2024届高三新高考化学大一轮专题练习：化学反应的热效应

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习---化学反应的热效应
一、单选题
1．（2023秋·河南平顶山·高三统考期末）已知几种化学键的键能如表所示：
化学键




键能
a
436
463
750
根据热化学方程式：  ，计算表中的a为
A．484.5 B．969 C．872 D．1938
2．（2023秋·河南周口·高三统考期末）常温常压下，甲醇完全燃烧生成和液态水时放热，下列热化学方程式正确的是
A．
B．
C．
D．
3．（2023春·重庆江津·高三校考期中）根据下图，下列有关说法错误的是

A．该反应为吸热反应
B．该反应断裂旧键放出了热量
C．该反应物总能量低于生成物总能量
D．该反应可能是碳酸钙分解反应
4．（2023春·福建福州·高三福建省福州第八中学校考期中）N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法不正确的是
  
A．②→③过程，是吸热过程
B．③→④过程，N原子和H原子形成了含有共价键的NH3
C．合成氨反应中，反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
D．合成氨反应中，反应物总能量大于生成物总能量
5．（2023秋·广东河源·高三统考期末）我国科研人员利用催化剂将和转化为高附加值产品，其历程如图所示。下列说法错误的是

A．总反应的
B．反应过程中，最先断C=O键
C．状态②的化学式是H、
D．总反应为
6．（2023春·湖南长沙·高三雅礼中学校考期中）下列反应中，属于氧化还原反应且反应前后能量变化如图所示的是

A．生石灰溶于水
B．食物腐败变质
C．高温条件下碳粉与二氧化碳的反应
D．晶体与固体的反应
7．（2023春·广东深圳·高三深圳中学校考期中）已知某反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是
  
A．该反应一定需要加热
B．反应物的总能量高于生成物的总能量
C．该反应可以用于表示受热分解的反应
D．断开反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量
8．（2023春·四川成都·高三统考期中）图像法是研究化学反应的一种常用方法。已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化曲线如图所示，则下列叙述中正确的是

A．A2(g)+B2(g)=2AB(g)是一个放热反应
B．A2(g)与B2(g)每生成2molAB(g)时吸收bkJ能量
C．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量
D．断裂1molA－A键和1molB－B键时放出akJ能量
9．（2023春·黑龙江齐齐哈尔·高三统考期中）自然界中臭氧形成反应的能量变化如图所示。下列说法中错误的是
  
A．为放热反应
B．氧气比臭氧稳定
C．反应物的能量低于生成物
D．中化学键的断裂需要放出能量
10．（2023春·辽宁鞍山·高三校联考阶段练习）根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是

A．分解为与时放出热量
B．生成时吸收热量
C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙
D．氢气和氧气的总能量小于水蒸气的能量
11．（2023春·重庆九龙坡·高三四川外国语大学附属外国语学校校联考期中）在碳中性循环的模式下，通过制备甲醇能减少或避免向大气中排放，具有重要的应用价值。使用铜基催化剂时，体系内发生如下反应：
①   kJ⋅mol
②   2kJ⋅mol
③  
在两个相同容器内以1∶3的比例分别充入和，其压强分别为2 MPa和5 MPa，测得转化率随反应温度的变化如图，下列说法不正确的是

A． kJ⋅mol
B．曲线Ⅰ压强为5 MPa，曲线Ⅱ压强为2 MPa
C．随温度升高转化率先减小后增大，其原因是低温下主要发生反应①，高温主要发生反应②
D．若将纵坐标改为产率，则图像变化趋势与原图一致
12．（2023春·重庆江北·高三重庆十八中校考期中）肼()是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ)：N=N键为942、O=O键为500、N-N键为154，则断裂1molN-H键所需的能量是

A．194kJ B．391kJ C．516kJ D．658kJ
13．（2023春·湖北·高三校联考期中）下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是
A．铁粉与稀硫酸的反应
B．灼热的木炭与水蒸气的反应
C．醋酸和氢氧化钾溶液的反应
D．晶体与晶体的反应

二、多选题
14．（2023秋·浙江·高三期末）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．△H2+△H3+△H4+△H5+△H6＞0
B．△H5＜0，△H6＜0
C．△H3-△H4＞0
D．若将循环图中Cl元素改成Br元素，相应的△H2(Br)＜△H2(Cl)

