2024版新教材高考化学复习特训卷课练17化学能与热能

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课练17 化学能与热能

练

1．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想，原理如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．过程Ⅰ中太阳能转化为化学能
B．过程Ⅱ中化学能转化为电能
C．2 mol H2与1 mol O2的能量之和小于2 mol H2O的能量
D．H2O的分解反应是吸热反应
2．已知：①S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1；
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2；
③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)　ΔH3
④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH4；
⑤SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l)　ΔH5。
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是(　　)
A．ΔH1<ΔH2
B．ΔH3<ΔH4
C．ΔH5＝ΔH3－ΔH2
D．2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4
3．下列关于热化学反应的描述中正确的是(　　)
A．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ· mol－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)的反应热ΔH＝2×(－57.3)kJ· mol－1
B．燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ· mol－1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ· mol－1
C.H2(g)的燃烧热是285.8 kJ· mol－1，则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ· mol－1
D．葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ· mol－1，则 C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ· mol－1
4．1 mol 白磷(P4，s)和4 mol 红磷(P，s)与氧气反应过程中的能量变化如图(E表示能量)。下列说法正确的是(　　)

A．P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＞0
B．以上变化中，白磷和红磷反应的活化能相等
C．白磷比红磷稳定
D．红磷燃烧的热化学方程式是
4P(红磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)　
ΔH＝－(E2－E3)kJ· mol－1
练
5．[2022·辽宁卷，10]利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels­Alder反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels­Alder反应催化机理如下，下列说法错误的是 (　　)

A．总反应为加成反应 B．Ⅰ和Ⅴ互为同系物
C．Ⅵ是反应的催化剂 D．化合物X为H2O
6．[2021·重庆卷，10]“天朗气清，惠风和畅。”研究表明，利用Ir＋可催化消除大气污染物N2O和CO，简化中间反应进程后，相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热ΔH＝－283 kJ·mol－1，则2N2O(g)===2N2(g)＋O2(g)的反应热ΔH(kJ·mol－1)的数值为(　　)

A．－152 B．－76
C．＋76 D．＋152
7．[2021·浙江6月，21]相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是(　　)

A．ΔH1>0，ΔH2>0
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2
D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
8．[2021·浙江1月，20]已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键
H—H
H—O
键能/(kJ·mol－1)
436
463
热化学方程式
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－482 kJ·mol－1
则2O(g)===O2(g)的ΔH为 (　　)
A．428 kJ·mol－1 B．－428 kJ·mol－1
C．498 kJ·mol－1 D．－498 kJ·mol－1
9．[2022·上海卷]反应X(g)―→Y(g)－Q1，Y(g)―→Z(g)＋Q2，已知Q2>Q1，下列图像正确的是(　　)

10．[2021·浙江1月，24]在298.15 K、100 kPa条件下，N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比热容分别为29.1 J·K－1· mol－1、28.9 J·K－1·mol－1和35.6 J·K－1· mol－1。一定压强下，1 mol反应中，反应物[N2(g)＋3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量随温度T的变化示意图合理的是 (　　)

练
11．[2023·南通一轮]关于中和热，下列说法正确的是(　　)
A．在稀溶液中，任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量均为57.3 kJ
B．测定中和热过程中，实验前用温度计测量NaOH溶液的温度后，立刻测定盐酸的温度
C．H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l)，该反应ΔH＝－57.3 kJ· mol－1
D．中和热的测定实验中，可选择50 mL 0.5 mol·L－1稀盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行实验
12．[2023·大连质检]化学工作者通过密度泛函数理论研究CF3O2(一种自由基，结构可表示为)与NO的反应机理，其三个反应路径与相对能量的关系如图所示，其中TS为过渡态物质，IM为中间体。下列说法正确的是(　　)

A．CF3O2中每个原子均满足8电子稳定结构
B.稳定性：NO2＜NOO
C．制约反应路径③反应速率的步骤是IM3―→TS5
D．反应路径②的产物能量最低，反应最易进行
13．[2023·连云港一轮]CO和H2在一定条件下可合成甲醇，发生反应CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)，两种反应过程中能量的变化曲线如图中a、b所示，下列说法正确的是(　　)

