第一章 化学反应的热效应 单元测试题
一、单选题
1．金刚石转化为CO的反应热无法直接测定。已知： ， ， 。下列相关叙述正确的是
A．金刚石转化为CO的反应热无法直接测定的原因是金刚石太贵重
B．石墨比金刚石稳定
C．金刚石储存的总能量比石墨储存的总能量低
D．金刚石转化为的热化学方程式为
2．已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键 O=O H-O
键能/(kJ·mol) 498 463
热化学方程式 kJ·mol
则的为
A．+436kJ·mo1 B．-436kJ·mol C．+455kJ·mo1 D．-455kJ·mo1
3．下列说法错误的是
A．基元反应发生的先决条件是反应物分子必须发生碰撞
B．强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的强
C．自发进行的反应与焓变和熵变有关
D．活化分子所具有的平均能量即反应物的活化能
4．太阳能作为一种清洁能源，对环境友好、能量巨大、可再生。以太阳能为热源，用铁氧化合物循环分解水制的过程如下：(已知：)
过程Ⅰ：……
过程Ⅱ：
下列有关说法错误的是
A．过程Ⅱ中如果是气态水，则过程Ⅱ的
B．过程Ⅰ反应的热化学方程式为
C．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→热能→化学能、化学能→热能
D．铁氧化合物循环制具有成本低，产物易分离等优点
5．氮氧化物是一种大气污染物，其排放给人类生产生活以及自然环境带来了极大的伤害。可以用来消除氮氧化物的污染。其原理如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
部分化学键键能如下：
化学键 N—H O=O H—O
E/() 391 498 946 463
下列说法正确的是
A．
B．已知，NO中化学键的键能为
C．
D．反应Ⅲ中的
6．下列变化不符合图示的是
A．分解制 B．钠与水反应
C．二氧化碳与灼热的木炭反应 D．和的反应
7．甲烷与氯气发生取代反应分别生成1mol相关有机物的能量变化如图所示，已知Cl Cl、C Cl键能分别为243 kJ mol 1、327 kJ mol 1，下列说法不正确的是
A．CH4(g)+Cl (g)→CH3 (g)+HCl(g) ΔH= 15 kJ mol 1
B．CH4与Cl2的取代反应是放热反应
C．ΔH4≈ΔH3≈ΔH2≈ΔH1，说明CH4与Cl2的四步取代反应，难易程度相当
D．1molCH4(g)的能量比1molCH2Cl2(g)的能量多197kJ
8．用如图所示的装置进行中和反应反应热的测定。下列说法正确的是
A．如图条件下，实验过程中没有任何热量损失
B．为了使反应充分进行，药品可以分多次加入
C．完成一次中和反应反应热平行样的测定，温度计需要使用2次
D．测量NaOH与不同种类的酸中和反应的反应热，数值可能不同
9．下列说法正确的是
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
C．已知P4(s，白磷)=4P(s，红磷) ΔH<0，说明红磷比白磷更稳定
D．热化学方程式中的化学计量数不仅表示物质的分子个数，还表示物质的物质的量
10．下列说法正确的是
A．化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应
B．吸热反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和
C．1mol氢气在氯气中完全燃烧时所放出的热量是氢气的燃烧热
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水放出的热量为57.3kJ
11．下列热化学方程式正确的是
A．H2的燃烧热为a kJ mol﹣1 ，H2(g)+ O2(g) H2O(g) △H=﹣a kJ mol﹣1
B．1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应后，放出热量a kJ ，2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H=﹣2a kJ mol﹣1
C．H+(aq)+OH﹣(aq)=H2O(l) △H=﹣57.3 kJ mol﹣1 ，H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) △H=﹣114.6 kJ mol﹣1
D．31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ ，P4(s)=4P(s) △H=﹣4b kJ mol﹣1
12．下列说法不正确的是
A．使用含氟牙膏能预防龋齿
B．热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量
C．用量热计测定50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH的反应热，需要测量2个温度
D．内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响
13．下列有关能量变化的叙述正确的是
A．NaHCO3与盐酸反应属于放热反应
B．动物体内葡萄糖被氧化成CO，是化学能转化为热能的过程
C．需要加热才能进行的反应一定是吸热反应
D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同
14．反应X+Y=M+N的能量变化关系如图所示。下列关于该反应的说法中，正确的是
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．X、Y的总能量一定低于M、N的总能量
C．因为该反应为吸热反应，故一定要加热才可发生
D．断裂X、Y的化学键所吸收的能量小于形成M、N的化学键所放出的能量
二、非选择题
15．火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。
(1)肼的结构式为 ，肼(N2H4)分子可视为NH3中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物，氨气分子的空间构型是 ，过氧化氢的电子式为 。
(2)发射卫星可用肼为燃料，二氧化氮作氧化剂，两者反应生成氮气和水蒸气。已知：
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 。
(3)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是 。
16．化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义。
(1)由金红石TiO2制取单质Ti，涉及到的反应为：
① Cs＋O2g=CO2g；H=3935 kJ·mol1
② 2COg＋O2g=2CO2g；H=566 kJ·mol1
③ TiO2s＋2Cl2g=TiCl4s＋O2g；H=+141 kJ·mol1
则TiO2s＋2Cl2g＋2Cs=TiCl4s＋2COg的H= 。
(2)一定条件下，Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2甲烷化从而变废为宝，其反应机理如图所示，该反应的化学方程式为 ，反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是 。
(3)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O
已知：ⅰ.此条件下反应A中，4 mol HCl被氧化，生成气态水，放出115.6kJ的热量。
ⅱ.
