2024-2025版高中化學(xué)課時(shí)分層作業(yè)1焓變反應(yīng)熱含解析新人教版選修4

PAGE10-焓變反應(yīng)熱(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括5小題,每小題8分,共40分)1.(2024·成都高二檢測(cè))化學(xué)反應(yīng)中不僅存在著“物質(zhì)變更”,還存在著“能量變更”。在化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或汲取的能量都可用熱量(或換成相應(yīng)的熱量)來表示,叫反應(yīng)熱,又稱“焓變”,下列關(guān)于ΔH(焓變)的說法正確的是()A.在任何條件下,化學(xué)反應(yīng)的焓變都等于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱B.ΔH>0時(shí),反應(yīng)汲取熱量;ΔH<0時(shí),反應(yīng)放出熱量C.須要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)肯定是吸熱反應(yīng)D.任何放熱反應(yīng)在常溫下肯定能發(fā)生反應(yīng)【解析】選B。等壓條件下的反應(yīng)熱等于焓變,A項(xiàng)錯(cuò)誤;ΔH>0為吸熱反應(yīng),ΔH<0為放熱反應(yīng),B項(xiàng)正確;反應(yīng)起先須要加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng),也可能是放熱反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;有的放熱反應(yīng)如木炭的燃燒反應(yīng),也須要加熱或點(diǎn)燃,D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2024·武漢高二檢測(cè))0.096kg碳完全燃燒生成CO2氣體可放出3147.9kJ的熱量,A.C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.49kJ·mol-1B.C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=+393.49kJ·mol-1C.C+O2CO2ΔH=-393.49kJ·mol-1D.C(s)+O2(g)CO(g)ΔH=-393.49kJ·mol-1【解析】選A。0.096kg碳完全燃燒生成CO2氣體放出3147.9kJ的熱量,則1mol碳完全燃燒生成CO2氣體能放出393.49kJ的熱量,所以碳完全燃燒生成CO2氣體的熱化學(xué)方程式為C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.49kJ·mol-1,所以A正確;B選項(xiàng)是ΔH的符號(hào)錯(cuò)了,C選項(xiàng)沒有指明物質(zhì)的狀態(tài),D選項(xiàng)的生成物應(yīng)當(dāng)是CO2,所以B、C、D【補(bǔ)償訓(xùn)練】已知在25℃,101kPa下,1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)放出48.40A.C8H18(l)+12.5O2(g)8CO2(g)+9H2O(g)ΔH=-48.40kJ·mol-1B.C8H18(l)+12.5O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5518kJ·mol-1C.C8H18(l)+12.5O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=+5518kJ·mol-1D.C8H18(l)+12.5O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-48.40kJ·mol-1【解析】選B。在25℃時(shí),101kPa下,1g辛烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出48.40kJ的熱量,則1mol辛烷(5518kJ的熱量,所以其熱化學(xué)方程式為C8H18(l)+12.5O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5518kJ·mol-1。3.(2024·保定高二檢測(cè))金剛石和石墨是碳元素的兩種結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)(同素異形體)。在100kPa時(shí),1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石,要汲取1.895kJ的熱能。試推斷在100kPa時(shí),下列結(jié)論正確的是 ()A.金剛石比石墨穩(wěn)定B.1mol石墨比1mol金剛石的總能量高C.若在等量氧氣中充分燃燒,1mol金剛石比1mol石墨釋放的能量高D.僅供應(yīng)1.895kJ的熱能,工業(yè)上就能將1mol石墨轉(zhuǎn)化為金剛石【解析】選C。