2024届高三新高考化学大一轮专题练习：化学反应热的计算

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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春·新疆塔城·高三塔城地区第一高级中学校考期中）常温下，根据键能数据估算的反应热量变化是
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能
414
489
565
155
A．放出 B．吸收
C．放出 D．吸收
2．（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
3．（2023春·河南新乡·高三统考期中）某温度下，在某一恒容密闭容器中，充入一定物质的量的NO和Cl2，发生反应，下列说法正确的是
A．仅适当降低温度，该反应的正逆反应速率均减小
B．加入合适的催化剂，该反应达到平衡时的值将增大
C．该反应的反应物的键能总和大于生成物的键能总和
D．保持其他条件不变，仅充入少量的稀有气体，该反应的速率将增大
4．（2023春·浙江·高三校联考期中）化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)，其能量变化如图所示，下列叙述正确的是

A．断裂1molA2(g)的化学键需要吸收akJ能量
B．该反应过程放出热量(a-b)kJ
C．每生成2个AB分子放出bkJ热量
D．2molAB(g)的能量高于1molA2(g)
5．（2023春·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考期中）氢能源是现在研究的热点。以太阳能为能源，热化学循环在较低温度下制备氢气的反应是一种高效、环保的制氢方法，其流程如图所示。
  
相关反应的热化学方程式为：
反应Ⅰ：  
反应Ⅱ：  
反应Ⅲ：  
下列说法不正确的是
A．总反应的热化学方程式为：  
B．和是总反应的催化剂
C．该过程实现了太阳能到化学能的转化
D．若反应  ，则
6．（2023秋·浙江宁波·高三统考期末）氢卤酸的能量关系如图所示：下列说法正确的是

A．已知HF气体溶于水放热，则HF的
B．相同条件下，HCl的比HBr的小
C．相同条件下，HCl的()比HI的大
D．一定条件下，气态原子生成1mol H-X键放出a kJ能量，则该条件下
7．（2023春·浙江绍兴·高三校联考期中）HCl(g)溶于大量水的过程放热，循环关系如图所示：下列说法不正确的是

A．，
B．若将循环图中元素改成元素，相应的
C．
D．
8．（2023春·北京海淀·高三清华附中校考期中）以为催化剂的光热化学循环分解反应，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图所示。
  
下列说法不正确的是
A．完全分解成和需要吸热30kJ
B．该反应中，光能和热能转化为化学能
C．使用作催化剂可以提高化学反应速率
D．过程①中吸收能量使钛氧键发生了断裂
9．（2023·全国·高三统考专题练习）甲基叔丁基醚(MTBE)是一种高辛烷值汽油添加剂，可由甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成，其反应过程中各物质相对能量与反应历程的关系如图所示(其中表示甲醇和异丁烯同时被吸附，表示甲醇先被吸附，表示异丁烯先被吸附)，下列说法不正确的是

A．三种反应历程中，反应速率最快
B．该条件下反应的热化学方程式为：  
C．甲醇比IB更易被催化剂吸附，所以若甲醇过多会占据催化剂表面从而减慢合成速率
D．同温同压下，只要起始投料相同，相同时间三种途径MTBE的产率一定相同
10．（2023春·重庆·高三校联考期中）下列说法正确的是
A．C(s，金刚石)=C(s，石墨)    ，则金刚石比石墨稳定
B．乙醇的燃烧热为，则乙醇燃烧的热化学方程式可表示为：    
C．    ，    ；则小于
D．同温同压下，反应在光照和点燃条件下的ΔH不同
11．（2023春·山东日照·高三校考阶段练习）由和反应生成和的能量变化如图所示。下列说法不正确的是

