2024届高三新高考化学大一轮专题练习--化学反应热的计算

这是一份2024届高三新高考化学大一轮专题练习--化学反应热的计算，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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·浙江绍兴·统考模拟预测）甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应：
反应Ⅰ：    ，
反应Ⅱ：    
根据能量变化示意图，下列说法正确的是
  
A．
B．反应Ⅱ决定整个反应的速率
C．催化剂可以降低总反应的焓变
D．    
2．（2023春·安徽·高三校联考竞赛）某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热kJ⋅mol-1。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法错误的是
  
A．该化学反应的速率主要由反应②决定
B．三个基元反应中反应②和反应③是放热反应
C． kJ⋅mol
D．该过程的总反应为2NO+2CO=2CO2+N2
3．（2023春·山东烟台·高三统考期中）下列说法错误的是
A．化学反应一定伴随能量变化，有能量变化的过程未必是化学反应
B．已知，则石墨比金刚石更稳定
C．中和热测定实验中，应当缓慢分次倒入NaOH溶液并搅拌
D．，则
4．（2023春·重庆沙坪坝·高三重庆市凤鸣山中学校考阶段练习）甲醇是重要的化工原料，工业上由CO、和合成甲醇的主要反应如下：
I．  
II．  
III．  
已知：反应Ⅲ中相关化学键的数据如下表
化学键





键能/
436
343
a
465
413
则键的键能a为
A．1076 B．826 C．779 D．538
5．（2023·浙江杭州·浙江省临安中学校联考一模）一定条件下，反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下，下列说法不正确的是
  
A．由历程I可计算，的总键能
B．由历程Ⅱ可知，相同条件下的浓度比的浓度对反应速度影响更大
C．相同条件下，的平衡转化率，历程I历程Ⅱ
D．由历程I和历程Ⅱ可得，
6．（2023春·辽宁沈阳·高三沈阳二十中校考开学考试）下列说法正确的是
A．  ，  ；则小于
B．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：
C． ，则金刚石比石墨稳定
D．同温同压下，反应在光照和点燃条件下的不同
7．（2023春·山西太原·高三统考期中）如图表示(g)和(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是

A．中的化学键属于离子键
B．1mol (g)和1mol (g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量
C．通常情况下，(g)和(g)混合能直接生成NO
D．当高温的汽车尾气通过净化装置时，其中的催化剂可以将氧化成
8．（2023春·山西太原·高三统考期末）甲醇-水蒸气重整制氢的总反应可表示为：。研究认为该反应可通过如下步骤来实现：
①  
②  
反应进程中体系能量变化如图所示。

下列说法正确的是
A．若反应①为慢反应，则反应①的活化能小于反应②
B．反应①和②过程中均有O-H键断裂
C．选择优良的催化剂能降低总反应的焓变
D．总反应的
9．（2023春·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考阶段练习）2022年，我国220/120吨级烧氢液氧发动机试车成功，为我们探索星辰大海再添助力。航空航天兴趣小组查资料得知：
①2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H＝−483.6kJ∙mol−1
②H2O(g)＝H2O(l) △H＝−44kJ∙mol−1
③H−H、O=O、H−O键能分别为436 kJ∙mol−1、496 kJ∙mol−1、462 kJ∙mol−1。 经讨论得出以下结论，正确的是

A．若只用以上的键能数据，使可估算出H2的燃烧热
B．若1 mol H2(1)燃烧生成H2O(g)时，放出的热量将高于241.8 kJ
C．若用上图所示装置，即可测出H2的燃烧热：△H=−285.8 kJ∙mol−1
D．化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
10．（2023春·江苏·高三校联考阶段练习）氯元素具有多种化合价，可形成、、、和等离子，在一定条件下能发生相互转化。在新型催化剂作用下，氧化HCl可获得：   kJ⋅mol。对于该反应下列说法正确的是
A．该反应的，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和
B．4 mol HCl与1 mol 充分反应转移电子数约为
C．增大压强，反应体系的活化分子百分数增加
D．反应的平衡常数
11．（2023春·黑龙江大庆·高三大庆实验中学校考期中）科学家发明了用空气中的氧气来氧化氯化氢气体制取氯气的方法：。化学反应与能量变化的关系如图所示，下列说法不正确的是