物質(zhì)的能量越低,物質(zhì)越穩(wěn)定,石墨轉(zhuǎn)化成金剛石,須要汲取熱量,說明石墨具有的能量低于金剛石,因此石墨比金剛石穩(wěn)定,故A錯(cuò)誤;石墨轉(zhuǎn)化成金剛石,須要汲取熱量,因此1mol石墨具有的能量低于1mol金剛石,故B錯(cuò)誤;金剛石和石墨都是碳元素組成,與氧氣反應(yīng)生成CO2,因此能量高的物質(zhì),放出的熱量多,即1mol金剛石燃燒放出的熱量大于1mol石墨燃燒放出的熱量,故C正確;不僅須要溫度,還須要肯定的壓強(qiáng),故D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2024·威海高二檢測(cè))已知:H2(g)+F2(g)2HF(g)ΔH=-546.6kJ·mol-1,下列說法正確的是 ()A.H2和F2反應(yīng)生成HF的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.在相同條件下,1molH2與1molF2的能量總和大于2molHF氣體的能量C.ΔH=E(H2)+E(F2)-E(HF)(E表示鍵能)D.通常狀況下,該反應(yīng)發(fā)生的條件是加熱或光照【解析】選B。ΔH=-546.6kJ·mol-1,說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤;放熱反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,故B正確;用鍵能求ΔH,ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和,C項(xiàng)中應(yīng)是2E(HF),故C錯(cuò)誤;H2和F2在黑暗處就能發(fā)生反應(yīng),故D錯(cuò)誤。4.(2024·大連高二檢測(cè))關(guān)于下圖的說法不正確的是 ()A.1mol固態(tài)碘與1molH2化合生成2molHI氣體時(shí),須要汲取5kJ的能量B.2molHI氣體分解生成1mol碘蒸氣與1molH2時(shí)須要汲取12kJ的能量C.1mol固態(tài)碘變?yōu)?mol碘蒸氣時(shí)須要汲取17kJ的能量D.碘蒸氣與H2生成HI氣體的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)【解析】選D。由圖可知,1molI2(s)+1molH2(g)汲取5kJ熱量生成2molHI(g),1molI2(g)+1molH2(g)放出12kJ熱量生成2molHI(g),則2molHI氣體分解生成1mol碘蒸氣與1molH2時(shí)須要汲取12kJ的能量,為吸熱過程;還可由圖得出1molI2(g)變?yōu)?molI2(s)放出17kJ的熱量,則1mol固態(tài)碘變?yōu)?mol碘蒸氣時(shí)須要汲取17kJ的能量,故A、B、C正確,D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】已知2H2(g)+O2(g)2H2O(1)ΔH=-571.6kJ·mol-1,則關(guān)于方程式2H2O(1)2H2(g)+O2(g)的ΔH的說法中正確的是 ()A.方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示分子數(shù)B.該反應(yīng)ΔH大于零C.該反應(yīng)ΔH=-571.6kJ·mol-1D.該反應(yīng)可表示36【解析】選B。在書寫熱化學(xué)方程式時(shí),若反應(yīng)物和生成物對(duì)換,則ΔH的符號(hào)變更,數(shù)值不變,故B項(xiàng)正確,C項(xiàng)不正確;D項(xiàng)未注明水的狀態(tài)。5.(2024·鶴壁高二檢測(cè))某學(xué)生用如圖所示裝置進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)X+2Y2Z能量變更狀況的探討。當(dāng)往試管中滴加試劑Y時(shí),看到U形管中甲處液面下降、乙處液面上升。下列關(guān)于該反應(yīng)的敘述正確的是 ()①該反應(yīng)為放熱反應(yīng);②生成物的總能量比反應(yīng)物的總能量更高;③該反應(yīng)過程可以看成是“貯存”于X、Y內(nèi)部的部分能量轉(zhuǎn)化為熱量而釋放出來A.①②③B.①③C.①②D.③【解析】選B。當(dāng)往試管中加入試劑Y時(shí),看到U形管中甲處液面下降,乙處液面上升,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),放出的熱量使得集氣瓶中氣壓上升而出現(xiàn)該現(xiàn)象,①正確;在放熱過程中,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,②錯(cuò)誤;由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng),可看成“貯存”于X、Y內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱量而釋放出來,③正確。綜上分析B項(xiàng)正確。二、非選擇題(本題包括1小題,共10分)6.(2024·咸寧高二檢測(cè))下表中的數(shù)據(jù)是斷裂1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量(kJ):物質(zhì)Cl2Br2I2H2鍵能/kJ·mol-1243193151436物質(zhì)HClHIHBr鍵能/kJ·mol-1431298366依據(jù)上述數(shù)據(jù)回答下列問題:(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是________。