A.该反应的活化能为510 kJ·mol－1
B．题述反应的ΔH＝－91 kJ·mol－1
C．曲线b对应的反应过程的反应速率：第Ⅱ阶段＜第Ⅰ阶段
D．曲线b对应的反应过程使用催化剂后降低了反应的活化能和ΔH
14．[2023·开封质检]氨的催化氧化是工业制硝酸的基础。已知下列热化学方程式：
①N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH1；
②N2(g)＋O2(g)⇌2NO(g)
ΔH2＝＋180.5 kJ·mol－1；
③4NH3(g)＋5O2(g)⇌4NO(g)＋6H2O(g)
ΔH3＝a kJ·mol－1。
某条件下，合成氨反应的能量变化曲线如图所示，部分化学键的键能数据如表所示。


化学键
H—H
O===O
H—O
键能/(kJ·mol－1)
436.0
497.3
462.8
下列说法正确的是(　　)
A．升高温度有利于提高合成氨反应的产率和反应速率
B．氢气的燃烧热为240.95 kJ·mol－1
C．a＝－900.7
D．向密闭容器中充入4 mol NH3和5 mol O2，充分反应，放出的热量为|a| kJ


一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。
1．如图为通过两种途径制备硫酸的过程(反应条件略)，下列说法不正确的是(　　)

A．途径②增大O2浓度可提高SO2转化率
B．含1 mol H2SO4的浓溶液与足量NaOH反应，放出的热量即为中和热
C．途径②中SO2和SO3均属于酸性氧化物
D．若ΔH1＜ΔH2＋ΔH3，则2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)为放热反应
2．合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。部分1 mol 物质完全燃烧生成常温下稳定氧化物的ΔH数据如下表：
物质
ΔH/(kJ· mol－1)
H2(g)
－285.8
CO(g)
－283.0
CH4(g)
－890.3
已知1 mol H2O(g)转化生成1 mol H2O(l)时放出热量44.0 kJ。下列CH4和水蒸气在高温下反应得到H2和CO的热化学方程式正确的是(　　)
A．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH1＝＋206.1 kJ· mol－1
B．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH2＝－206.1 kJ· mol－1
C．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH3＝＋365.5 kJ· mol－1
D．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH4＝－365.5 kJ· mol－1
3．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＝571.6 kJ· mol－1
②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===
CO(g)＋H2(g)　ΔH2＝131.3 kJ· mol－1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===
CO(g)＋3H2(g)　ΔH3＝206.1 kJ· 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＝74.8 kJ· mol－1
4．化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热(ΔH)又因化学反应的分类给予不同的名称。如我们学过的燃烧热(ΔHc)，又如由稳定单质化合生成1 mol 纯物质的热效应称为生成热(ΔHf)，断裂化学键时，所吸收的能量称为键能(ΔHb)。下面两个图中的数据分别表示水与二氧化碳各1 mol 分解时能量变化的示意图，图中的各数据均以kJ为单位，下列说法正确的是(　　)

A．H2O(g)的生成热：ΔHf＝243 kJ· mol－1
B．CO(g)的燃烧热：ΔHc＝－570 kJ· mol－1
C．O—H键的键能：ΔHb＝436 kJ· mol－1
D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－42 kJ· mol－1
5．335 ℃时，在恒容密闭反应器中1.00 mol C10H18(l)催化脱氢的反应过程如下：
反应1：C10H18(l)⇌C10H12(l)＋3H2(g)　ΔH1
反应2：C10H12(l)⇌C10H8(l)＋2H2(g)　ΔH2
测得C10H12和C10H8的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间的变化关系及反应过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是(　　)


A.使用催化剂能改变反应历程
B．更换催化剂后ΔH1、ΔH2也会随之改变
C．8 h时，反应1、2都未处于平衡状态
D．x1显著低于x2，是由于反应2的活化能比反应1的小，反应1生成的C10H12很快转变成C10H8
6．以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示：

