2024届高三新高考化学大一轮专题练习-化学反应热的计算

2024届高三新高考化学大一轮专题练习-化学反应热的计算

一、单选题

1．（2023·全国·高三专题练习）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：

①  ；

②  ；

③  。

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。

下列说法正确的是

A．升高温度有利于提高合成氨反应的平衡产率和反应速率

B．氢气的燃烧热为

C．

D．向密闭容器中充入4和5，充分发生反应③，放出的热量为

2．（2023春·浙江杭州·高三学军中学校考阶段练习）利用γ－丁内酯(BL)制备1，4－丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和1－丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如图：

已知：①反应I为快速反应，反应II、III为慢速反应；

②以5.0×10-3molBL或BD为初始原料，在493K、3.0×103kPa的高压H2氛围下，分别在恒压容器中进行反应(因反应I在高压H2氛围下进行，故H2压强近似等于总压)，x(BL)和x(BD)随时间t变化关系如图所示[x(i)表示某物种i的物质的量与除H2外其他各物种总物质的量之比]；达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热akJ；以BD为原料，体系从环境吸热bkJ。

下列说法正确的是

A．γ－丁内酯分子中σ键与π键数目之比为6∶1

B．忽略副反应热效应，反应I焓变△H(493K，3.0×103kPa)=—(a+b)kJ•mol-1

C．t1时刻x(H2O)=0.08

D．改变H2的压强不影响副产物四氢呋喃的产量

3．（2022秋·内蒙古包头·高三统考期末）下列说法正确的是

A．的燃烧热，则

B．含的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出的热量，则稀醋酸和稀溶液反应的热化学方程式为：

C．已知，则

D．500℃、下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热，其热化学方程式为：

4．（2023春·山西吕梁·高三统考阶段练习）MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg)：

已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是

A．ΔH1(MgCO3)> ΔH1(CaCO3)>0

B．ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0

C．ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)= ΔH3(CaO) -ΔH3(MgO)

D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1+ΔH2>ΔH3

5．（2023秋·重庆九龙坡·高三统考期末）我国的航空航天事业取得了举世瞩目的成就。碳酰肼类化合物是一种优良的含能材料，可作为火箭推进剂的组分。其相关反应的能量变化如图所示，已知，则为

A． B． C． D．

6．（2023秋·湖南长沙·高三长沙市实验中学校考期末）分析下表中的3个热化学方程式，下列说法错误的是

A．

B．等质量的氢气与丙烷相比较，充分燃烧时，氢气放热更多

C．

D．丙烷的燃烧热为

7．（2023秋·云南·高三统考期末）已知：    

H-H、O=O和O-H键的键能分别为436、496和462/mol，则a为

A．＋128 B．＋350 C．-118 D．-332

8．（2023秋·广东·高三校联考期末）甲烷、乙烯和丙烯都是重要的化工原料，都能燃烧，丙烯的燃烧热比乙烯的燃烧热小。下列相关说法正确的是

A．和的焓变很接近

B．已知  ，乙烯的燃烧热为

C．丙烯燃烧放出的热量一定比乙烯燃烧放出的热量多

D．若  ，  ，则

9．（2023秋·广东·高三校联考期末）金刚石转化为CO的反应热无法直接测定。已知： ，  ， 。下列相关叙述正确的是

A．金刚石转化为CO的反应热无法直接测定的原因是金刚石太贵重

B．石墨比金刚石稳定

C．金刚石储存的总能量比石墨储存的总能量低

D．金刚石转化为的热化学方程式为  

10．（2023春·江苏盐城·高三盐城市第一中学校联考期中）长征二号F遥十二运载火箭发动机发生的反应为：。下列有关说法正确的是

A．偏二甲肼的结构简式为(CH3)2N＝NH2

B．N2O4在反应中做还原剂

C．该反应的△H<0、△S<0

D．用E总表示键能之和，该反应的 E总(反应物)< E总(生成物)

二、多选题

11．（2023春·山东青岛·高三山东省青岛第十九中学校考阶段练习）近日，陕西师范大学联合韩国梨花女子大学成功捕获并表征到水氧化催化过程中的锰端基氧和锰过氧化物中间体，明确了水氧化过程中水亲核进攻锰端基氧的氧氧成键机理，如图所示。下列说法不正确的是

