化学第一节 化学反应与能量变化第1课时免费练习题

第一章　化学反应与能量

第一节　化学反应与能量的变化

第1课时　焓变　反应热

基础过关练

题组一　化学反应中的能量变化

1.(2020宁夏吴忠高二期末)下列反应既是吸热反应又属于氧化还原反应的是(　　)

A.铝片与稀H2SO4反应

B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应

C.灼热的炭与CO2反应

D.甲烷在O2中的燃烧反应

2.(2019河南豫西名校高二第一次联考)下列过程不属于放热反应的是(　　)

A.木材燃烧 　　　　B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

C.H2O(g) H2O(l) 　　　　D.盐酸和氢氧化钠反应

3.(2020湖北名师联盟高二第一次月考)某学生用如图所示装置进行化学反应X+2Y 2Z能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂Y时,看到U形管中液面甲处降、乙处升。关于该反应的下列叙述中正确的是　(　　)

①该反应为放热反应

②该反应为吸热反应

③生成物的总能量比反应物的总能量更高

④反应物的总能量比生成物的总能量更高

⑤该反应过程中的能量变化可以看成是贮存于X、Y内部的部分能量转化为热能而释放出来

A.①④⑤　　B.①④　　C.①③　　D.②③⑤

4.(2019江西南昌八一中学、洪都中学高二联考)下列关于能量变化的说法正确的是(　　)

A.“冰,水为之,而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较,冰的能量高

B.化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种

C.已知C(s,石墨) C(s,金刚石)　ΔH>0,则金刚石比石墨稳定

D.化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒

题组二　反应热与焓变

5.下列说法正确的是(　　)

A.焓变单位中,kJ·mol-1是指1 mol物质参加反应时的能量变化

B.当反应放热时ΔH>0,反应吸热时ΔH<0

C.一个化学反应中,当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热,ΔH为“-”

D.一个化学反应中,生成物总键能大于反应物的总键能时,反应吸热,ΔH为“+”

6.(2020广东深圳高二期末调研)已知化学反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)　ΔH=+100 kJ·mol-1的能量变化如图所示,下列叙述中正确的是(　　)

A.加入催化剂,该反应的ΔH将减小

B.每形成2 mol A—B键,将放出(a-b) kJ能量

C.该反应中反应物的键能总和小于生成物的键能总和

D.该反应正反应的活化能大于100 kJ·mol-1

7.(2020湖南邵东一中、娄底三中高二月考联考)北京奥运会开幕式在李宁点燃鸟巢主火炬时达到高潮。奥运火炬采用的是环保型燃料——丙烷,其燃烧时发生反应的化学方程式为C3H8+5O2 3CO2+4H2O。下列说法中不正确的是(　　)

A.火炬燃烧时化学能只转化为热能

B.所有的燃烧反应都会释放热量

C.1 mol C3H8和5 mol O2所具有的总能量大于3 mol CO2和4 mol H2O所具有的总能量

D.丙烷完全燃烧的产物对环境无污染,故丙烷为环保型燃料

8.(2019吉林省实验中学高二月考)已知化学反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是(　　)

A.每生成2分子AB吸收b kJ热量

B.该反应的反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1

C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

D.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键,放出a kJ能量

9.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 C+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.该反应若有能量变化,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发生

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E1<E2,则该反应为　　　　(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的反应热ΔH为　。 

10.氮化硅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 Si3N4+CO(未配平)

该反应过程中的能量变化如图所示。

回答以下问题:

(1)上述反应中的还原剂是　　　　(填化学式,下同),其还原产物是　　　　。 

(2)该反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应,反应热ΔH　　　　(填“>”“<”或“=”)0。 

题组三　反应热的简单计算

11.(2020河南南阳一中高二第一次考试)N4分子结构如图,已知断裂1 mol N—N键吸收167 kJ热量,生成1 mol 键放出942 kJ热量。根据以上信息和数据,则由N2生成1 mol气态N4的ΔH为(　　)