A．该过程断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键所释放的总能量
B．若H2O为液态，则生成物总能量将变小
C．和的总能量高于和的总能量，反应释放能量
D．该反应为放热反应
12．（2023·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）设计热循环，可计算反应过程中某一步的能量变化。如图所示为NH4Cl的热循环过程，可得△H6/(kJ•mol-1)为

A．-2299 B．+248 C．+876 D．+2240
13．（2023春·江苏盐城·高三江苏省阜宁中学校考阶段练习）下列关于热化学方程式和反应的热效应的叙述中，正确的是
A．已知　；　，则
B．一定条件下，将和置于密闭的容器中充分反应生成放热，则热化学方程式为　
C．已知氢气的热值为，则　
D．已知C(s，石墨)=C(s，金刚石)，则石墨比金刚石更稳定

二、多选题
14．（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：

编号
反应
平衡常数
反应热
反应①
A(g)B(g)+C(g)
K1
△H1
反应②
B(g)+C(g)D(g)
K2
△H2
反应③
A(g)D(g)
K3
△H3
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
15．（2022秋·山西太原·高三统考期中）生物天然气是一种生物质能，它是由秸秆、杂草等废弃物经微生物发酵后产生的，主要成分为。回答下列问题：

(1)甲烷燃烧时的能量变化如图所示。下列说法正确的是_______(填字母)。
A．甲烷是一种清洁能源
B．甲烷完全燃烧时，化学能全部转化为热能
C．该反应的热化学方程式为  
(2)若1mol水蒸气转化为液态水放热44kJ，则表示燃烧热的热化学方程式为_______。
(3)利用催化还原，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_______。
(4)甲烷可用于生产合成气，其反应为    ，已知断裂1mol相关化学键所需的能量如下表：
化学键




键能/
436
465
a
1076
则a=_______。
16．（2022秋·江苏淮安·高三马坝高中校考期中）完成下列问题
(1)工厂烟气(主要污染物、)直接排放会造成空气污染，需处理后才能排放。用氧化。氧化过程中部分反应的能量变化如图所示。

①已知  。则转化为的热化学方程式为_______。
②其他条件不变时，增加，氧化的反应几乎不受影响，其可能原因是_______。
(2)利用如图1装置可将转化为，变废为宝，分别在两极通入和，溶液中向_______极(填“A”或“B”)移动，则该电池总反应方程式为_______。

(3)利用电解法处理含氮氧化物的废气。实验室模拟电解法吸收NO，装置如图2所示(均为石墨电极)，电解过程中NO转化为硝酸，请写出阳极的电极反应式为_______；电解总反应方程式为_______。

17．（2022秋·辽宁·高三凤城市第一中学校联考期中）如图表示1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，已知E1=134kJ•mol-1、E2=368kJ•mol-1。

(1)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)，△H的变化是_____。
(2)请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_____。
(3)当上述反应中放出46.8kJ的热量时，生成标准状况下二氧化碳的体积_____。
(4)已知甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：
①CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H1
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2
③CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) △H3
已知反应②中相关化学键键能(断裂或形成1mol化学键吸收或放出的能量)数据如表所示：
化学键
H－H
C=O
C≡O
H－O
E/kJ•mol-1
436
803
1076
465
由此计算△H2=_____kJ•mol-1。已知△H3=+99kJ•mol-1，则△H1=_____kJ•mol-1。
18．（2022秋·山西·高三校联考期中）工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。
已知：反应1：  
反应2：  
反应3：  
(1)①相同质量的C、CO和完全燃烧时放出的热量由大到小的顺序为_______(用化学式表示)。
②25℃，101kPa时，若断裂1mol O=O，1mol C=O需要吸收的能量分别为495kJ、799kJ，则断裂分子中的碳氧键需要吸收的热量为_______kJ。
(2)水煤气反应：  。
①工业生产水煤气时，通常交替通入适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是_______。
②将煤先转化为水煤气再完全燃烧整个过程的热效应与煤直接完全燃烧的热效应_______(填“相等”或“不相等”)。
(3)一氧化碳变换反应：  。以固体催化剂M催化变换反应，反应历程分两步完成，能量-反应过程如图所示。