①写出该条件下，反应A的热化学反应方程式 。
②断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为 kJ。
17．按要求回答下列问题：
(1)分析下面的能量变化图，则 0(填“＞”“＜”或“=”)。下列化学反应的能量变化与相同的是
A．碳在高温下与水蒸气的反应
B．点燃的镁条在氮气中继续燃烧
C．灼热的碳与二氧化碳的反应
D．与的反应
(2)1molC(s)与反应生成1molCO(g)和，需吸收131.5kJ的热量，写出该反应的热化学方程式 。
(3)拆开键、键、分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则生成的反应热为 kJ/mol。
(4)已知①
②
③
利用上述三个反应，计算 的反应焓变为 。(用含、、的式子表示)
18．下表列出了一些化学键的键能E：
化学键 H- H Cl-Cl O=O C-Cl C-H O-H H- Cl
E/(kJ ·mol-1 ) 436 247 x 330 413 463 431
请回答下列问题：
(1)如图表示某反应的能量变化关系，则此反应为 (填“吸热”或“放热”)反应，其中ΔH= (用含有 a、b的关系式表示)。
(2)若图示表示反应2H2(g) +O2(g) =2H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol -1 ，x= 。
(3)曾用CuCl2作催化剂，在450°C利用空气中的氧气跟氯化氢反应制氯气，反应的化学方程式为 。 该反应的热化学方程式可表示为 。
参考答案：
1．B
【详解】A．C燃烧时不可能全部生成CO，总有一部分生成，因此无法测定C燃烧生成的反应热，A项错误；
B．根据，石墨转化为金刚石吸热，石墨能量比金刚石能量低，比金刚石稳定，B项正确；
C．石墨转化为金刚石吸热，则1mol石墨储存的能量比1mol金刚石低， C项错误；
D．没有标明反应物和生成物的聚集状态，D项错误；
故答案为：B。
2．B
【详解】ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，故2×2×463-2×Q-498=482，解得 Q=436，则的△H=-436kJ·mol-1，B正确；
故选B。
3．D
【详解】A．基元反应发生的先决条件是反应物分子必须发生碰撞，但并不是反应物分子的每一次碰撞都能发生化学反应，故A正确；
B．导电能力取决于带电离子浓度及所带电荷量，与强弱电解质无直接关系，故B正确；
C．一个化学反应能否自发进行，既与反应的焓变有关,又与反应的熵变有关，故C正确；
D．活化分子的平均能量与反应物分子平均能量的差值即为活化能，故D错误；
故选D。
4．C
【详解】A．过程Ⅱ：，气态水转化为液态水吸热，所以，根据盖斯定律，过程Ⅱ中如果是气态水，则过程Ⅱ的，故A正确；
B．已知反应①和反应②，根据盖斯定律，将
① 2②，有，故B正确；
C．过程I和过程II均为吸热反应，故不存在将化学能转化为热能的过程，故C错误；
D．反应的产物中，氢气为气体，而Fe3O4为固体，铁氧化合物循环制H2的产物易分离，且由于利用太阳能，成本低，故D正确，
故答案选C。
【点睛】本题考查了盖斯定律的应用，题目难度适中，注意从图中提取有用的信息很关键。
5．B
【详解】A．由键能计算a==-1262，故A错误；
B．设键能为x，由键能计算946+498-2x=180，可得x=632，故B正确；
C．根据盖斯定律，可得，故C错误；
D．生成物气体的物质的量大于反应物物质的量，所以，故D错误；
故选B。
6．B
【分析】图示反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，反应为吸热反应。
【详解】A．KMnO4分解制O2为吸热反应，A项符合图示；
B．Na与水反应生成NaOH和H2为放热反应，B项不符合图示；
C．CO2与灼热的木炭的反应为吸热反应，C项符合图示；
D．Ba(OH)2 8H2O和NH4Cl的反应为吸热反应，D项符合图示；
答案选B。
7．D
【详解】A．CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g) ΔH= 99 kJ mol 1，CH4(g)+Cl (g)→CH3 (g)+HCl(g)在CH4(g)+Cl2(g)→CH3Cl(g)+HCl(g)的基础上没有断裂Cl Cl，没有形成C Cl，只断裂一个C H，形成H Cl，因此ΔH=E(C H)+ 243 kJ mol 1 327 kJ mol 1 E(H Cl)= 99 kJ mol 1，则CH4(g)+Cl (g)→CH3 (g)+HCl(g) ΔH= E(C H) E(H Cl) = 15 kJ mol 1，故A正确；
B．根据图中信息得到CH4与Cl2的取代反应是放热反应，故B正确；
C．ΔH4≈ΔH3≈ΔH2≈ΔH1，说明CH4与Cl2的四步取代反应，由于断键断裂C H，形成C Cl和H Cl，四步反应的难易程度相当，故C正确；
D．根据图中1molCH4(g)和1mol Cl2(g)的能量比1molCH2Cl2(g)和1molHCl(g)的能量多197kJ，故D错误。
综上所述，答案为D。
8．D
【详解】A．图示条件下的实验过程中一定有部分热量的损失，故A错误；
B．药品可以分多次加入将导致热量损失过多，应一次性快速加入药品，故B错误；