A.+882 kJ·mol-1 B.+441 kJ·mol-1

C.-882 kJ·mol-1  D.-441 kJ·mol-1

12.(2020江苏苏州实验学校高二期中)化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能:P—P键198 kJ/mol,P—O键360 kJ/mol,OO键498 kJ/mol,则反应P4(s,白磷)+3O2(g) P4O6(s)生成1 mol P4O6(s)(　　)

A.放出1 638 kJ热量

B.吸收1 638 kJ热量

C.放出126 kJ热量

D.吸收126 kJ热量

13.(2020江西上饶中学高二月考)已知:①1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键。

②Si(s)+O2(g) SiO2(s)　ΔH,其反应过程与能量变化如图所示。

③断开1 mol Si—O键、OO键和Si—Si键所需能量分别为460 kJ、500 kJ和176 kJ。

下列说法中正确的是(　　)

A.晶体硅光伏发电是将化学能转化为电能

B.二氧化硅的稳定性小于硅

C.ΔH=-988 kJ/mol

D.ΔH=(a-c) kJ/mol

14.(2019甘肃会宁一中高二上期中)已知H—H键的键能为436 kJ·mol-1,H—N键的键能为391 kJ·mol-1,根据热化学方程式N2+3H2 2NH3　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则键的键能是(　　)

A.431 kJ·mol-1 B.945.6 kJ·mol-1

C.649 kJ·mol-1 D.869 kJ·mol-1

15.(2019甘肃兰州一中高二月考)已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ,且氧气中1 mol O O键完全断裂时吸收热量496 kJ,水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ,则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收的热量为(　　)

A.920 kJ B.557 kJ

C.436 kJ D.188 kJ

16.(2019河北邢台八中高二期中)已知H2(g)+Br2(l) 2HBr(g)　ΔH=-72 kJ·mol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他相关数据如下表:

则表中a为(　　)

A.404 B.260 C.230 D.200

能力提升练

1.(2019云南红河高二期中,疑难1,★★☆)H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g)　ΔH=-a kJ·mol-1。

已知:

(a、b、c均大于零)

下列说法不正确的是(　　)

A.反应物的总能量高于生成物的总能量

B.断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需的总能量大于断开2 mol H—I键所需的能量

C.断开2 mol H—I键所需的能量为(c+b+a)kJ

D.向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2,充分反应后放出的热量小于2a kJ

2.(2019福建平和一中、南靖一中等五校高二上第一次联考,疑难2,★★☆)下列图像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.CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH>0

D.S(g)+O2(g) SO2(g)　ΔH1;S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH2,则ΔH1>ΔH2

3.(疑难2,★★☆)反应A+B 2C,在反应过程中,断裂1 mol A中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,断裂1 mol B中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol C中的化学键释放的能量为Q3 kJ;1 mol A所含化学能为E1 kJ,1 mol B所含化学能为E2 kJ,1 mol C所含化学能为E3 kJ,下列说法中一定正确的是(　　)

A.若E1+E2>E3,则反应为放热反应

B.若Q1+Q2>Q3,则反应为放热反应

C.若Q1+Q2<Q3,则反应为放热反应

D.若E1+E2>E3,则反应为吸热反应

4.(疑难1、2,★★☆)如图所示,ΔH1=-393.5 kJ/mol,ΔH2=-395.4 kJ/mol。下列说法或热化学方程式中正确的是(　　)

A.石墨和金刚石之间的转化是物理变化

B.C(s,石墨) C(s,金刚石)　ΔH=+1.9 kJ/mol

C.金刚石的稳定性强于石墨

D.断裂1 mol石墨中含有的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石中含有的化学键吸收的能量少

5.(疑难1,★★☆)化学反应中的能量变化是由旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是(　　)

A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应放出的能量为180 kJ

B.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量

C.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)

D.NO能与NaOH溶液反应生成盐和水

6.(疑难1、2,★★★)在化学反应中,能引发化学反应的分子间碰撞称之为有效碰撞,这些分子称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能,其单位用kJ·mol-1表示。请认真观察下图,然后回答问题。