A．反应生成时转移
B．反应物能量之和大于生成物能量之和
C．  
D．每有形成时，该反应放出的能量
12．（2023·广东广州·广州市第二中学校考模拟预测）下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A．若2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH=-483.6kJ·mol-1，则H2的标准燃烧热为-241.8kJ·mol-1
B．若C(石墨；s)=C(金刚石，s)  ΔH>0，则石墨比金刚石稳定
C．已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)  ΔH=-57.4kJ·mol-1，则20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量
D．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)  ΔHl；2C(s)+O2(g)=2CO(g)  ΔH2，则ΔHl>ΔH2
13．（2023春·江苏南通·高三校联考阶段练习）已知：(1)C(s)＋O2(g)＝CO2(g)  △H1
(2)CH3COOH(l)＋2O2(g)＝2CO2(g)＋2H2O(l)   △H2
(3)2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)   △H3
(4)2CO2(g)＋4H2(g)＝CH3COOH(l)＋2H2O(l)   △H4
(5)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)＝CH3COOH(l)   △H5
下列关于上述反应的焓变的判断正确的是
A．△H1＜0，△H2＞0 B．△H5＝2△H1＋△H3−△H2
C．△H3＞0，△H5＜0 D．△H4＝△H2−2△H3
14．（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、非选择题
15．（2023春·陕西西安·高三长安一中校考期中）联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
(1)联氨分子的结构式为___________。
(2)美国加利福尼亚大学圣地亚哥的G· N·SChrauzer等人用氮气和水蒸气在触媒上，光照射下合成高能气态联氨初获成功。该反应的热化学方程式为___________。
化学键
N-H
H-O
O=O
N≡N
N-N
键能/KJ·mol-1
391
463
496
946
159
(3)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l)    ΔH1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)    ΔH2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)     ΔH3
④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)    ΔH4=-1048.9kJ·mol-1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=___________；联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为___________。
(4)火箭推进器中还可以装联氨和过氧化氢，当它们混合时即产生气体，并放出大量热。已知16 g联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气，放出321kJ的热量，写出该反应的热化学方程式___________。
(5)联氨常由氨气和次氯酸钠溶液反应制得，写出该反应的离子方程式___________。
(6)在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2 ，实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3：2，则该分解反应的化学方程式为___________。
(7)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨气相似。写出联氨与过量盐酸反应的离子方程式___________。
16．（2023春·甘肃张掖·高三高台县第一中学校考阶段练习）Ⅰ．某同学设计下图简易装置测定中和热。

回答下列问题：
(1)该装置中缺少的仪器是___________。
(2)50mL0.10mol/L的盐酸与50mL0.11mol/L的NaOH溶液混合后，测得反应放出的热量为285J，则中和热___________。若将环形玻璃搅拌棒换为金属搅拌棒，则测得反应放出的热量将___________(填“偏多”“偏少”或“不变”)。
Ⅱ．2021年世界环境日中国主题：人与自然和谐共生。
(3)以为催化剂的光热化学循环分解反应为温室气体的减排提供了一个新途径，断开各分子中1mol化学键吸收的能量如下表所示，则以为催化剂分解生成和的热化学方程式为___________。
化学键
C=O
C≡O(CO)
O=O
能量/
799
1072
496
(4)以太阳能为热源，金属氧化物为催化剂可以分解水制和，实现能源绿色化，其过程如下：
过程Ⅰ：，
过程Ⅱ：，
总反应：，
则过程Ⅱ的___________。
Ⅲ．
(5)已知强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热可表示为：，对于下列反应：
，
，
，上述反应均在溶液中进行，则下列、、的关系正确的是_______。
A． B． C． D．
17．（2023春·江苏南京·高三校考期中）空气中有丰富的氮气，科学家展开了向空气要氨气的系列研究。
(1)已知： 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH=a kJ·mol-1
N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH=b kJ·mol-1
4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1
工业上合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH= _______kJ·mol-1
(2)脱除烟气中的氮氧化物(主要是指NO和NO2)可净化空气、改善环境，是环境保护的主要课题。
①NO2的消除。
可以用碳酸钠溶液来进行吸收，在产生CO2的同时，会生成NaNO2，NaNO2是工业盐的主要成分，在漂白、电镀等方面应用广泛。
a.写出碳酸钠溶液消除NO2的化学方程式：_______。
b.经过一系列后续操作可以得到产品NaNO2，但一般会混有一定量_______的杂质。
②NO的消除。
HClO可有效脱除NO，但HClO不稳定，实际应用中常用其盐。 次氯酸盐脱除NO的主要过程如下：a.NO+HClO=NO2+HCl b.NO+NO2+H2O=2HNO2 c.HClO+HNO2=HNO3+HCl
下列分析不正确的是_______。
A．烟气中含有的少量O2能提高NO的脱除率
B．NO2单独存在时不能被脱除
C．脱除过程中，次氯酸盐溶液的pH下降
(3)研究不同温度下Ca(ClO)2溶液对NO脱除率的影响，结果如图所示。脱除过程中往往有Cl2产生，原因是_______(用离子方程式表示)；60～80℃NO脱除率下降的原因是_______。