C．完成一次中和反应反应热测定实验，温度计需要使用3次，分别用于测酸、碱初始温度和反应的最高温度，故C错误；
D．醋酸是弱酸，电离吸热；NaOH与不同种类的酸中和反应的反应热，数值可能不同，故D错误；
故答案选D。
9．C
【详解】A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，例如木炭点燃才能燃烧，但是木炭燃烧为放热反应，A错误；
B．反应热的大小是反应物所具有的能量与生成物所具有的能量的差值，他们是有关系的，B错误；
C．因为白磷转化为红磷为放热反应，所以红磷能量更低，根据物质能量越低越稳定，所以说明红磷比白磷更稳定，C正确；
D．热化学方程式中的化学计量数表示物质的物质的量，D错误；
故答案为：C。
10．B
【详解】A．吸热反应与放热反应的判断取决于反应前后反应物与生成物的总能量，与基本反应类型无关，A错误；
B．反应物键能总和大于生成物键能总和时，△H=反应物总键能-生成物总键能>0，该反应是吸热反应，B正确；
C．燃烧热为在101K Pa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，氢气的燃烧热是指1mol氢气在氧气中完全燃烧生成液态水时放出的热量，C错误；
D．稀醋酸是弱电解质，电离吸热，生成1mol水放出的热量小于57.3kJ，D错误；
故选B。
11．D
【详解】A．燃烧热指在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，氢元素的指定产物为H2O(l)，不是H2O(g)，A项错误；
B．SO2与O2的反应为可逆反应，1molSO2、0.5molO2混合反应，消耗的SO2物质的量小于1mol，则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H＜-2akJ/mol，B项错误；
C．硫酸与Ba(OH)2反应时，除了有H+与OH-结合成H2O的反应放热外还有Ba2+与形成BaSO4沉淀的放热过程，故H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) H＜-114.6 kJ/mol，C项错误；
D．31g白磷比31g红磷（即1mol磷原子）能量多bkJ，则白磷转化成红磷为放热反应：P4(s)=4P(s) H=-4bkJ/mol，D项正确；
答案选D。
12．C
【详解】A．含氟牙膏可以预防龋齿。氟是人体必须的微量元素之一，不仅能降低牙釉质的溶解度防止牙齿表面溶解，还能促进釉质的再矿化，抑制致龋菌繁殖，故A正确；
B．是指当系统状态的改变来源于热学平衡条件的破坏，也即来源于系统与外界间存在温度差时，就称系统与外界间存在热学相互作用。作用的结果有能量从高温物体传递给低温物体，这时所传递的能量称为热量，故B正确；
C．用量热计测定中和热时，需要测定混合前稀酸的温度、稀碱的温度和混合后溶液的温度，所以用量热计测定50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH的反应热，需要测量3个温度，故C错误；
D．物体的内能应该包括其中所有微观粒子的动能、势能、化学能、电离能和原子核内部的核能等能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响，故D正确；
故选C。
13．B
【详解】A．NaHCO3与盐酸反应属于吸热反应，A错误；
B．动物体内葡萄糖被氧化成CO，物质发生化学反应，使化学能转化为热能，B正确；
C．反应条件是否需要加热与反应类型是放热反应还是吸热反应无关，需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，如木炭的燃烧属于放热反应，但木炭要燃烧首先温度要达到木炭的着火点，C错误；
D．反应热与物质具有的总能量有关，与反应条件无关，同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H相同，D错误；
故合理选项是B。
14．B
【详解】A．X+Y＝M+N为吸热反应，说明反应物总能量低于生成物总能量，但X的能量不一定低于M的，Y的能量不一定低于N的，选项A错误；
B．X+Y＝M+N为吸热反应，说明反应物总能量低于生成物总能量，因此X、Y的总能量一定低于M、N的总能量，选项B正确；
C．反应是否需要加热与反应是放热反应或吸热反应没有关系，有些吸热反应不一定需要加热，选项C错误；
D．ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量，由于X+Y＝M+N为吸热反应，这说明断裂X、Y的化学键所吸收的能量大于形成M、N的化学键所放出的能量，选项D错误；
答案选B。
15．(1) 三角锥形
(2)N2H4(g)+NO2(g)= N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85 kJ·mol-1
(3)产物是N2和H2O，对环境无污染
【解析】（1）
N2H4中每个N与两个H原子形成共价键，其结构式为；中N原子价层电子数为，含有一个孤电子对，空间构型为三角锥形；过氧化氢分子式为H2O2，每个氧原子形成两个共价键，其电子式为，故答案为：；三角锥形；；
（2）
