第15讲 化学反应的热效应（练）- 2024年高考化学大一轮复习【讲义+练习+专题】

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第15讲 化学反应的热效应
1．下列过程所发生的反应中，属于吸热反应的是
A．木炭燃烧B．酸碱中和
C．炸药爆炸D．Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl混合搅拌
【答案】D
【解析】木炭在氧气中燃烧是放热反应，故A不符合；酸碱中和反应都是放热反应，故B不符合；炸药爆炸是剧烈的放热反应，故C不符合；Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl混合搅拌是吸热反应，故D符合。故选D。
2．下列有关反应的说法正确的是
A．该反应是吸热反应
B．生成物的总键能小于反应物的总键能
C．反应物总能量高于生成物总能量
D．涉及的四种物质均属于电解质
【答案】C
【解析】与水反应后溶液温度升高，是放热反应，A错误；与水的反应是放热反应，反应物的总键能较小，B错误；与水的反应是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，C正确；、、NaOH均属于电解质，但是单质，不属于电解质，D错误。故选C。
3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是
A．碳酸钙受热分解B．甲烷燃烧
C．铝粉与氧化铁粉末反应D．铁粉与硫粉反应
【答案】A
【解析】碳酸钙受热分解是吸热反应，生成物总能量高于反应物总能量，故A符合题意；甲烷燃烧是放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，故B不符合题意；铝粉与氧化铁粉末反应是放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，故C不符合题意；铁粉与硫粉反应是放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，故D不符合题意；故选A。
4．下列说法或表示方法正确的是
A．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多
B．由C(s，石墨)=C(s，金刚石)ΔH=+1.90kJ·ml-1可知，金刚石比石墨稳定
C．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-285.8kJ·ml-1
D．在稀溶液中，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·ml-1，若将含0.5mlH2SO4的浓硫酸与含1mlNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ
【答案】D
【解析】硫蒸汽的能量比硫固体能量高，则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，故A错误；石墨转化为金刚石的反应为吸热反应，反应物石墨的能量比生成物金刚石的能量低，能量越高的物质越不稳定，则石墨比金刚石稳定，故B错误；2g氢气的物质的量为1ml，若1ml氢气完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，2ml氢气完全燃烧生成液态水应放出571.6kJ热量，故C错误；浓硫酸溶于水时会放出热量，则将含0.5mlH2SO4的浓硫酸与含1mlNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ，故D正确；故选D。
5．热化学离不开实验，更离不开对反应热的研究。下列有关说法正确的是
A．向甲的试管A中加入某一固体和液体，若注射器的活塞右移，说明A中发生了吸热反应
B．将甲虚线框中的装置换为乙装置，若注射器的活塞右移，说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应
C．用丙装置进行中和反应热的测定实验时，NaOH要缓缓倒入稀硫酸中
D．用丙装置进行中和反应热的测定实验时，每次实验要测量并记录三次温度数值
【答案】D
【解析】向甲的试管A中加入某一固体和液体，若注射器的活塞右移，说明气体受热膨胀，A中发生了放热反应或溶解过程放热，故A错误；将甲虚线框中的装置换为乙装置，由于锌粒与稀硫酸反应生成H2，生成的H2可使注射器的活塞右移，不能说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应，故B错误；用丙装置进行中和反应热的测定实验时，为了减少热量损失。NaOH要迅速倒入稀硫酸中，故C错误；进行中和反应热的测定实验时，每次实验要测量并记录酸溶液的温度、碱溶液的温度、酸碱混合后溶液的最高温度，故D正确；故选D。
6．已知正丁烷、异丁烷燃烧的热化学方程式分别为：
下列说法不正确的是
A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B．正丁烷的稳定性大于异丁烷
C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程
D．异丁烷和正丁烷属于同分异构体
【答案】B
【分析】①CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l) ∆H=-2878kJ·ml-1
②(CH3)2CHCH3(g)+O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l) ∆H=-2869kJ·ml-1
由①-②可得CH3CH2CH2CH3(g)→(CH3)2CHCH3(g)，∆H=-2878kJ•ml-1+2869kJ•ml-1=-9kJ•ml-1。
【解析】从正丁烷转化成异丁烷是放热过程，说明正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子，故A不符合题意；CH3CH2CH2CH3(g)→(CH3)2CHCH3(g)，∆H0，则石墨比金刚石稳定
C．已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4kJ·ml-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
【答案】B