(1)图中反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应,该反应　　　　(填“需要”或“不需要”)环境先提供能量,该反应的ΔH=　　　　(用含E1、E2的代数式表示)。 

(2)已知:H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2 kJ·mol-1。则其逆反应的活化能为　　　　　　　　　　　。 

(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能　　　　(填“升高”“降低”或“不变”),对反应热是否有影响?　　　　,原因是　                                                                                                   　。 

答案全解全析

基础过关练

1.C　铝片与稀H2SO4反应,是放热反应,A项错误;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应,是吸热反应,但属于非氧化还原反应,B项错误;灼热的炭与CO2反应,既是吸热反应,又属于氧化还原反应,C项正确;甲烷在O2中的燃烧反应是放热反应,D项错误。

2.C　木材燃烧是放热反应,A不符合题意;工业合成氨反应为放热反应,B不符合题意;H2O(g) H2O(l)为放热的过程,不是化学反应,C符合题意;盐酸和氢氧化钠的反应为放热反应,D不符合题意。

3.A　根据题中描述现象可说明该反应为放热反应,①正确;题述反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,④正确;题述反应过程中的能量变化可以看成是贮存于X、Y内部的部分能量转化为热能,⑤正确。综上分析可知A项正确。

4.D　等量的水和冰相比较,冰的能量低,A错误;发生化学反应时能量的变化有多种形式,可以表现为热能,还可以表现为光能等,B错误;ΔH>0,说明反应吸热,所以石墨的能量较低,能量越低物质越稳定,故石墨更稳定,C错误;化学反应遵循质量守恒的同时,也遵循能量守恒,D正确。

5.C　焓变单位中的 kJ·mol-1,是指每摩尔具体的反应,不是指参加反应的物质,A错误;放热时体系能量降低,ΔH<0,吸热时体系能量升高,ΔH>0,B错误;在反应中物质所具有的总能量减少,反应就放热,反之就吸热,C正确;化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,断键时吸收能量,成键时释放能量,D错误。

6.D　使用催化剂,不能改变题述反应的ΔH,A项错误;由题图可知每生成2 mol A—B键,将放出b kJ能量,B项错误;该反应为吸热反应,即反应物的键能总和大于生成物的键能总和,C项错误;结合题中信息可知a-b=100,则正反应的活化能一定大于100 kJ·mol-1,D项正确。

7.A　火炬燃烧时,化学能不仅转化为热能,还转化为光能等其他形式的能,A项错误;所有的燃烧反应都是放热反应,都会释放热量,B项正确;该反应为放热反应,即反应物的总能量大于生成物的总能量,C项正确;丙烷完全燃烧的产物是二氧化碳和水,对环境无污染,即丙烷为环保型燃料,D项正确。

8.B　观察题给图像可知,该反应的反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,该反应的反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1。化学反应过程中,化学键断裂为吸热过程,化学键形成为放热过程。

9.答案　(1)AD　(2)吸热　E2-E1

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,有能量变化不一定是氧化还原反应,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,C项错误。

10.答案　(1)C　Si3N4　(2)放热　<

解析　(1)题给反应中碳元素的化合价由0价升高到+2价,氮元素的化合价由0价降低到-3价,故还原剂是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,ΔH<0。

11.A　1 mol N4分子可转化为2 mol N2,1 mol N4中含6 mol N—N键,断开6 mol N—N键吸收的能量为167 kJ·mol-1×6 mol=1 002 kJ,生成2 mol N2时放出能量为942 kJ·mol-1×2 mol=1 884 kJ,则1 mol N4生成2 mol N2放出热量为1 884 kJ-1 002 kJ=882 kJ,则由N2生成1 mol气态N4需要吸收的热量为882 kJ,即ΔH=+882 kJ·mol-1,A项正确。

12.A　反应P4(s,白磷)+3O2(g) P4O6(s)的ΔH=反应物总键能-生成物总键能=6×198 kJ/mol+3×498 kJ/mol-12×360 kJ/mol=-1 638 kJ/mol,即反应生成1 mol P4O6(s)放出1 638 kJ热量,A项正确。

