高二化学选修4同步练习1-1-1焓变反应热

1-1-1焓变反应热一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．(2011·西安高二检测)下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是()A．铝片与稀盐酸的反应B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应C．灼热的炭与CO2的反应D．甲烷在氧气中的燃烧反应【解析】A、D为放热反应，B为吸热反应但不属于氧化还原反应。【答案】C2．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．任何放热反应在常温条件下一定能发生反应C．反应物和生成物所具有的能量差决定了反应是放热还是吸热D．有的吸热反应在常温下就能发生反应【解析】Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，但常温下就能进行，A错误；有些放热反应需加热才能进行，如木炭的燃烧，B错误；当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为放热反应，反之为吸热反应。【答案】CD3．(2011·临沂高二检测)下列说法正确的是()A．干冰蒸发需要吸收大量的热，这就是化学反应中的吸热反应B．酒精常被用作酒精灯和内燃机的燃料，说明酒精燃烧是放热反应C．木炭常温下不燃烧，加热才能燃烧，说明木炭燃烧是吸热反应D．人们用氢氧焰焊接或切割金属，主要利用了氢气和氧气化合时所放出的能量【解析】干冰升华要吸热，这是物理变化，A不正确；酒精之所以能做燃料，是因为它燃烧放热，B正确；木炭燃烧需加热引发反应，但反应开始后，反应放出的热可使木炭继续燃烧，说明反应放热，C不正确；D正确。【答案】BD4．下列反应中，生成物的总能量大于反应物总能量的是()A．氢气在氧气中燃烧B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体的反应C．硫黄在氧气中燃烧D．焦炭在高温下与水蒸气的反应【解析】A、C的反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量；B、D为吸热反应，符合题目要求。【答案】BD5．已知：①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量；③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量。下列叙述正确的是()A．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝＋183kJ/molB．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝183kJ/molC．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183kJ/molD．氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183kJ/mol【解析】H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，反应的ΔH＝(436＋243)kJ/mol－2×431kJ/mol＝－183kJ/mol。【答案】C6．下列说法正确的是()A．反应热就是反应中放出的能量B．在101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C．由C(石墨)―→C(金刚石)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多【解析】反应过程中所放出或吸收的热都是反应热，因此A错；在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热，B选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳，是错误的；由C(石墨)―→C(金刚石)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1可知，金刚石能量高，不稳定；因为硫固体变为硫蒸气要吸热，所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多是正确的(相同条件下，同一物质在气态时具有的能量最多，液态时次之，固态时最少，反应放出的热量等于反应物所具有的能量减去生成物所具有的能量，因为生成物是一样的，所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热量比硫固体放出的更多。)【答案】D7．白磷与氧气可发生如下反应：P4＋5O2＝P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P===OckJ·mol－1、O===OdkJ·mol－1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是()A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1【解析】选A。因为ΔH等于反应物化学键断裂吸收的能量总和减去反应产物化学键形成释放的能量总和，即ΔH＝E反应物－E产物，根据反应方程式P4＋5O2＝P4O10和模型图分析可知，该反应的反应热ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1，A正确。【答案】A8．下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系据此判断下列说法中正确的是()A．石墨转变为金刚石是吸热反应B．白磷比红磷稳定C．S(g)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH1，S(s)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH2，则ΔH1＞ΔH2D．CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)ΔH＞0【答案】A9．下列变化为放热的化学反应的是()A．H2O(g)＝H2O(l)ΔH＝－44.0kJ/molB．2HI(g)＝H2(g)＋I2(g)ΔH＝＋14.9kJ/molC．形成化学键时共放出能量862kJ的化学反应D．能量变化如图所示的化学反应【答案】D10.科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则()A．N4的熔点比P4高B．1molN4气体转化为N2时要吸收724kJ能量C．N4是N2的同系物D．1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量【解析】选D。