（全国版）2021高考化学一轮复习课时作业21化学反应的热效应（含解析） 练习

课时作业(二十一)　化学反应的热效应

1．(2019·浙江“新高考研究联盟”联考)根据能量变化示意图，下列说法正确的是(　　)

A．反应物的总能量高于生成物的总能量

B．2 mol H和1 mol O结合生成1 mol H2O(g)放出a kJ热量

C．1 mol C(s)和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)，需要吸收131.3 kJ的热量

D．反应的热化学方程式可表示为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1

C　[由图可知，反应物[C(s)＋H2O(g)]具有的总能量低于生成物[CO(g)＋H2(g)]具有的总能量，A错误。1 mol C、2 mol H和1 mol O结合生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出a kJ热量，并未生成H2O(g)，B错误。由图可知，生成物具有的总能量比反应物具有的总能量高131.3 kJ，故1 mol C(s)和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)，需要吸收131.3 kJ的热量，C正确。根据反应热与正、逆反应活化能的关系“ΔH＝Ea(正反应)－Ea(逆反应)”可知，该反应的ΔH＝＋(b－a) kJ·mol－1，D错误。]

2．(2019·广西南宁月考)科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应的热化学方程式为CO(g)＋O(g)===CO2(g)　ΔH1，反应过程的示意图如下：

下列说法中正确的是(　　)

A．ΔH1>0

B．三种状态中，状态Ⅱ最稳定

C．使用催化剂能增大CO和O生成CO2的平衡转化率

D．若2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)的反应热为ΔH2，则有ΔH2>2ΔH1

D　[由图可知，状态Ⅰ反应物[CO(g)＋O(g)]具有的总能量高于状态Ⅲ生成物[CO2(g)]具有的总能量，则有ΔH1<0，A错误。三种状态中，状态Ⅱ具有的能量最高，状态Ⅲ具有的能量最低，故状态Ⅲ最稳定，B错误。使用催化剂能增大CO和O生成CO2的反应速率，但不能增大平衡转化率，C错误。反应CO(g)＋O(g)===CO2(g)　ΔH1的化学计量数乘以2可得2CO(g)＋2O(g)===2CO2(g)　2ΔH1，O2(g)===2O(g)，断裂O—O键要吸收热量，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)的反应热为ΔH2，则有ΔH2>2ΔH1，D正确。]

3．(2019·江西抚州月考)根据碘与氢气反应的热化学方程式：

①I2(g)＋H2(g)2HI(g)　ΔH＝－9.48 kJ·mol－1

②I2(s)＋H2(g)2HI(g)　ΔH＝＋26.48 kJ·mol－1

下列判断正确的是(　　)

A．254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，充分反应放热9.48 kJ

B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ

C．反应①的产物比反应②的产物稳定

D．反应②的反应物具有的总能量比反应①的反应物具有的总能量低

D　[I2(g)和H2(g)的反应是可逆反应，254 g I2(g)、2 g H2(g)的物质的量均为1 mol，充分反应生成HI的物质的量小于2 mol，故反应放出热量小于9.48 kJ，A错误。根据盖斯定律，由①－②可得I2(g)===I2(s)的ΔH＝(－9.48 kJ·mol－1)－(＋26.48 kJ·mol－1)＝－35.96 kJ·mol－1，故1 mol I2(s)与1 mol I2(g)所含的能量相差35.96 kJ，B错误。反应①和②的产物均为HI(g)，故其稳定性相同，C错误。反应①和②的产物相同，反应①为放热反应，反应②为吸热反应，故反应②的反应物具有的总能量比反应①的反应物具有的总能量低，D正确。]

4．(2019·湖南衡阳联考)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　)

A．已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－185 kJ·mol－1，则H2的燃烧热为185 kJ·mol－1

B．已知：C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH<0，则金刚石比石墨稳定

C．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则1 molHCl与1 mol NH3·H2O反应放出57.3 kJ能量

D．已知：S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1，S(g)＋O2(g)===SO2(l)　ΔH2，则有ΔH1>ΔH2

D　[燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，而H2(g)与Cl2(g)反应生成HCl(g)，并未生成稳定的氧化物，故H2的燃烧热不等于185 kJ·mol－1，A错误。C(金刚石，s)===C(石墨，s)的ΔH<0，该反应为放热反应，等量的石墨具有的能量低于金刚石具有的能量，故石墨比金刚石更稳定，B错误。NH3·H2O是弱电解质，电离时要吸收热量，故1 mol HCl与1 mol  NH3·H2O反应放出能量小于57.3 kJ，C错误。S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)放出热量，生成等量的SO2(l)和SO2(g)，前者放出的热量多，因ΔH<0，则有ΔH1>ΔH2，D正确。]

5．(2018·河南漯河三模)已知：

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(　　)

A．＋412 kJ·mol－1　　　 B．－412 kJ·mol－1

C．＋236 kJ·mol－1　　　 D．－236 kJ·mol－1

C　[根据反应热(ΔH)与反应物的总键能、生成物的总键能的关系可知，反应SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)的ΔH＝(4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1)－(2×176 kJ·mol－1＋4×431 kJ·mol－1)＝＋236 kJ·mol－1。]

