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·浙江·校联考三模）我国科学家研究化合物催化氢化生成甲酸的机理，其中由化合物生成化合物过程的机理和相对能量曲线如下图所示。均为过渡态。下列说法正确的是
  
A．过渡态TS1比化合物Р更稳定
B．过程M→P为化合物M生成化合物N的决速步骤
C．化合物M催化氢化生成甲酸的反应过程中一定有键的生成和断裂
D．由生成的热化学方程式：
2．（2023春·浙江宁波·高三效实中学校考期中）在25 oC，101 kPa下，0.2 mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92 kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是
A．2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(g)   ∆H=+259.92 kJ/mol
B．2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(l)   ∆H=-259.92 kJ/mol
C．2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(l)   ∆H=+2599.2 kJ/mol
D．2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(l)   ∆H=-2599.2 kJ/mol
3．（2023春·广东惠州·高三惠州一中校联考阶段练习）下列说法正确的是
A．和反应的中和热为，则和反应的中和热为
B．已知；，则的燃烧热是
C．在一定温度和压强下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放出热量，则其热化学方程式为  
D．一定条件下  ，  ，则
4．（2023·重庆·重庆南开中学校考三模）将2 mol 和3 mol 置于密闭容器中，在250℃下只发生如下两个反应：
   kJ/mol
   kJ/mol
一段时间后，和恰好全部消耗，共放出303 kJ热量。
已知：部分化学键的键能如下表所示
化学键


(ClF中)
(中)
键能/(kJ/mol)
157
243
248
X
则X的值为
A．172 B．202 C．238 D．258
5．（2023春·福建三明·高三校联考期中）如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是

A．发生图1能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生
B．CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化符合图1
C．500 mL 2.0 mol·L 和500 mL 2.0 mol·L 的反应符合图2
D．固体与固体制备的反应符合图2
6．（2023春·浙江·高三期中）化学反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的能量变化如图所示：

已知断裂1molN≡N、1molN－H分别需吸收946kJ、391kJ的能量，则下列说法不正确的是
A．该反应为放热反应
B．ΔE2—ΔE1=92kJ•mol-1
C．拆开1molH2中化学键需要吸收436kJ的能量
D．生成2molNH3(l)放出的热量小于92kJ
7．（2023春·福建福州·高三校联考期中）下列各组热化学方程式中，化学反应的前者大于后者的是
A．    ，    
B．        ，        
C．        ，    
D．    ，    
8．（2023春·广东惠州·高三惠州一中校联考阶段练习）下列热化学方程式书写正确的是(的绝对值均正确)
A．  (反应热)
B．  (燃烧热)
C．  (反应热)
D．  (中和热)
9．（2023秋·浙江嘉兴·高三统考期末）下列热化学方程式正确的是
A．已知1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ：   kJ⋅mol-1
B．12g碳与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，需吸收120 kJ的热量：   kJ⋅mol-1
C．通常状况下，将1g氢气在氯气中完全燃烧，放出92.4 kJ热量：   kJ⋅mol-1
D．已知充分燃烧a g乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水，放出b kJ热量： kJ⋅mol-1
10．（2023春·湖北襄阳·高三襄阳市第一中学校考阶段练习）关于反应：①2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)  ΔH=-2 600 kJ/mol；
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)　       ΔH=-566 kJ/mol；
③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)      ΔH=+216 kJ/mol。
下列叙述正确的是
A．CO的燃烧热为ΔH=+283 kJ/mol
B．在③进行时，若加入催化剂，可以使ΔH减小
C．若有3.2 g CH4与足量水蒸气按③反应，则放出的热量是43.2 kJ
D．若生成相同质量的CO2，C2H2放出的热量大于CO
11．（2023春·天津和平·高三天津一中校考期中）用一氧化碳还原氮氧化物，可防止氮氧化物污染。已知：
①2C(s)+O2(g)=2CO(g)    △H1=-221kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)    △H2=+181kJ•mol-1
③2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)     △H3=-747kJ•mol-1
则C(s)的燃烧热为
A．221kJ•mol-1 B．393.5kJ•mol-1 C．442kJ•mol-1 D．787kJ•mol-1
12．（2022秋·广东茂名·高三信宜市第二中学校考开学考试）25℃、101 kPa时，1molCH4完全燃烧生成稳定的化合物放出889.6kJ热量，下列热化学方程式正确正确的是
A．CH4 (g) + 2O2 (g) = CO2 (g) +2H2O (g)        △H= - 889.6 kJ·mol- 1
B．CH4 (g)+O2(g) =CO2 (g)+H2O(g)  △H= -55.6 kJ·mol- 1
C．CH4 (g) +2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O (1)        △H= +889.6 kJ·mol- 1
D．CH4 (g) + 2O2 (g) =CO2 (g) + 2H2O (1)        △H= -889.6 kJ·mol- 1
13．（2023春·福建福州·高三福建省福州格致中学校考期中）化学家发现物质的能量变化与其反应路径无关。依据图示关系，下列说法错误的是

