液的温度会导致测得的NaOH溶液的初始温度偏高，最后计算出的反应放出的热量比实际放出的热量少，故D可能；
故选B。
5．D
【解析】
【分析】
中和热是在稀溶液中，强酸、强碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量，应注意的是：
①稀的酸和碱溶液，如果是浓硫酸，在和碱反应时被稀释放热；②强酸和强碱，如果是弱酸，电离吸热；③衡量标准是生成1mol水.据此分析。
【详解】
A.HNO3和KOH分别是强酸和强碱，当其反应生成1mol水时，放出的热量即为57.3kJ/mol，故反应热△H应等于-57.3kJ/mol，选项A错误；
B.NH3•H2O是弱碱，电离吸热，故当NH3•H2O与HNO3生成1mol水时，放出的热量小于57.3kJ，则反应热△H应大于-57.3kJ/mol，选项B错误；
C.CH3COOH是弱酸，电离吸热，故当CH3COOH与KOH生成1mol水时，放出的热量小于57.3kJ，则反应热△H应大于-57.3kJ/mol，选项C错误；
D.NH3•H2O是弱碱，CH3COOH是弱酸，电离吸热，故当CH3COOH与NH3•H2O生成1mol水时，放出的热量小于57.3kJ，则反应热△H应大于-57.3kJ/mol，选项D正确。
答案选D。
【点睛】
本题考查中和热的应用，热化学方程式是表示化学反应与反应热关系的方程式。
书写和应用热化学方程式时必须注意以下几点：
①明确写出反应的计量方程式，各物质化学式前的化学计量系数可以是整数，也可以是分数。
②各物质化学式右侧用圆括弧（）表明物质的聚集状态。
可以用g、l、s分别代表气态、液态、固态。
溶液中的反应物质，则须注明其浓度，以aq代表水溶液，（aq）代表无限稀释水溶液。
③反应热与反应方程式相互对应。
若反应式的书写形式不同，则相应的化学计量系数不同，故反应热亦不同。
④热化学方程式必须标明反应的浓度、温度和压强等条件，若在常温常压时可省略。
6．C
【解析】
【详解】
A.焓变单位kJ•mol−1中的每摩尔，既不是指每摩反应物，也不是指每摩生成物，而是指每摩反应，故A不选；
B.反应放热后会使体系能量降低，所以放热反应的ΔH为“-”，反应吸热后会使体系能量升高，所以吸热反应的ΔH为“+”，故B不选；
C.当反应物的总能量大于生成物的总能量时，由能量高的反应物生成能量低的生成物时，会释放能量，所以反应放热，ΔH为“−”，故C选；
D.断裂反应物中的化学键时要吸收能量，形成生成物中的化学键时要放出能量，一个化学反应中，生成物总键能大于反应物的总键能时，反应放热，ΔH为“—”，故D不选。
故选C。
【点睛】
热化学方程式里的ΔH的单位kJ•mol−1中的每摩尔表示的每摩反应，是反应进度的单位。
一个化学反应放热还是吸热，可以从反应物和生成物的总能量的相对大小来解释，也可以从化学键断裂吸收的能量和化学键形成放出的能量的相对大小来解释。
反应物和生成物的能量无法测量，所以如果计算ΔH，可以用化学键的数据来计算：
用反应物的总键能减去生成物的总键能。
7B
【解析】
【详解】
A．由图可知，反应物总能量小于生成物总能量，则A2（g）+B2（g）＝2AB（g）是吸热反应，故A错误；
B．由图可知，2molAB（g）的总能量大于1molA2（g）和1molB2（g）的能量之和，故B正确；
C．由图不能确定反应物的总能量，a为正反应的活化能，故C错误；
D．由图可知A2（g）+B2（g）＝2AB（g）△H＝（a﹣b）kJ/mol，则2AB（g）═A2（g）+B2（g）△H＝（b﹣a）kJ•mol﹣1，故D错误。
故选：
B。
8．C
【解析】
【分析】
题干给出的热化学方程式的含义是1mol气体肼和1mol氧气反应生成1mol氮气和1mol水蒸气，放出534千焦的热量。
【详解】
A.对于
N2H4（g）＋
O2（g）=
N2（g）＋H2O（l），此反应除了把题干给出的反应的系数除以2外，还改变了水的状态，所以焓变就不会正好是534的一半即267，故A不选；
B.对于
N2H4（g）＋
O2（g）=
N2（g）＋H2O（g），仅仅是把题干的反应的系数缩小了一半，焓变数值也相应的缩小到一半，但焓变的符号不会改变，故B不选；
C.对于2N2H4（g）＋2O2（g）=2N2（g）＋4H2O（g），是把题干的反应的系数扩大了2倍，焓变也相应地扩大了2倍，故C选；
D.对于N2（g）＋2H2O（l）=N2H4（g）＋O2（g），把题干的反应的反应物和生成物颠倒并且把水的状态改变了，所以焓变不仅仅是改变符号而已，故D不选。
故选C。
【点睛】
在热化学方程式里化学计量数代表的是物质的量。
如果系数扩大或缩小相应的倍数，那么焓变也应该扩大或缩小相应的倍数。
如果反应物和生成物颠倒，那么焓变的数值不变但是符号会改变。
焓变和物质的状态有关，状态改变，ΔH也会发生变化。
9．B
【解析】
【详解】
A、反应热应为571.6kJ/mol，A错误；
B、氢气燃烧放热，液态水分解吸热，热化学方程式正确，B正确；
C、热化学方程式中生成的是气态水，而题中给出的是液态水，C错误；
D、方程式中未标出物质的聚集状态，D错误。
答案选B。
【点睛】
明确热化学方程式的含义是解答的关键，判断热化学方程式正误时可以从以下几个角度分析：
化学原理是否正确，如燃烧热和中和热的热化学方程式是否符合燃烧热和中和热的概念；状态是否标明；反应热ΔH的符号和单位是否正确；反应热的数值与物质的系数是否对应等。
10．C
【解析】
【详解】
根据Q=Cm∆t，∆H=Q/n，计算时需要的数据为：
水的比热容、反应后溶液的质量、反应前后温度的变化及生成水的量，答案为C
11．Fe2O3（s）＋3CO（g）=2Fe（s）＋3CO2（g）ΔH＝－24.9kJ·mol－1
NH3（g）＋HCl（g）=NH4Cl（s）ΔH＝－176kJ·mol－1
N2（g）＋2O2（g）=2NO2（g）ΔH＝＋67.7kJ·mol－1
2H2（g）＋O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1
2C2H2（g）＋5O2（g）=2H2O（l）＋4CO2（g）ΔH＝－2600kJ·mol－1
或C2H2（g）＋
O2（g）=H2O（l）＋2CO2（g）ΔH＝－1300kJ·mol－1
