9_专题九化学反应的热效应习题+检测+10年高考题分类

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专题九　化学反应的热效应
基础篇
考点一　化学反应中能量变化的有关概念
1.(2023届山西长治9月质检,14)化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化。下列相关表述正确的是(　　)
A.一定条件下,将0.5 mol H2和0.5 mol I2(g)置于密闭容器中充分反应生成HI放热a kJ,其热化学方程式为H2(g)+I2(g) 2HI(g)　ΔH=-2a kJ/mol
B.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+12O2(g) H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ/mol
C.S(g)+O2(g) SO2(g)　ΔH1
S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH2　ΔH1>ΔH2
D.HCl和NaOH反应的中和反应反应热ΔH=-57.3 kJ/mol,则0.5 mol H2SO4和足量Ba(OH)2溶液反应的ΔH=-57.3 kJ/mol
答案　B　
2.(2022上海崇明二模,5)有关反应的热效应说法正确的是(　　)
A.常温下自发进行的反应也可以是吸热反应
B.氧化还原反应都属于放热反应
C.有催化剂参与的反应是放热反应
D.有化学键断裂的反应是吸热反应
答案　A　
3.(2020天津,10,3分)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1
C.正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.使用催化剂,可以改变反应的反应热
答案　D　
4.(2022上海徐汇二模,19改编)氢气是一种清洁能源,下图是H2和O2反应生成H2O的能量变化示意图,由图可知下列说法中正确的是　(　　)

A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1
B.生成2 mol H2O(g)需要吸收483.6 kJ的能量
C.H2和O2具有的总能量比H2O所具有的总能量高
D.H2O(g)→H2O(l),断键吸收的能量小于成键释放的能量
答案　A　
5.(2023届重庆一中10月月考,13)BaSO3和盐酸反应:BaSO3(s)+2HCl(aq) SO2(g)+H2O(l)+BaCl2(aq)　ΔH。该反应的反应历程和部分物质的相对能量如下图所示。

①BaSO3(s) BaSO3(aq)　ΔH1
②BaSO3(aq) Ba2+(aq)+SO32−(aq)　ΔH2
③SO32−(aq)+H+(aq) HSO3−(aq)　ΔH3
④HSO3−(aq)+H+(aq) H2SO3(aq)　ΔH4
⑤H2SO3(aq) H2O(l)+SO2(aq)　ΔH5
⑥SO2(g) SO2(aq)　ΔH6
下列说法正确的是(　　)
A.盐酸与BaSO3反应较与Na2SO3反应慢,与c(SO32−)较小等因素有关
B.ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6
C.一定温度下,BaSO3饱和溶液中,加入BaCl2固体,c(Ba2+)·c(SO32−)增大
D.SO32−(aq)+2H+(aq) H2O(l)+SO2(g)　ΔH=(c-a) kJ·mol-1
答案　A　
6.(2022河南洛阳二模,11)我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应历程。该历程可用示意图表示如下。下列说法正确的是(　　)

A.由X、Y生成M的总反应原子利用率为100%
B.①→②过程属于吸热反应
C.X、Y、M分别为甲烷、二氧化碳和乙醇
D.反应过程中有C—H键、C—C键、O—H键形成
答案　A　
7.(2020浙江1月选考,22,2分)在一定温度下,某反应达到了化学平衡,其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是(　　)

A.Ea为逆反应活化能,Ea'为正反应活化能
B.该反应为放热反应,ΔH=Ea'-Ea
C.所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量
D.温度升高,逆反应速率加快幅度大于正反应速率加快幅度,使平衡逆移
答案　D　
8.(2022天津南开期末,10)碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示。
①H2(g)+I2(?) 2HI(g)　ΔH=-9.48 kJ/mol
②H2(g)+I2(?) 2HI(g)　ΔH=+26.48 kJ/mol
下列判断正确的是(　　)
A.HI(g)比HI(s)热稳定性更好
B.1 mol固态碘升华时将吸热17 kJ
C.①中的I2为固态,②中的I2为气态
D.①的反应物总能量比②的反应物总能量高
答案　D　
9.(2022海南中部六市县一模,11)(双选)以CO和H2为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时,第一步就需要CO2转化为甲醇。
已知:①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1=-90.5 kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41.1 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　
ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
下列说法正确的是(　　)
A.若温度不变,反应①中生成1 mol CH3OH(l)时,放出的热量大于90.5 kJ
B.对于②反应,选用高效催化剂,可降低反应的焓变
C.CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.4 kJ·mol-1
D.以CO2和H2O为原料合成甲醇,同时生成O2,该反应放出能量
答案　AC　
10.(2022河北秦皇岛三模,12)在催化剂表面CO2与H2反应的部分历程如图所示,吸附在催化剂表面的物种用“·”标注,Ts表示过渡态。下列说法错误的是(　　)

