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2025魯科版化學選擇性必修1
分層作業1　化學反應的反應熱　焓變
A級必備知識基礎練
題組1.中和反應反應熱的測定
1.關于中和反應反應熱的測定實驗,下列說法正確的是(　　)
A.為了使反應進行得更完全,可以使酸或堿適當過量
B.為了使反應充分,可以向酸(堿)中分次加入堿(酸)
C.中和反應反應熱測定的實驗結果與所用酸、堿的用量和種類均無關
D.用銅棒代替玻璃攪拌器,會使中和反應反應熱的測定值偏大
2.測定中和反應反應熱的裝置如圖所示,下列有關該實驗的說法中不正確的是 (　　)
A.杯蓋和外殼的作用是隔熱,減少熱量的散失
B.使用玻璃攪拌器使反應更充分
C.實驗需要記錄反應前初始溫度及反應后溶液達到的最高溫度
D.測定中和反應熱時,可以選用NaOH固體和稀鹽酸
題組2.焓變與鍵能的關系
3.一定條件下,A與B反應可生成C和D,其能量變化如圖。下列敘述正確的是(　　)
A.反應前后原子的種類和數目一定不變
B.該反應若有熱量變化,則一定是氧化還原反應
C.若該反應為放熱反應,則不需要加熱反應就一定能自發進行
D.若E14.下列有關焓變與反應熱的說法中,正確的是(　　)
A.反應熱和焓變的常用單位都是kJ
B.若反應是在恒溫恒壓條件下進行的,則此時的反應熱與反應的焓變相等
C.若反應是在恒溫恒容條件下進行的,則此時的反應熱與反應的焓變相等
D.任何化學反應的反應熱均可通過實驗直接測定
5.下列反應的焓變與如圖所示圖像相符的是(　　)
A.碳與水蒸氣的反應
B.灼熱的炭與二氧化碳反應
C.過氧化氫的分解
D.氫氧化鋇晶體與氯化銨反應
6.反應A+BC(ΔH<0)分兩步進行:①A+BX(ΔH>0),②XC(ΔH<0)。下列示意圖中,能正確表示反應過程中能量變化的是(　　)
7.我國研制出一種新型復合光催化劑,利用太陽光在催化劑表面實現高效分解水,其主要過程如圖所示。物質中化學鍵鍵能如下表所示。若反應過程中分解了2 mol水,則下列說法不正確的是(　　)
化學鍵 H—O O=O H—H O—O
460 498 436 134
A.過程Ⅰ吸收了920 kJ能量
B.過程Ⅱ放出了570 kJ能量
C.過程Ⅲ屬于放熱反應
D.總反應為2H2O2H2↑+O2↑
8.25 ℃和101 kPa下,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)的能量變化如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A.H2(g)轉化為H(g)是一個放熱過程
B.1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)的總能量比2 mol HCl(g)的總能量高
C.1個HCl(g)分子中的化學鍵斷裂時需要吸收431 kJ能量
D.2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)的焓變ΔH=-183 kJ·mol-1
B級關鍵能力提升練
以下選擇題中有1~2個選項符合題意。
9.單斜硫和正交硫是硫的兩種同素異形體,下列說法正確的是(　　)
A.S(s,單斜)S(s,正交)　ΔH3=-0.33 kJ·mol-1
B.單斜硫比正交硫穩定
C.相同物質的量的正交硫比單斜硫所含的能量高
D.由①可知斷裂1 mol O2和1 mol單斜硫中的共價鍵所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共價鍵所放出的能量多297.16 kJ
10.化學能在人們實際生產生活中的運用日益廣泛,探索化學反應中能量變化的本質,可以更好地幫助人類利用化學知識創造出無限可能。某同學設計如圖所示實驗,探究反應中的能量變化。
下列判斷正確的是(　　)
A.由實驗可知,①②③④所涉及的反應都是放熱反應
B.將實驗②中的鋁片更換為等質量的鋁粉后能釋放出更多的熱量
C.若用NaOH固體測定中和反應的反應熱,則測定的ΔH偏高
D.實驗④中將玻璃攪拌器改為銅質攪拌器會導致實驗結果偏低
11.如圖為CFCl3破壞臭氧層的反應過程示意圖,下列說法不正確的是(　　)
A.過程Ⅰ中斷裂非極性鍵Cl—Cl鍵
B.過程Ⅱ可表示為O3+ClClO+O2
C.過程Ⅲ中O+OO2是吸熱過程
D.上述過程說明氟利昂中氯原子是破壞O3的催化劑
12.肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關化學反應的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ):N≡N為942、OO為500、N—N為154。則下列說法正確的是(　　)
A.1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)反應生成1 mol N2(g)和2 mol H2O(g)的反應熱ΔH=-534 kJ·mol-1
B.斷裂1 mol N—H所需的能量是391 kJ