下列说法正确的是(　　)
A．过程①中钛氧键断裂会释放能量
B．该反应中，光能和热能转化为化学能
C．使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率
D．CO2分解反应的热化学方程式为
2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋30 kJ· mol－1
7．工业制氢气的一个重要反应是：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)。已知在25 ℃时：
①C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1＝－111 kJ· mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH2＝－242 kJ· mol－1
③C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝－394 kJ· mol－1
下列说法不正确的是(　　)
A．25 ℃时，CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ· mol－1
B.增大压强，反应①的平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小
C．反应①达到平衡时，每生成1 mol CO的同时生成0.5 mol O2
D．反应②断开2 mol H2和1 mol O2中的化学键所吸收的能量比形成4 mol O—H键所放出的能量少484 kJ
8．挥发性有机物(VOCs)对环境易造成污染，VOCs催化燃烧处理技术具有净化率高、燃烧温度低、无明火、不会有NOx等二次污染物产生等优点。图甲是VOCs处理过程中固体催化剂的催化原理，图乙是反应过程中的能量变化图。下列叙述不正确的是(　　)

A．图甲中固体催化剂表面既有化学键断裂，也有化学键形成
B．图甲中固体催化剂不能提高VOCs的平衡转化率
C．图乙中曲线Ⅱ使用了固体催化剂，反应活化能降低
D．VOCs催化氧化过程中所有反应均为放热反应
9.氮及其化合物的转化过程如图1所示，其中图2为反应①过程中能量变化的曲线图。下列分析合理的是(　　)


A．N2和H2被吸附在催化剂a表面发生反应
B．反应①的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝＋92 kJ· mol－1
C．反应②中，转移1.25 mol 电子时消耗NH3的体积为5.6 L
D．催化剂a、b能提高反应速率和平衡转化率
10．已知：1 mol C(s)燃烧生成CO(g)放出110.4 kJ 热量，Cu2O与O2反应的能量变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．C(s)的燃烧热为110.4 kJ· mol－1
B．1 mol CuO分解生成Cu2O放出73 kJ热量
C.反应2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s)的活化能为640 kJ· mol－1
D．足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为C(s)＋2CuO(s)===Cu2O(s)＋CO(g)　ΔH＝＋35.6 kJ· mol－1


二、非选择题：本题共3小题。
11．氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)已知：①Cl2(g)＋2NaOH(aq)===NaCl(aq)＋NaClO(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－101.1 kJ· mol－1
②3NaClO(aq)===NaClO3(aq)＋2NaCl(aq)
ΔH2＝－112.2 kJ· mol－1
则反应3Cl2(g)＋6NaOH(aq)===
5NaCl(aq)＋NaClO3(aq)＋3H2O(l)的ΔH＝________kJ· mol－1。
(2)几种含氯离子的相对能量如表所示：
离子
Cl－
(aq)
ClO－
(aq)
ClO
(aq)
ClO
(aq)
ClO
(aq)
相对能量/
(kJ·mol－1)
0
60
101
63
38
①在上述五种离子中，最稳定的离子是________(填离子符号，下同)，最不稳定的离子是________。
②写出ClO反应生成ClO和Cl－的热化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)以HCl为原料，用O2氧化制取Cl2，可提高效益，减少污染。反应如下：
4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.4 kJ· mol－1
上述反应在同一反应器中，通过控制合适条件，分两步循环进行，可使HCl转化率接近100%。其基本原理如图所示：

已知过程Ⅰ的反应为2HCl(g)＋CuO(s)CuCl2(s)＋H2O(g)
ΔH1＝－120.4 kJ· mol－1
①过程Ⅱ反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②过程Ⅰ流出的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酞)进行检测，氯化初期主要为不含HCl的气体，判断氯化结束时溶液的现象为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
12．(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)⇌
NH2COONH4(s)　ΔH1
反应 Ⅱ：NH2COONH4(s)⇌CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　 ΔH2＝＋72.49 kJ· mol－1
总反应：2NH3(g)＋CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH3＝－86.98 kJ· mol－1
则反应Ⅰ的ΔH1＝________kJ· mol－1。
(2)氢气可将CO2还原为甲烷，反应为
CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)。ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会________(填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为__________________________。

(3)已知CO(g)、CH4(g)、CH3CHO(l)的燃烧热分别为283.0 kJ· mol－1、890.31 kJ· mol－1、1 167.9 kJ· mol－1，则乙醛的分解反应CH3CHO(l)⇌CH4(g)＋CO(g)的ΔH＝________。
13.