三、非选择题
15．（2023春·四川绵阳·高三盐亭中学校考阶段练习）回答下列问题
(1)有①、、    ②、、    ③红磷、白磷    ④、、四组微粒或物质，回答下列问题：互为同位素的是_______(填编号，下同)，互为同素异形体的是_______。
(2)化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的，图为(g)和(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化：

①该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”)；
②该反应中反应物的总能量_______生成物的总能量(填“大于、小于或等于”)；
③该反应中，每生成1mol NO(g)，放出(或吸收)热量_______kJ。
(3)某实验小组进行如图甲所示实验，请判断b中温度_______(填“升高”或“降低”)。反应过程_______(填“a”或“b”)的能量变化可用图乙表示。

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·江苏盐城·高三校考阶段练习）按要求完成下列填空。
(1)氮是动植物生长不可缺少的元素，合成氨的反应对人类解决粮食问题贡献巨大，反应如下：N2+3H22NH3。
①合成氨的反应中的能量变化如图所示。该反应是_____反应(填“吸热”或“放热”)。

②在一定条件下，将一定量的N2和H2的混合气体充入某密闭容器中，一段时间后，下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是_____(填字母)。
a.容器中N2、H2、NH3共存
b.N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2
c.容器中的压强不随时间变化
d.N2、NH3浓度相等
(2)从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化，化学键的键能如表所示。
化学键
H－H
O=O
H－O
键能(kJ/mol)
436
496
463
反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH=_____。生成1mol H2O(g)可以放出热量是_____kJ。
(3)下列反应中，属于放热反应的是_____，属于吸热反应的是_____。
a.盐酸与烧碱溶液反应
b.Ba(OH)2•8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑
c.氢气在氧气中燃烧生成水
d.高温煅烧石灰石使其分解
e.铝和盐酸反应
18．（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_______。