A．

B．中O的化合价为

C．催化过程中有极性键断裂和非极性键形成

D．过程⑦可表示为

12．（2023秋·江西宜春·高三上高三中校考阶段练习）对于如下反应，其反应过程的能量变化示意图如图：

下列说法正确的是

A．K3 =K1K2 B．加催化剂，反应①的反应热降低，反应速率加快

C．△H3=△H1 +△H2 D．增大压强，K1减小，K2增大，K3不变

三、非选择题

13．（2022秋·四川遂宁·高三射洪中学校考阶段练习）请根据所学知识回答下列问题：

(1)同温同压下，A2(g)+B2(g)=2AB(g)，在点燃和光照条件下的△H(化学计量数相同)分别为△H1、△H2，△H1____△H2(填“>”“<”“=”或“无法判断”)。

(2)已知常温时红磷比白磷稳定，比较下列反应中△H的大小：△H1____△H2。

①4P(红磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H1

②4P(白磷，s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H2

(3)如图，将X分别装入有水的锥形瓶里，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内滴有红墨水的水面呈现如图所示状态。

①若X为金属氧化物，现象如图一所示，X可能是____(任填一种化学式)。

②若如图二所示，以下选项中与其能量变化相同的是____。

A．木炭还原CuO的反应     B．铝热反应 C．BaCO3的分解反应

(4)已知拆开1molH－H键、1molN－H键、1molN≡N键需要的能量分别是akJ、bkJ、ckJ，则N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为____。

(5)工业上常以水煤气为原料制备氢气或甲醇，其主要反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H

称为CO催化变换反应，请回答下列问题。

已知在25℃时：2C(石墨)+O2(g)=2CO(g) △H1=-222kJ•mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-484kJ•mol-1

C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H3=-394kJ•mol-1

则25℃时，CO催化变换反应的△H=_____。

14．（2022秋·湖北·高三校联考期中）填空。

(1)如图(图中物质均为气态)是和反应生成和的过程中能量变化示意图，写出和反应的热化学方程式_______。

(2)(主要指和)是大气主要污染物之一、有效去除大气中的是环境保护的重要课题。用水吸收的相关热化学方程式如下：

反应的_______。

15．（2022秋·江西新余·高三新余市第一中学校考期中）已知在和一定温度下，由最稳定单质生成纯物质的热效应，称为该物质的标准生成热，最稳定单质的标准生成热为0。几种物质的标准生成热数据如下表所示：

回答下列问题：

(1)在卤化钠中，最稳定的是_______(填化学式，下同)。最不稳定的是_______。

(2)根据表格数据可判断，卤化钠中熔点最高的是_______。

(3)_______。

(4)_______。

(5)在如图中表示的能量变化_______。

16．（2022秋·河南平顶山·高三宝丰县第一高级中学校考期中）某反应分两步进行，其能量变化如图所示。

请回答下列问题：

(1)反应①的活化能_______。

(2)总反应的热化学方程式为_______。

(3)  _______。

(4)在恒温条件下，向某恒容密闭容器中充入和发生上述总反应，达到平衡时气体的总压强增大，其原因是_______。若达到平衡后，其他条件不变，再充入和，的平衡转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。

(5)在恒温恒压下，向某密闭容器中充入一定量和发生上述总反应，达到平衡后，再充入情性气体，的平衡转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。

17．（2022·河南开封·高三河南省兰考县第一高级中学校考期中）生物天然气是一种廉价的生物质能，它是由秸秆、杂草等废弃物经微生物发酵后产生的，其主要成分为，甲烷燃烧时的能量变化如图所示。

(1)下列说法正确的是_______(填序号)。

A．该反应的热化学方程式为

B．甲烷完全燃烧时化学能全部转化为热能

C．为充分利用甲烷，通入的空气越多越好

(2)若1g水蒸气转化为液态水放热2.444kJ，则表示燃烧热的热化学方程式为_______。

(3)用催化还原，可消除氮氧化物的污染。

已知：①

②

若将还原为，整个过程中放出的热量为867kJ，则_______。

18．（2022秋·云南昆明·高三统考期中）完成下列问题

(1)用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液测定计算中和反应的反应热。

回答下列问题：

①从实验装置上看，图中缺少的一种玻璃用品是 _______。

②如改用0.0275molNaOH固体与该盐酸进行实验，则实验中测得的“中和热”数值将 _______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