实验室用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸、50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液和如图所示装置进行中和反应反应热的测定实验，得到如表所示数据：
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
1
20.2
20.3
23.7
2
20.3
20.5
23.8
3
21.5
21.6
24.9
(1)实验时还需要使用的仪器是__________。
(2)在操作正确的前提下，提高中和热测定准确性的关键是______________________。
(3)根据表中所测数据进行计算，则该实验测得的中和热ΔH＝________[盐酸和NaOH溶液的密度按1 g·cm－3计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18 J·g－1·℃－1计算，结果保留1位小数]。
(4)如用0.5 mol·L－1的盐酸与NaOH固体进行实验，则实验中测得的“中和热”数值将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。如改用60 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热________(填“相等”或“不相等”)。
(5)上述实验结果与57.3 kJ·mol－1相比有偏差，产生偏差的原因可能是________(填序号)。
A.测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净
B.把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓
C.进行本实验的当天室温较高
D.大烧杯的盖板中间小孔太大





课练17　化学能与热能
狂刷小题　夯基础
[练基础]
1．C　过程Ⅰ在太阳能的作用下水分解为氢气和氧气，太阳能转化为化学能，A项不符合题意；过程Ⅱ为氢氧燃料电池放电过程，化学能转化为电能，B项不符合题意；2H2＋O2===2H2O为放热反应，因此2 mol H2与1 mol O2的能量之和大于2 mol H2O的能量，C项符合题意；2H2＋O2===2H2O为放热反应，故H2O的分解反应为吸热反应，D项不符合题意。
2．B　等量的S具有的能量：S（g）>S（s），则等量的S（g）完全燃烧生成SO2（g）放出的热量多，故有ΔH1<ΔH2，A正确。等量H2S（g）完全燃烧生成SO2（g）放出的热量比不完全燃烧生成S（s）放出的热量多，则有ΔH3>ΔH4，B错误。根据盖斯定律，由③－②可得⑤，则有ΔH5＝ΔH3－ΔH2，C正确。根据盖斯定律，由③×3－⑤×2可得④，则有2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4，D正确。
3．D　反应过程中除了H＋和OH－反应放热，BaSO4沉淀的生成也伴随有反应热的变化，即H2SO4和Ba（OH）2反应的反应热ΔH≠2×（－57.3）kJ· mol－1，故A错误；CH3OH（g）的燃烧热为1 mol 甲醇蒸气燃烧转化为二氧化碳和液态水放出的热量，不能生成氢气，故B错误；H2（g）的燃烧热是285.8 kJ· mol－1，则2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋571.6 kJ· mol－1，故C错误；由葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ· mol－1可知，0.5 mol 葡萄糖完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为1 400 kJ，即C6H12O6（s）＋3O2（g）===3CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH＝－1 400 kJ· mol－1，故D正确。
4．D　等质量的红磷能量比白磷低，A中变化应为放热反应，ΔH＜0。B中，由图可知，红磷和白磷转变成的活化分子的能量相等，则红磷的活化能更高。C中红磷应比白磷稳定。
[练高考]
5．B　由图可知，总反应为＋，该反应为加成反应，A项正确；结构相似、分子组成上相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物，和结构不相似、分子组成上也不是相差若干个CH2原子团，两者不互为同系物，B项错误；由图可知，反应先消耗Ⅵ，最后又生成了Ⅵ，所以Ⅵ是反应的催化剂，C项正确；Ⅰ＋Ⅵ―→X＋Ⅱ，由Ⅰ、Ⅵ、Ⅱ的结构简式可知，X为H2O，D项正确。
6．A　根据题目信息可知，①CO（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283 kJ·mol－1，根据图像可知，②N2O（g）＋CO（g）===N2（g）＋CO2（g）　ΔH＝－（330－123＋229－77）kJ·mol－1＝－359 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由（②－①）×2可得2N2O（g）===2N2（g）＋O2（g）　ΔH＝－152 kJ·mol－1，A项正确。

