高考化学复习课时分层训练化学反应的热效应鲁科版.docx

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高考化学复习课时分层训练化学反应的热效应鲁科版

课时分层训练（十九）　化学反应的热效应

（建议用时：

45分钟）

A级　基础达标

1．下列关于燃料与能源的说法不正确的是（　　）

A．将煤通过物理变化液化后再作为能源，可减少PM2.5引起的危害

B．生物质能、风能、水能是可再生能源

C．“开发利用新能源”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量

D．煤、石油、天然气为不可再生的化石燃料

A　[煤液化为化学变化。

]

2．（2018·池州模拟）下列关于热化学反应的描述中正确的是（　　）

【导学号：

95160141】

A．已知NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出57.3kJ的热量

B．CO（g）的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应的ΔH＝＋（2×283.0）kJ·mol－1

C．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1

B　[A项，醋酸为弱酸，电离时要吸热，放出的热量应小于57.3kJ；C项，甲烷的燃烧热指的是CH4燃烧生成液态H2O；D项，反应中的ΔH应为－285.8×2kJ·mol－1。

]

3．（2018·三门峡联考）一定条件下，在水溶液中1molCl－，ClO

（x＝1,2,3,4）的能量（kJ/mol）相对大小如图所示。

下列有关说法正确的是（　　）

A．c是ClO

B．2b===a＋c反应的ΔH为40kJ/mol

C．a、b、c、d、e中c最稳定

D．b→a＋d反应的热化学方程式为3ClO－（aq）===ClO

（aq）＋2Cl－（aq）　ΔH＝－116kJ/mol

D　[A项，c的化合价为＋3，应为ClO

；B项，2b===a＋c的ΔH为（0＋100－2×60）kJ/mol＝－20kJ/mol；C项，能量越低越稳定，a最稳定；D项，ΔH＝（64＋0－3×60）kJ/mol＝－116kJ/mol。

]

4．化学反应的ΔH等于反应物的总键能与反应产物的总键能之差。

化学键

Si—O

Si—Cl

H—H

H—Cl

Si—Si

Si—C

键能/

（kJ·mol－1）

460

360

436

431

176

347

工业上高纯硅可通过下列反应制取：

SiCl4（g）＋2H2（g）

Si（s）＋4HCl（g），该反应的反应热ΔH为（　　）

【导学号：

95160142】

A．＋412kJ·mol－1　　　　　　B．－412kJ·mol－1

C．＋236kJ·mol－1D．－236kJ·mol－1

C　[Si是原子晶体，呈正四面体结构，1个Si原子与周围的4个Si形成4个Si—Si，所以1molSi的共价键有2mol，即1molSi中含有2molSi—Si。

由反应的化学方程式可知，该反应的ΔH＝4E（Si—Cl）＋2E（H—H）－2E（Si—Si）－4E（H—Cl）＝（4×360＋2×436—2×176－4×431）kJ·mol－1＝＋236kJ·mol－1。

]

5．（2018·名校联考）最近某网站报道美国科学家发明了一种新型的燃料电池，其原电池总反应式为2H2（g）＋O2（g）===2H＋（aq）＋2OH－（aq）的ΔH为[已知H2（g）的燃烧热为285.8kJ·mol－1，中和热为57.3kJ·mol－1]（　　）

【导学号：

95160143】

A．＋686.2kJ·mol－1B．＋457.0kJ·mol－1

C．－457.0kJ·mol－1D．－686.2kJ·mol－1

C　[根据已知条件可知：

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH1＝－57.3kJ·mol－1①，2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH2＝＋571.6kJ·mol－1②，根据盖斯定律，由－（①×2＋②）求得2H2（g）＋O2（g）===2H＋（aq）＋2OH－（aq）　ΔH＝－（ΔH1×2＋ΔH2）＝－（－114.6kJ·mol－1＋571.6kJ·mol－1）＝－457.0kJ·mol－1，故C项正确。

]

6．（2016·江苏高考）通过以下反应均可获取H2。

下列有关说法正确的是（　　）

①太阳光催化分解水制氢：

2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH1＝571.6kJ·mol－1

②焦炭与水反应制氢：

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH2＝131.3kJ·mol－1

③甲烷与水反应制氢：

CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH3＝206.1kJ·mol－1

A．反应①中电能转化为化学能

B．反应②为放热反应

C．反应③使用催化剂，ΔH3减小

D．反应CH4（g）===C（s）＋2H2（g）的ΔH＝74.8kJ·mol－1

D　[反应①是太阳能转化为化学能，A不正确；反应②中ΔH2>0，是吸热反应，B不正确；反应③使用催化剂不能改变反应的焓变，ΔH不变，C不正确；D项中，由盖斯定律，反应③－②可得CH4（g）===C（s）＋2H2（g）　ΔH＝74.8kJ·mol－1，D正确。