A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I(2)下列氫化物本身具有的能量最低的是________。

A.HCl B.HBr C.HI D.HF(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

(4)相同條件下,X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng),當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí),放出熱量最多的是________。

【解析】(1)破壞物質(zhì)中的化學(xué)鍵消耗能量越多,說明原物質(zhì)越穩(wěn)定,本身能量越低,由表知H2具有的能量最低。(2)氫化物越穩(wěn)定,本身能量越低,故選D。(3)由表可知,反應(yīng)物X2和H2的鍵能都小于其氫化物2倍的鍵能,故均為放熱反應(yīng)。(4)由表可知,反應(yīng)物1molCl2和1molH2所具有的能量與2molHCl的能量相差最大,故放熱最多。答案:(1)A(2)D(3)放熱(4)Cl2(30分鐘50分)一、選擇題(本題包括4小題,每小題6分,共24分)1.(2024·滄州高二檢測(cè))“不用開水,不用火電,自熱米飯真便利”,這是某品牌“自熱米飯”的廣告詞。加熱米飯的熱量來自飯盒內(nèi)貯存的某些特別物質(zhì),當(dāng)這些物質(zhì)混合后就會(huì)發(fā)生反應(yīng)而釋放出大量熱量,則這些特別物質(zhì)最可能是()A.濃硫酸和水B.生石灰和水C.硝酸銨和水D.燒堿和水【解析】選B。濃硫酸與水混合、生石灰與水混合均會(huì)放出大量熱量,但生石灰價(jià)格較濃硫酸便宜、易貯存,且濃硫酸的強(qiáng)腐蝕性應(yīng)避開在食品設(shè)備中運(yùn)用,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;硝酸銨溶于水汲取熱量,NaOH溶于水里放出熱量,但此熱量無法滿意須要,并且NaOH具有腐蝕性,故C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2024·福州高二檢測(cè))下列試驗(yàn)現(xiàn)象或圖象信息不能充分說明相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)的是 ()AB反應(yīng)裝置或圖象試驗(yàn)現(xiàn)象或圖象信息溫度計(jì)的水銀柱不斷上升反應(yīng)物總能量大于生成物總能量CD反應(yīng)裝置或圖象試驗(yàn)現(xiàn)象或圖象信息反應(yīng)起先后,甲處液面低于乙處液面反應(yīng)起先后,針筒活塞向右移動(dòng)【解析】選D。稀鹽酸和氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng),為放熱反應(yīng),可視察到溫度計(jì)的水銀柱不斷上升,故A正確;從能量守恒的角度分析,反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,為放熱反應(yīng),故B正確;反應(yīng)起先后,甲處液面低于乙處液面,說明裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大,反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度上升,壓強(qiáng)增大,故C正確;稀硫酸和鋅反應(yīng)生成氫氣,導(dǎo)致反應(yīng)起先后,針筒活塞向右移動(dòng),不能說明反應(yīng)放熱,故D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又屬于吸熱反應(yīng)的是 ()A.鋁粉和氧化鐵高溫下反應(yīng)B.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)C.灼熱的炭與二氧化碳的反應(yīng)D.甲烷在氧氣中的燃燒【解析】選C。鋁粉和氧化鐵高溫下反應(yīng)為放熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;灼熱的炭與二氧化碳的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),再從化合價(jià)變更角度來分析,是氧化還原反應(yīng),C項(xiàng)正確;甲烷在氧氣中的燃燒是放熱反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤?！疽族e(cuò)提示】鋁粉和氧化鐵高溫下反應(yīng)(鋁熱反應(yīng)),雖然在高溫下才可以反應(yīng),但卻是典型的放熱反應(yīng)。3.(2024·滄州高二檢測(cè))2024年3月統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2024年中國企業(yè)首次超越韓國而成為全球第一液晶電視市場(chǎng)份額。生產(chǎn)液晶顯示器的過程中運(yùn)用的化學(xué)清洗劑NF3是一種溫室氣體,其存儲(chǔ)能量的實(shí)力是CO2的12000～20000倍,在大氣中的壽命可長(zhǎng)達(dá)740年之久,以下是幾種化學(xué)鍵的鍵能:化學(xué)鍵N≡NF—FN—F鍵能/(kJ·mo)941.7154.8283.0下列說法中正確的是 ()A.過程N(yùn)2(g)2N(g)放出能量B.過程N(yùn)(g)+3F(g)NF3(g)放出能量C.反應(yīng)N2(g)+3F2(g)2NF3(g)的ΔH>0D.NF3汲取能量后假如沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成,仍可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)【解析】選B。斷鍵的過程汲取能量,A錯(cuò);成鍵的過程,放出能量,B正確;選項(xiàng)C中反應(yīng)的ΔH=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=(941.7+3×154.8-6×283.0)kJ·mol-1=-291.9kJ·mol-1,C錯(cuò);若NF3汲取能量后沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成,則是物理變更,化學(xué)反應(yīng)過程中必有化學(xué)鍵的斷裂與生成,D錯(cuò)。