第一章 化学反应的热效应 单元同步测试题
一、单选题
1．长征二号F遥十二运载火箭发动机发生的反应为：。下列有关说法正确的是
A．偏二甲肼的结构简式为(CH3)2N＝NH2
B．N2O4在反应中做还原剂
C．该反应的△H<0、△S<0
D．用E总表示键能之和，该反应的 E总(反应物)< E总(生成物)
2．我国科学家研究化合物催化氢化生成甲酸的机理，其中由化合物生成化合物过程的机理和相对能量曲线如下图所示。均为过渡态。下列说法正确的是
A．过渡态TS1比化合物Р更稳定
B．过程M→P为化合物M生成化合物N的决速步骤
C．化合物M催化氢化生成甲酸的反应过程中一定有键的生成和断裂
D．由生成的热化学方程式：
3．在25 oC，101 kPa下，0.2 mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92 kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是
A．2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(g) H=+259.92 kJ/mol
B．2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(l) H=-259.92 kJ/mol
C．2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(l) H=+2599.2 kJ/mol
D．2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(l) H=-2599.2 kJ/mol
4．中和热测定实验中用盐酸和溶液进行实验，下列说法不正确的是
A．酸碱混合时，量筒中溶液应缓缓倒入小烧杯中，不断用玻璃棒搅拌
B．装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热减少热量损失
C．实验中用过量，目的是为了确保酸完全反应
D．改用盐酸跟溶液进行反应，求出的中和热和原来相同
5．下列热化学方程式的书写及相关说法正确的是
A．500℃、下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放出的热量为，其热化学方程式为则
B．含的稀溶液与稀盐酸完全中和放出的热量，则稀醋酸和稀溶液反应的热化学方程式为
C．已知，则
D．已知，则氢气的燃烧热为571.6kJ· mol-1
6．化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是
A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成
B．中和反应中，反应物的总能量比生成物的总能量高
C．图I所示的装置能将化学能转变为电能放热
D．图Ⅱ所示的反应为放热反应
7．科学家已获得了气态N4分子，其结构为正四面体形(如图所示)。已知键能是指断开1mol化学键变为气态原子所需要的能量，或形成1mol化学键所释放的能量。下列说法正确的是
化学键 N≡N N N
键能/ kJ mol 1 946 193
A．N4属于一种新型的化合物
B．N4 (g)比N2 (g)稳定
C．56 g N4 (g)转化为N2 (g)时要释放734 kJ能量
D．N4 (g)和N2 (g)互为同位素，N4转化为N2属于化学变化
8．在25 oC和101 kPa 条件下，断开1 mol H2(g)中的化学键要吸收436 kJ 的能量，断开1 mmol Cl2(g)中的化学键要吸收243 kJ的能量，形成 2 mol HCl(g)中的化学键要释放862 kJ的能量。下列说法正确的是
A．H(g)和Cl(g)形成HCl(g)的过程要放出能量
B．等质量的HCl(l)与HCl(g)具有相同的能量
C．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量关系可用如图表示
D．H2和Cl2的反应过程中，断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量
9．化学反应的能量变化如图所示，则下列说法正确的是
A．该反应是吸热反应
B．断裂键和键能放出的能量
C．断裂键需要吸收ykJ的能量
D．的总能量高于1molA2和1molB2的总能量
10．在过氧苯甲酰( )作用下，溴化氢与丙烯的加成反应主要产物为1-溴丙烷，反应机理如图所示(Ph代表苯基)。下列说法错误的是
A．图中X是最简单的芳香酸
B．过程①是焓增变化
C．过程③断裂了碳碳σ键的同时形成了碳溴σ键
D．生成主要产物的总反应方程式为
11．如下图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是
A．图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
B．图a表示吸热反应，图b是放热反应
C．图b中反应物的总键能大于生成物的总键能
D．图b可以表示Mg与盐酸反应的能量变化
12．图像法是研究化学反应的一种常用方法。已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化曲线如图所示，则下列叙述中正确的是
A．该反应为放热反应
B．每生成2molAB(g)时吸收(a-b)kJ能量
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1molA-A键和1molB-B键时放出akJ能量
