2025版高中化学第一章化学反应与能量第1节化学反应与能量的变化第2课时课时作业新人教版选修4

PAGEPAGE1第一章第一节化学反应与能量的改变第2课时基础巩固1．(2024·福建四地六校高三月考)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量改变如图所示。下列说法正确的是(C)A．断键汲取能量之和大于成键释放能量之和B．反应物总能量小于生成物总能量C．N2O(g)＋NO(g)=N2(g)＋NO2(g)ΔH＝－139kJ·mol－1D．反应生成1molN2时转移4mol电子解析：由题图可知该反应放热，反应过程中断键汲取的总能量小于成键释放的总能量，故A错误；由题图可知，反应物总能量大于生成物总能量，故B错误；依据图示，N2O(g)＋NO(g)=N2(g)＋NO2(g)ΔH＝－139kJ·mol－1，故C正确；反应生成1moIN2时转移2mol电子，故D错误。2．下列有关热化学方程式正确的是(B)选项已知条件热化学方程式A0.5molN2与1.5molH2充分反应后放出akJ热量N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－2akJ·molB6g金刚石比6g石墨的能量高bkJC(s，金刚石)=C(s，石墨)ΔH＝－2bkJ·mol－1CH＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)=2H2O(l)＋BaSO4(s)ΔH＝－114.6kJ·mol－1D1molS完全燃烧放出热量为297kJS(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO3(g)ΔH＝－297kJ·mol－1解析：合成氨的反应是可逆反应，当放出的热量为akJ时，消耗的N2的物质的量少于0.5mol，A项错误；1mol金刚石的能量比1mol石墨的能量高2bkJ，B项正确；生成BaSO4时也会放出热量，ΔH<－114.6kJ·mol－1，C项错误；硫完全燃烧的产物是SO2而不是SO3，D项错误。3．N2H4是一种高效清洁的火箭燃料，0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是(D)A．eq\f(1,2)N2H4(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=eq\f(1,2)N2(g)＋H2O(g)ΔH＝267kJ·mol－1B．N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－133.5kJ·mol－1C．N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝534kJ·mol－1D．N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ·mol－1解析：由题意知，1molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时放出热量为534kJ。4．关于中和热的测定试验，下列说法不正确的是(C)A．烧杯间填满碎泡沫塑料是为了削减试验过程中的热量损失B．运用环形玻璃搅拌棒既可以搅拌又可以避开损坏温度计C．向盛装酸溶液的烧杯中加碱溶液时要当心缓慢D．测过酸的温度计要用水清洗后再测碱的温度解析：A项，碎泡沫塑料可以保温，削减热量散失，A项正确。B项，环形玻璃搅拌棒上下移动，使溶液混合匀称，B项正确。C项，加碱溶液时，为了防止热量散失，应快速完成，C项错误。D项，测量酸的温度后温度计若不水洗，再测量碱的温度时，酸与碱发生反应削减了反应物的量，影响中和热的测定，D项正确。5．下列叙述正确的是(C)A．在某反应中，当反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量时，该反应吸热B．同温同压下，4Al(S)＋3O2(g)=2Al2O3(s)在常温柔点燃条件下的ΔH不同C．稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，若将含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，生成1mol水时放出的热量大于57.3kJD．由C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH＝＋1.90kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定解析：A项，在某反应中，当反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量时，该反应放热，错误；B项，一个确定的化学方程式中，反应热只与物质的状态有关，与反应条件无关，错误；C项，因为浓硫酸溶于水放热，所以含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，生成1mol水时放出的热量大于57.3kJ，正确；D项，石墨转化为金刚石吸热，说明石墨的能量低于金刚石，所以石墨稳定，错误。6．标准状态下，气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和O=O键的键焓ΔH分别为436kJ·mol－1、463kJ·mol－1和495kJ·mol－1，下列热化学方程式正确的是(D)A．H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝－485kJ·mol－1B．