【解析】
【详解】
（1）n（CO）=
=1mol，则3molCO反应放出的热量为3×8.3kJ=24.9kJ，
所以反应的热化学方程式为：
3CO（g）+Fe2O3（s）═2Fe（s）+3CO2（g）△H=-24.9kJ/mol；
（2）1mol氨气和1mol氯化氢气体化合生成氯化铵固体，放出176kJ热量，其热化学方程式为：
NH3（g）+HCl（g）═NH4Cl（s）△H=-176kJ•mol-1；
（3）反应的方程式为：
N2+2O2═2NO2，n（NO2）=
=4mol，则生成2molNO2吸收
×135.4kJ=67.7kJ，所以反应的热化学方程式为N2（g）+2O2（g）═2NO2（g）△H=+67.7kJ/mol；
（4）1gH2燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量，故2mol氢气燃烧生成液态水，放出的热量为142.9kJ×4=571.6kJ，所以△H=-571.6kJ•mol-1，热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1；
（5）5.2g乙炔物质的量为：
=0.2mol，0.2mol乙炔（C2H2气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热260kJ，则2mol乙炔完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热2600kJ，所以乙炔燃烧的热化学方程式为：
2C2H2（g）+5O2（g）=4CO2（g）+2H2O（l）△H=-2600kJ•mol-1。
12．确保盐酸被完全中和CDΔH1＝ΔH2<ΔH3−51.8kJ·mol−1不能H2SO4与Ba（OH）2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定
【解析】
【分析】
（1）在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些；
（2）为了减小热量损失，倒入NaOH溶液应该一次迅速倒入；
（3）使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作：
用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动；
（4）稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故反应热的数值要小一些（注意中和热与ΔH的关系）；
（5）取三次实验的平均值代入公式计算即可；
（6）因为硫酸与Ba（OH）2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应中和热的测定，故不能用Ba（OH）2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。
【详解】
（1）为了确保盐酸被完全中和，所用NaOH溶液要稍过量，故答案为：
确保盐酸被完全中和；
（2）倒入氢氧化钠溶液时，必须一次迅速的倒入，目的是减少热量的散失，不能分几次倒入氢氧化钠溶液，否则会导致热量散失，影响测定结果，C正确，故答案为：
C；
（3）使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是：
用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动；温度计是测量温度的，不能使用温度计搅拌；也不能轻轻地振荡烧杯，否则可能导致液体溅出或热量散失，影响测定结果；更不能打开硬纸片用玻璃棒搅拌，否则会有热量散失，D正确，故答案为：
D；
（4）中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量，一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和1L1mol•L-1的稀盐酸恰好完全反应放热57.3kJ；一水合氨是弱电解质，存在电离平衡，电离过程是吸热的，稀氨水和1L1mol•L-1的稀盐酸恰好完全反应放热小于57.3kJ，反应焓变是负值，所以△H1=△H2＜△H3，故答案为：
△H1=△H2＜△H3；
（5）第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05℃，反应后温度为23.2℃，反应前后温度差为3.15℃；第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3℃，反应后温度为23.4℃，反应前后温度差为3.1℃；第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55℃，反应后温度为23.6℃，反应前后温度差为3.05℃，50mL的0.50mol/L盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量和为m=100mL×1g/cm3=100g，c=4.18J/（g•℃），代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=4.18J/（g•℃）×100g×
×10—3kJ/J=1.2958kJ，则生成1mol的水放出热量为1.2958kJ×
=51.8kJ，即该实验测得的中和热△H=-51.8kJ/mol，故答案为：
-51.8kJ/mol；
（6）硫酸与Ba（OH）2溶液反应除了生成水外，还生成了BaSO4沉淀，该反应中的生成热会影响反应的反应热，所以不能用Ba（OH）2溶液和硫酸代替NaOH溶液和盐酸测中和热，故答案为：
不能；因为硫酸与Ba（OH）2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定。
【点睛】
注意掌握测定中和热的正确方法，明确实验操作过程中关键在于尽可能减少热量散失，使测定结果更加准确。
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