A.物质吸附在催化剂表面时通常比其形成的过渡状态稳定
B.②→③是图中①至⑥的历程中的决速步骤
C.③→④的过程中断裂了非极性共价键
D.反应·CO2+H2(g) ·CO+H2O(g)的ΔHΔH3　　　　　　　　　D.ΔH3>0,ΔH20,ΔH2>0　　　　
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH1>ΔH2,ΔH3>ΔH2　　　　
D.ΔH2=ΔH3+ΔH4
答案　C　

11.(2018天津理综,10节选)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:
CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)
已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
C—H
CO
H—H
C← O(CO)
键能/
kJ·mol-1
413
745
436
1 075
则该反应的ΔH=　　　　　　　　。 
答案　+120 kJ·mol-1
12.(2022黑龙江齐齐哈尔二模,28节选)含氯化合物的反应在化学工业中具有重要的地位。回答下列问题:
(1)次氯酸钠氧化法可以制备Na2FeO4。
已知:2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)　ΔH=a kJ·mol-1
NaCl(aq)+H2O(l) NaClO(aq)+H2(g)　ΔH=b kJ·mol-1
4Na2FeO4(aq)+10H2O(l) 4Fe(OH)3(s)+3O2(g)+8NaOH(aq)　ΔH=c kJ·mol-1
反应2Fe(OH)3(s)+3NaClO(aq)+4NaOH(aq) 2Na2FeO4(aq)+3NaCl(aq)+5H2O(l)的ΔH=
　　　　　　kJ·mol-1。 
答案　(1)-32a−3b−12c
13.(2018江苏单科,20节选)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l) HNO3(aq)+HNO2(aq)　ΔH=-116.1 kJ·mol-1
3HNO2(aq) HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)　ΔH=75.9 kJ·mol-1
反应3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。 
答案　-136.2
14.(2022福建龙岩三模,13节选)CO2-CH4催化重整是减缓温室效应、实现碳中和的重要方式,其主反应为CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)　ΔH,反应体系还涉及以下副反应:
ⅰ.CH4(g) C(s)+2H2(g)　
ΔH1=+75.0 kJ/mol
ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.0 kJ/mol
ⅲ.CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g)　ΔH3=-131.0 kJ/mol
(1)主反应的ΔH=　　　　　　kJ/mol。 
(2)我国学者对催化重整的主反应进行理论研究,提出在Pt-Ni或Sn-Ni合金催化下,先发生甲烷逐级脱氢反应,其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。

不同催化剂的甲烷脱氢反应历程与相对能量的关系
①该历程中最大能垒E(正)=　　　　eV。 
答案　(1)+247　(2)3.809　
15.(2021全国甲,28节选)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:
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) CO(g)+H2O(g)　ΔH1=+41 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH2=-90 kJ·mol-1
总反应的ΔH=　　　　kJ·mol-1;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是　　　　　(填标号),判断的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案　-49　A　ΔH1为正值,ΔH2和ΔH为负值,反应①活化能大于反应②的
16.(2021山西运城期中,20节选)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,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH3
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
化学键
H—H
C—O

H—O
C—H
E/(kJ·mol-1)
436
343
1 076
465
413
由此计算ΔH1=　 　　kJ·mol-1,已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3=　　　　kJ·mol-1。 
(2)科学家提出制备“合成气”反应历程分两步:
反应①:CH4(g)C(ads)+2H2(g)(慢反应)
反应②:C(ads)+CO2(g)2CO(g)(快反应)
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图所示:

CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
答案　(1)-99　+41
(2)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+(E3-E1)kJ·mol-1
17.(2021山东,20节选)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ:+CH3OH　ΔH1
反应Ⅱ:+CH3OH　ΔH2
反应Ⅲ:　ΔH3
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,A和B中相对稳定的是　　　　　　(用系统命名法命名);ΔH1ΔH2的数值范围是
　　　　(填标号)。 
A.1