H2O(g)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋485kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝＋485kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－485kJ·mol－1解析：依据键焓的概念：气态分子变为原子汲取的能量；水分解为氢气和氧气为吸热反应，焓变数值中有“＋”，A错误；依据键焓确定水分解为氢气和氧气的热化学方程式，焓变＝反应物的总键焓－生成物的总键焓＝2×463－436－eq\f(1,2)×495＝＋242.5(kJ·mol－1)===B错误；氢气和氧气反应生成水是放热反应，焓变符号为“－”，C错误；焓变＝反应物的总键焓－生成物的总键焓＝2×436＋495－4×463＝－485(kJ·mol－1)===D正确。7．依据下列条件写出有关反应的热化学方程式，并回答相关问题。(1)已知1gH2在氯气中燃烧可放出92.4kJ的热量，则H2在氯气中燃烧的热化学方程式为__H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)__ΔH＝－184.8__kJ·mol－1___。(2)已知：①4HCl(g)＋O2(g)eq\o(=,\s\up7(CuO/CuCl2),\s\do5(400℃))2Cl2(g)＋2H2O(g)，当反应中有2molHCl(g)被氧化时，放出57.8kJ的热量；则①中反应的热化学方程式是__4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)__ΔH＝－115.6__kJ·mol－1___；断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差__31.9___kJ。(3)含3.65gHCl的盐酸与含0.1molAgNO3的溶液完全反应时放出的热量为akJ，写出该反应的热化学方程式：__Cl－(aq)＋Ag＋(aq)=AgCl(s)__ΔH＝－10a__kJ·mol－1___。解析：(1)1molH2在氯气中燃烧时放出的热量为184.8kJ，常温下HCl、Cl2均是气体。(2)由①中反应式可知，反应中HCl全部被氧化，当有4molHCl被氧化时，放出的热量为115.6kJ，由此可写出对应的热化学方程式；设H—Cl键的键能为xkJ·mol－1、H—O键的键能为ykJ·mol－1，依据①中反应的热化学方程式和题中的已知数据有：4x＋498－243×2－4y＝－115.6，解得：y－x＝31.9。(3)在溶液中的反应，书写其热化学方程式时离子后面要注明“aq”。8．过渡态理论认为：化学反应并不是通过简洁的碰撞就能完成的，而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。图1是1molNO2与1molCO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量改变示意图：(1)试写出NO2和CO反应的热化学方程式：__NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)__ΔH＝－234__kJ·mol－1___。(2)上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为__NO(g)＋CO2(g)=NO2(g)＋CO(g)__ΔH＝＋234__kJ·mol－1___。(3)图2是某学生仿照图1画出的反应NO＋CO2=NO2＋CO的能量改变示意图。则图2中的E3＝__368___kJ·mol－1，E4＝__234___kJ·mol－1。解析：(1)恒压条件下，生成物和反应物之间的能量差即为焓变。由图1可知该反应是放热反应，因此焓变取负值。(2)可逆反应的逆反应的焓变应当与正反应的焓变数值相等，但符号相反。(3)过渡态的能量与反应物[即NO(g)十CO2(g)]具有的能量之差为368kJ·mol－1，E4是生成物与反应物具有的能量之差。能力提升1．强酸与强碱的稀溶液反应的热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，向1L0.5mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸，恰好完全反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，三者的关系正确的是(D)A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3<ΔH2C．ΔH1＝ΔH3>ΔH2 D．ΔH1>ΔH3>ΔH2解析：因为稀醋酸是弱电解质，在电离时吸热；浓硫酸溶于水时放热。故中和时放出的热量Q(浓硫酸)>Q(稀硝酸)>Q(稀醋酸)，因放热反应中，ΔH为负值，即ΔH＝－Q，故ΔH1>ΔH3>ΔH2。2．已知热化学方程式：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===SO3(g)ΔH＝－98.32kJ·mol－1，现有4molSO2参与反应，当放出314.3kJ热量时，SO2的转化率最接近于(C)A．40% B．50%C．80% D．90%解析：1molSO2完全反应放出98.32kJ的热量，当放出314.3kJ热量时，消耗了3.2molSO2，SO2的转化率为80%。3．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量改变的关系，据此推断下列说法正确的是(A)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)ΔH1S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2，则ΔH1>ΔH2D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH>0解析：由图像可知石墨、红磷、S(s)所含能量分别比金刚石、白磷、S(g)低，所以由石墨转变为金刚石须要汲取能量，是吸热反应，A正确；能量越低越稳定，故红磷比白磷稳定，B错误；由固体转化为气体须要汲取能量，故ΔH1<ΔH2。