①_______。
②用两个化学方程式表示该反应历程：
步骤I：        步骤II：_______。
③从图中可以看出加入催化剂能够加快反应速率的原因是_______。

参考答案：
1．A
【详解】A．由于绝对值，该值为负值，去掉绝对值后，，A正确；
B．由图可知，反应I正反应的活化能为E1-E5，反应II的活化能为E2-E3，反应I的活化能较大，则反应I的反应速率慢于反应II，反应I决定整个反应的速率，B错误；
C．催化剂可改变反应的活化能，反应的焓变由始态和终态决定，催化剂不改变焓变，C错误；
D．根据盖斯定律，反应I+II可得目标方程，D错误；
故选：A。
2．A
【分析】从图中可得出三个热化学方程式：
反应①：2NO=N2O2  △H1=+199.2kJ∙mol-1；
反应②：N2O2+CO=CO2+N2O  △H2=-513.5kJ∙mol-1；
反应③：CO2+N2O+CO=2CO2+N2  △H3=-(∆E-248.3)kJ∙mol-1。
【详解】A．正反应活化能最小的是反应②，活化能越大反应速率越慢，整个反应由最慢的一步决定，A错误；
B．由图可知，三个基元反应中，反应②和反应③的反应物总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，B正确；
C．利用盖斯定律，将反应①+②+③得，2NO+2CO=2CO2+N2  △H=+199.2kJ∙mol-1+(-513.5kJ∙mol-1)+[ -(∆E-248.3)kJ∙mol-1]= -620.9kJ∙mol-1，则kJ⋅mol-1，C正确；
D．由C选项中利用盖斯定律所得出的结论，可确定该过程的总反应为2NO+2CO=2CO2+N2，D正确；
故选A。
3．C
【详解】A．化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的生成，必然伴随能量的变化，但有能量变化的过程未必是化学反应，如物质三态的变化有能量变化，是物理变化，A正确；
B．石墨转化为金刚石为吸热反应，等质量石墨具有的能量小于金刚石具有的能量，物质具有的能量越低越稳定，故石墨比金刚石更稳定，B正确；
C．中和热测定实验中，应当一次性倒入NaOH溶液并迅速盖上量热计盖子，玻璃搅拌器搅拌，减少热量散失，C错误；
D．硫的燃烧是放热反应，气态硫转化为固态硫也需要放热，故，D正确；
故选C。
4．A
【详解】反应Ⅱ-Ⅰ得：  ，根据H=反应物的总键能-生成物的总键能=，解得。
故选A。
5．A
【详解】A．由图可知，1molSO2的活化能为，的总键能不是，故A错误；
B．由历程Ⅱ可知，相同条件下使用V2O5作催化剂增大的浓度后，反应的活化能降低，反应速率加快，则的浓度比的浓度对反应速度影响更大，故B正确；
C．催化剂不改变化学平衡的转化率，则相同条件下，的平衡转化率，历程I历程Ⅱ，故C正确；
D．催化剂不改变化学反应热，由历程I和历程Ⅱ可得，，故D正确；
故选A。
6．A
【详解】A．硫的燃烧时放热反应，和均小于0，固态硫转化为气态硫需要吸热，故小于，A正确；
B．甲烷的燃烧热表示的是1mol甲烷气体完全燃烧生成二氧化碳和液态水所放出的热量为890kJ，甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：，B错误；
C．物质具有的总能量越低越稳定，石墨具有的总能量低，故石墨比金刚石稳定，C错误；
D．同温同压下，反应在光照和点燃条件下的相同，D错误；
故选A。
7．B
【详解】A．中的化学键属于共价键，A错误；
B．1mol (g)和1mol (g)反应生成2mol NO(g)的反应热为：，为吸热反应，故1mol (g)和1mol (g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量，B正确；
C．通常情况下，(g)和(g)混合不能直接生成NO，需要在放电条件下进行，C错误；
D．氮元素化合价降低，故催化剂将还原成，D错误；
故选B。
8．B
【详解】A．反应的活化能越小，反应速率越快，若反应①为慢反应，则反应①的活化能大于反应②，故A错误；
B．由方程式可知，反应①中甲醇发生氢氧键断裂，反应②中水分子发生氢氧键断裂，则反应①和②过程中均有氢氧键断裂，故B正确；
C．择优良的催化剂能降低反应的活化能，但不能降低总反应的焓变，故C错误；