8．D　2O（g）===O2（g）的过程形成O===O共价键，是放热过程，其ΔH等于负的O===O共价键的键能，A、C错误；对于热化学方程式2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－482 kJ·mol－1，根据键能与焓变的关系ΔH＝2E（H—H）＋E（O===O）－4E（O—H），可计算得E（O===O）＝－482 kJ·mol－1＋4×463 kJ·mol－1－2×436 kJ·mol－1＝498 kJ·mol－1，B错误，D正确。
9．A　由题目信息可知，X→Y为吸热反应，Y→Z为放热反应，结合Q2>Q1可知，A正确。
10．B　根据热化学方程式可知，该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，C、D错误；升高温度，N2（g）、H2（g）和NH3（g）的能量都升高，升高的能量可以根据比热容计算，反应物[N2（g）＋3H2（g）]能量升高值为（29.1＋3×28.9）×ΔT、生成物[2NH3（g）]的能量升高值为（2×35.6）×ΔT，则升高温度后，反应物的总能量与生成物的总能量的差值（焓变的绝对值）更大了，A错误，B正确。
[练模拟]
11．D　在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐及1 mol H2O（l）时放出的热量均为57.3 kJ，A错误；测定中和热过程中，实验前用温度计测量NaOH溶液的温度后，水洗后擦干，再测定盐酸的温度，B错误；强酸与强碱发生中和反应生成可溶性盐及1 mol H2O（l）时放出的热量为57.3 kJ，而生成硫酸钡沉淀也要放出热量，故0.5 mol H2SO4（aq） 和0.5 mol Ba（OH）2（aq）反应放出的热量大于57.3 kJ，C错误；为了保证盐酸完全被中和，氢氧化钠溶液浓度可略大于盐酸，故中和热的测定实验中，可选择50 mL 0.5 mol·L－1稀盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行实验，D正确。
12．C　CF3O2是一种自由基，则其中1个氧原子含单电子，则该氧原子周围为7个电子，且不稳定，A项错误。对比反应路径①和③可知，两个路径均生成CF3O，且路径①的产物CF3O＋NO2比路径③的产物CF3O＋NOO的能量低，故NO2的能量比NOO的低，则稳定性：NO2＞NOO，B项错误。反应路径③中IM3生成TS5的活化能最大，而活化能越大，反应速率越小，反应速率小的反应步骤制约总反应过程的反应速率，C项正确。对比题图中的3个反应路径，反应路径①的活化能最低，则反应最容易进行，反应进行的难易程度与产物的能量没有关系，D项错误。
13．B　A项，反应物分子与活化分子的能量差即为该反应的活化能，为419 kJ·mol－1，其逆反应的活化能为510 kJ·mol－1，错误。B项，不了解焓变与活化能的关系而错解。焓变＝正反应的活化能－逆反应的活化能，即ΔH＝419 kJ·mol－1－510 kJ·mol－1＝－91 kJ·mol－1，正确。C项，混淆活化能和反应速率之间的关系而出错。活化能越小反应速率越快，由题图知第Ⅱ阶段的活化能小于第Ⅰ阶段，所以反应速率：第Ⅱ阶段＞第Ⅰ阶段，错误。D项，催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的ΔH，错误。
14．C　根据题图可知，ΔH1＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝508 kJ·mol－1－600 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1，故合成氨反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，产率下降，但升高温度能够提高反应速率，A错误。根据题表中的键能数据可得④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH4，ΔH4＝反应物的总键能－生成物的总键能＝2×436.0 kJ·mol－1＋497.3 kJ·mol－1－2×2×462.8 kJ·mol－1＝－481.9 kJ·mol－1，氢气的燃烧热是1 mol氢气完全燃烧生成液态水所释放的热量，气态水变为液态水会释放热量，故氢气的燃烧热应大于240.95 kJ·mol－1，B错误。结合盖斯定律可知3×④－2×①＋2×②＝③，故ΔH3＝3ΔH4－2ΔH1＋2ΔH2＝3×（－481.9 kJ·mol－1）－2×（－92 kJ·mol－1）＋2×180.5 kJ·mol－1＝－900.7 kJ·mol－1，则a＝－900.7，C正确。向密闭容器中充入4 mol NH3和5 mol O2，充分反应，因该反应为可逆反应，反应不能完全进行，故放出的热量应小于|a| kJ，D错误。

