高中人教版 (2019)第一节 反应热第1课时课堂检测

第一节　反应热

第1课时　反应热　焓变

基础巩固

1.下列化学反应的ΔH>0的是(　　)。

A.2H2+O22H2O

B.CaCO3CaO+CO2↑

C.CaO+H2OCa(OH)2

D.C2H5OH+3O22CO2+3H2O

答案:B

解析:选项B中的反应是吸热反应,其ΔH>0。选项A、C、D中的化学反应都是放热反应,其ΔH<0。

2.下列说法正确的是(　　)。

A.体系与环境不进行能量传递时,反应放出的热量使体系温度升高

B.当反应放热时,体系内能增大

C.在加热条件下发生的反应,体系的焓均增大

D.一个化学反应,当反应物的总焓小于生成物的总焓时,其ΔH为负值

答案:A

解析:体系与环境不进行能量传递时,反应放出的热量留在体系中,体系的温度会升高,用量热计测定中和反应的反应热时就是利用了这一原理,A项正确。反应放热时,能量从体系传递给环境,体系内能减小,B项错误。体系焓的变化取决于反应物和生成物的总焓的相对大小,与反应条件无关,C项错误。当反应物的总焓小于生成物的总焓时,体系的焓增加,其ΔH为正值,D项错误。

3.已知弱酸电离时吸收能量。在中和反应反应热的测定实验中,下列说法正确的是(　　)。

A.使用玻璃搅拌器匀速搅拌是为了使酸与碱充分反应,提高测定结果的准确度

B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中要用温度计搅拌混合溶液

C.若用0.5 mol·L-1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L-1的盐酸、醋酸反应,当所取的溶液体积相等时,测得的反应热数值相同

D.在中和反应反应热的测定实验中只测量一次就能准确得到实验结果

答案:A

解析:温度计不能用来搅拌溶液,易破损,B项错误;CH3COOH电离时吸热,测得的反应热数值偏小,C项错误;实验中一般测量3次,若有异常数据,舍弃后再取平均值作为计算依据,以提高准确度,D项错误。

4.已知:在25 ℃和101 kPa下,反应H2(g)+F2(g)2HF(g)的ΔH=-270 kJ·mol-1,下列说法正确的是(　　)。

A.在相同条件下,1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的总焓大于2 mol HF(g)的总焓

B.1 mol H2(g)与1 mol F2(g)反应生成2 mol HF(l),放出的热量小于270 kJ

C.该反应的逆反应是放热反应

D.该反应过程中焓的变化可用下图来表示

答案:A

解析:该反应是放热反应,反应物1molH2(g)与1molF2(g)的总焓大于生成物2molHF(g)的总焓,A项正确、D项错误;该反应的逆反应是吸热反应,C项错误;HF(g)变为HF(l)放出热量,因此生成2molHF(l)放出的热量大于270kJ,B项错误。

5.已知在25 ℃和101 kPa下,反应H2(g)+Br2(l)2HBr(g)的ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收30 kJ的能量,其他相关数据如下表:

则表中a为(　　)。

A.404 B.260 C.230 D.200

答案:D

解析:化学反应中,断裂反应物分子中的化学键吸收能量,形成生成物分子中的化学键释放能量,吸收的能量与释放的能量之差即反应热,所以ΔH=(436+30+a-369×2)kJ·mol-1=-72kJ·mol-1,解得a=200。

6.已知1 mol H2(g)中的化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量,1 mol NH3(g)中的化学键形成时要释放1 173 kJ的能量。1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时,放出92.4 kJ的热量。则1 mol N2(g)中的化学键断裂时需要吸收的能量是(　　)。

A.431.2 kJ B.945.6 kJ

C.648.9 kJ D.869.6 kJ

答案:B

解析:根据化学方程式N2+3H22NH3,设1molN2(g)中的化学键断裂时需要吸收的能量为x,有x+3×436kJ-2×1173kJ=-92.4kJ,x=945.6kJ。

7.化学反应A2+B22AB中焓的变化示意图如图所示。下列说法正确的是(　　)。

A.化学反应A2+B22AB是吸热反应

B.断裂1 mol A2和 1 mol B2中的化学键可放出x kJ能量

C.形成2 mol AB中的化学键需要释放y kJ能量

D.2 mol AB的总焓高于1 mol A2和1 mol B2的总焓

答案:C

解析:根据图示,1molA2和1molB2的总焓高于2molAB的总焓,所以反应A2+B22AB是放热反应,选项A和选项D都错误;断裂1molA2和1molB2中的化学键需吸收xkJ能量,形成2molAB中的化学键需要释放ykJ能量,选项B错误,选项C正确。

8.已知:H2SO4稀溶液与KOH稀溶液反应时有热量放出,并且反应物的总焓为E1,生成物的总焓为E2。回答下列问题:

(1)用离子方程式表示中和反应的实质:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)判断E1和E2的大小关系:　　　　　　　　　　。 

(3)已知H2SO4稀溶液与KOH稀溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量为57.3 kJ,计算下列中和反应中放出的热量。

①用20 g NaOH配成的稀溶液与足量稀盐酸反应,能放出　　　　　 kJ热量。 

②用0.1 mol Ba(OH)2配成的稀溶液与足量稀硝酸反应,能放出　　　　　 kJ热量。 

答案:(1)H++OH-H2O　(2)E1>E2

(3)①28.65　②11.46

解析:(1)中和反应的实质是H++OH-H2O。(2)因为中和反应放出热量,所以反应物的总焓大于生成物的总焓。(3)依据题意,反应H++OH-H2O,生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ。①20gNaOH配成的稀溶液与足量稀盐酸反应生成0.5molH2O,放出的热量为57.3kJ·mol-1×0.5mol=28.65kJ;②0.1molBa(OH)2配成的稀溶液与足量稀硝酸反应生成0.2molH2O,放出的热量为57.3kJ·mol-1×0.2mol=11.46kJ。