D．由盖斯定律可知，反应①+②得到总反应，则总反应的，故D错误；
故选B。
9．D
【详解】A．若只用以上的键能数据，没有H2O(g)＝H2O(l) △H＝−44kJ∙mol−1是无法算出H2的燃烧热，故A错误；
B．1 mol H2(1)所具有的能量低于1 mol H2(g)所具有的能量，根据2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H＝−483.6kJ∙mol−1分析，则1 mol H2(1)燃烧生成H2O(g)时，放出的热量将低于241.8 kJ，故B错误；
C．燃烧热是生成稳定的氧化物即液态水，而此装置有隔热装置，氢气和氧气反应生成气态水，若用上图所示装置，无法测出H2的燃烧热，故C错误；
D．化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，断键吸收热量，成键释放能量，因此化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因，故D正确。
综上所述，答案为D。
10．A
【详解】A．ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＜0，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和，A正确；
B．由于反应为可逆反应，4mol HCl与1mol O2混合时，参加反应的HCl的物质的量小于4mol，则反应转移电子数小于4×6.02×1023，B错误；
C．增大压强，反应体系的活化分子百分数不变，只是单位体积内的活化分子数增加，C错误；
D．由于反应物和生成物都呈气态，所以反应的平衡常数K=，D错误；
故答案为：A。
11．A
【详解】A．从图中可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，则反应物的总键能小于生成物的总键能，也就是该过程断开旧化学键吸收的总能量小于形成新化学键所释放的总能量，A不正确；
B．水蒸气转化为液态水会释放能量，若H2O为液态，则生成物总能量将变小，B正确；
C．从图中可以看出，和的总能量高于和的总能量，所以该反应发生后，会释放出能量，C正确；
D. 生成物的总能量低于反应物的总能量，则该反应为放热反应，D正确；
故选A。
12．C
【详解】根据盖斯定律，代入数据可得故选C。
13．D
【详解】A．已知　；　，碳完全燃烧放热多，故则，A错误；
B．该反应为可逆反应，没有明确氮气和氢气的反应的物质的量，不能计算其反应热，B错误；
C．已知氢气的热值为，则　，C错误；
D．C(s，石墨)=C(s，金刚石) ，说明石墨的能量低，能量低的物质更稳定，则石墨比金刚石更稳定，D正确；
故选D。
14．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。
15．(1)AC
(2)  
(3)
(4)415.1

【详解】（1）A．甲烷燃烧只生成二氧化碳和水，是一种清洁能源A正确；
B．甲烷完全燃烧时化学能不能完全转化为热能，也有部分能量转化为光能，B错误；
C．反应物能量高于生成物能量，该反应放热，该反应的热化学方程式为CH4(g) +2O2(g) =CO2(g)+ 2H2O(g)   ΔH=-(882-80) kJ·mol-1=-802kJ·mol-1，C正确；
故选AC。
（2）燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；若1mol水蒸气转化为液态水放热44kJ，1molCH4反应生成2mol水，放出的热量应为：802kJ·mol-1+2×44kJ=890 kJ ，则CH4燃烧热的热化学方程式为：；
（3）1 mol CH4将NO2还原为N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则有：
③，
根据盖斯定律③×2-①可得=×2-()=；
（4）反应焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和；已知，=(4a+465 ×2)- (1076+436 ×3)，a=415.1。
16．(1)   △H=-285.2kJ/mol 与反应的活化能比与反应的活化能大得多，其他条件不变时与的反应速率慢
(2) B
(3)