(2)反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)过程中的能量变化如图，回答下列问题。

①该反应ΔH=_______(用含E1、E2式子表示)；

②在反应体系中加入催化剂，E1_______(填“增大”、“减小”、“不变”)，ΔH_______(填“增大”、“减小”、“不变”)。

(3)依据事实，写出下列反应的热化学方程式：

①4g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2气体，放出37kJ热量，写出表示硫燃烧热的热化学方程式为：_______。

②25℃101kPa时，氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ，若1g水蒸气转化为液态水，放出2.444kJ的热量。请写出氢气和氧气反应生成1mol液态水时的热化方程式为：_______。

(4)发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。

已知：①

②

写出肼和二氧化氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式：_______。

参考答案：

1．C

【详解】A．根据题图可知，正反应的活化能-逆反应的活化能，故合成氨反应为放热反应，升高温度，反应速率增大，但平衡逆向移动，平衡产率下降，A错误；

B．根据题表中的键能数据可得④  ，反应物的总键能-生成物的总键能，氢气的燃烧热是1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240.9，B错误；

C．结合盖斯定律可知，故，则，C正确；

D．向密闭容器中充入4和5，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，D错误；

故选C。

2．C

【详解】A．由结构简式可知，γ－丁内酯分子中单键为σ键、双键中含有1个σ键和1个π键，则γ－丁内酯分子中σ键与π键数目之比为12∶1，故A错误；

B．由题意可知，氢气的物质的量为可视为∞，则以同等物质的量BL或BD为初始原料达到的平衡为等效平衡，则93K，3.0×103kPa条件下，5.0×10-3molBL转化为BD放出的热量为(a+b)kJ，所以反应I焓变△H =—=—200(a+b)kJ/mol，故B错误；

C．由方程式可知，t1时刻，x(THF)+ x (BuOH)=x(H2O)，则由图可知，x(THF)+ x (BuOH)+x(H2O)=1—0.48—0.36=0.16，解联立方程可得x(H2O)=0.08，故C正确；

D．改变氢气的压强，反应I、反应II和反应III的平衡都会发生移动，所以副产物四氢呋喃的产量会发生改变，故D错误；

故选C。

3．C

【详解】A．氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的能量，的燃烧热，则，故A错误；

B．含物质的量为0.5mol的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出的热量；醋酸是弱酸，电离吸热，含1molCH3COOH的稀醋酸和稀溶液反应放出的热量小于57.4kJ,则该反应热化学方程式的ΔH>−57.4kJ⋅mol−1，故B错误；

C．碳完全燃烧生成二氧化碳放出的能量大于碳不完全燃烧生成一氧化碳放出的能量， ，则，故C正确；

D．氮气和氢气反应可逆，500℃、下，将和置于密闭的容器中充分反应生成的物质的量小于1mol，放热，则，故D错误；

选C。

4．C

【详解】A．镁离子半径小于钙离子半径，因此碳酸镁中离子键比碳酸钙中离子键更强，则ΔH1(MgCO3)> ΔH1(CaCO3)，且ΔH1表示断键过程，断键吸热，故ΔH1大于 0，故A正确；

B．由图可知表示断键生成的过程，为吸热过程，且ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)，故B正确；

C．由图示可知，根据盖斯定律得：，由于的不同，所以 ，由图可知：ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)，所以：，即：，故C错误；

D．由图示可知，根据盖斯定律得：，则，故D正确；

故选：C。

5．D

【详解】由图中能量变化可知：，则，答案选D。

6．D

【详解】A．根据盖斯定律，①×-③可得3CO(g)+7H2(g)=C3H8(g)+3H2O(g)  ΔH=(-484) ×-(-2380)=-504kJ/mol，故A正确；

B．由2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-484kJ/mol可知4g氢气反应放出484kJ热量，由C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ/mol可知44g丙烷反应放出2039kJ热量，则4g丙烷反应放出185.4kJ热量，因此等质量的氢气与丙烷相比较，充分燃烧时，氢气放热更多，故B正确；

C．根据盖斯定律，①×5-②可得3CO2(g)+10H2(g)=C3H8(g)+6H2O(g) ΔH=5×(-484kJ/mol)-(- 2039kJ/mol)=-381kJ/mol，故C正确；

D．丙烷的燃烧热是指1mol丙烷完全燃烧生成二氧化碳与液态水放出热量，C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2039kJ/mol为生成气态水，则丙烷的燃烧热不是2039kJ/mol，故D错误；

