高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热精品同步训练题

第一章  化学反应的热效应

第一节  反应热

第1课时  反应热   焓变

1.了解反应热的定义，知道化学反应、热效应与反应焓变之间的关系。

2.通过微观探析，认识宏观意义上的反应热与化学键的关系，以及反应热与反应物、生成物总能量的关系。

3.通过实验探究学会测定中和反应的反应热，初步学会测定化学反应反应热的实验方法，会分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差，培养学生的创新意识。

知识点一、反应热及其测定

1.反应热：在          条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的             ，称为化学反应的             ，简称反应热。

2.反应热测定

（1）仪器：                         。

（2）原理：根据体系的                     和有关物质的                        来计算反应热。

3.中和反应反应热的测定

(1)实验装置

(2)实验测量数据

①反应物温度(t1)的测量：用一个量筒量取50 mL0.50 mol·L-1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用；用另一个量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度，取两温度平均值为t1。

②反应后体系温度(t2)的测量

打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒中，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。

并准确读取混合溶液的                                  ，并记录为t2。

③重复实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据

④实验数据处理

盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1g·cm-3，反应后生成的溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)。

该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是                               ，中和热为                              。

4.25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱稀溶液发生中和反应生成1molH2O时，放出                的热量。

知识点二、反应热与焓变

1.化学反应产生反应热的原因：化学反应前后体系的内能发生了变化。内能受               、                和物质的                                     等影响。

2.焓变：               条件下进行的化学反应，其反应热等于焓变。符号为                        ，单位是                     。

3.ΔH的正、负规定

(1)放热反应焓值                     ，ΔH为                   ，即ΔH             0。

(2)吸热反应焓值                     ，ΔH为                    ，即ΔH             0。

4.微观角度认识反应热实质

（1）实例

(1)以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)(25℃，101 kPa下)的能量变化为例，填写下表中的空白。

（2）结论：                                                  时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。

探究任务一   从宏观和微观的角度理解反应热产生的原因探究任务

1.从反应物和生成物焓(H)的变化角度分析

焓变与反应物、生成物能量的关系：ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量。

2.焓变与化学键的关系

3.根据化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热

化学键的断裂要吸收能量，形成新化学键要释放能量，若反应物断键所吸收的总能量大于生成物成键所释放的总能量，则为吸热反应，反之，则为放热反应。

即E总(断键)>E总(成键)，为吸热反应；E总(断键)<E总(成键)，为放热反应。ΔH=E总(断键)-E总(成键)。

利用化学键断裂和形成时的能量变化计算反应热，要准确判断化学键断裂或生成的数量。

【典例1】已知断裂1 mol H—H需吸收的能量为436 kJ，形成1 mol N—H放出的能量为391 kJ，根据化学方程式N2+3H2 2NH3，1 mol N2完全反应放出92.4 kJ能量。则断裂1 mol N≡N所需吸收的能量为(　　)

A.431 kJ B.945.6 kJ

C.649 kJ D.896 kJ

【变式训练】某些化学键的键能(kJ·mol-1)如下表：

(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出的热量为　　　　 kJ。 

(2)在一定条件下，1 mol H2分别与足量的Cl2、Br2、I2反应，放出热量由多到少的顺序是　　　　　(填字母)。 

A.Cl2>Br2>I2 B.I2>Br2>Cl2

探究任务二  中和反应反应热的测定

1．中和反应反应热测定原理的理解

(1)中和反应的对象为酸、碱的稀溶液。这是因为浓酸和浓碱相互混合时因稀释会放出热量。

(2)强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1；中和热与参加反应的强酸、强碱的种类、用量无关。

(3)弱酸或弱碱在溶液中不能完全电离，随着反应的进行，继续电离并吸收热量，所以它们的中和热数值小于57.3 kJ·mol－1。例如：利用同样的方法测定氨水与盐酸、NaOH溶液与醋酸的反应热，则所测ΔH>－57.3 kJ·mol－1，即中和热数值小于57.3 kJ·mol－1。