C.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)為吸熱反應
D.N2很穩定,斷開1 mol N2(g)中的化學鍵消耗能量高于斷開1 mol N2H4(g)中的化學鍵消耗能量
13.回答下列問題。
(1)50 mL 0.50 mol·L-1的鹽酸與50 mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應。圖中燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是　　　　　　　　　　　　。大燒杯上如不蓋硬紙板,則測得的中和反應的反應熱數值　　　　(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
(2)向50 mL 0.50 mol·L-1的NaOH溶液中分別加入稀醋酸、稀鹽酸、濃硫酸,則恰好完全反應時放出熱量Q1、Q2、Q3從大到小的順序是　　　　　　　　。
(3)已知在25 ℃和101 kPa下,強酸的稀溶液和強堿的稀溶液發生中和反應生成1 mol H2O放出57.3 kJ的熱量。現有下列反應:
①H2SO4(aq)+2NaOH(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l);
②H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l);
③HCl(aq)+NH3·H2O(aq)NH4Cl(aq)+H2O(l);
④CH3COOH(aq)+NaOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l);
⑤HCl(aq)+KOH(aq)KCl(aq)+H2O(l)
其中反應熱符合ΔH=-57.3 kJ·mol-1的是　　　　　　　(填序號)。
C級學科素養拔高練
14.(1)已知單質硫在通常條件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸氣狀態時,含有S2、S4、S6及S8等多種同素異形體,其中S4、S6和S8具有相似的結構特點,其結構如圖所示:
若已知硫氧鍵的鍵能為d kJ·mol-1,氧氧鍵的鍵能為e kJ·mol-1,S8(g)完全燃燒生成1 mol SO2(g)的反應熱ΔH=-a kJ·mol-1,則S8分子中硫硫鍵的鍵能為　　　　　　　　　。
(2)下表所示是部分化學鍵的鍵能參數。
化學鍵 P—P P—O O=O P=O
a b c x
①已知1 mol白磷(P4)蒸氣燃燒生成P4O10(g)時放出f kJ熱量,白磷(P4)、P4O6、P4O10的結構如圖所示,則上表中x=　　　　　　　。(用含a、b、c、f的代數式表示)
②1 mol白磷(P4)與一定量O2(g)完全反應生成P4O6(g)放出的熱量為　　　　　　　 kJ。
分層作業1　化學反應的反應熱　焓變
1.A　解析 為了使反應進行得更完全,可以使酸或堿適當過量,A正確;向酸(堿)中分次加入堿(酸),會導致熱量損失較多,使實驗誤差過大,B錯誤;中和反應反應熱測定的實驗結果與所用酸、堿的用量無關,但是與所用酸、堿的強弱等有關,C錯誤;用銅棒代替玻璃攪拌器,銅是熱的良導體,造成熱量散失過多,會使中和反應反應熱的測定值偏小,D錯誤。
2.D　解析 杯蓋和外殼可以起到隔熱、減少熱量散失的作用,A正確;使用玻璃攪拌器,可使反應物充分混合,使反應更充分,B正確;實驗過程中需要測定酸堿的初始溫度,混合后,測定反應過程中的最高溫度,C正確;NaOH固體溶解過程中放出熱量,導致所測中和熱偏大,D錯誤。
3.A　解析 根據元素守恒,反應前后原子的種類和數目一定不變,A正確;化學反應都伴隨能量變化,有熱量變化的反應不一定是氧化還原反應,B錯誤;放熱反應、吸熱反應,與反應是否加熱無關,C錯誤;ΔH=反應產物總能量-反應物總能量,若E10,D錯誤。
4.B　解析 反應熱和焓變常用的單位都是kJ·mol-1,A錯誤;在恒壓條件下進行的化學反應,其反應熱等于反應的焓變,B正確、C錯誤;有些反應的反應熱不能通過實驗直接測定,如C不完全燃燒生成CO的反應熱,D錯誤。
5.C　解析 題圖中反應物的總能量高于生成物的總能量,故為放熱反應。碳與水蒸氣的反應、灼熱的炭與二氧化碳反應、氫氧化鋇晶體與氯化銨反應均為吸熱反應;過氧化氫的分解為放熱反應。
6.D　解析 由A+BX為吸熱反應,可知X的能量高于A+B的能量,可排除A項和C項;由總反應A+BC為放熱反應,可知C的能量小于A+B的能量,故B項錯誤、D項正確。
7.C　解析 斷裂化學鍵吸收能量,結合題表中數據可知,過程Ⅰ吸收了460 kJ·mol-1×2 mol=920 kJ能量,A正確;形成化學鍵釋放能量,則過程Ⅱ放出了436 kJ·mol-1×1 mol+134 kJ·mol-1×1 mol=570 kJ能量,B正確;由過程Ⅲ可知,H2O2中的O—H鍵斷裂,有OO鍵、H—H鍵形成,ΔH=460 kJ·mol-1×2-(498-134) kJ·mol-1-436 kJ·mol-1=+120 kJ·mol-1,為吸熱反應,C錯誤;太陽光在催化劑表面實現高效分解水,總反應為2H2O2H2↑+O2↑,D正確。