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(2024·沈陽高二檢測(cè))已知肯定條件下斷裂1mol下列化學(xué)鍵須要汲取的能量分別為H—H436kJ;Cl—Cl243kJ;H—Cl431kJ。對(duì)于反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),下列說法正確的是 ()A.該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH>0B.氫氣分子中的化學(xué)鍵比氯氣分子中的化學(xué)鍵更穩(wěn)定C.相同條件下,該反應(yīng)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH不同D.H2與Cl2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH=-183kJ【解析】選B。反應(yīng)熱就是斷鍵汲取的能量和形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值,所以依據(jù)鍵能可知,該反應(yīng)的反應(yīng)熱是ΔH=436kJ·mol-1+243kJ·mol-1-2×431kJ·mol-1=-183kJ·mol-1,A不正確;依據(jù)鍵能大小可推斷,選項(xiàng)B正確;反應(yīng)熱與反應(yīng)條件無關(guān)系,C不正確;反應(yīng)熱的單位是kJ·mol-1,D不正確。2.(2024·威海高二檢測(cè))肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變更如圖所示。已知斷裂1mol化學(xué)鍵所需的能量:NN為942kJ,OO為500kJ,N—N為154kJ,則斷裂1molN—H鍵所需的能量(kJ)是()A.194B.391C.516D.658【解析】選B。ΔH1表示1molN2H4(g)和1molO2(g)完全反應(yīng)生成1molN2(g)和2molH2O(g)的焓變,該反應(yīng)為放熱反應(yīng);ΔH2表示2molN(g)、4molH(g)和2molO(g)形成1molN≡N和4molH—O鍵的焓變,該過程放出能量;ΔH3表示斷開4molH—N鍵、1molOO鍵和1molN—N鍵得到2molN(g)、4molH(g)和2molO(g)的焓變,該過程汲取能量。依據(jù)蓋斯定律ΔH1=ΔH3+ΔH2,ΔH3=ΔH1-ΔH2=-534kJ·mol-1-(-2752kJ·mol-1)=2218kJ·mol-1,斷裂1molN—H鍵所需的能量=(2218kJ-500kJ-154kJ)×=391kJ。4.(2024·合肥高二檢測(cè))已知反應(yīng)A+BC+D的能量變更如圖所示(E1、E2均為正值),下列說法正確的是 ()A.破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所汲取的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量B.該反應(yīng)汲取的能量為(E1-E2)C.A和B的總能量肯定高于C和D的總能量D.該反應(yīng)只有在加熱條件下才能進(jìn)行【解析】選B。圖象分析反應(yīng)物能量低于生成物,結(jié)合能量守恒分析反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所汲取的能量大于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量,A錯(cuò)誤;ΔH=斷鍵汲取的能量-成鍵放出的能量=E1-E2,B正確;圖象分析可知,反應(yīng)過程中反應(yīng)物能量低于生成物能量,即A和B的總能量肯定低于C和D的總能量,C錯(cuò)誤;某些吸熱反應(yīng)不須要加熱也可以發(fā)生,如氫氧化鋇晶體和銨鹽發(fā)生的吸熱反應(yīng),D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(2024·常熟高二檢測(cè))下列反應(yīng)中熱量變更與下圖一樣的是 ()A.CO和O2反應(yīng)B.Na和H2O反應(yīng)C.NaOH溶液和HNO3溶液反應(yīng)D.碳和水蒸氣反應(yīng)制備水煤氣【解析】選D。反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量,此反應(yīng)是吸熱反應(yīng),大多數(shù)的化合反應(yīng)、全部的燃燒反應(yīng)、金屬鈉與水反應(yīng)、中和反應(yīng)等都是放熱反應(yīng),大多數(shù)分解反應(yīng)、C和H2O、C和CO2都屬于吸熱反應(yīng),故選項(xiàng)D正確。二、非選擇題(本題包括2小題,共26分)5.(12分)依據(jù)敘述,寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ(2)若適量的N2和O2完全反應(yīng),每生成23gNO2須要放出16.95kJ熱量。其熱化學(xué)方程式為

__(3)用NA表示阿伏加德羅常數(shù),在C2H2(氣態(tài))完全燃燒生成CO2和液態(tài)水的反應(yīng)中,每有5NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí),放出650kJ的熱量。其熱化學(xué)方程式為

__。

【解析】(1)1g甲醇的物質(zhì)的量為g·mol-1,則2mol甲醇放出的熱量為2×32×22.68kJ·mol-1=1451.52kJ·mol-1,2CH3OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-1451.52kJ·mol-1。(2)23gNO2的物質(zhì)的量為0.5mol,則生成2molNO2放出的熱量為4×16.95kJ·mol-1=67.8kJ·molN2(g)+2O2(g)2NO2(g)ΔH=-67.8kJ·mol-1。(3)每有5NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移放出650kJ熱量,則消耗5molO2放出熱量為4×650kJ·mol-1=2600kJ·mol-1,2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2600kJ·mol-1。答案:(1)2CH3OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-1451.52kJ·mol-1(2)N2(g)+2O2(g)2NO2(g)ΔH=-67.8kJ·mol-1(3)2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2600k