]

7．下列有关能量的判断和表示方法正确的是（　　）

A．由C（s，石墨）===C（s，金刚石）　ΔH＝＋1.9kJ，可知：

石墨比金刚石更稳定

B．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多

C．由H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，可知：

含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量等于57.3kJ

D．2gH2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ

A　[石墨转化为金刚石的过程是吸热反应，金刚石能量高，石墨比金刚石稳定，A正确；等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，固体硫变为蒸气需要吸收热量，前者放出热量更多，B错误；含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，醋酸为弱酸，溶于水电离需要吸热，放出热量小于57.3kJ，C错误；2gH2的物质的量为1mol，此反应为放热反应，ΔH<0，故氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝2×（－285.8kJ·mol－1）＝－571.6kJ·mol－1，D错误。

]

8．已知：

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH＝＋130kJ·mol－1,2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－220kJ·mol－1。

断开1molH—H、O===O分别需要吸收436kJ、496kJ的热量，则断开1molO—H需要吸收的热量为（　　）

【导学号：

95160144】

A．332kJ　　　　　　　　B．118kJ

C．462kJD．360kJ

C　[将第一个热化学方程式乘以2，再减去第二个热化学方程式，得2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋480kJ·mol－1，故断开1molO—H需要吸收的热量为（436kJ×2＋496kJ＋480kJ）÷4＝462kJ，C项正确。

]

9．（2015·全国Ⅱ卷，改编）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：

①CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH1

②CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH2＝－58kJ/mol

③CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）　ΔH3

回答下列问题：

已知反应①中相关的化学键键能数据如下：

化学键

H—H

C—O

C

O

H—O

C—H

E/（kJ·mol－1）

436

343

1076

465

413

（1）ΔH1＝______________________________________________

____________________________（写出计算式及其值），

反应①为________热反应（填“吸”或“放”），1molCO（g）和2molH2（g）的总能量与1molCH3OH（g）的总能量________较高（填“前者”或“后者”）。

（2）将反应①中的CH3OH（g）改为CH3OH（l），反应中的ΔH1________（填“变大”“变小”或“不变”）。

（3）将反应②中的化学计量数缩小

，则ΔH2＝________kJ/mol。

（4）ΔH3与ΔH1、ΔH2的关系式为___________________________________，

ΔH3＝________kJ/mol。

（5）已知CH3OH（l）的燃烧热为akJ/mol，则表示CH3OH（l）燃烧热的热化学方程式为_________________________________________________

_______________________________________________________________。

【答案】　

（1）1076kJ/mol＋2×436kJ/mol－3×413kJ/mol－343kJ/mol－465kJ/mol＝－99kJ/mol

放　前者　

（2）变小　（3）－29

（4）ΔH3＝ΔH2－ΔH1　＋41

（5）CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－akJ/mol

B级　专项突破

10．（2013·全国Ⅱ卷）在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：

H2S（g）＋

O2（g）===SO2（g）＋H2O（g）　ΔH1

2H2S（g）＋SO2（g）===

S2（g）＋2H2O（g）　ΔH2

H2S（g）＋

O2（g）===S（g）＋H2O（g）　ΔH3

2S（g）===S2（g）　ΔH4

则ΔH4的正确表达式为（　　）

【导学号：

95160145】

A．ΔH4＝

（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）

B．ΔH4＝

（3ΔH3－ΔH1－ΔH2）

C．ΔH4＝

（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）

D．ΔH4＝

（ΔH1－ΔH2－3ΔH3）

A　[根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系。

将前三个热化学方程式分别标为①、②、③，根据盖斯定律，由

×①＋

×②－2×③可得：

2S（g）===S2（g）　ΔH4＝

（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）。

]

11.物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是（　　）

A．A→F，ΔH＝－ΔH6

B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1

C．C→F，|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|

D．|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|

B　[由图示可知ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，故B项错误。

]

12．（2018·哈尔滨师大附中模拟）已知HCN（aq）与NaOH（aq）反应生成1mol正盐的ΔH＝－12.1kJ·mol－1；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1。