综合测评　提能力
1．B　增大一种反应物的浓度可以增大另外一种反应物的转化率，故途径②增大O2浓度可提高SO2转化率，A正确；中和热是指稀溶液中强酸与强碱反应生成1 mol水放出的热量，而含1 mol H2SO4的浓溶液与足量NaOH反应生成2 mol水，且浓溶液稀释时放热，B错误；二氧化硫与三氧化硫均属于酸性氧化物，C正确；根据图示可得①SO2（g）＋H2O2（aq）===H2SO4（aq）　ΔH1，②SO2（g）＋O2（g）===SO3（g）　ΔH2，③SO3（g）＋H2O（l）===H2SO4（aq）　ΔH3，根据盖斯定律，由2×①－2×②－2×③可得热化学方程式2H2O2（aq）===2H2O（l）＋O2（g）的ΔH＝2ΔH1－2ΔH2－2ΔH3，若ΔH1＜ΔH2＋ΔH3，则ΔH＜0，为放热反应，D正确。
2．A　根据已知信息可以写出下列热化学方程式：
①H2（g）＋O2（g）===H2O（l）　ΔH1＝－285.8 kJ· mol－1
②CO（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH2＝－283.0 kJ· mol－1
③CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH3＝－890.3 kJ· mol－1
④H2O（g）===H2O（l）　ΔH4＝－44.0 kJ· mol－1
根据盖斯定律，由③＋④－②－①×3可得CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝ΔH3＋ΔH4－ΔH2－ΔH1×3＝－890.3 kJ· mol－1－44.0 kJ· mol－1＋283.0 kJ· mol－1＋285.8 kJ· mol－1×3＝＋206.1 kJ· mol－1。
3．D　反应①中是光能转化为化学能，A错误；反应②中ΔH＞0，为吸热反应，B错误；催化剂只降低反应的活化能，不影响反应的焓变，C错误；根据盖斯定律，目标反应可由反应③－②获得，ΔH＝206.1 kJ· mol－1－131.3 kJ· mol－1＝74.8 kJ· mol－1，D正确。
4．D　表示H2O（g）的生成热的热化学方程式为H2（g）＋O2（g）===H2O（g）　ΔHf＝－243 kJ· mol－1，A错误。表示CO（g）的燃烧热的热化学方程式为CO（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔHc＝－285 kJ· mol－1，B错误。由图1知O—H键的键能ΔHb＝×（243＋436＋247）kJ· mol－1＝463 kJ· mol－1，C错误。由图1得H2（g）＋O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－243 kJ· mol－1　①，由图2得CO（g）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－285 kJ· mol－1　②，根据盖斯定律，②－①得CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－42 kJ· mol－1，D正确。
5．B　使用催化剂，降低了反应的活化能，改变了反应历程，A项正确；使用催化剂，不能改变反应物和生成物的总能量，即不能改变反应的焓变（ΔH），B项错误；8 h之后，C10H8的产率还在增加，说明反应2未达平衡，而C10H8是由C10H12转化而来的，且C10H12的产率几乎保持不变，说明反应1也未达平衡，C项正确；由图像可以看出反应2的活化能低于反应1的活化能，故反应1生成的C10H12快速转化为C10H8，从而使x1显著低于x2，D项正确。
6．B　化学键断裂需要吸收能量，过程①中钛氧键断裂会吸收能量，A错误；根据图示，该反应中，光能和热能转化为化学能，B正确；催化剂通过降低反应的活化能提高化学反应速率，催化剂不能降低反应的焓变，C错误；反应物总键能－生成物总键能＝焓变，CO2分解反应的热化学方程式为2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）　ΔH＝1 598×2－1 072×2－496＝＋556 （kJ· mol－1），D错误。