【详解】（1）①已知a：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH =−198 kJ·mol−1，
根据图示可知b：SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) ΔH =−241.6 kJ·mol−1。
根据盖斯定律，将2×b-a，整理可得2O3(g)=3O2(g)的   ΔH=-285.2 kJ/mol；
②其他条件不变时，增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，其可能原因是SO2与O3反应的活化能比NO与O3反应的活化能大得多，其他条件不变时SO2与O3的反应速率慢，因此反应速率几乎不变；
（2）电池左侧有硫酸生成，是SO2生成H2SO4的过程，故A极是原电池负极，原电池中阳离子H+向正极移动，故向B极移动；负极反应式为4H2O+2SO2-4e-=2+8H+，正极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O，故总反应式为；
（3）阳极上NO失电子发生氧化反应生成硝酸，电极反应式为；阴极上水电离出的氢离子得电子产生氢气4H++4e-=2H2↑，电极总反应式为。
17．(1) 减小 不变
(2)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)    △H=-234kJ•mol-1
(3)4.48L
(4) +36 -63

【详解】（1）催化剂能改变反应历程，减小反应的活化能，对反应热无影响，答案：减小；不变；
（2）1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO的△H= E1- E2=134kJ•mol-1-368kJ•mol-1= -234 kJ•mol-1，则热化学方程式NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ•mol-1，答案为：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ•mol-1；
（3）由题意可知生成1molCO2放出234 kJ热量，当放出46.8kJ的热量时，生成标准状况下二氧化碳的体积L，答案为：4.48L；
（4） ，由盖斯定律得②-③=①，则，答案：+36；-63；
18．(1) H2＞C＞CO l067.5
(2) 水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率 相等
(3) -41 催化剂参与反应，降低了反应的活化能

【详解】（1）①由反应1可知1gC完全燃烧放出的热量为=32.83kJ；由反应2可知1gCO完全燃烧放出的热量为=10.11kJ；由反应3可知1gH2完全燃烧放出的热量为=121kJ；故相同质量的C、CO和H2完全燃烧时放出的热量由大到小的顺序为H2＞C＞CO；答案为：H2＞C＞CO。
②反应2为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ∆H2=-566kJ/mol，∆H2=反应物的键能总和-生成物的键能总和，则-566kJ/mol=2×CO(g)分子中碳氧键的键能+495kJ/mol-4×799kJ/mol，CO(g)分子中碳氧键的键能=1067.5kJ/mol，断裂1molCO(g)分子中的碳氧键需要吸收的热量为1067.5kJ；答案为：1067.5。
（2）①由水煤气反应知，水蒸气与煤炭反应吸热，由反应1知，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率，故工业生产水煤气时，通常交替通入适量的空气和水蒸气与煤炭反应；答案为：水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率。
②根据盖斯定律“一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的”可知，将煤先转化为水煤气再完全燃烧整个过程的热效应与煤直接完全燃烧的热效应相等；答案为：相等。
（3）①根据盖斯定律，将反应2×-反应3×得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)  ∆H=(-566kJ/mol)×-(-484kJ/mol)×=-41kJ/mol；答案为：-41。
②总反应为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)，步骤I的反应为M+H2O=MO+H2，将总反应减去步骤I的反应可得步骤II的反应，步骤II的反应为CO+MO=CO2+M；答案为：CO+MO=CO2+M。
③从图中可以看出加入催化剂能够加快反应速率的原因是催化剂参与反应，降低了反应的活化能；答案为：催化剂参与反应，降低了反应的活化能。