6．(2019·吉林通榆一中月考)下列关于热化学反应的描述正确的是(　　)

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

B．HCl和NaOH反应的中和热(ΔH)等于－57.3 kJ·mol－1，则CH3COOH和Ba(OH)2的中和热也等于－57.3 kJ·mol－1

C．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量少

D．已知：H—H键的键能为a kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为b kJ·mol－1，H—Cl键的键能为c kJ·mol－1，则生成1 mol HCl放出的能量为 kJ

C　[CO的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则有CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，从而可得2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝＋566.0 kJ·mol－1，A错误。CH3COOH是弱酸，电离过程中要吸收能量，故CH3COOH和Ba(OH)2的中和热不等于－57.3 kJ·mol－1，B错误。等物质的量的S(g)具有的能量高于S(s)，故等物质的量的S(g)和S(s)分别完全燃烧，前者放出的热量多，C正确。已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH<0，则有ΔH＝(a＋b－2c) kJ·mol－1＝－(2c－a－b) kJ·mol－1，则生成1 mol HCl时，放出的热量为 kJ，D错误。]

7．(2019·河北武邑调研)N2(g)与H2(g)在铁催化剂表面经历如下过程生成NH3(g)，下列说法正确的是(　　)

A．Ⅰ中破坏的均为极性键

B．Ⅳ中NH2与H的总键能大于NH3中的总键能

C．Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ均为放热过程

D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH>0

C　[由图可知，过程Ⅰ为N2＋H2―→N＋3H，故破坏的化学键均为非极性键，A错误。NH2＋H具有的总能量高于NH3具有的总能量，该过程放出热量，则Ⅳ中NH2＋H的总键能小于NH3中的总键能，B错误。由图可知，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ过程中反应物具有的总能量均大于生成物具有的总能量，故均为放热过程，C正确。由图可知， mol N2＋ mol H2具有的总能量高于1 mol NH3具有的总能量，则该反应为放热反应，ΔH<0，D错误。]

8．(2019·北京丰台区模拟)N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，其反应原理为N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g)　ΔH，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是(　　)

A．ΔH＝ΔH1＋ΔH2

B．ΔH＝－226 kJ·mol－1

C．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能

D．为了实现转化，需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O

D　[由图甲可得①N2O(g)＋Pt2O＋(s)===N2(g)＋Pt2O(s)　ΔH；②Pt2O(s)＋CO(g)===Pt2O＋(s)＋CO2(g)　ΔH2，根据盖斯定律，由①＋②可得N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g)，则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A正确。由图乙可知，该反应的ΔH＝Ea－Eb＝134 kJ·mol－1－360 kJ·mol－1＝－226 kJ·mol－1，B正确。该反应正反应的活化能Ea＝134 kJ·mol－1，逆反应的活化能Eb＝360 kJ·mol－1，故正反应的活化能小于逆反应的活化能，C正确。整个转化过程中，Pt2O＋是催化剂，Pt2O是中间产物，反应过程中没有被消耗，故不需要补充，D错误。]

9．(2019·陕西西安一中一模)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。

(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的热化学方程式分别为：

CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－802.3 kJ·mol－1

H2O(l)===H2O(g)ΔH＝＋44 kJ·mol－1

则356 g“可燃冰”(分子式为CH4·9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出的热量为________。

(2)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为_________________________________________。

(3)家用液化气中主要成分之一是丁烷(C4H10)。常温常压时，当1 g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50 kJ。试写出该状态下表示丁烷燃烧热的热化学方程式：________________________________________________________________________

____________________。

(4)环境保护问题正越来越受到关注，二氧化碳是主要的温室气体，而节能减排可以有效地降低二氧化碳的排放量。有效“减碳”的手段之一是节能。下列制氢方法最节能的是________(填序号)。

A．电解水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑

B．高温使水分解制氢：2H2O2H2↑＋O2↑

C．太阳光催化分解水制氢：2H2O2H2↑＋O2↑

D．天然气制氢：CH4＋H2OCO↑＋3H2↑

解析　(1)题给反应编号为①、②，根据盖斯定律①－2×②可得CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－802.3 kJ·mol－1－2×44 kJ·mol－1＝－890.3 kJ·mol－1,356 g“可燃冰”(分子式为CH4·9H2O)中甲烷的物质的量为2 mol，所以完全燃烧放出的热量为1 780.6 kJ。(2)根据题目所述，其热化学方程式为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 165 kJ·mol－1。(3)根据燃烧热的定义，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量，所以该状态下丁烷燃烧热的热化学方程式为C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－2 900 kJ·mol－1。(4)电解水需要大量的电能，A错误；高温使水分解需要大量的燃料，并产生大量的CO2及其他污染环境的气体，B错误；太阳能是自然存在的，最节能，C正确；天然气高温制氢气也需要大量的燃料，D错误。

答案　(1)1 780.6 kJ　(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 165 kJ·mol－1

(3)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)　ΔH＝－2 900 kJ·mol－1　(4)C