7．B　根据盖斯定律由③－②－①得CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－41 kJ· mol－1，故A正确；平衡常数只与温度有关，增大压强K不变，故B错误；反应①每生成1 mol CO的同时生成0.5 mol O2，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；焓变＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，因此反应②断开2 mol H2和1 mol O2中的化学键所吸收的能量比形成4 mol O—H键所放出的能量少484 kJ，故D正确。
8．D　催化剂表面发生化学反应，反应过程中，既有化学键的断裂，也有化学键的形成，A项正确；催化剂只能改变化学反应速率，不影响化学平衡，故催化剂不能提高反应物的平衡转化率，B项正确；图乙中曲线Ⅰ的活化能比曲线Ⅱ的活化能高，故曲线Ⅱ为使用催化剂的能量变化曲线，C项正确；由图乙可知，使用催化剂后的反应过程中有中间产物生成，其中反应物转化为中间产物的反应中，反应物的总能量比中间产物的总能量低，故该反应为吸热反应，D项错误。
9．A　由图1可知，N2和H2都被吸附在催化剂a的表面上发生反应，A正确；由图2知反应①的热化学方程式中，ΔH＝（508－600）kJ· mol－1＝－92 kJ· mol－1，B错误；由图1知，反应②是NH3被O2氧化为NO的过程，发生反应4NH3＋5O24NO＋6H2O，计算知，转移1.25 mol 电子时，消耗标准状况下NH3的体积为5.6 L，C错误；催化剂只能改变化学反应速率，不能提高反应的平衡转化率，D错误。
10．D　C（s）的燃烧热是指1 mol C（s）完全燃烧生成稳定氧化物CO2（g）放出的热量，故C（s）的燃烧热不是110.4 kJ· mol－1，A错误。2 mol Cu2O（s）和1 mol O2（g）反应生成4 mol CuO（s）放出的热量为（640－348）kJ＝292 kJ，则1 mol CuO分解生成Cu2O吸收73 kJ热量，B错误。由图可知，反应2Cu2O（s）＋O2（g）===4CuO（s）的活化能为348 kJ· mol－1，C错误。1 mol C（s）燃烧生成CO（g）放出110.4 kJ热量，则有①C（s）＋O2（g）===CO（g）　ΔH＝－110.4 kJ· mol－1；由图可得②Cu2O（s）＋O2（g）===2CuO（s）　ΔH＝－146 kJ· mol－1；根据盖斯定律，由①－②可得：C（s）＋2CuO（s）===Cu2O（s）＋CO（g），则有ΔH＝（－110.4 kJ· mol－1）－（－146 kJ· mol－1）＝＋35.6 kJ· mol－1，D正确。
11．答案：（1）－415.5　（2）①Cl－　ClO　②4ClO（aq）===3ClO（aq）＋Cl－（aq）　ΔH＝－138 kJ· mol－1　（3）①2CuCl2（s）＋O2（g）===2CuO（s）＋2Cl2（g）　ΔH2＝＋125.4 kJ· mol－1　②溶液由红色变为无色（或溶液红色变浅）
解析：（1）分析题给热化学方程式，根据盖斯定律，由①×3＋②可得3Cl2（g）＋6NaOH（aq）===5NaCl（aq）＋NaClO3（aq）＋3H2O（l），则有ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＝（－101.1 kJ· mol－1）×3＋（－112.2 kJ· mol－1）＝－415.5 kJ· mol－1。（2）①物质具有的能量越高，其稳定性越弱，故最稳定的离子是Cl－，最不稳定的离子是ClO。②由ClO生成ClO和Cl－的反应为4ClO（aq）===3ClO（aq）＋Cl－（aq），该反应的ΔH＝3×38 kJ· mol－1－4×63 kJ· mol－1＝－138 kJ· mol－1。