答案　2-甲基-2-丁烯　D

应用篇
应用　反应历程与能量图像分析
1.(2022河北保定一模,6)苯亲电取代反应中卤代反应的反应进程与能量变化曲线如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.反应分三步进行,且各步均为吸热反应
B.决速步的能垒是ΔE2
C.总反应的ΔH=ΔE1+ΔE2+ΔE3
D.升温既能加快反应速率,又能提高该卤代反应的平衡转化率
答案　B　
2.(2023届黑龙江哈尔滨学业监测,13)顺-2-丁烯、反-2-丁烯分别与氢气加成制备丁烷的焓的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.上述反应均为吸热反应
B.顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定
C.1 mol顺-2-丁烯转化为1 mol反-2-丁烯放热4.2 kJ
D.发生加成反应时,顺-2-丁烯断键吸收的能量高于反-2-丁烯断键吸收的能量
答案　C　
3.(2022海南中学第9次月考,12)苯的亲电取代反应分两步进行,可表示为。苯的亲电取代反应进程和能量的关系如图。下列说法错误的是(　　)

A.反应过程中,环上碳原子的杂化类型发生了变化
B.反应速率:Ⅰ反应物
D.E1与E2的差值为总反应的焓变
答案　D　
4.(2022北京东城二模,10)下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程。吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。

下列说法正确的是(　　)
A.①表示CO和H2O从催化剂表面脱离的过程
B.②和④中化学键变化相同,因此吸收的能量相同
C.由图可知CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)为吸热反应
D.本历程中的催化剂通过改变水煤气变化反应的焓变,来实现改变其反应速率
答案　B　
5.(2023届河南豫西名校开学考,11)利用CO2与CH4制备合成气(CO、H2),可能的反应历程如图所示:

下列说法正确的是(　　)
A.制备合成气的反应为CH4(g) C(ads)+2H2(g)　ΔH=(E1-E3) kJ·mol-1
B.若E3+E20
B.由状态①到状态⑤所发生的反应均为氧化还原反应
C.由状态③到状态④的变化过程有极性键的断裂和形成
D.总反应的化学方程式为4NH3+2NO+2O2 3N2+6H2O
答案　C　
8.(2022福建宁德5月质检,8)我国科学家采用磷化硼(BP)纳米颗粒成功地实现了高选择性电还原CO2制CH3OH,CO2在阴极催化剂表面的变化及反应历程如图所示:

下列说法正确的是(　　)
A.制备CH3OH过程中得到相对较多的副产物是CH2O
B.在催化剂上生成CH3OH的电极反应式为CO2+6H++6e- CH3OH+H2O
C.在催化剂上生成CH3OH的过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
D.*CO+*OH *CO+*H2O为放热过程
答案　B　
9.(2022河北张家口三模,12)(双选)硫酸甲酯(CH3OSO3H)是制造染料的甲基化试剂。我国科学家利用计算机模拟技术,分别研究反应CH3OH+SO3 CH3OSO3H在无水和有水条件下的反应历程,如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.CH3OH的能量高于CH3OSO3H的能量,因此该反应的ΔHⅠ
C.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ D.进程Ⅳ中,Z没有催化作用
答案　AD　
11.(2022山东,10,2分)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.含N分子参与的反应一定有电子转移
B.由NO生成HONO的反应历程有2种
C.增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变
D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
答案　D　
12.(2021山东,14,4分)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为:
+OH-
能量变化如图所示。

已知为快速平衡,下列说法正确的是(　　)
A.反应Ⅱ、Ⅲ为决速步
B.反应结束后,溶液中存在18OH-
C.反应结束后,溶液中存在CH318OH
D.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变
答案　B　
13.(2021湖南,14,4分)(双选)铁的配合物离子{用[L—Fe—H]+表示}催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示:

下列说法错误的是(　　)
A.该过程的总反应为HCOOHCO2↑+H2↑
B.H+浓度过大或者过小,均导致反应速率降低
C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化
D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
答案　CD　
14.(2022河北,16节选)(5)甲醇燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到CO,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a→　　　　　　　　(用b~j等代号表示)。 

答案　(5)b→e→h→j