A．石墨燃烧是放热反应
B．        
C．化学反应的，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关
D．1 mol C(石墨)和1mol CO分别在足量中燃烧，全部转化为，前者放热多

二、多选题
14．（2023春·山东潍坊·高三广饶一中校考期中）标准状态下，1mol物质气态时的相对能量如图：
  
可根据)计算出中氧氧单键的键能为214。下列说法正确的是
A．    
B．断裂氧氧单键所需能量：
C．的键能为436
D．稳定性：

三、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·全国·高三专题练习）请回答下列问题：
(1)[2018全国Ⅲ]在催化剂作用下发生反应：


则反应的为_______。
(2)[2017全国Ⅱ]正丁烷脱氢制1-丁烯的热化学方程式如下：
①
已知：②
③
反应(1)的为_______。
(3)[2016全国Ⅲ]已知下列反应：



则反应的_______。
17．（2023春·河北唐山·高三统考开学考试）研究化学反应中的能量变化对生产、生活有重要的意义。
(1)某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以和NH3·H2O形式存在，处理过程中在微生物的作用下经过两步反应被氧化成，这两步反应过程中的能量变化如图所示：

1 mol(aq)全部被氧化成(aq)_______ (填“吸收”或“放出") 的热量是_______ kJ。
(2)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) △H=−72 kJ∙mol−1，蒸发1 mol Br2(l)吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：
物质
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
键能/kJ/mol
436
200
a
则表中a=_______。
(3)已知：N2(g)+O2(g)⇌2NO(g) △H1=+180.5 kJ∙mol−1
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H 2=−393.5 kJ∙mol−1；
2C(s)+O2(g) = 2CO(g) △H3=−21.0 kJ∙mol−1
若某反应(反应物与生成物均为气体)的平衡常数表达式为K=，请写出此反应的热化学方程式_______。
18．（2023·全国·高三专题练习）回答下列问题
(1)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，∆H1
b)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)，∆H2
c)CH4(g)C(s)+2H2(g)，∆H3
d)2CO(g)CO2(g)+C(s)，∆H4
e)CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)，∆H5
根据盖斯定律，反应a的∆H1=___________(写出一个代数式即可)。
(2)大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如表：
物质
H2(g)
C(石墨，s)
C6H6(l)
燃烧热△H(kJ·mol-1)
-285.8
-393.5
-3267.5
则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为___________。
(3)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CO2(g)+H2(g)=H2O(g)+CO(g)，△H1=+41kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)，△H2=-90kJ·mol-1
总反应的△H=___________kJ·mol-1.