参考答案：
1．B
【详解】反应物总键能-生成物总键能，可求得，B项正确。
2．A
【分析】甲醇的物质的量为，完全燃烧时放热72.58kJ，甲醇的燃烧热为1mol甲醇完全燃烧生成和时所放出的热量，故其热化学方程式为  
【详解】A．甲醇的燃烧热的热化学方程式为，A项正确；
B．燃烧热的热化学方程式中甲醇的系数应为1，且根据计算可知2mol甲醇燃烧放出的热量为1451.6kJ，B项错误；
C．甲醇燃烧为放热反应，应为负值，C项错误；
D．甲醇的燃烧热为1mol甲醇完全燃烧生成和时所放出的热量，D项错误；
故选A。
3．B
【详解】A．反应物能量低于生成物能量，是吸热反应，故A正确；
B．旧键断裂吸收能量，故B错误；
C．由图可知，该反应物总能量低于生成物总能量，故C正确；
D．碳酸钙分解是吸热反应，反应物总能量低于生成物总能量，故D正确；
故选B。
4．C
【详解】A．②→③过程是断开化学键，是吸热过程，故A正确；
B．③→④过程是形成化学键，N原子和H原子形成了含有极性键的NH3，故B正确；
C．合成氨反应是放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，故C错误；
D．合成氨反应是放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，故D正确。
综上所述，答案为C。
5．B
【详解】A．由图可知，生成物总能量低于反应物总能量，为放热反应，，A正确；
B．状态①先断的是中的C-H键，B错误；
C．由图可知，状态②的化学式是H、，C正确；
D．由图可知，总反应为，D正确；
故选B。
6．B
【详解】A．生石灰溶于水生成氢氧化钙，元素化合价不变，属于非氧化还原反应，故不选A；
B．食物腐败变质，属于食物的缓慢氧化，反应放热，生成物总能量小于反应物总能量，故选B；
C．高温条件下碳粉与二氧化碳的反应生成CO，C元素化合价有变化，属于氧化还原反应，属于吸热反应，生成物总能量大于反应物总能量，故不选C；
D．晶体与固体的反应，属于非氧化还原反应，是吸热反应，生成物总能量大于反应物总能量，故不选D；
选B。
7．C
【分析】图示中生成物能量高于反应物能量，反应为吸热反应；
【详解】A．吸热反应不一定需要加热，如氢氧化钡和氯化铵的反应，A错误；
B．反应物的总能量低于生成物的总能量，B错误；
C．碳酸钙高温分解为吸热反应，C正确；
D．反应为吸热反应，则断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量，D错误；
故选C。
8．C
【分析】据图像可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，反应为吸热反应。
【详解】A．根据分析，反应吸热，焓变大于0，反应热=反应物能量总和-生成物能量总和= +(a-b) kJ/mol，属于吸热反应，A错误；
B．由图中信息可知，每生成2mol AB(g)吸收的热量应为(a-b)kJ，B错误；
C．由图像可知，反应吸热，反应物总能量小于生成物总能量，C正确；
D．断键应吸收能量，断裂1mol A-A和1mol B-B键，吸收akJ能量，D错误；
故选：C。
9．D
【详解】A．根据图示，生成物总能量大于反应物总能量，为吸热反应，则为放热反应，A正确；
B．氧气的能量比臭氧低，所以氧气比臭氧稳定，B正确；
C．根据图示，反应物的能量低于生成物，C正确；
D．化学键断裂需要吸收能量，D错误。
故选D。
10．C
【分析】由图中信息可知，1molH2(g)断裂共价键变为2molH(g)要吸收436kJ的热量，0.5molO2(g)断裂共价键变为1molO(g)要吸收249kJ的热量，2molH(g)和1molO(g)结合成1molH2O(g)要放出930kJ的热量。则1molH2(g)和0.5molO2(g)反应生成1molH2O(g)放出930kJ-436kJ-249kJ=245kJ的热量，因此水分解为H2与O2时吸收热量。
【详解】A．根据分析，H2O(g)分解为H2与O2时吸收热量，A错误；
B．根据分析，1molH2和0.5molO2反应生成1molH2O放出930kJ-436kJ-249kJ=245kJ的热量，B错误；
C．根据分析，甲乙，断键吸收热量，则能量乙>甲，该反应放热，则能量甲>丙，因此总能量大小关系为乙>甲>丙，C正确；
D．未指明三种物质具体的量，无法比较氢气和氧气的总能量与水蒸气的能量的大小关系，D错误；
故选C。
11．D
【详解】A．根据盖斯定律，反应③=①-②， kJ·mol，A正确；
B．直接涉及转化的反应为①、②，压强增大时，①平衡右移，②不移动，总体转化率增大，曲线Ⅰ为5 MPa，曲线Ⅱ为2 MPa，B正确；
C．反应①放热，反应②吸热，故低温下主要发生反应①，高温下主要发生反应②，温度升高时反应①平衡左移，转化率减小，到一定温度时发生反应②，且随温度升高平衡右移，转化率增大，总体先减小后增大，C正确；
D．只有反应①③才生成甲醇，均为放热反应，随温度升高甲醇产率降低，D错误；
故选D。
12．B
【详解】根据图中内容可知，，化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新建形成释放能量，设断裂1molN-H键所需的能量为K，所以有154+4K+500=2218；解得K=391；
故答案选B。
13．B
【详解】A．铁粉和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气同时放出热量，属于氧化还原反应和放热反应，A错误；
B．灼热的木炭与水蒸气反应生成CO和H2，同时吸收热量，属于氧化还原反应和吸热反应，B正确；
C．醋酸和氢氧化钾的反应没有元素化合价变化，不是氧化还原反应，C错误；
D．氢氧化钡晶体和氯化铵的反应没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应，D错误；
故答案选B。
14．AD
【分析】结合转化过程，HCl(g)转化为H(g)、Cl(g)吸收能量，H(g)H+(g)、Cl(g)Cl-(aq)放出热量，H+(g)→H+(aq)、Cl-(g)→Cl-(aq)放出热量，据此分析。
【详解】A．由盖斯定律可知，△H2+△H3+△H4+△H5+△H6=△H1，HCl(g)=H+(aq)+Cl-(aq)是放热反应，△H1＜0，△H2+△H3+△H4+△H5+△H6＜0，故A错误；
B．H+(g)→H+(aq)是放热反应，△H5＜0；Cl-(g)→Cl-(aq)是放热反应，△H6＜0，故B正确；
C．H原子非金属性小于CI原子，H更加容易失去电子，则△H3＞△H4，△H3-△H4＞0，故C正确；
D．Cl的非金属性大于Br，放热反应焓变为负值，则△H2(Br) ＞△H2(Cl)，故D错误；
故选AD。
15．(1) ①④ ③
(2) 吸热 小于 90
(3) 降低 a

