2022年高考化学二轮复习专题突破练八化学反应的热效应A含解析

专题突破练八　化学反应的热效应(A)　　

一、选择题

1.(2021河北模拟)已知25 ℃、101 kPa下,1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ。

2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH1=+571.66 kJ·mol-1

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2=+131.29 kJ·mol-1

则反应C(s)+O2(g)CO(g)的反应热为(　　)

A.ΔH=-396.36 kJ·mol-1

B.ΔH=-198.55 kJ·mol-1

C.ΔH=-154.54 kJ·mol-1

D.ΔH=-110.53 kJ·mol-1

2.(2021辽宁沈阳模拟)常温常压下,1 mol CH3OH与O2发生反应时,生成CO或HCHO的能量变化如图所示(反应物O2和生成物水略去),下列说法正确的是(　　)

A.加入催化剂后,生成CO的热效应变大,生成HCHO的热效应变小

B.加入催化剂后,生成HCHO的速率增大,单位时间内生成HCHO的质量增多

C.CH3OH的燃烧热为393 kJ·mol-1

D.生成HCHO的热化学方程式为2CH3OH+O22HCHO+2H2O　ΔH=-316 kJ·mol-1

3.(2021广东模拟)黑火药是中国古代的四大发明之一,其反应的化学方程式为S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)　ΔH

已知:①碳的燃烧热为ΔH1

②S(s)+2K(s)K2S(s)　ΔH2

③2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)　ΔH3,则ΔH为(　　)

A.3ΔH1+ΔH2-ΔH3

B.ΔH3+3ΔH1-ΔH2

C.ΔH1+ΔH2-ΔH3

D.ΔH3+ΔH1-ΔH2

4.(2021福建福州模拟)反应2H2(g)+O2(g)2H2O(l)

ΔH=-571.6 kJ· mol-1 过程中的能量变化关系如图。下列说法错误的是(　　)

A.ΔH1>ΔH2

B.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4=-571.6 kJ·mol-1

C.2 mol水蒸气转化为液态水能够释放出的能量为|ΔH3| kJ

D.若将上述反应设计成原电池,则当氢气先失4 mol电子时能够产生571.6 kJ的电能

5.(双选)(2021山东菏泽模拟)研究发现Pd2团簇可催化CO的氧化,在催化过程中路径不同可能生成不同的过渡态和中间产物(过渡态已标出),下图为路径1和路径2催化的能量变化。下列说法不正确的是              (　　)

A.该过程中有极性键和非极性键的断裂和生成

B.反应路径2的催化效果更好

C.催化剂不会改变整个反应的ΔH

D.路径1中最大能垒(活化能)E正=2.39 eV

6.(2021山西吕梁一模)NH3和NO是有毒气体,在一定条件下它们可通过反应转化为无害的N2和H2O。已知:N≡N、N—H、NO、H—O的键能分别为946 kJ·mol-1、391 kJ·mol-1、607 kJ·mol-1、464 kJ·mol-1。则该反应4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)的反应热ΔH为(　　)

A.-1 964 kJ·mol-1 B.+430 kJ·mol-1

C.-1 780 kJ·mol-1 D.-450 kJ·mol-1

二、非选择题

7.(2021山东模拟节选)(1)已知:

N2(g)+O2(g)2NO(g)　ΔH1=+180.4 kJ·mol-1

4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)

ΔH2=-905.8 kJ·mol-1

NH3能将NO转化成无毒物质。写出在298 K时该反应的热化学方程式: 

　。 

(2)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:

Ⅰ.4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)　ΔH1;K1

Ⅱ.2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+NOCl(g)

ΔH2;K2

Ⅲ.2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g)　ΔH3;K3

则有ΔH3=　　　　　　(用ΔH1和ΔH2表示),K3=　　　　(用K1和K2表示)。 

(3)工业合成尿素以NH3和CO2作为原料,在合成塔中存在如下转化:

液相中,合成尿素的热化学方程式为2NH3(l)+CO2(l)H2O(l)+NH2CONH2(l)　ΔH=　　　　　　　　 kJ·mol-1。 

(4)反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH=-620.9 kJ·mol-1可有效降低汽车尾气污染物的排放。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应过程如图所示(TS表示过渡态、IM表示中间产物)。

三个基元反应中,属于放热反应的是　　　　(填标号);图中ΔE=　　　　 kJ·mol-1。 

8.(2021河北模拟节选)(1)已知:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-802 kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH2=-566 kJ·mol-1

③H2O(g)H2O(l)　ΔH3=-44 kJ·mol-1

则1 mol CH4(g)不完全燃烧生成CO和H2O(l)的热化学方程式为 　。 

(2)利用甲醇水蒸气重整制氢法是获得氢气的重要方法。反应原理如下:

反应ⅰ(主反应):CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　ΔH1=+49 kJ·mol-1

反应ⅱ(副反应):H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41 kJ·mol-1

温度高于300 ℃则会同时发生CH3OH转化为CO和H2的副反应,该反应的热化学方程式是 　。 

(3)丙烯是制备聚丙烯等材料的化工原料。工业上,以丁烯为原料制备丙烯的方法有两种:

Ⅰ.烯烃歧化法:反应1　C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g)　ΔH1

Ⅱ.烯烃裂解法:反应2　3C4H8(g)4C3H6(g)

ΔH2(主反应)

反应3　C4H8(g)2C2H4(g)　ΔH3 ( 副反应)

已知三种烃的燃烧热如下表所示:

根据上述数据计算,ΔH1=　　　　 kJ·mol-1。 

参考答案

专题突破练八　化学反应的热效应(A)