(4)若测定硫酸与Ba(OH)2溶液的反应热，则所测ΔH偏小，即中和热数值大于57.3 kJ·mol－1，这主要是因为Ba2＋和SO生成难溶物BaSO4也会放出热量。

2.测定中和反应反应热的实验中需要注意的问题

(1)所用装置要尽可能做到保温、隔热；实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。

(2)所用溶液的配制必须准确，且浓度要小；为保证盐酸完全被氢氧化钠中和，要使氢氧化钠稍过量。

(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。

(4)要使用同一支温度计，温度计读数要尽可能准确；水银球部位一定要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数，以提高测量的精度；两次读数的时间间隔要短，这样才能读到最高温度，即最终温度。

(5)实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，因中和过程中弱酸或弱碱的电离吸热，会使测得的反应热数值的绝对值偏小。

(6)可采用多次测量取平均值的方法，减小实验误差。

【典例2】 50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH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热(101 kPa下，强酸稀溶液与强碱稀溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量叫中和热)。回答下列问题：

(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 　。 

(2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得中和热的绝对值　　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 

(3)实验中改用60 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量　　　　(填“相等”或“不相等”)，所求中和热　　　　(填“相等”或“不相等”)，简述理由：　  　　　　　　　　　　　　　　。

【变式训练2】 在做中和反应反应热的测定实验时，关键是要比较准确地配制一定物质的量浓度的溶液，量热计要尽量做到绝热；在量热的过程中要尽量避免热量的散失，要求比较准确地测量出反应前后溶液温度的变化。回答下列问题：

(1)该实验常用0.50 mol·L-1盐酸和0.55 mol·L-1的NaOH溶液各50 mL。NaOH溶液的浓度大于盐酸的浓度的目的是　　　　　　　　　　　　　　。当室温低于10 ℃时进行，对实验结果会造成较大误差的原因是 　                               。

(2)若上述盐酸、NaOH溶液的密度都近似为1 g·cm-3，中和后生成的溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1，实验前后的温度差为(t2-t1) ℃。则该中和反应放出热量为　　　　kJ(填表达式)。

1. 右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是(　　)

A.硝酸铵    B.生石灰    C.氯化镁   D.食盐

2.下列说法正确的是(　　)

A.反应热是1 mol物质参加反应时的能量变化

B.ΔH越大，说明反应放出的热量越多

C.任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热

D.在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓的差值来决定

3.下列各组变化中，前者是放热反应，后者是吸热反应的是(　　)

A.生石灰溶于水；锌粒和稀硫酸反应

B.干冰升华；金属或金属氧化物熔化

C.氨水与醋酸反应；二氧化碳与碳反应

D.工业煅烧石灰石；化石燃料燃烧

4.在进行中和热的测定中，下列操作错误的是(　　)

A．反应前酸、碱溶液的温度要相同

B．测量溶液的温度计要一直插在溶液中

C．为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)　

D．为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量

5.已知某反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如图所示，回答问题。

该反应是　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH=　　　　　　　　 kJ· mol-1(用含E1、E2的代数式表示)。1 mol气体A和 1 mol气体B具有的总能量　　　(填“>”“<”或“=”)1 mol气体 C和1 mol气体D具有的总能量。

6.已知断裂1 mol N≡N、H—H需吸收的热量分别为945.6 kJ、436 kJ，形成1 mol N—H放出的热量为391 kJ。计算可知1 mol N2完全反应生成NH3的反应热为　　　　　　　　　　　　，1 mol H2完全反应生成NH3的反应热为　　　　　　　　　　。

1.(2023·山东枣庄八中月考)下列说法正确的是 (　　)

A.物质发生化学反应都伴随着能量变化

B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化

C.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定相同

D.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量

2.如图是化学反应中物质变化和能量变化的示意图。若E1>E2，则下列反应符合该示意图的是(　　)

A.NaOH溶液与稀盐酸的反应

B.锌与稀盐酸的反应

C.氢氧化钡与氯化铵固体的反应

D.一氧化碳在空气中的燃烧反应

3.已知：①能量越低的物质就越稳定；②白磷转化成红磷是放热反应。据此分析下列判断或说法中正确的是 (　　)