则HCN在水溶液中电离的ΔH等于（　　）

【导学号：

95160146】

A．－69.4kJ·mol－1B．－45.2kJ·mol－1

C．＋69.4kJ·mol－1D．＋45.2kJ·mol－1

D　[由题意可写出热化学方程式：

①HCN（aq）＋OH－（aq）===CN－（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－12.1kJ·mol－1；②H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，由①－②可得HCN（aq）CN－（aq）＋H＋（aq）　ΔH＝（－12.1kJ·mol－1）－（－57.3kJ·mol－1）＝＋45.2kJ·mol－1，故D项正确。

]

13．火箭推进器常以联氨（N2H4）为燃料、过氧化氢为助燃剂。

已知下列各物质反应的热化学方程式：

N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）　

ΔH1＝－533.23kJ·mol－1

H2O（g）===H2O（l）　ΔH2＝－44kJ·mol－1

2H2O2（l）===2H2O（l）＋O2（g）　

ΔH3＝－196.4kJ·mol－1

则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为（　　）

【导学号：

95160147】

A．N2H4（g）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（l）　

ΔH＝＋817.63kJ·mol－1

B．N2H4（g）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g）　

ΔH＝－641.63kJ·mol－1

C．N2H4（g）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（l）　

ΔH＝－641.63kJ·mol－1

D．N2H4（g）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g）　

ΔH＝－817.63kJ·mol－1

B　[将题中的反应编号①、②、③，生成液态水时的反应热＝①＋③＋2×②，生成气态水的反应热＝①＋③－2×②，可求出B正确。

]

14．（2016·试题调研）已知：

①CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH1；

②C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH2；

③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH3；

④2CO2（g）＋4H2（g）===CH3COOH（l）＋2H2O（l）　ΔH4；

⑤2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）　ΔH5。

下列关于上述反应的焓变的判断正确的是（　　）

A．ΔH1>0，ΔH2<0

B．ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1

C．ΔH3>0，ΔH5<0

D．ΔH4＝ΔH1－2ΔH3

B　[根据题给热化学方程式知，反应①、反应②和反应③都是放热反应，故ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，A、C项错误；由②×2＋③－①得反应⑤，故ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1，B项正确；由③×2－①可得反应④，则ΔH4＝2ΔH3－ΔH1，D项错误。

]

15．（2018·山西名校联考）

（1）在化工生产过程中，少量CO的存在会引起催化剂中毒。

为了防止催化剂中毒，常用SO2将CO氧化，SO2被还原为S。

已知：

①C（s）＋

O2（g）===CO（g）　

ΔH1＝－126.4kJ·mol－1

②C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH2＝－393.5kJ·mol－1

③S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH3＝－296.8kJ·mol－1

则SO2氧化CO的热化学方程式为__________________________________

_______________________________________________________________。

（2）用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。

传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。

其中，反应①为2HCl（g）＋CuO（s）===H2O（g）＋CuCl2（s）　ΔH1

反应②生成1molCl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为_______________________________________________________

________________________________________________________________（反应热用ΔH1和ΔH2表示）。

（3）将CH4与H2O（g）通入聚焦太阳能反应器，可发生反应：

①CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g），该反应的ΔH＝＋206kJ·mol－1

已知：

②CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－802kJ·mol－1，写出由CO2和H2O（g）生成CO的热化学方程式_________________________________

_______________________________________________________________。

（4）工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：

①用焦炭跟水反应：

C（s）＋H2O（g）

CO（g）＋H2（g）；

②用天然气跟水蒸气反应：

CH4（g）＋H2O（g）

CO（g）＋3H2（g）

已知有关反应的能量变化如下图所示，则方法②中反应的ΔH＝________。

【解析】　

（1）由盖斯定律可知，待求反应式可通过反应2×②－2×①－③得到，进而求出待求反应的ΔH。

（2）反应②的热化学方程式为CuCl2（s）＋

O2（g）===CuO（s）＋Cl2（g）　ΔH2。

故总反应2HCl（g）＋

O2（g）===H2O（g）＋Cl2（g）　ΔH＝ΔH1＋ΔH2。

（3）由①式－②式得CO2（g）＋3H2O（g）===2O2（g）＋CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝＋206－（－802）kJ·mol－1＝＋1008kJ·mol－1。

（4）由图可知：

Ⅰ.CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　

ΔH＝－akJ·mol－1；

Ⅱ.