N4与白磷(P4)结构相似，均为分子晶体，由于N4相对分子质量小于P4，故其分子间作用力弱于P4，其熔点低于P4，A错；N4与N2互为同素异形体，而不是同系物，则C错；从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N—N键，根据N4(g)＝2N2(g)ΔH，有ΔH＝6×193kJ/mol－2×941kJ/mol＝－724kJ/mol，故B项错误，D项正确。【答案】D11．根据热化学方程式：S(l)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH＝－293.23kJ/mol，分析下列说法正确的是()A．S(s)＋O2(g)＝SO2(g)，反应放出的热量大于293.23kJ/molB．S(g)＋O2(g)＝SO2(g)，反应放出的热量小于293.23kJ/molC．1molSO2的化学键断裂吸收的能量总和大于1mol硫和1mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和D．1molSO2的化学键断裂吸收的能量总和小于1mol硫和1mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和【答案】C二、非选择题12．在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：A＋B总能量为E1――――――――――――――→发生反应A＋B===C＋DC＋D总能量为E2(反应前)(反应后)(1)下列关于反应A＋B===C＋D的说法正确的是________。A．反应前后原子的种类和数目一定不变B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应C．若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自动进行D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且该反应遵循能量守恒(2)若E1E2，则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的反应热为________。【解析】(1)每个反应都遵循质量守恒和能量守恒，故A、D两项正确，任何反应都伴随着能量变化，B项错误。某一反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关，加热是为了使旧化学键断裂，引发反应，C项错误。(2)A＋B===C＋DE1A＋B、E2C＋D—若E1E2，放出能量→ΔH＝E2－E1kJ/mol0若E1E2，吸收能量→ΔH＝E2－E1kJ/mol0【答案】(1)AD(2)吸热ΔH＝(E2－E1)kJ/mol13.我国发射的神舟七号飞船外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：SiO2＋C＋N2――→高温Si3N4＋CO该反应变化过程中的能量变化如右图所示。回答以下问题。(1)上述反应中的还原剂是________，其还原产物是________。(2)该反应________(填“吸热”或“放热”)，反应热ΔH________0(填“”“”或“＝”)。【解析】(1)SiO2＋C＋N2――→高温Si3N4＋CO反应中碳元素的化合价由0升高到＋2，氮元素的化合价由0降低到－3。故反应中的还原剂是C。还原产物为Si3N4。(2)该反应过程中，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，ΔH0。【答案】(1)CSi3N4(2)放热14.盐酸或硫酸和氢氧化钠溶液的中和反应没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了下面几种实验方案。请回答有关问题。(1)方案一：如图组装好实验装置，图中小试管用细线吊着，细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右端U形管两端红墨水相平。实验开始，向下插细铁丝，使小试管内盐酸和广口瓶内氢氧化钠溶液混合，此时观察到的现象是________________________，原因是________________________。(2)方案二：该小组同学借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化，则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各10mL混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表：编号盐酸氢氧化钠Δt/℃10.1mol/L0.05mol/L3.520.1mol/L0.1mol/Lx30.2mol/L0.2mol/L14则x＝________。(3)方案三：该小组还设计了如图所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，从而证明发生了反应。①实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，原因可能是_________________________________________________________________________________________________________________。②从原理上讲，该实验设计的不合理之处为_______________________________________________________________________________________________________________________________________。请你在此实验装置的基础上提出修改方案___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)方案一中盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量，使广口瓶内气体温度升高，气体受热膨胀，压强增大，U形管内液面左边下降、右边上升。(2)方案二中由反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量来看，1号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是0.5×10－3mol，温度升高3.5℃，3号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是2×10－3mol，为1号反应量的4倍，而温度变化也是4倍，由此看出参加反应的物质的量与温度变化量成正比。2号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量是1号反应量的2倍，故温度变化也应为2倍，为7℃。(3)方案三中稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸使锥形瓶内压强增大引起的。可以在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管，即维持分液漏斗和锥形瓶内气压相等，便于液体顺利流下。如右图所示。【答