参考答案：
1．C
【详解】A．由图可知，过渡态TS1比P能量高，则P更稳定，选项A错误；
B．由图可知，过程P→TS2为两步反应中活化能较大的反应，为慢反应，即为化合物M生成化合物N的决速步骤，选项B错误；
C．化合物M为催化剂，反应前后结构不会改变，比较M、N的结构可知，当Fe-O键的断裂重新连接氢原子生成M，所以一定有Fe-O键的生成和断裂，选项C正确；
D．图示为一个二氧化碳分子反应过程，能量变化为-11.63eV，所以当有1mol二氧化碳反应能量变化为-11.63eV×1.6×10-19J/eV×6.02×1023=1.12×106J=1120kJ，则该过程的热化学方程式为：M（s）+CO2（g）=N（s）ΔH=-1120kJ⋅mol-1，选项D错误；
答案选C。
2．D
【分析】0.2mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92kJ热量，则反应的热化学方程式为0.2C2H2(g)+0.5O2(g)=0.4CO2(g)+0.2H2O(l)△H=-259.92 kJ/mol，结合热化学方程式中反应热与物质的物质的量成正比来判断．
【详解】A．反应是放热的，所以焓变是负数，且水是液态水，A错误；
B．0.2mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92kJ热量，则0.2C2H2(g)+0.5O2(g)=0.4CO2(g)+0.2H2O(l)  H=-259.92 kJ/mol，则2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l)H═-2599.2 kJ/mol，B错误；
C．反应是放热的，所以焓变是负数，C错误；
D．0.2mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出259.92kJ热量，则2mol C2H2完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出2599.2kJ热量，2C2H2(g)+5O2(g)═4CO2(g)+2H2O(l)H═-2599.2 kJ/mol，D正确；
故答案为：D。
3．D
【详解】A．H2SO3为弱酸，电离时吸收热量，盐酸是强酸，和反应的中和热为，则和反应的中和热小于，故A错误；
B．已知；，水是气态，而的燃烧热是1mol完全燃烧生成液态水、二氧化碳气体放出的热量，则C2H5OH(l)的燃烧热不是1366.8kJ/mol，故B错误；
C．N2和H2的反应为可逆反应，不能进行完全，所以的△H≠-38.6kJ/mol，故C错误；
D．等物质的量的SO3(g)比SO3(l)的能量高，所以生成2molSO3(g)时放出的热量少，焓变大，即0>△H1＞△H2，故D正确；
选D。
4．A
【分析】根据反应热与键能的关系△H＝∑D（反应物）−∑D（生成物），可求出a，以及用x把b表示出来，然后根据化学方程式的计算可解。
【详解】根据反应热与键能的关系△H＝∑D（反应物）−∑D（生成物），由题意Cl2＋F2═2ClF ΔH1＝akJ/mol；Cl2＋3F2═2ClF3 ΔH2＝bkJ/mol可知；ΔH1＝（243＋157−2×248）kJ/mol＝−96kJ/mol，ΔH2＝（243＋3×157−2×3x）kJ/mol＝（714−6x）kJ/mol，即a＝−96，b＝714−6x，设参与Cl2＋F2═2ClF ΔH1＝akJ/mol的氯气物质的量为m，则消耗的氟气也为m，剩下的氯气和氟气正好按Cl2＋3F2═2ClF3 ΔH2＝bkJ/mol的系数比反应，即，解之得，m＝1.5mol，则有1.5mol×（−96kJ/mol）＋0.5mol×（714−6x）kJ/mol＝303kJ，解之得x＝172，
故答案选A。
【点睛】本题把键能与反应热的关系应用到化学方程式的计算中，难度不大。
5．D
【详解】A．焓变与反应条件没有关系，故A错误；
B．浓硫酸溶于水时放热但是物理变化，图1表示的是化学变化中能量变化，氧化钙和水反应放热，符合图1能量变化，故B错误；
C．酸碱中和放热，500 mL 2.0 mol·L 和500 mL 2.0 mol·L 反应放热，图2是吸热能量变化，故C错误；
D．固体与固体制备反应吸热，图2是吸热能量变化，故D正确；
故选：D。
6．D
【详解】A．由图可知，合成氨反应为放热反应，故A正确；