A.在相同的条件下，红磷比白磷能量高

B.在相同的条件下，白磷比红磷稳定

C.红磷和白磷的结构不同

D.红磷容易发生自燃而白磷则不会自燃

4.已知化学反应2C(s)+O2(g)2CO(g)和2CO(g)+O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此推断在相同条件下的下列说法不正确的是(　　)

A.56 g CO(g)和32 g O2(g)所具有的总能量大于88 g CO2(g)所具有的总能量

B.12 g C所具有的能量一定大于28 g CO所具有的能量

C.12 g C(s)和32 g O2(g)所具有的总能量大于44 g CO2(g)所具有的总能量

D.将两份质量相等的碳全部燃烧，生成CO2的反应比生成CO的反应放出的热量多

5.由图分析，有关叙述正确的是(　　)

A.相同条件下，A==B+C和B+C==A两个反应吸收或放出的能量不等

B.A==B+C是放热反应

C.1 mol A具有的能量高于1 mol B和1 mol C具有的能量总和

D.A==B+C是吸热反应，则B+C==A必然是放热反应

6. 用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应，实验中测得起始温度为20.1 ℃，终止温度为23.4 ℃，反应后溶液的比热容为4.18 J·g-1·℃-1，盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm-3，则中和反应生成1 mol水时放热(　　)

A.55.2 kJ B.391 kJ

C.336 kJ D.1.38 kJ

7.根据图中的能量关系，可求得C—H键的键能为(　　)

A.414 kJ·mol-1

B.377 kJ·mol-1

C.235 kJ·mol-1

D.197 kJ·mol-1

8.下图所示是一个测量化学反应是吸热还是放热的简易实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将铝片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，请根据要求完成下列问题：

(1)有关反应的离子方程式是 　　　　　，小试管中看到的现象是　 　                                             。 

(2)S形导管中液面A　　　　　(填“上升”或“下降”)，原因是　                                               ； 

说明此反应是　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。 

9. (2023·山东兖州高二上学期期中)某反应由两步反应ABC构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是(　　)

A.三种化合物中C最稳定

B.两步反应均为吸热反应

C.A与C的能量差为E4

D.AB反应，反应条件一定要加热

10.肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、O==O为500、N—N为154，则断裂1 mol N—H所需的能量(kJ)是(　　)

A.194 B.391

C.516 D.658

11. (双选)将V1 mL 1.00 mol·L-1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。下列叙述正确的是(　　)

A.做该实验时环境温度为22 ℃

B.该实验表明化学能可以转化为热能

C.NaOH溶液的浓度约为1.50 mol·L-1

D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应

12. 某化学兴趣小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究，在除了用手触摸试管壁感觉发热外，还设计了下列几个可行性方案。

(1)甲方案：将温度计与盛有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起，放入盛有水的小烧杯中，用胶头滴管向小试管中缓缓滴加水，看到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，说明反应放热。(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去) 

(2)乙方案：将盛有生石灰的小试管插入带支管的试管中，支管接①或②，用胶头滴管向小试管中缓缓滴加水，看到的现象是(接①)　　　　　　　　　　　　　　，(接②)　　　　　　　　　　　　　，说明反应放热。  

(3)丙方案：用胶头滴管向盛有生石灰且带支管的试管中滴加水，支管接的导管中放有适量无水硫酸铜粉末，看到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　，说明反应放热，其原因是　 　。 

13.(1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如图所示：

若已知硫氧键的键能为d kJ·mol-1，氧氧键的键能为e kJ·mol-1，S+O2SO2的反应热ΔH=-a kJ·mol-1，则S8分子中硫硫键的键能为　　　　　　　　　。 

(2)下表是部分化学键的键能数据：

①已知1 mol白磷燃烧生成P4O10(s)的反应热ΔH=-2 982 kJ·mol-1，白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示，则上表中x=　　　　。 

②0.5 mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6，放出的热量为　　　　 kJ。