13．反应物(X)转化为产物(Y)时的能量变化与反应进程的关系如图所示，下列说法正确的是
A．物质X转化为物质Y需要吸收能量能量
B．M为反应的中间产物
C．其他条件相同时，②的反应速率比①的更快
D．相比反应①，反应②中Y的平衡产率更大
14．乙烯与水加成制备乙醇的能量变化过程如图所示。下列说法不正确的是
A．反应①为加成反应
B．反应①和反应②均为放热反应
C．
D．是该合成过程的催化剂
二、非选择题
15．50mL0.50mol L-1盐酸与50mL0.55mol L-1NaOH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反应的反应热。
(1)①从实验装置看，图中还缺少的一种玻璃仪器是______。
②中和热测定时采用稍过量的氢氧化钠的原因：______。
③测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热(中和热为57.3kJ/mol)的实验装置如图所示。某兴趣小组的实验数值结果小于57.3kJ/mol原因可能是______(填字母)。
A．实验装置保温、隔热效果差
B．读取混合液的最高温度记为终点温度
C．一次就把NaOH溶液全倒入盛有硫酸的小烧杯中
D．用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤，直接测定H2SO4溶液的温度
④用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得中和反应的中和热的数值与57.3kJ mol-1相比较会______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(2)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如图：
反应I：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) △H1=+551kJ mol-1
反应III：S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=-297kJ mol-1
反应II的热化学方程式：_____。
(3)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。已知表中所列键能数据：
化学键 H－H N－H N≡N
键能kJ/mol a b c
则N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=______kJ mol-1(用小写字母表示)。
(4)一定条件下，在水溶液均为1mol以下离子Cl-、ClO-、ClO、ClO、ClO的能量(kJ)相对大小如图所示，则3ClO-(aq)=ClO+2Cl-(aq)的△H=______kJ mol-1。
16．I.按要求完成下列问题：
(1)同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)，在光照和点燃条件下的△H(化学计量数相同)分别为△H1、△H2，△H1_______△H2(填“>”“<”或“=”)。
(2)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
则M、N相比，较稳定的是_______。
(3)已知N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534kJ·mol-1
则N2H4(g)与NO2(g)完全反应生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式为_______。
II.利用如图装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50mL0.25mol·L-1硫酸倒入小烧杯中，测出硫酸温度；
②用另一量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液，并用另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，测出混合液最高温度。
回答下列问题：
(4)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是_______。
(5)倒入NaOH溶液的正确操作是_______(从下列选项中选出)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次少量倒入 C．一次迅速倒入
(6)实验数据如表：
实验次数 起始温度t1℃ 终止温度t2/℃
H2SO4 NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 29.5
2 27.0 27.4 27.2 32.3
3 25.9 25.9 25.9 29.2
4 26.4 26.2 26.3 29.8
近似认为0.55mol·L-1NaOH溶液和0.25mol·L-1硫酸溶液的密度都是1g·cm-3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。则中和热ΔH=_______(取小数点后一位)。
17．氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：
(1)氮元素原子的L层电子数为_____。
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，该反应的化学方程式为_____。