故选D。

7．A

【详解】①   

②  

将得H2O（g）=H2(g)+ O2(g)  即，解得a=＋128；

故选A。

8．A

【详解】A．从化学键的角度分析，两个反应断键和成键方式相似，所以焓变很接近，选项A正确；

B．表示乙烯的燃烧热应生成液态水，选项B错误；

C．未指明乙烯和丙烯的用量，选项C错误；

D．放热越多，焓变越小，，选项D错误。

答案选A。

9．B

【详解】A．C燃烧时不可能全部生成CO，总有一部分生成，因此无法测定C燃烧生成的反应热，A项错误；

B．根据，石墨转化为金刚石吸热，石墨能量比金刚石能量低，比金刚石稳定，B项正确；

C．石墨转化为金刚石吸热，则1mol石墨储存的能量比1mol金刚石低， C项错误；

D．没有标明反应物和生成物的聚集状态，D项错误；

故答案为：B。

10．D

【详解】A．N原子能形成3个共价键，偏二甲肼的结构简式为(CH3)2N—NH2，A错误；

B．N2O4中N元素化合价降低，所以在反应中N2O4做氧化剂，B错误；

C．该反应气体物质的量增加，△S>0，C错误；

D．运载火箭发动机发生的反应为放热反应，用E总表示键能之和，则该反应的△H=E总(反应物)-E总(生成物)<0，D正确；

故选D。

11．BD

【详解】A．由图可知，过程③可以由过程①和过程②经两步完成，由盖斯定律可知，= + 则，故A正确；

B．中存在过氧键，则其中O的化合价为-1价，故B错误；

C．过程①和过程②中存在O-H极性键断裂，过程⑦由O2生成，存在非极性键形成，故C正确；

D． 电荷不守恒，故D错误；

答案BD。

12．AC

【分析】反应①：A(g)B(g)+C(g)  反应②：B(g)+C(g)D(g)  反应③：A(g)D(g)。依据盖斯定律，将反应①+②得反应③A(g)D(g)。

【详解】A．依据盖斯定律，将反应①+②得反应③，则K3 =K1K2，A正确；

B．催化剂只能改变反应的活化能，但不能改变反应的热效应，所以加催化剂，反应①的反应热不变，反应速率加快，B不正确；

C．依据盖斯定律，将反应①+②得反应③，所以△H3=△H1 +△H2，C正确；

D．对于一个化学反应，平衡常数只受温度变化的影响，不受压强、浓度变化的影响，所以增大压强，K1、K2、K3都不变，D不正确；

故选AC。

13．(1)=

(2)>

(3)     CaO或Na2O     C

(4)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=(c+3a-6b)kJ•mol-1

(5)-41kJ•mol-1

【详解】（1）反应热与反应物的总能量和生成物的总能量，与反应条件无关，则光照和点燃条件的△H相同，故答案为: = ；

（2）常温时红磷比白磷稳定，说明白磷能量高，反应放出的热量较多，因△H<0，则放出的能量越多反应热越小，故答案为: ＞；

（3）①由于U形管右侧液面升高，说明锥形瓶内气压由于加入物质而增大，则加入的物质与水反应放热或者生产气体，若X为金属氧化物，可加入CaO和Na2O等物质，故答案为: CaO或Na2O等；

②图二由于U形管右侧液面降低，说明锥形瓶内气压由于加入物质而降低，则加入的物质与水反应吸热，木炭还原CuO的反应、Al和Fe2O3的反应是放热反应，CaCO3的分解反应都是吸热反应，故答案为C；

（4）在反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)中，断裂3molH-H键，1mol NN键共吸收的能量为: 3akJ+ckJ=(3a+c)kJ，生成2mol NH3，共形成6mol N-H键，放出的能量为: 6bkJ=6bkJ，吸收的热量少，放出的热量多，该反应为放热反应，放出的热量为6b- c-3akJ，故答案为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)    △H=(c+3a-6b)kJ•mol-1；

（5）已知：①2C(石墨)+O2(g)=2CO(g)    △H1=-222kJ•mol-1

②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)    △H2=-484kJ•mol-1

③C(石墨)+O2(g)=CO2(g)    △H3=-394kJ•mol-1

则25℃时，③-①-②，得到CO催化变换反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-394kJ/mol-(-111kJ/mol)-(-242kJ/mol)=-41kJ/mol。