13.C　晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能,A项错误;根据③中数据可知,断裂1 mol SiO2中含有的化学键需要的能量为1 840 kJ,断裂1 mol晶体硅中含有的化学键需要的能量为352 kJ,故稳定性:SiO2>Si,B项错误;根据ΔH=176 kJ/mol×2+500 kJ/mol×1-460 kJ/mol×4=-988 kJ/mol,C项正确;根据题图可知,ΔH=-c kJ/mol,D项错误。

14.B　设键的键能为x,由“ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和”得:x+3×436 kJ·mol-1-6×391 kJ·mol-1=-92.4 kJ·mol-1,解得x=945.6 kJ·mol-1。

15.C　由1 g H2完全燃烧生成H2O(g)放出121 kJ热量,可知2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-(121×4) kJ·mol-1,由ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和得496 kJ·mol-1+2E(H—H)-4×463 kJ·mol-1=-(121×4) kJ·mol-1,求得E(H—H)=436 kJ·mol-1,故C正确。

16.D　根据1 mol Br2(l)转化为Br2(g)需要吸收30 kJ能量可得H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)　ΔH=-102 kJ·mol-1,则ΔH=(436+a-369×2)kJ·mol-1=-102 kJ·mol-1,解得a=200;D项正确。

能力提升练

1.B　 因ΔH=-a kJ·mol-1<0,反应物的总能量高于生成物的总能量,A项正确;该反应为放热反应,则断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需的总能量小于断开2 mol H—I键所需的能量,B项错误;由ΔH=E(H—H)+E(I—I)-2E(H—I)=b+c-2E(H—I)=-a,求得2E(H—I)=(a+b+c)kJ·mol-1,C项正确;该反应为可逆反应,向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2,充分反应生成的HI小于4 mol,故实际放出热量小于2a kJ,D项正确。

2.A　由题图①知:E(金刚石)>E(石墨),故石墨转变为金刚石是吸热反应,A正确;由题图②知:E(白磷)>E(红磷),故红磷比白磷稳定,B错误;由题图④知:E[CO(g)+H2O(g)]>E[CO2(g)+H2(g)],故CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的ΔH<0,C错误;由ΔH1、ΔH2均为负值,并结合题图③知,ΔH1<ΔH2,D错误。

3.C　若E1+E2>2E3,则反应为放热反应,故A错误;若Q1+Q2>Q3,则反应可能为放热反应也可能为吸热反应,故B错误;若Q1+Q2<Q3<2Q3,则反应为放热反应,故C正确;若E1+E2<2E3,则反应为吸热反应,故D错误。

4.B　石墨和金刚石互为同素异形体,二者之间的转化为化学变化,A项错误;石墨转化为金刚石为吸热过程,可表示为C(s,石墨) C(s,金刚石)　ΔH=+1.9 kJ/mol,B项正确;石墨的稳定性强于金刚石,C项错误;根据石墨的稳定性强于金刚石,可知断裂1 mol石墨中含有的化学键吸收的能量比断裂1 mol金刚石中含有的化学键吸收的能量要多,D项错误。

5.B　根据题给数据可知,反应物中化学键断裂吸收能量1 444 kJ·mol-1,生成物中化学键的形成放出能量1 264 kJ·mol-1,故1 mol N2(g)和1 mol O2(g)完全反应吸收的能量为180 kJ,A不正确,B正确;氮气和氧气反应需要在高温或放电条件下进行,C不正确;NO与氢氧化钠溶液不反应,D不正确。

6.答案　(1)放热　需要　E2-E1　(2)409.0 kJ·mol-1

(3)降低　无影响　催化剂只能改变反应的活化能,不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变

解析　(2)由题图可知ΔH=正反应活化能-逆反应活化能,故逆反应活化能=正反应活化能-ΔH=167.2 kJ·mol-1-(-241.8 kJ·mol-1)=409.0 kJ·mol-1。