(3)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知：①N2(g)+2O2(g)=N2O4(1) △H1= 195 kJ mol 1
②N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1) △H2= 534.2 kJ mol 1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式_____。
18．氮元素在工业应用上有重要地位，回答下列问题：
(1)理论研究表明，在101 kPa和298K下，异构化反应的能量变化如图。
①稳定性：HCN_______HNC(填“＞”、“＜”或“=”)。
②该异构化反应的△H=_______
(2)“长征2F”运载火箭使用N2O4和C2H8N2 (偏二甲册)作推进剂。12.0 g液态C2H8N2在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O三种气体，放出510 kJ热量。该反应的热化学方程式为_______。
(3)科学家用氮气和氢气制备肼，过程如下：
则 △H=_______kJ/mol(用含a、b、c的计算式表示)
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参考答案：
1．D
【详解】A．N原子能形成3个共价键，偏二甲肼的结构简式为(CH3)2N—NH2，A错误；
B．N2O4中N元素化合价降低，所以在反应中N2O4做氧化剂，B错误；
C．该反应气体物质的量增加，△S>0，C错误；
D．运载火箭发动机发生的反应为放热反应，用E总表示键能之和，则该反应的△H=E总(反应物)-E总(生成物)<0，D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．由图可知，过渡态TS1比P能量高，则P更稳定，选项A错误；
B．由图可知，过程P→TS2为两步反应中活化能较大的反应，为慢反应，即为化合物M生成化合物N的决速步骤，选项B错误；
C．化合物M为催化剂，反应前后结构不会改变，比较M、N的结构可知，当Fe-O键的断裂重新连接氢原子生成M，所以一定有Fe-O键的生成和断裂，选项C正确；
D．图示为一个二氧化碳分子反应过程，能量变化为-11.63eV，所以当有1mol二氧化碳反应能量变化为-11.63eV×1.6×10-19J/eV×6.02×1023=1.12×106J=1120kJ，则该过程的热化学方程式为：M（s）+CO2（g）=N（s）ΔH=-1120kJ mol-1，选项D错误；
答案选C。
3．D
【分析】0.2mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92kJ热量，则反应的热化学方程式为0.2C2H2(g)+0.5O2(g)=0.4CO2(g)+0.2H2O(l)△H=-259.92 kJ/mol，结合热化学方程式中反应热与物质的物质的量成正比来判断．
【详解】A．反应是放热的，所以焓变是负数，且水是液态水，A错误；
B．0.2mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92kJ热量，则0.2C2H2(g)+0.5O2(g)=0.4CO2(g)+0.2H2O(l) H=-259.92 kJ/mol，则2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l)H═-2599.2 kJ/mol，B错误；
C．反应是放热的，所以焓变是负数，C错误；
D．0.2mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92kJ热量，则2mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出2599.2kJ热量，2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l)H═-2599.2 kJ/mol，D正确；
故答案为：D。
4．A
【详解】A．在中和热的测定过程中，酸碱混合时要迅速，并且不能搅拌，防止热量的散失，保证放出的热量都体现在温度计温度的升高上，A选项错误；
B．中和热测定实验成败的关键是做好保温工作，实验中，大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热，减少热量损失，B选项说法正确；
C．实验中用过量，目的是为了确保酸完全反应，C选项说法正确；
D．反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，改用25mL 0.50mol/L盐酸跟25mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的物质的量减少，所放出的热量偏低，但中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量，与酸碱的用量无关，中和热数值相等， D选项发生正确；
故选A。
5．A
【详解】A．该反应为可逆反应，和充分反应实际消耗的氮气小于0.5mol，则1mol氮气完全反应时放热量大于，则，故A正确；
B．醋酸为弱酸，反应过程中伴随电离过程，使得放热量偏低，则NaOH与醋酸反应时，故B错误；
C．D等量的C完全燃烧时放出的热量更多，放热反应放热越多时，越小，则，故C错误；