B．由图可知，反应的焓变ΔH=—(△E2—△E1)=—92 kJ/mol，则△E2-△E1=92J/mol，故B正确；
C．由焓变的计算可知，H—H键的键能为436kJ/mol，则拆开1mol氢气中化学键需要吸收436kJ的能量，故C正确；
D．反应的焓变△H=—(△E2—△E1)=—92 kJ/mol，则生成2mol氨气放出92 kJ热量，氨气的能量高于液氨，所以生成2mol液氨放出的能量大于92kJ，故D错误；
故选D。
7．B
【详解】A．是1molC（s）的完全燃烧，而是1molC(s)的不完全燃烧，相同物质的量的可燃物在完全燃烧时放出的热量要多于不完全燃烧放出的热量，对于放热反应，放出的热量越多，焓变的值越小，故△H1＜△H2，故A错误；
B．反应  ，  均为放热反应，1molS(s)的能量低于1molS(g)，当产物相同，反应物的能量越高，则反应放热越多，故△H3＞△H4，故B正确；
C．  ，  计量数不同，而反应热与计量数成正比，故前者放出的热量是后者的2倍，则△H5＜△H6，故C错误；
D．  ，  ，由于前者是放热反应，即△H7是负值，后者为吸热反应，则△H8为正值，故△H7＜△H8，故D错误；
故选B。
8．C
【详解】A．，没有写物质的状态，故A错误；
B．氢气燃烧热是生成液态水，故B错误；
C．合成氨是放热反应，则  ，故C正确；
D．中和热是指稀的强酸和稀的强碱溶液反应生成1mol液态水，  ，故D错误。
综上所述，答案为C。
9．D
【详解】A．1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ，则反应的焓变ΔH=—=—890kJ/mol，故A错误；
B．没有注明反应物和生成物的聚集状态，所以热化学方程式书写错误，故B错误；
C．由题意可知，氢气在氯气中完全燃烧的反应为放热反应，反应的焓变ΔH小于0，故C错误；
D．充分燃烧ag乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水，放出b kJ热量，则反应的焓变ΔH=—4bkJ/mol，反应的热化学方程式为 kJ⋅mol-1，故D正确；
故选D。
10．D
【详解】A．CO的燃烧热为1 mol CO完全燃烧产生CO2气体时放出热量，则反应热小于0，故根据②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol可知CO的燃烧热为ΔH=-283 kJ/mol，A错误；
B．在③进行时，若加入催化剂，可以降低反应的活化能，但不能改变反应物即生成物的总能量，因此不能使ΔH减小，B错误；
C．3.2 g CH4的物质的量是n(CH4)=，根据③CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+216 kJ/mol可知：若有3.2 g CH4与足量水蒸气按③反应，则吸收的热量是43.2 kJ，C错误；
D．根据①可知反应产生2 mol CO2气体，放出热量是1300 kJ，而根据②反应可知产生2 mol CO2气体，放出热量是566 kJ，故若生成相同质量的CO2，C2H2放出的热量大于CO，D正确；
故合理选项是D。
11．B
【详解】根据盖斯定律分析，有（①+②+③）/2得热化学方程式为：C(s)+O2(g)= CO2(g) △H=（-221kJ•mol-1+181kJ•mol-1-747kJ•mol-1）/2=-393.5 kJ•mol-1。
故选B。
12．D
【分析】25℃、101 kPa时，CH4完全燃烧生成稳定的化合物是指生成二氧化碳气体和液态水；故1mol CH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热为889.6 kJ。
【详解】A．所给热化学方程式中水为气态，应为液态水，A错误；
B．所给热化学方程式中水为气态，应为液态水，B 错误；
C．甲烷燃烧为放热反应，反应热△H为负值，C 错误；
D．25℃、101 kPa时，1mol CH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热为889.6 kJ，表示为CH4 (g) +2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O (1)△H= +889.6 kJ·mol- 1，D正确。
故选D。
13．B
【详解】A．从图看C(石墨)与O2变为CO2的ΔH