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

(2)—136.2

【详解】（1）由图可知，二氧化氮与一氧化碳反应生成二氧化碳和一氧化氮的反应为反应物的总能量高于生成物总能量的放热反应，反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) ΔH=—234 kJ·mol-1，故答案为：NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) ΔH=—234 kJ·mol-1；

（2）将已知反应依次编号为①②③，由盖斯定律可知，反应可得反应③，则反应ΔH==—136.2kJ/mol，故答案为：—136.2。

15．(1)     NaF     NaI

(2)NaF

(3)-112

(4)-326

(5)

【详解】（1）根据表格中的数据，在卤化钠中，的最小，总能量最低也最稳定；的最大，总能量最高也最不稳定；

（2）根据表格数据，的最小，说明生成1mol放热最多，克服形成的离子键而熔化需要的能量最大，所以熔点最高；

（3）的为生成1mol的热效应，2=2×（-56）=-112；

（4）根据盖斯定律，2(NaF)- 2(NaCl)= 2×（-574）+2×411=-326；

（5）最稳定单质的标准生成热为0，2=2×（-411）=-822，图中其能量变化如表示为；

16．(1)

(2)

(3)+41

(4)     和为气体分子数增大的反应，所以反应达到平衡后气体压强增大     减小

(5)增大

【分析】和分两步反应，第一步生成；第二步生成；反应热=反应物能量-生成物能量；总反应为，为气体分子数增大的反应，据此分析解题。

【详解】（1）由图可知，活化能；故答案为；

（2）总反应；热化学方程式为 ；故答案为 ；

（3）到的热化学反应方程式为①；设反应②为 ；由盖斯定律可知，反应②-①可得， ；故答案为+41；

（4）由反应②可知，反应为气体分子数增大的反应，所以反应达到平衡后气体压强增大；由阿伏伽德罗定律可知，物质的量增加则总压强增加；平衡后再通入和，则相当于加压向气体分子数减小方向移动，所以的平衡转化率将减小；故答案为和为气体分子数增大的反应，所以反应达到平衡后气体压强增大；减小；

（5）恒温恒压通入惰性气体，则相当于扩大体积减小压强，使平衡正向移动，所以转化率增大；故答案为增大。

17．(1)A

(2)

(3)

【详解】（1）A．如图，该反应为放热反应，，该反应的热化学方程式为，故A正确；

B．甲烷完全燃烧时化学能大部分转化为热能，小部分转化为光能等，故B错误；

C．过量空气会带走一部分热量，降低热效应，适量即可，故C错误；

故填A；

（2）由题可知，1g水蒸气转化为液态水放热2.444kJ，则1mol水蒸气转化为液态水放热，即①，根据盖斯定律，甲烷燃烧的热化学方程式为②，则燃烧热的热化学方程式为①×2+②，即，故填；

（3）根据盖斯定律，由①＋②可得，已知将还原为，整个过程中放出的热量为867kJ，则，则，故填。

18．(1)     环形玻璃搅拌器     偏大

(2)          减小     不变

(3)     S(s)+O2(g)=SO2(g)    ΔH=-296kJ/mol     H2(g)+ O2(g)=H2O(l)     ΔH=-285.8kJ/mol

(4)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+2H2O(g)    ΔH=(2b-a)kJ/mol

【详解】（1）①由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌器，故答案为：环形玻璃搅拌器；

②NaOH固体溶于水放热，则改用0.0275molNaOH固体与该盐酸进行实验，则实验中测得的“中和热”数值将偏大，故答案为：偏大；

（2）①∆H=正反应活化能-逆反应活化能=，故答案为：；

②催化剂能降低反应活化能，但不改变反应的焓变，则在反应体系中加入催化剂，E1减小，∆H 不变，故答案为：减小；不变；

（3）①4g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体，放出37kJ的热量，所以1mol即32g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体，放出296kJ的热量，则燃烧热热化学方程式为：S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296kJ/mol，故答案为：S(s)+O2(g)=SO2(g)    ΔH=-296kJ/mol；

②已知①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol，②H2O(g)= H2O(l) ΔH=(2.444×18)= 43.992kJ/mol，根据盖斯定律，氢气和氧气反应生成液态水的反应2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)可由反应①+②×2得到，此时ΔH=(-483.6)+2×43.992=-571.6kJ/mol ，氢气和氧气反应生成1mol液态水时的热化方程式为：H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol；

（4）根据盖斯定律：2×②-①得2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+2H2O(g)    ΔH=(2b-a)kJ/mol。