2024届鲁科版高考化学一轮复习第5章第1节化学反应的热效应作业含答案

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第5章 第1节 化学反应的热效应
[基础练]
1．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，判断下列叙述正确的是(　　)

A．加入催化剂，该反应的反应热ΔH变小
B．每形成2 mol A—B，将吸收b kJ能量
C．每生成2分子AB吸收(a－b)kJ热量
D．该反应正反应的活化能大于100 kJ·mol－1
解析：加入催化剂，降低反应的活化能，但不影响焓变的大小，A错误；形成化学键，释放能量，B错误；每生成2 mol AB(g)吸收(a－b)kJ热量，C错误；由题图可知，该反应的ΔH＝Ea(正反应)－Ea(逆反应)＝(a－b)kJ·mol－1＝100 kJ·mol－1，则有a＝b＋100，故该反应正反应的活化能大于100 kJ·mol－1，D正确。
答案：D
2．某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。

下列判断正确的是(　　)
A．由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B．将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C．实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D．若用NaOH固体测定中和反应反应热，则测定结果偏高
解析：A项，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应，错误；B项，铝片换为铝粉，没有改变反应的本质，放出的热量不变，错误；C项，铁质搅拌器导热性好，热量损失较大，错误；D项，NaOH固体溶于水时放热，使测定结果偏高，正确。
答案：D
3．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
②H2(g)＋S(g)===H2S(g)　ΔH＝－20.1 kJ·mol－1
下列判断正确的是(　　)
A．1 mol氢气完全燃烧生成液态水吸收热量241.8 kJ
B．1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量相差221.7 kJ
C．由①②知，水的热稳定性强于硫化氢
D．若反应②中改用固态硫，则1 mol S(s)完全反应放出的热量小于20.1 kJ
解析：A项，1 mol氢气完全燃烧生成气态水放出热量241.8 kJ，错误；B项，由热化学方程式知，1 mol H2与O2反应放出的热量比1 mol H2与S(g)反应放出的热量多221.7 kJ，为反应热的差值，但不等于1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量差值，错误；C项，由①②不能得到水的热稳定性强于硫化氢，错误；D项，固体变为气体，吸收热量，若反应②中改用固态硫，则1 mol S(s)完全反应，放出的热量小于20.1 kJ，正确。
答案：D
4．下列热化学方程式正确的是(　　)
选项
已知条件
热化学方程式
A
H2的燃烧热为a kJ·mol－1
H2＋Cl2===2HCl
ΔH＝－a kJ·mol－1
B
1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应，放出热量98.3 kJ
2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJ·mol－1
C
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
D
31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ
P4(白磷，s)===4P(红磷，s)
ΔH＝－4b kJ·mol－1
解析：符合已知条件的应是H2和O2反应，且热化学方程式中要注明各物质的聚集状态，A错误；ΔH应为－196.6 kJ·mol－1，B错误；由于生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6 kJ，C错误；31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ，其中31 g白磷的物质的量为＝0.25 mol，所以P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＝－4b kJ·mol－1，D正确。
答案：D
5．(2022·河北唐县一中高三模拟)下列关于热化学方程式的叙述正确的是(　　)
A．已知S＝S　ΔH<0，则常温下，斜方硫比单斜硫稳定
B．已知4NH3＋5O2===6H2O＋4NO　ΔH＝－1 166 kJ·mol－1，则NH3的燃烧热为－291.5 kJ·mol－1
C．已知H2＋I2===2HI　ΔH1，H2＋I2===2HI　ΔH2，则ΔH1<ΔH2
D．在稀溶液中：H＋＋OH－===H2O　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将0.5 mol·L－1的稀H2SO4与1 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合，则放出的热量等于57.3 kJ
解析：S＝S　ΔH<0，说明斜方硫比单斜硫能量低，能量越低，物质越稳定，则斜方硫比单斜硫稳定，A正确；可燃物燃烧要生成稳定的产物，氮元素应变为N2，则NH3的燃烧热不等于－291.5 kJ·mol－1，B错误；将两热化学方程式相减得：I2===I2　ΔH＝ΔH1－ΔH2，物质由固态变为气态的过程为吸热过程，即ΔH1>ΔH2，C错误；没有具体指出酸、碱的体积，无法知道放出的热量有多少，D错误。
答案：A
6．下列关于反应能量的说法正确的是(　　)
A．一定条件下：①2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH1；②2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2
B.相同条件下，若1 mol H(g)具有的能量为E1，1 mol H2(g)具有的能量为E2，则有2E1＝E2
C．甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
D．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合放出57.3 kJ的热量
解析：放热反应的焓变小于0，吸热反应的焓变大于0，因此应为ΔH1<ΔH2，A错误；相同条件下，若1 mol H(g)具有的能量为E1，1 mol H2(g)具有的能量为E2，氢原子形成氢分子时放出能量，即2H(g)===H2(g)放出热量，则有2E1>E2，B错误；燃烧热是指101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，C正确；浓硫酸与NaOH溶液发生中和反应放出热量，另外浓硫酸稀释放热，故含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合放出的热量大于57.3 kJ，D错误。
答案：C
7．(2022·重庆市育才中学高三模拟)“世上无难事，九天可揽月”，我国的航空航天事业取得了举世嘱目的成就。碳酰肼类化合物是种优良的含能材料，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ΔH2＝－299 kJ/mol，则ΔH1/(kJ/mol)为(　　)