(4)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如下图所示。当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时，与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应。该反应的化学方程式为_______。

18．（2023春·山东烟台·高三统考阶段练习）能源是国民经济发展的重要基础，如何合理利用现有能源以及开发新能源一直是研究的重点课题。
(1)在、时，完全燃烧生成液态水时放出的热量是。在直接以甲烷为燃料电池时，电解质溶液为酸性，负极的反应式为___________。理想状态下，该燃料电池消耗甲烷所能产生的最大电能为，则该燃料电池的理论效率(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)为___________。
(2)已知部分键能(E)数据如下：
化学键





946
389
243
431
反应___________。
(3)将煤转化为水煤气的方法是通过化学高温方法将煤转化为洁净燃料的方法之一，煤转化为水煤气的主要反应为。有关物质的燃烧热数据如下表所示：
物质
C






已知：转化为放出的热量。
①写出C完全燃烧的热化学方程式___________。
②写出煤转化为水煤气的主要反应的热化学方程式：___________。

参考答案：
1．A
【详解】根据反应断键吸收热量(414×4 mol+4 mol×155) = 2 276 kJ，成键放出热量(489 × 4 mol+4 mol×565 )=4 216 kJ，该反应放出热量4216kJ-2276k=1 940 kJ，故选A。
2．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。
3．A
【详解】A．仅适当降低温度，反应体系能量降低，活化分子百分数减小，故该反应的正、逆反应速率均减小，A正确；
B．化学平衡常数仅仅是温度的函数，温度不变平衡常数不变，且加入合适的催化剂，只能改变反应速率，不能是平衡发生移动，故该反应达到平衡时的值将不变，B错误；
C．由题干信息可知，该反应正反应为放热反应，故该反应的反应物的键能总和小于生成物的键能总和，C错误；
D．保持其他条件不变，仅充入少量的稀有气体，反应体系中各物质的浓度均不变，故该反应的速率将不变，D错误；
故答案为：A。
4．D
【详解】A．根据图示可知，断裂1molA2(g)和1molB2(g)的化学键需要吸收akJ能量，A错误；
B．从图中可知，生成物的能量高于反应物的能量，则该反应过程中吸收能量，B错误；
C．从图中可知，2molA(g)和2molB(g)每生成2molAB(g)分子放出bkJ的能量，C错误；
D．从图中可知，2molAB(g)的能量高于1molA2(g)和1molB2(g)，故2molAB(g)的能量高于1molA2(g)，D正确；
故答案选D。
5．A
【详解】A．反应Ⅰ+反应Ⅱ+反应Ⅲ，得到H2O(l)=H2(g)+O2(g)，根据盖斯定律，△H =△H1+△H2+△H3=( -213+327 +172) = +286 或，A错误；
B．根据流程图可知总反应为H2O(l)=H2(g)+O2(g)，SO2和I2起到催化剂的作用，B正确；
C．通过流程图，反应Ⅱ和Ⅲ，实现了太阳能到化学能的转化，C正确；
D．由A知H2O(l)=H2(g)+O2(g) ，则 ，液态水转化为气态水会吸收热量，则，则，D正确；
故选A。
6．D
【详解】A．已知HF气体溶于水放热，则HF气体溶于水的逆过程吸热，即HF的△H1＞0，故A错误；
B．由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下HCl的△H2比HBr的大，故B错误；
C．△H3＋△H4代表H(g)→H＋(aq)的焓变，与是HCl的还是HI的无关，故C错误；
D．一定条件下，气态原子生成1molH−X键放出a kJ能量，则断开1molH−X键形成气态原子吸收a kJ的能量，即为△H2＝＋akJ/mol，故D正确；
故答案选D。
【点睛】本题考查了反应热和焓变，难度中等，解题时要理解图中△H1所表达的意义，注意当反应逆向进行时，数值不变，符号相反。
7．C
【详解】A．H+(g)→H+(aq)、Cl-(g)→Cl-(aq)为放热过程，ΔH5Q3>Q1，故答案选C。
17．(1)(b＋-)
(2) B
(3) ClO-＋Cl-＋2H＋=Cl2↑＋H2O(或HClO＋Cl-＋H＋=Cl2↑＋H2O) HClO受热分解，溶液中HClO的浓度减小，氧化NO的能力下降
(4)2NH3＋NO2＋NO2N2＋3H2O