O2（g）＋H2（g）===H2O（g）　

ΔH＝－bkJ·mol－1；

Ⅲ.CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　

ΔH＝－ckJ·mol－1。

根据盖斯定律可知反应②的ΔH为（－c＋3b＋a）kJ·mol－1。

【答案】　

（1）SO2（g）＋2CO（g）===S（s）＋2CO2（g）　

ΔH＝－237.4kJ·mol－1

（2）2HCl（g）＋

O2（g）===H2O（g）＋Cl2（g）　

ΔH＝ΔH1＋ΔH2

（3）CO2（g）＋3H2O（g）===2O2（g）＋CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝＋1008kJ·mol－1

（4）（a＋3b－c）kJ·mol－1

C级　能力提升

16．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

已知：

①CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－574kJ·mol－1

②CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－1160kJ·mol－1

下列说法不正确的是（　　）

【导学号：

95160148】

A．反应①②均为放热反应

B．等物质的量的甲烷分别发生反应①②，转移电子数相同

C．由反应①可推知：

CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－akJ·mol－1，a<574

D．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJ

C　[A项正确，反应①②的ΔH均小于0，均为放热反应；B项正确，两个反应中碳元素的化合价均由－4升高到＋4，等物质的量的CH4分别参加反应①、②，转移的电子数相同；C项错误，H2O（g）―→H2O（l）放热，由反应①推知当生成液态水时，会放出更多热量，ΔH会更小，a>574；D项正确，根据盖斯定律（①＋②）/2可得CH4（g）＋2NO2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）＋N2（g）　ΔH＝－867kJ·mol－1，标准状况下4.48LCH4的物质的量为0.2mol，则放出的热量为0.2mol×867kJ·mol－1＝173.4kJ。

]

17．过渡态理论认为：

化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是从反应物到反应产物的过程中经过一个高能量的过渡态。

如图1是1molNO2与1molCO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。

【导学号：

95160149】

　　　　　　　　　　　图1　　　　　　　　　　图2

（1）试写出NO2和CO反应的热化学方程式：

__________________________

_______________________________________________________________，

该反应的活化能是________kJ·mol－1。

（2）在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为________________________________________________________________

______________________________________________________________，

该反应的活化能为________kJ·mol－1。

（3）图2是某同学模仿图1画出的NO（g）＋CO2（g）===NO2（g）＋CO（g）的能量变化示意图。

则图中E3＝________kJ·mol－1，E4＝________kJ·mol－1。

【解析】　

（1）图中E1是正反应的活化能，即该反应的活化能为134kJ·mol－1。

正反应的活化能和逆反应的活化能之间的能量差即为反应热。

（2）可逆反应逆反应的反应热应该与正反应的反应热的数值相等，但符号相反。

（3）E3即该反应的活化能，等于E2，E4是反应物与反应产物的能量之差，即反应热。

【答案】　

（1）NO2（g）＋CO（g）===NO（g）＋CO2（g）　ΔH＝－234kJ·mol－1　134

（2）NO（g）＋CO2（g）===NO2（g）＋CO（g）　ΔH＝＋234kJ·mol－1　368

（3）368　234

1．（2018·昆明模拟）已知：

①C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1＝－394kJ·mol－1

②H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH2＝－242kJ·mol－1

③2C2H2（g）＋5O2（g）===4CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH3＝－2510kJ·mol－1

④2C（s）＋H2（g）===C2H2（g）　ΔH4

下列说法正确的是（　　）

A．反应①放出197kJ的热量，转移4mol电子

B．由反应②可知1mol液态水分解所放出的热量为242kJ

C．反应③表示C2H2燃烧热的热化学方程式

D．ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2－

ΔH3

D　[1molC参与反应①，放出的热量为394kJ，转移电子为4mol，故放出197kJ热量时，转移2mol电子，A项错误；液态水分解需要吸收热量，B项错误；表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1，且生成物应为稳定的化合物，H2O的稳定状态应是液态，而不是气态，C项错误；应用盖斯定律，由①×2＋②－③×

＝④可知，D项正确。

]

2．（2014·江苏高考）已知：

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1

CO2（g）＋C（s）===2CO（g）　ΔH2

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH3

4Fe（s）＋3O2（g）===2Fe2O3（s）　ΔH4

3CO（g）＋Fe2O3（s）===3CO2（g）