能力提升

1.(双选)根据如图提供的信息,下列所得结论不正确的是(　　)。

A.该反应是放热反应

B.该反应一定需要加热才能发生

C.该反应可能是碳酸钙的分解反应

D.该反应不可能是铝与氧化铁的反应

答案:AB

解析:A项,由图像知反应物总焓低于生成物总焓,根据能量守恒,反应是吸热反应,错误;B项,有的吸热反应在常温下也能发生,比如氢氧化钡晶体与氯化铵反应就是常温下进行的吸热反应,错误;C项,碳酸钙的分解反应为吸热反应,正确;D项,铝与氧化铁的反应为放热反应,一定不是吸热反应,正确。

2.已知强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量为57.3 kJ。下列说法中错误的是(　　)。

A.将含1 mol NaOH的稀溶液与50 g 98%的硫酸混合后放出的热量为57.3 kJ

B.将含1 mol NaOH的稀溶液与含1 mol CH3COOH的稀溶液混合后放出的热量小于57.3 kJ

C.用0.50 mol·L-1盐酸和氢氧化钠固体进行实验,测出生成1 mol H2O时的反应热数值偏大

D.用稀硫酸和稀硝酸分别与Ba(OH)2稀溶液进行反应测定生成1 mol H2O时的反应热,其数值不同

答案:A

解析:A项中98%的硫酸属于浓硫酸,与水混合时放出热量,使放出的热量增多,A项错误;B项中 CH3COOH是弱酸,电离时吸热,使反应中放出的热量减少,B项正确;C项中氢氧化钠固体溶于水放热,使放出的热量增多,C项正确;D项中H2SO4与Ba(OH)2反应还生成BaSO4沉淀,放出的热量增多,D项正确。

3.某学生测定中和反应的反应热,取用50 mL 0.50 mol·L-1的盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1的NaOH溶液(密度都是1 g·cm-3)。实验中测得的数据如下表所示:

 (1)反应后溶液的比热容为4.18 J/(g·℃)。请利用该学生测得的数据计算生成1 mol H2O时的反应热:ΔH=　　　　　　　。 

(2)该学生测得反应热的数值比57.3 kJ·mol-1　　　　(填“高”或“低”)。 

(3)从下列因素中选出该学生产生实验误差的可能原因　　　　。 

A.溶液混合后未及时盖好量热计杯盖

B.倾倒溶液太快,有少量溶液溅出

C.溶液混合后搅拌不够

D.未等温度升到最高值就记录温度计示数

E.用量筒量取盐酸体积时仰视读数

答案:(1)-52.25 kJ·mol-1　(2)低　(3)ABCD

解析:根据实验数据可知,实验3中的数据是异常的,应舍去。所以温度差的平均值是3.125℃,ΔH=-kJ·mol-1=-kJ·mol-1=-52.25kJ·mol-1,该学生测得反应热的数值比57.3kJ·mol-1低。数值偏低,说明实验过程中有热量损失或者是酸、碱有损失。E中实际量取盐酸稀溶液的体积大于50mL,结果应该是偏高,所以正确的答案为ABCD。

4.断裂1 mol气态物质中的化学键所吸收的能量如下表所示:

(1)计算反应Br2+H22HBr的ΔH=　　　。 

(2)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,若生成等物质的量的HX时,释放(或吸收)能量最多的是　　　　。 

(3)分析表中数据以及计算所得的数据,可以得出结论:卤族元素的非金属性越强,对应的气态氢化物越　　　,生成等物质的量的HX时放出的能量越　　　　　。 

答案:(1)-103 kJ·mol-1　(2)Cl2　(3)稳定　多

解析:(1)ΔH=(193+436-2×366)kJ·mol-1=-103kJ·mol-1。(2)利用表中的数据计算,生成2molHCl释放能量185kJ,生成2molHBr释放能量103kJ,生成2molHI释放能量9kJ,所以生成等物质的量的HX时,释放能量最多的是Cl2。(3)断裂化学键吸收的能量越多,分子越稳定。

5.某化学社团的同学们将体积为V1、浓度为1.0 mol·L-1的HCl溶液和体积为V2的未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。

回答下列问题。

(1)化学社团的同学们做该实验时的环境温度　　　　(填“高于”“低于”或“等于”)22 ℃,判断的依据是　  　　　　　　　　　　　　　。 

(2)由题中信息可知,=　　　时,酸碱恰好完全中和,此反应所用NaOH溶液的浓度应为　　　 mol·L-1。 

答案:(1)低于　从图像起点可知,5 mL HCl溶液与45 mL NaOH溶液反应放热后的温度是22 ℃,溶液混合前的实验环境温度一定低于22 ℃　(2)　1.5

解析:(1)从图像起点可知,22℃是指5mLHCl溶液和45mLNaOH溶液混合后的温度,则溶液混合前的实验环境温度一定低于22℃。

(2)由图像可知,当HCl溶液与NaOH溶液恰好完全反应时,放出的热量最多,温度达到最高点,此时参加反应的HCl溶液的体积V1=30mL,由V1+V2=50mL可知,消耗的NaOH溶液的体积V2=20mL,。根据n(HCl)=n(NaOH),1.0mol·L-1×30mL=c(NaOH)×20mL,解得c(NaOH)=1.5mol·L-1。