（3）①由图可知，过程Ⅱ（氧化）发生的反应为2CuCl2（s）＋O2（g）===2CuO（s）＋2Cl2（g）。将题给O2氧化HCl的热化学方程式编号为ⅰ，将过程Ⅰ反应的热化学方程式编号为ⅱ，其ΔH记为ΔH2，根据盖斯定律，由ⅰ－ⅱ×2可得2CuCl2（s）＋O2（g）===2CuO（s）＋2Cl2（g），则有ΔH2＝（－115.4 kJ· mol－1）－（－120.4 kJ· mol－1）×2＝＋125.4 kJ· mol－1。②氯化初期主要为不含HCl的气体，则初期溶液呈红色，氯化结束时，HCl与NaOH溶液发生中和反应，溶液褪色。
12．答案：（1）－159.47　（2）吸收热量　·OH＋·H===H2O（g）　（3）＋5.41 kJ· mol－1
解析：（1）根据盖斯定律，Ⅰ＋Ⅱ得总反应：2NH3（g）＋CO2（g）⇌CO（NH2）2（s）＋H2O（g）　ΔH3＝－86.98 kJ· mol－1，所以ΔH1＝－86.98 kJ· mol－1－72.49 kJ· mol－1＝－159.47 kJ· mol－1。（2）根据图像可知，吸附态的能量小于过渡态，所以物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会吸收热量；活化能最小的过程是·CO＋·OH＋·H＋3H2（g）生成·CO＋3H2（g）＋H2O（g），反应方程式是·OH＋·H===H2O（g）。（3）已知CO（g）、CH4（g）、CH3CHO（l）的燃烧热分别为283.0 kJ· mol－1、890.31 kJ· mol－1、1 167.9 kJ· mol－1，分别写出燃烧热的热化学方程式，再用第3个的热化学方程式减去第1个和第2个的热化学方程式，则乙醛的分解反应CH3CHO（l）⇌CH4（g）＋CO（g）的ΔH＝－1 167.9 kJ· mol－1－（－283.0 kJ· mol－1）－（－890.31 kJ· mol－1）＝＋5.41 kJ· mol－1。
13．答案：（1）环形玻璃搅拌棒　（2）提高装置的保温效果
（3） －56.8 kJ·mol－1　（4）偏大　不相等　相等　（5）ABD
解析：（1）测定中和热的实验中还需要使用的仪器是环形玻璃搅拌棒。（3）根据表中所测数据，三次实验中的温度变化量分别为
℃＝3.45 ℃、
℃＝3.4 ℃、
℃＝3.35 ℃，三次实验温度变化量的平均值为3.4 ℃，则实验中放出的热量Q＝cm ΔT＝4.18 J·g－1·℃－1×（50 cm3＋50 cm3）×1 g· cm－3×3.4 ℃＝1 421.2 J＝1.421 2 kJ，反应生成的n（H2O）＝n（HCl）＝0.5 mol·L－1×50×10－3 L ＝0.025 mol，中和热表示在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量，则ΔH＝－＝－≈－56.8 kJ·mol－1。（4）NaOH固体溶于水会放出热量，如用0.5 mol·L－1的盐酸与NaOH固体进行实验，会导致测得的“中和热”数值偏大；如改用60 mL 0.5 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液进行反应，发生反应的酸、碱的用量更多，放出的热量更多，但中和热表示的是生成1 mol水时放出的热量，因此所求的中和热相等。（5）由（3）中分析可知，测量的中和热数值小于57.3 kJ·mol－1，测量盐酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净，会导致酸碱提前反应，所测的温度差变小，A项符合题意；把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓，会散失热量，B项符合题意；本实验要测定的是反应前后的温度差，环境温度对测定温度差没有影响，C项不符合题意；大烧杯的盖板中间小孔太大，会导致一部分热量散失，所测温度差偏小，D项符合题意。