【解析】燃烧热是在25℃、101kP下用1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化来进行测定的，因为所给方程式中水的状态不是液态，所以不能确定氢气的燃烧热数值，故A错误；物质的能量越低越稳定，因为石墨转化为金刚石为吸热反应，可知石墨的能量低于金刚石的能量，所以石墨比金刚石稳定，故B正确；中和热是指稀的强酸强碱溶液发生中和反应生成1ml水时放出的热量，而氢氧化钠固体溶于水时会放出大量的热，所以20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和时，放出的热量大于28.7 kJ，故C错误；ΔH1为碳单质完全燃烧时的反应热，ΔH2为碳单质不完全燃烧时的反应热，燃烧反应为放热反应所以ΔH均为负数，所以ΔH1小于ΔH2，故D错误；故选B。
19．利用化学反应为人类生产生活提供能量。
(1)下列反应中，属于放热反应的是 (填序号)。
①生石灰和水反应②二氧化碳与炽热的炭反应③氢氧化钠溶于水④炸药爆炸⑤碳酸钙高温分解⑥葡萄糖的缓慢氧化⑦和反应
(2)①在如图所示的量热计中，将100mL0.50ml·L-1CH3COOH溶液与100mL0.55ml·L-1NaOH溶液混合，温度从25.0℃升高到27.7℃。下列说法错误的是
A．若量热计的保温瓶绝热效果不好，则所测ΔH偏小
B．搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器
C．若选用同浓度同体积的盐酸，则溶液温度将升高至不超过27.7℃
D．所加NaOH溶液过量，目的是保证CH3COOH溶液完全被中和
②上述反应的能量变化可用图 (填“a”或“b”)表示。
(3)为实现我国政府提出的2060年碳中和目标，须控制CO2的排放。请写出CO2与C反应生成CO的热化学方程式 。
已知：①4CO(g)+Fe3O4(s)=3Fe(s)+4CO2(g) ΔH=-14kJ·ml-1
②3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) ΔH=-1118kJ·ml-1
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394kJ·ml-1
(4)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。大气中的二氧化碳主要来自于煤、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：
则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为 。
【答案】(1)①④⑥
(2)AC b
(3)CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH=+172
(4)3H2(g)+ 6C(石墨，s)= C6H6(l) ΔH=+49.1
【解析】（1）常见的放热反应为氧化反应、中和反应、氧化钙与水反应等，则放热反应为①④⑥。
（2）①若量热计的保温瓶绝热效果不好，则所测定的热量值偏小，所测ΔH偏大，故A错误；为防止热量散失，搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器，故B正确；若选用同浓度同体积的盐酸，则无电离吸热过程，放出热量更多，溶液温度将升高至超过27.7℃，故C错误；所加NaOH溶液过量，目的是保证CH3COOH溶液完全被中和，反应放热充分，故D正确；故选AC。
②该反应为放热反应，生成物能量更低，故应选择b图像；
（3）CO2与C反应生成CO的化学方程式为CO2(g)+C(s)=2CO(g)，反应焓变ΔH=ΔH(①) +ΔH(②) +ΔH(③)==+172，对应的热化学方程式为CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH=+172。
（4）H2(g)、C(石墨，s)、C6H6(l)的燃烧热的热化学方程式分别为：H2(g)+ O2(g)= H2O(l) ΔH1=-285.8；C(石墨，s) +O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5kJ·ml-1；C6H6(l) +O2(g)=6CO2(g)+ 3H2O(l) ΔH3=-3267.5。25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的化学方程式为3H2(g)+ 6C(石墨，s)= C6H6(l)，对应的ΔH=3ΔH1+6ΔH2-ΔH3==+49.1。
20．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)50mL0.10ml/L的盐酸与50mL0.11ml/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1ml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 。
(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．
【答案】(1)温度计
(2)-57kJ/ml 偏少
(3)2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+556kJ/ml
(4)216.5kJ/ml
(5)C
【解析】（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）50mL0.1ml/L的盐酸与50mL0.11ml/L的NaOH混合，放出热量285J，此时NaOH过量，0.005ml盐酸与0.005mlNaOH反应放出285J的热量，则1ml盐酸与1mlNaOH反应放出57kJ的热量，ΔH=-57kJ/ml。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/ml=556kJ/ml。热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+556kJ/ml。
（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/ml。
（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，故选C。
选项
实验事实
热化学方程式
评价
A
与足量水完全反应生成，放出热量260.6kJ
正确
B
热值为
正确
C
已知，将稀硫酸与稀氢氧化钡溶液混合
不正确；因为同时还生成了硫酸钡沉淀
D
已知25℃、101kPa下，120g石墨完全燃烧放出热量3935.1kJ
不正确；明确的同素异形体要注名称：C(s，石墨)
物质
H2(g)
C(石墨，s)
C6H6(l)
燃烧热ΔH/
(kJ·ml-1)
-285.8
-393.5
-3267.5
化学键
C=O
C≡O(CO)
O=O
能量/
799
1072
496