【详解】（1）① 、、为氧元素的不同原子；具有相同质子数，不同中子数(或不同质量数)同一元素的不同核素互为同位素，则、、互为同位素；
②H2、D2、T2为氢元素的不同原子构成的同一单质；
③红磷、白磷为磷元素构成的不同单质；由同样的单一化学元素组成，但性质却不相同的单质互为同素异形体，则红磷、白磷互为同素异形体；
④、、为氢元素的不同原子；具有相同质子数，不同中子数(或不同质量数)同一元素的不同核素互为同位素，则、、互为同位素；
四组微粒或物质，互为同位素的是①④，互为同素异形体的是③；
（2）①根据图示，E吸=946kJ+498kJ=1444kJ，E放=2×632kJ=1264kJ，E吸＞E放，该反应为吸热反应；
②根据①中分析，该反应为吸热反应，则反应物的总能量小于生成物的总能量；
③该反应为吸热反应，由图可知，每生成2molNO(g)，吸收热量=1444kJ-1264kJ=180kJ，则每生成1 mol NO(g)，吸收热量90kJ。
（3）氢氧化钡晶体和氯化铵的反应为吸热反应，故温度降低；图乙中生成物能量低于反应物能量为放热反应，铝和稀盐酸的置换反应为放热反应，故反应过程a的能量变化可用图乙表示。
16．(1)温度计
(2) -57kJ/mol 偏少
(3)2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+556kJ/mol
(4)216.5kJ/mol
(5)C

【详解】（1）实验测定反应的初始温度和最高温度来计算反应热，故还缺少温度计。
（2）50mL0.1mol/L的盐酸与50mL0.11mol/L的NaOH混合，放出热量285J，此时NaOH过量，0.005mol盐酸与0.005molNaOH反应放出285J的热量，则1mol盐酸与1molNaOH反应放出57kJ的热量，ΔH=-57kJ/mol。将环形玻璃搅拌棒换为金属搅拌棒，因为金属的导热性好于玻璃，这样反应放出的热量将散失得更多，测得反应放出的热量将偏少。
（3）以TiO2为催化剂分解CO2(g)生成CO(g)和O2(g)，ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(4×799-1072×2-496)kJ/mol=556kJ/mol。热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+556kJ/mol。
（4）根据三个方程式可知，过程Ⅰ方程式+过程Ⅱ方程式×2=总反应方程式，则ΔH2==216.5kJ/mol。
（5）醋酸为弱电解质，电离吸热，浓硫酸溶于水放热，硝酸和NaOH正常反应无额外的吸热或者放热过程，因此Q2>Q3>Q1，故答案选C。
17．(1) 放热 c
(2) -484kJ/mol 242
(3) ace bd

【详解】（1）①根据图示是能量变化，反应前反应物的总能量高于反应后生成物的总能量，因此该反应为放热反应；
②根据变量不变的原则：
a．反应刚开始时到反应达平衡后，体系中均有这三种物质，三种物质均共存，不能用这个条件判断反应达平衡，a不符合题意；
b．当体系达平衡状态时，N2、H2、NH3的物质的量之比可能为1∶3∶2，也可能不是，与各物质的初始量及转化率有关，不能用这个条件判断反应达平衡，b不符合题意；
c．随着反应的进行，气体总物质的量减小，因此压强也会减小，故当反应容器中压强不随时间变化时，说明反应达平衡状态，可以用这个条件判断反应达平衡，c符合题意；
d．平衡时，N2与NH3的浓度保持不变，而不一定相等，不能用这个条件判断反应达平衡，d不符合题意；
故答案选c。
（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的ΔH，ΔH=(2×436+496-4×463)kJ/mol=-484 kJ/mol，根据热化学方程式，每生成2mol H2O要放出484kJ的能量，故生成1mol H2O放出242kJ的能量。
（3）a．盐酸与烧碱溶液的反应为放热反应；
b．八水合氢氧化钡与氯化铵固体的反应为吸热反应
c．氢气与氧气的燃烧为放热反应；
d．高温煅烧石灰石为吸热反应；
e．铝和盐酸的反应为放热反应；
综上所述属于放热反应的是ace，属于吸热反应的是bd。
18．(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；