A．－1 563 B．－1 389
C．－1 334 D．－1 160
解析：由盖斯定律可知，ΔH1＝2ΔH 2＋ΔH 3－ΔH4＝2×(－299 kJ/mol)＋(－1 018 kJ/mol)－(＋87 kJ/mol)＝－1 563 kJ/mol，故选A。
答案：A
[提升练]
8．(2022·浙江慈溪六校联考)已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－b kJ·mol－1；③部分化学键的键能数据如下表：
分子中的化学键
H—H
O===O
O—H
键能/(kJ·mol－1)
436
498
463
下列说法不正确的是(　　)
A．a>b
B．反应①中反应物总键能小于生成物总键能
C．a＝482
D．H2(g)的燃烧热为0.5b kJ·mol－1
解析：等量的H2(g)完全反应生成H2O(l)放出的热量比生成H2O(g)放出的热量多，则有a 答案：A
9．(双选)肼(N2H4)是一种常见的还原剂，不同条件下分解产物不同。60～300 ℃时，在Cu等金属表面肼分解的机理如图。

已知200 ℃时：
Ⅰ.3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)
ΔH1＝－32.9 kJ·mol－1
Ⅱ.N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g)
ΔH2＝－41.8 kJ·mol－1
下列说法不正确的是(　　)
A．肼中N原子的杂化方式为sp2
B．图示过程①、②都是吸热反应
C．反应Ⅰ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
D．200 ℃时，肼分解的热化学方程式为N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋50.7 kJ·mol－1
解析：本题考查肼分解过程中能量变化，涉及反应吸放热判断、热化学方程式正误判断，以及中心原子杂化方式的判断、氧化还原反应。肼分子中N原子的价层电子对数为3＋×(5－1×3)＝4，N原子的杂化方式为sp3，A错误；由题意可知过程①反应的ΔH1＜0，为放热反应，B错误；由方程式可知，反应Ⅰ中，肼分子中N元素的化合价既降低又升高，氨气为还原产物，氮气为氧化产物，由得失电子守恒可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1，C正确；根据盖斯定律：Ⅰ－2×Ⅱ得N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－32.9 kJ·mol－1－2×(－41.8 kJ·mol－1)＝＋50.7 kJ·mol－1，D正确。
答案：AB
10．(双选)发射运载火箭使用的是以液氢为燃料、液氧为氧化剂的高能低温推进剂，已知：
①H2(g)===H2(l)　ΔH1＝－0.92 kJ·mol－1
②O2(g)===O2(l)　ΔH2＝－6.84 kJ·mol－1

下列说法正确的是(　　)
A．H2(g)与O2(g)反应生成H2O(g)放热483.6 kJ·mol－1
B．氢气的摩尔燃烧焓ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C．火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g)　ΔH＝－474.92 kJ·mol－1
D．H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－88 kJ·mol－1
解析：由题图可知，每2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)放热483.6 kJ，选项中未指明反应物的物质的量，故A错误；氢气的摩尔燃烧焓ΔH＝－ kJ·mol－1＝－285.8 kJ·mol－1，故B正确；由盖斯定律可知，火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)＋O2(l)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1－(－0.92×2－6.84)kJ·mol－1＝－474.92 kJ·mol－1，故C正确；H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1，故D错误。
答案：BC
[综合练]
11．请参考题中图表，已知E1＝134 kJ·mol－1、E2＝368 kJ·mol－1，根据要求回答问题。

(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。请写出NO2(g)和CO(g)反应的热化学方程式：______________________________________________________________________。
(2)下表是部分化学键的键能数据：
化学键
P—P
P—O
O===O
P===O
键能/(kJ·mol－1)
a
b
c
x
已知1 mol白磷(P4)完全燃烧放热d kJ，白磷及其完全燃烧的生成物结构如上图Ⅱ所示，则上表中x＝__________________(用含有a、b、c、d的代数式表示)。
解析：(1)观察图像可知，E1为反应的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但是ΔH不变；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的反应热数值即反应物和反应产物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1。
(2)反应热＝反应物键能总和－反应产物键能总和，即6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，可得x＝(6a＋5c＋d－12b)。
答案：(1)减小　不变　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1
(2)(6a＋5c＋d－12b)
12．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下表所示：
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反应3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)的ΔH＝________。
③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________。
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。
②ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量，则反应3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)的ΔH＝63 kJ·mol－1－3×60 kJ·mol－1＝－117 kJ·mol－1。
③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，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。
答案：(1)－415.5
(2)①Cl－　ClO　②－117 kJ·mol－1
③4ClO(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)