C错误；由图像可知CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量，所以CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应，ΔH<0，D错误。4．下列说法中正确的是(B)A．中和热的测定试验中须要用的主要玻璃仪器有：两只大小相同的烧杯、两只大小相同的量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒B．可以用保温杯代替烧杯做有关中和热测定的试验C．在测定中和热的试验中，至少须要测定并记录的温度是3次D．测定中和热试验中，若所运用的稀NaOH溶液的物质的量稍大于稀盐酸，则会导致所测得的中和热数值偏高解析：A、中和热的测定试验中须要用的主要玻璃仪器有：两只大小不同的烧杯(因为试验时要将小烧杯放入到大烧杯中，然后在大小烧杯之间填满碎泡沫塑料或纸条，以达到保温、隔热、削减试验过程中热量损失的目的)、两只大小相同的量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒，故A错误：B、保温杯的意思就是就能隔热保温，而且无需放碎泡沫塑料(或纸条)，更便利，而且隔热效果更好，故B正确；C、在测定中和热的试验中，每一组要记录3次温度，而我们试验时至少要重复做2组，所以至少要记录9次温度，故C错误：D、在中和热测定过程中为了提高试验的精确度，尽可能保证盐酸和氢氧化钠完全反应，所以在试验中通常使其中一种物质稍过量一些，要么HCl过量，要么NaOH过量，使之完全反应。测定中和热试验中，若所运用的稀NaOH溶液的物质的量稍大于稀盐酸，保证盐酸完全反应，则所测得的中和热数值不变，故D错误。5．将V1mL1.0mol·L－1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合匀称后测量并记录溶液温度，试验结果如下图所示(试验中始终保持V1＋V2＝50mL)。下列叙述正确的是(B)A．做该试验时环境温度为22℃B．该试验表明化学能可以转化为热能C．NaOH溶液的浓度约是1.00mol·L－1D．该试验表明有水生成的反应都是放热反应解析：由题图可知，5mL1.0mol·L－1HCl溶液与NaOH溶液混合后温度为22℃，因此，做该试验时环境温度低于22℃，A项错误；既然反应后溶液温度上升，则B项正确；两者恰好完全反应时，放出热量最多，温度最高，从图上看出，30mL1.0mol·L－1HCl溶液和20mLNaOH溶液恰好完全反应。因此，该NaOH溶液的浓度为1.0mol·L－1×30mL÷20mL＝1.5mol·L－1，C项错误；通过该反应并不能推断凡有水生成的反应都是放热反应，如某些氢氧化物的分解反应就是吸热反应，D项错误。6．肯定条件下，充分燃烧肯定量的丁烷放出热量161.9kJ，经测定完全汲取生成的CO2需消耗5mol·L－1的KOH溶液100mL，恰好生成正盐，则此条件下热化学方程式C4H10(g)＋eq\f(13,2)O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为(B)A．＋2590.4kJ·mol－1 B．－2590.4kJ·mol－1C．＋1295.2kJ·mol－1 D．－1295.2kJ·mol－1解析：依据题意放出161.9kJ热量时生成的CO2的物质的量为5mol·L－1×0.1L÷2＝0.25mol，所以ΔH＝－161.9kJ·mol－1×16＝－2590.4kJ·mol－1。7．我国胜利放射“天宫一号”飞行器的长征Ⅱ火箭推动器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水(H2O2)。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知：0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应放出256.0kJ的热量。(1)该反应的热化学方程式为__N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)__ΔH＝－640.0__kJ/mol___。(2)16g液态肼与液态双氧水反应生成气态水时放出的热量是__320___kJ。(3)此反应用于火箭推动，除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是__对环境无污染__。解析：(1)N2H4(肼)与H2O2发生氧化还原反应生成N2和H2O，反应方程式为N2H4＋2H2O2=N2＋4H2O。1mol肼反应生成气态水时放出的热量为eq\f(256.0kJ,0.4)＝640kJ，故其热化学方程式为N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－640kJ/mol。(2)16g液态肼和H2O2(l)完全反应生成2mol气态水时放出eq\f(640kJ,2)＝320kJ热量。(3)反应产物是N2和水，对环境不会造成污染。8．某学习小组进行了测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的试验。(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3kJ/mol)：__eq\f(1,2)H2SO4(aq)＋NaO