8.B　解析 H2(g)轉化為H(g),斷裂化學鍵吸收熱量,A錯誤;由題圖可知該反應為放熱反應,1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)的總能量比2 mol HCl(g)的總能量高,B正確;由題圖可知1 mol HCl(g)分子中的化學鍵斷裂時需要吸收431 kJ能量,C錯誤;題圖所示反應的ΔH=-183 kJ·mol-1,與其逆過程的焓變的數值相同、符號相反,則2HCl(g)H2(g)+Cl2(g)的焓變ΔH=+183 kJ·mol-1,D錯誤。
9.A　解析 由題圖可知,單斜硫能量大于正交硫,則單斜硫轉化為正交硫放出熱量,ΔH=(296.83-297.16) kJ·mol-1=-0.33 kJ·mol-1,所以S(s,單斜)S(s,正交)的焓變ΔH3=-0.33 kJ·mol-1,A正確;物質所含能量越低越穩定,相同物質的量的單斜硫所含能量大于正交硫所含能量,所以正交硫較穩定,B、C錯誤;由①可知斷裂1 mol O2和1 mol單斜硫中的共價鍵所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共價鍵所放出的能量少297.16 kJ,D錯誤。
10.D　解析 實驗①是濃硫酸稀釋放熱,不屬于化學變化;實驗③是氫氧化鋇晶體與氯化銨反應,屬于吸熱反應;實驗②是金屬與酸的反應,實驗④是酸堿中和反應,都是放熱反應,因此放熱反應只有②和④,A錯誤;鋁粉和鋁片質量相等,放出熱量相等,只是鋁粉參與反應,反應速率更快,B錯誤;氫氧化鈉固體溶解時放出熱量,使測定的熱量偏大,ΔH偏低,C錯誤;相較于玻璃攪拌器,銅質攪拌器導熱快,會造成熱量損失,導致實驗結果偏低,D正確。
11.AC　解析 根據圖示,過程Ⅰ中CFCl3轉化為CFCl2和氯原子,斷裂極性鍵C—Cl鍵,A錯誤;過程Ⅱ中,O3和Cl原子反應生成ClO和O2,可表示為O3+ClClO+O2,B正確;O+OO2為原子結合成分子的過程,為放熱過程,C錯誤;氟利昂中氯原子在反應前后不變,是破壞O3的催化劑,D正確。
12.AB　解析 根據圖示,1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)反應生成1 mol N2(g)和2 mol H2O(g)的反應熱ΔH=-534 kJ·mol-1,A正確,C錯誤;設斷裂1 mol N—H所需的能量為x,根據圖示,可得154 kJ+4x+500 kJ-2 752 kJ=-534 kJ,可求得x=391 kJ,B正確;斷開1 mol N2(g)中的化學鍵消耗能量為942 kJ,斷開1 mol N2H4(g)中的化學鍵消耗能量為154 kJ+4×391 kJ=1 718 kJ,D錯誤。
13.答案 (1)保溫隔熱,防止熱量散失　偏小
(2)Q3>Q2>Q1
(3)⑤
解析 (1)大燒杯上如不蓋硬紙板,會有熱量散失,則測得的中和反應反應熱數值偏小。
(2)醋酸電離吸熱,濃硫酸溶于水放熱,故放出熱量的大小關系為Q3>Q2>Q1。
(3)①H2SO4(aq)+2NaOH(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l),該反應產生2 mol水,反應熱ΔH=-57.3 kJ·mol-1×2=-114.6 kJ·mol-1;②H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l),該反應生成硫酸鋇沉淀,沉淀析出有熱量變化,故反應熱ΔH≠-57.3 kJ·mol-1;③HCl(aq)+NH3·H2O(aq)NH4Cl(aq)+H2O(l),一水合氨電離吸熱;④CH3COOH(aq)+NaOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l),醋酸電離吸熱,故反應熱ΔH≠-57.3 kJ·mol-1;⑤HCl(aq)+KOH(aq)KCl(aq)+H2O(l),該反應反應熱符合ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
14.答案 (1)(2d-a-e) kJ·mol-1
(2)①　②(12b-6a-3c)
解析 (1)設硫硫鍵的鍵能為y kJ·mol-1,則:
-a kJ·mol-1=×8×y kJ·mol-1+e kJ·mol-1-2d kJ·mol-1,y=2d-a-e。
(2)①白磷(P4)蒸氣燃燒生成P4O10(g)的反應為P4(g)+5O2(g)P4O10(g)　ΔH=-f kJ·mol-1,根據反應的焓變等于反應物的總鍵能-生成物的總鍵能,則-f=6a+5c-12b-4x,x=。
②白磷(P4)蒸氣燃燒生成P4O6(g)的反應為P4(g)+3O2(g)P4O6(g)　ΔH=(6a+3c-12b) kJ·mol-1,因此1 mol白磷(P4)蒸氣燃燒生成P4O6(g),放出的熱量為(12b-6a-3c) kJ。
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