根据盖斯定律，将②-可得肼和二氧化氮反应的热化学方程式为N2H4(g)+NO2(g)= N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85 kJ·mol-1，故答案为：N2H4(g)+NO2(g)= N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85 kJ·mol-1；
（3）
肼燃烧释放大量热和快速产生大量气体，同时生成氮气和水，对环境无污染，故答案为：产物是N2和H2O，对环境无污染。
16．(1)80 kJ·mol1
(2) CO2+4H2CH4+2H2O MgOCH2
(3) 4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1 31.9
【详解】（1）由盖斯定律可知TiO2s＋2Cl2g＋2Cs=TiCl4s＋2COg可由③+2×①-②得到，H=H3+2H1-H2=+141 kJ·mol1+2×(3935 kJ·mol1)- ( 566 kJ·mol1) =80 kJ·mol1，故答案为：80 kJ·mol1；
（2）由反应机理图可知，反应物为二氧化碳和氢气，生成物为甲烷和水，Pd-Mg/SiO2作催化剂，反应方程式为：CO2+4H2CH4+2H2O，反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体为MgOCH2，故答案为：CO2+4H2CH4+2H2O；MgOCH2；
（3）①反应A的热化学反应方程式4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1，故答案为：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1；
②根据ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能，可得：ΔH=4H-Cl+O=O-2Cl- Cl-4H-O=4H-Cl+(498 kJ·mol1)-2×(243kJ·mol1)- 4H-O=-115.6 kJ·mol-1，H-Cl- H-O=31.9 kJ，故答案为：31.9；
17．(1) ＜ B
(2)C(s)+ =+131.5kJ/mol
(3)-92
(4)3-2-2
【解析】(1)
由图可知，该反应的反应物总能量大于生成物总能量，故＜0；
反应为放热反应。
A．碳在高温下与水蒸气的反应属于吸热反应，选项A不相同；
B．点燃的镁条在氮气中继续燃烧，反应为放热反应，选项B相同；
C．灼热的碳与二氧化碳的反应属于吸热反应，选项C不相同；
D．与的反应为吸热反应，选项D不相同；
答案选B；
(2)
1molC(s)与反应生成1molCO(g)和，需吸收131.5kJ的热量，该反应的热化学方程式为C(s)+ =+131.5kJ/mol；
(3)
拆开键、键、分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，在反应N2+3H2 2NH3中，断裂3mol H-H键，键共吸收的能量为：3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2mol NH3，共形成6molN-H键，放出的能量为：6×391kJ=2346kJ，
吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：2346kJ-2254kJ=92kJ，
则生成的反应热为-92kJ/mol；
(4)
已知①
②
③
根据盖斯定律，由②3-①2-③2得反应利用上述三个反应，则 的反应焓变为3-2-2。
18．(1) 放热 (a-b) kJ·mol-1
(2)496
(3) O2+4HCl2Cl2+2H2O O2(g)+4HCl(g) = 2Cl2(g) +2H2O(g) ΔH=- 126 kJ·mol-1
【详解】（1）由图示可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，因此该反应为放热反应，其中焓变等于断开反应物中化学键吸收的能量减去形成生成物中化学键释放的能量，因此焓变ΔH=(a-b)kJ/mol。
（2）从微观角度看，焓变ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和=2EH-H+EO=O-4EO-H=-484kJ/mol，代入数据有：2436kJ/mol+x-4463kJ/mol=-484kJ/mol，求得x=496kJ/mol。
（3）由题意可知，氧气和氯化氢发生氧化还原反应生成氯气和水，依据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为：O2+4HCl2Cl2+2H2O；该反应的焓变ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和=EO=O+4EH-Cl-2ECl-Cl-4EO-H=496kJ/mol+4431kJ/mol-2247kJ/mol-4463kJ/mol=-126kJ/mol，则该反应的热化学方程式可表示为：O2(g)+4HCl(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-126kJ·mol-1。