D．燃烧热是指1mol可燃物充分反应生成稳定产物时放出的热量，则氢气的燃烧热为：285.8kJ· mol-1，故D错误；
故选：A。
6．C
【详解】A．化学反应总是伴随着能量变化，断键需要吸收能量，成键放出能量，所以化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与生成，故A正确；
B．中和反应是放热反应，所以反应物总能量大于生成物总能量，故B正确；
C．该装置不能构成闭合回路，所以不能形成原电池，即不能将化学能转变为电能，故C错误；
D．根据图像Ⅱ知，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应是放热反应，故D正确；
故答案选C。
7．C
【详解】A．N4是单质，不是化合物，故A错误；
B．N4分子中是N-N，N2分子中是NN，N-N键能小于NN，所以N4没有N2稳定，故B错误；
C．56gN4的物质的量为1mol，1molN4分子中有6molN-N，1molN4转化为2molN2，则断开1molN4分子中的化学键吸收的能量为193kJ×6=1158kJ，形成2molN2放出的能量为946kJ×2=1892kJ，故56 g N4 (g)转化为N2 (g)时要释放1892kJ-1158kJ=734 kJ能量，故C正确；
D．同位素是质子数相同中子数不同的原子，N4(g)和N2((g)不互为同位素，N4 (g)和N2 (g)互为同素异形体，N4转化为N2属于化学变化，故D错误；
故选C。
8．A
【详解】A．H(g)和Cl(g)形成HCl(g)为化学键的形成过程，要释放能量，故A正确；
B．物质由液态变为气体需要吸收能量，所以等质量的HCl(l)与HCl(g)的能量HCl(l)
D．由C分析可知，在H2和Cl2的反应过程中，断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，故D错；
答案选A。
9．C
【详解】A．由图示可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，选项A错误；
B．化学键的断裂需要吸收能量，而不是释放能量，选项B错误；
C．化学键的断裂吸收能量，由图可知，断裂2mol A-B键需要吸收y kJ的能量，选项C正确；
D．由图示可知，的总能量低于和的总能量，选项D错误；
答案选C。
10．C
【详解】A．由质量守恒定律可推出过程②中X为，因为芳香酸中必含有苯环与-COOH，所以是最简单的芳香酸，选项A正确；
B．过程①只有化学键的断裂，需要吸收能量，选项B正确；
C．由图知，过程③中碳碳双键断裂了一个键，由于π键键能较小，故断裂的是碳碳π键，选项C错误；
D．由题干信息知，反应物是丙烯、HBr，主要产物是1-溴丙烷，选项D正确；
答案选C。
11．C
【详解】A．图a中反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，不能表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化，因为该反应是吸热反应，A错误；
B．图a中反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，，图b中反应物总能量低于生成物总能量，属于吸热反应，B错误；
C．图b表示吸热反应，因此反应物的总键能大于生成物的总键能，C正确；
D．图b表示吸热反应，镁和盐酸反应是放热反应，不能表示Mg与盐酸反应的能量变化，D错误；
答案选C。
12．B
【详解】A．反应物总能量低于生成物总能量，该反应为吸热反应，A错误；
B．根据图像可知每生成2molAB(g)时吸收(a-b)kJ能量，B正确；
C．该反应为吸热反应，反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误；
D．断裂1molA-A键和1molB-B键时吸收akJ能量，D错误；
答案选B。
13．C
【详解】A．由图示可知，反应物X的能量高于生成物Y的能量，则物质X转化为物质Y放出能量，选项A错误；
B．由图示可知，M参与反应后，最后一步反应又生成M，则M为反应的催化剂，选项B错误；
C．因为过程②各步反应的活化能均小于过程①反应的活化能，所以其他条件相同时，②的反应速率比①的更快，选项C正确；
D．对于反应①，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，反应②Y的平衡产率将减小，选项D错误；
答案选C。
14．C
【分析】由图可知乙烯与水加成制备乙醇的过程为：①C2H4(g)+H2SO4(l)=C2H5OSO3H(l) ΔH=(E1-E2)kJ·mol-1；②C2H5OSO3H(l)+H2O(l)=C2H5OH(1)+H2SO4(l) ΔH=(E3-E4)kJ·mol-1。
【详解】A．对比C2H4和C2H5OSO3H可知反应①为加成反应，有C=C断裂，A正确；
B．由图可知反应①、反应②的反应物的总能量均高于生成物的总能量，均为放热反应，B正确；
C．结合分析可知①+②得C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(1)△H=(E1-E2+E3-E4)kJ·mol-1，C错误；
D．H2SO4在两步反应中出现，在总反应中未出现，是该合成过程的催化剂，它可提高反应速率，D正确；
答案选C。
15．(1) 环形玻璃搅拌棒 保证盐酸完全被中和 AD 偏小
(2)3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H2=-254kJ mol-1
(3)3a+c-6b