1.D　解析 已知25℃、101kPa下,1mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.01kJ,则①2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH1=+571.66kJ·mol-1、②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2=+131.29kJ·mol-1、③H2O(l)H2O(g)　ΔH3=+44.01kJ·mol-1,根据盖斯定律②-×①+③可得C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH=+131.29kJ·mol-1-×571.66kJ·mol-1+44.01kJ·mol-1=-110.53kJ·mol-1,故D项正确。

2.B　解析 催化剂只改变反应速率,不能改变反应热,故生成CO或HCHO的热效应不变,A项错误。加入催化剂后,生成HCHO的速率增大,单位时间内生成HCHO的质量增多,B项正确。CH3OH完全燃烧生成的稳定化合物为CO2(g)和H2O(l),图中CH3OHCO的热效应为393kJ·mol-1,不能确定CH3OH的燃烧热,C项错误。书写热化学方程式时,要标注物质的聚集状态,D项错误。

3.A　解析 据碳的燃烧热为ΔH1,可得:①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1;根据盖斯定律,由①×3+②-③可得:S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g),则该反应的ΔH=3ΔH1+ΔH2-ΔH3。

4.D　解析 由题中图示可知,ΔH1>0,ΔH2<0,则ΔH1>ΔH2,A项正确。题图为各个中间反应的能量变化,由2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6kJ·mol-1和盖斯定律可知,ΔH4=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-571.6kJ·mol-1,B项正确。H2O(g)转化为H2O(l)的过程中,能量降低,即2molH2O(g)转化为2molH2O(l)能够释放出的能量为|ΔH3|kJ,C项正确。该反应放出的能量不会被全部转化为电能,会有一部分损失,D项错误。

5.AD　解析 由图可知,该过程有极性键和非极性键的断裂,有极性键的生成,但没有非极性键的生成,A项错误。反应路径2只有1个过渡态,活化能较小,故催化效果更好,B项正确。由图可知,催化剂只改变反应路径,不改变整个反应的反应热,C项正确。路径1中最大能垒(活化能)E正=-3.96eV-(-5.73eV)=1.77eV,D项错误。

6.A　解析 根据反应的反应热与物质键能之间的关系,可进行如下计算:该反应4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)的反应热ΔH=∑E反应物的键能-∑E生成物的键能=12EN—H+6-5EN≡N-12EH-O=12×391kJ·mol-1+6×607kJ·mol-1-5×946kJ·mol-1-12×464kJ·mol-1=-1964kJ·mol-1。

7.答案 (1)4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)　ΔH=-1 807.8 kJ·mol-1

(2)2ΔH2-ΔH1　

(3)-93.7

(4)②③　554.9

解析 (1)将题给反应依次编号为①、②,根据盖斯定律,由②-①×5可得反应:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l),该反应的ΔH=(-905.8kJ·mol-1)-(+180.4kJ·mol-1)×5=-1807.8kJ·mol-1。

(2)根据盖斯定律,由Ⅱ×2-Ⅰ可得反应Ⅲ:2NO(g)+Cl2(g)2NOCl(g),则有ΔH3=2ΔH2-ΔH1。分别写出反应Ⅰ~Ⅲ的化学平衡常数表达式,由于反应:Ⅲ=Ⅱ×2-Ⅰ,从而推知K3=。

(3)根据图中物质变化及能量变化写出热化学方程式:①2NH3(l)+CO2(l)NH2COONH4(l)　ΔH1=-109.2kJ·mol-1;②NH2COONH4(l)H2O(l)+NH2CONH2(l)　ΔH2=+15.5kJ·mol-1。根据盖斯定律,由①+②可得反应:2NH3(l)+CO2(l)H2O(l)+NH2CONH2(l),则有ΔH=ΔH1+ΔH2=(-109.2kJ·mol-1)+(+15.5kJ·mol-1)=-93.7kJ·mol-1。

(4)整个反应分为三个基元反应阶段,①NO(g)+NO(g)(g)　ΔH=+199.2kJ·mol-1;

②(g)+CO(g)CO2(g)+N2O(g)　ΔH=-513.5kJ·mol-1。

由于总反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH=-620.9kJ·mol-1,则反应③CO2(g)+N2O(g)+CO(g)2CO2(g)+N2(g)的ΔH=-620.9kJ·mol-1-(+199.2kJ·mol-1)-(-513.5kJ·mol-1)=-306.6kJ·mol-1。反应③正反应活化能为248.3kJ·mol-1,则反应③的ΔE=248.3kJ·mol-1-(-306.6kJ·mol-1)=554.9kJ·mol-1。

8.答案 (1)CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)　ΔH=-607 kJ·mol-1

(2)CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)　ΔH=+90 kJ·mol-1

(3)+148

解析 (1)①根据盖斯定律,由①-×②+③×2得反应:CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(l),则该反应的ΔH=(-802kJ·mol-1)-(-566kJ·mol-1)×+(-44kJ·mol-1)×2=-607kJ·mol-1。

(2)根据盖斯定律,由反应i+ii可得反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),则该反应的ΔH=(+49kJ·mol-1)+(+41kJ·mol-1)=+90kJ·mol-1。

(3)根据表中物质的燃烧热写出热化学方程式:

①C4H8(g)+6O2(g)4CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-2539kJ·mol-1;

②C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-1411kJ·mol-1;

③2C3H6(g)+9O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH=-4098kJ·mol-1。

根据盖斯定律,由①+②-③可得:C4H8(g)+C2H4(g)2C3H6(g),则该反应的ΔH1=-2539kJ·mol-1+(-1411kJ·mol-1)-(-4098kJ·mol-1)=+148kJ·mol-1。