【详解】（1）根据盖斯定律：已知： 反应①：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)   ΔH1=a kJ·mol-1
反应②：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)    ΔH2=b kJ·mol-1
反应③：4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(l)   ΔH3=c kJ·mol-1
工业上合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)与上述三个反应的关系是，目标反应等于反应①×加上反应②减去反应③×，则ΔH=ΔH1× + ΔH2 -ΔH3×=+ b-，故答案是(b＋-)；
（2）①根据题目信息可知，碳酸钠与NO2反应生成CO2的同时，会生成NaNO2，其中氮元素化合价由+4降到+3，根据反应氧化还原反应的特点，同时生成NaNO3，氮元素化合价升高到+5，则碳酸钠溶液消除NO2的化学方程式：；上述反应同时生成NaNO2和NaNO3，经过一系列后续操作可以得到产品NaNO2，但一般会混有一定量NaNO3的杂质；
②A.烟气中含有的少量O2，氧气与NO反应生成NO2，能提高NO的脱除率，A项正确；
B. NO2能与水反应生成硝酸和NO，得到的NO与NO2会继续反应得到HNO2，也能被次氯酸盐反应，故NO2单独存在时能被脱除，B项不正确；
C.脱除过程中，生成强酸，硝酸和盐酸，故次氯酸盐溶液的pH下降，C项正确；
故答案选B；
（3）根据前一问知道，Ca(ClO)2溶液对NO脱除原理，反应有强酸生成，酸性条件下，次氯酸根离子与氯离子在酸性条件反应生成氯气，故脱除过程中往往有Cl2产生，原因是ClO-＋Cl-＋2H＋=Cl2↑＋H2O(或HClO＋Cl-＋H＋=Cl2↑＋H2O)；根据脱除原理，是次氯酸与氮氧化物反应，若升高温度，次氯酸受热易分解，不利于氮氧化物脱除，故60～80℃NO脱除率下降的原因是HClO受热分解，溶液中HClO的浓度减小，氧化NO的能力下降；
（4）由题目知，当NO2与NO的物质的量之比为1∶1时，与足量氨气在一定条件下发生脱氮反应。根据氮元素化合价升降，由图像可知产物是氮气和水，配平方程式，该反应的化学方程式为2NH3＋NO2＋NO2N2＋3H2O；
18．(1) CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ 85%
(2)-469kJ/mol
(3) C(s)+O2(g)=CO2(g)   ∆H=-393.5kJ/mol C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)   ∆H=+131.0kJ/mol

【详解】（1）由燃料电池是原电池的一种，负极失电子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，但在酸性介质中，正极不会生成大量氢离子，则电解质参与电极反应，甲醇燃料电池的负极反应式为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+，正极反应式为2O2+8H++8e-=4H2O，又该电池的理论效率为消耗1mol甲烷所能产生的最大电能与其燃烧热之比，则电池的理论效率为=×100%=85% ，故答案为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+；85%；
（2）根据反应物的键能总和减去生成物的键能总和计算反应热，该反应的ΔH=6×389+3×243-946-6×431=-469kJ/mol；
（3）①碳完全燃烧生成二氧化碳的反应，标注物质聚集状态和对应反应的焓变，C完全燃烧的热化学方程式为：C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH=-393.5kJ/mol，故答案为C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH=-393.5kJ/mol；
②由a：C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH=-393.5kJ/mol
b：CO(g)+O2(g)=CO2(g)   ΔH=-283.0kJ/mol
c：H2(g)+O2(g)=H2O(l)   ΔH=-285.8kJ/mol
d：H2O(g)=H2O(l)   ΔH=-44.0kJ/mol，
根据盖斯定律，a-b-c+d得：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)   ∆H=+131.0kJ/mol，故答案为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)   ∆H=+131.0kJ/mol。