(4)-117
【详解】（1）①测定反应过程中所放出的热量，为加快反应速率，还缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒。
②为保证盐酸完全被中和，中和热测定时采用稍过量的氢氧化钠。
③A．实验装置保温、隔热效果差，热量损失较多，实验数值小于57.3kJ/mol，故选A；
B．最高温度为酸碱恰好完全反应时的温度，读取混合液的最高温度记为终点温度，对测定结果无影响，故不选B；
C．一次就把NaOH溶液全倒入盛有硫酸的小烧杯中，热量损失较少，对测定结果无影响，故不选C；
D．用温度计测定NaOH溶液起始温度后未洗涤，直接测定H2SO4溶液的温度，造成硫酸的初始温度较高，实验数值小于57.3kJ/mol，故选D；
选AD。
④氨水是弱电解质，电离吸热，用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得中和反应的中和热的数值与57.3kJ mol-1相比较会偏小。
（2）反应I：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) △H1=+551kJ mol-1
反应III：S(s)+O2(g)=SO2(g) △H3=-297kJ mol-1
根据盖斯定律-I-III得反应II的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) △H2=-△H1-△H3=-254kJ mol-1。
（3）焓变=反应物总键能-生成物总键能，则N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=(3a+c-6b) kJ mol-1。
（4）根据图示，1molClO-的相对能量为60 kJ、1mol ClO的相对能量为63 kJ、1molCl-的相对能量为0 kJ，则3ClO-(aq)=ClO+2Cl-(aq)的△H=63+0-60×3=--117kJ mol-1。
16．(1)=
(2)M
(3)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) H=-1135.7kJ/mol
(4)环形玻璃搅拌棒
(5)C
(6)-56.8kJ/mol
【详解】（1）化学计量数相同时，反应热与反应物和生成物的状态有关，点燃和光照条件下，反应物和生成物的状态相同，所以△H1=△H2。
（2）反应吸热，所以N的能量高于M，能量越低的物质越稳定，故较稳定的物质是M。
（3）根据盖斯定律可知，所求反应是第二个反应的2倍减去第一个反应，故其热化学方程式为2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) H=-1135.7kJ/mol。
（4）混合溶液需要搅拌，故装置中缺少的玻璃仪器是环形玻璃搅拌棒。
（5）为了防止热量散失，NaOH溶液应该一次迅速倒入，故选C。
（6）表格中第二组温度差误差较大舍去，故平均温度差为，混合溶液的总质量为(50mL+50mL)×1g/cm3=100g，n(H+)=0.25mol/L×2×50mL=0.025mol，ΔH==-56.8kJ/mol。
17．(1)5
(2)2NH3＋NaClO＝NaCl＋ N2H4＋H2O
(3)2N2H4(1)＋N2O4(1)＝3N2(g)＋4H2O(1) △H＝ 873.4 kJ mol 1
【详解】（1）氮为7号元素，氮原子核外电子排布为2、5，因此氮元素原子的L层电子数为5；故答案为：5。
（2）NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，根据氧化还原反应原理，则两者反应生成N2H4、NaCl和H2O，其反应的化学方程式为2NH3＋NaClO＝NaCl＋ N2H4＋H2O；故答案为：2NH3＋NaClO＝NaCl＋ N2H4＋H2O。
（3）根据反应②的2倍减去反应①得到肼和N2O4反应的热化学方程式2N2H4(1)＋N2O4(1)＝3N2(g)＋4H2O(1) △H＝ 534.2 kJ mol 1×2 ( 195 kJ mol 1) ＝ 873.4 kJ mol 1；故答案为：2N2H4(1)＋N2O4(1)＝3N2(g)＋4H2O(1) △H＝ 873.4 kJ mol 1。
18．(1) ＞ +59.3
(2) △H=-2550 kJ/mol
(3)(-a+b+c)
【详解】（1）①物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。根据图示可知物质含有的能量：HNC＞HCN，所以物质的稳定性：HCN＞HNC；
②根据图示可知HCN比HNC的能量低59.3 kJ，故该异构化反应的△H=+59.3 kJ/mol；
（2）12.0 g C2H8N2的物质的量n(C2H8N2)=，液态C2H8N2与液态N2O4反应产生N2、CO2气体及液态H2O，反应的化学方程式为：C2H8N2(l)+2N2O4(l)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)，0.2 mol C2H8N2反应放出热量510 kJ，则1 mol C2H8N2反应放出热量Q=510 kJ×=2550 kJ，故该反应的热化学方程式为：C2H8N2(l)+2N2O4(l)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l) △H=-2550 kJ/mol；
（3）已知：①
②
③
根据盖斯定律，将①+②-③，整理可得热化学方程式： △H=(-a+b+c) kJ/mol
