新人教版高中化学选择性必修1第1章化学反应的热效应高分进阶特训含解析练习题

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第一章 高分进阶特训(题目较难，选做)一、选择题1．(2020·天津卷)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－1C．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【解析】HNC的能量比HCN高，稳定性较好的是HCN，A正确；该异构化反应为吸热反应，则正反应的活化能大于逆反应的活化能，B、C正确；使用催化剂只能改变反应的活化能，不影响反应的反应热，D错误。 2.已知：①CH4(g)＋2O2(g)=== CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1，②2H2(g)＋O2(g)=== 2H2O(g)　ΔH2，③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3。常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体0.5 mol，经完全燃烧恢复至室温，放出的热量为(　　)A．－(0.4 mol×ΔH1＋0.05 mol×ΔH3)B．－(0.4 mol×ΔH1＋0.05 mol×ΔH2)C．－(0.4 mol×ΔH1＋0.1 mol×ΔH3)D．－(0.4 mol×ΔH1＋0.1 mol×ΔH2)【答案】A【解析】CH4的物质的量为0.5 mol×＝0.4 mol，H2的物质的量为0.5 mol×＝0.1 mol，混合气体完全燃烧放出的热量为－(0.4 mol×ΔH1＋0.05 mol×ΔH3)。3．在标准状况下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知几种化学键的键焓如下表所示：化学键C—CC===CC≡CC—HH—HCl—ClH—Cl347.7615.0812.0413.4436.0242.7431下列说法正确的是(　　)A．CH2===CH2(g)＋H2(g)===CH3CH3(g)　ΔH＝＋123.5 kJ·mol－1B．CH≡CH(g)＋2H2(g)===CH3CH3(g)ΔH＝－317.3 kJ·mol－1C．稳定性：H—H<H—Cl<C—HD．由上表数据可计算乙烷与氯气发生一氯代反应的焓变(ΔH)【答案】B【解析】焓变等于断裂化学键的键焓总和与形成化学键的键焓总和之差。A项，ΔH＝(615.0＋413.4×4＋436.0－413.4×6－347.7) kJ·mol－1＝－123.5 kJ·mol－1，错误；B项，ΔH＝(812.0＋413.4×2＋436.0×2－413.4×6－347.7) kJ·mol－1＝－317.3 kJ·mol－1，正确；C项，化学键的键焓越大，化学键越稳定，错误；D项，由于缺少C—Cl的键焓，不能计算乙烷与氯气发生取代反应的焓变，错误。4．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1已知：(a、b、c均大于零)下列说法不正确的是(　　)A．反应物的总能量高于生成物的总能量B．断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量小于形成2 mol H—I键所需能量C．断开2 mol H—I键所需能量约为(c＋b＋a)kJD．向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量等于2a kJ【答案】D【解析】反应是可逆反应，不能进行彻底，依据焓变意义分析，向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ，D错误。5．(2020·山东潍坊三模)“接触法制硫酸”的主要反应是2SO2＋O22SO3，在催化剂表面的反应历程如下：下列说法正确的是(　　)A．使用催化剂只能加快正反应速率B．反应②的活化能比反应①大C．该反应的催化剂是V2O4D．过程中既有V—O键的断裂，又有V—O键的形成【答案】D【解析】催化剂能同等幅度地改变正、逆反应速率，加快正反应速率的同时也加快逆反应速率，A错误；一般情况下，反应的活化能越小，反应速率越快，故反应②的活化能比反应①小，B错误；催化剂是反应前后质量和化学性质都没有发生变化的物质，从反应历程图中可知，本反应的催化剂为V2O5，C错误；历程中反应①有V—O键的断裂，反应②有V—O键的形成，D正确。6．下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是(　　)　　图1　　　　　　　　　　图2　　　图3　　　　　　　　　　图4A．图1：温度计的水银柱不断上升B．图2：反应物总能量大于生成物总能量C．图3：反应开始后，甲处液面低于乙处液面D．图4：反应开始后，针筒活塞向右移动【答案】D【解析】针筒向右移动说明锥形瓶中气体体积增大，盐酸与Zn反应生成氢气也使气体体积增大，不能说明是温度升高气体膨胀。7．(2020·浙江7月选考)关于下列ΔH的判断正确的是(　　)①CO(aq)＋H＋(aq)===HCO (aq)　ΔH1②CO(aq)＋H2O(l)HCO(aq)＋OH－(aq)　ΔH2③OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)　ΔH3④OH－(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COO－(aq)＋H2O(l)　ΔH4A．ΔH1<0　ΔH2<0B．ΔH1<ΔH2C．ΔH3<0　ΔH4>0D．ΔH3>ΔH4【答案】B【解析】反应①的逆反应为HCO的电离，电离吸热，故ΔH1<0，反应②属于水解反应，一般为吸热反应，故ΔH2>0，A错误；ΔH1<0，ΔH2>0，故ΔH1<ΔH2，B正确；反应③属于中和反应，放热，ΔH3<0，反应④属于中和反应，故ΔH4<0，C错误；反应④比反应③多了CH3COOH的微弱电离CH3COOH(aq)CH3COO－(aq)＋H＋(aq)，故ΔH4>H3，D错误。8．下列各组热化学方程式中，ΔH1>ΔH2的是(　　)①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH2A．①  B．④C．②③④  D．①②③【答案】C【解析】①等质量的C完全燃烧产生CO2放出的热量比不完全燃烧产生CO放出的热量多，反应放出的热量越多，则ΔH越小，所以ΔH1<ΔH2，①不符合题意；②物质S在气态时含有的能量比固态时多，所以气态S燃烧放出的热量比固态S燃烧放出的热量要多，反应放出热量越多，则ΔH越小，所以ΔH1>ΔH2，②符合题意；③物质状态相同，发生反应的H2越多，反应放出的热量就越多，则该反应的ΔH越小，所以ΔH1>ΔH2，③符合题意；④固态CaCO3分解反应是吸热反应，ΔH1>0；CaO与H2O反应产生Ca(OH)2的反应是放热反应，ΔH2<0，所以反应的反应热：ΔH1>ΔH2，④符合题意；故C正确。9．(2020·山东淄博一模)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。下列说法正确的是(　　)A．过程①中钛氧键断裂会释放能量B．该反应中，光能和热能转化为化学能C．使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率D．CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)===2CO(g)＋ O2(g)　ΔH＝＋ 30 kJ·mol－1【答案】B【解析】化学键断裂需要吸收能量，过程①中钛氧键断裂会吸收能量，A错误；根据图示，该反应中，光能和热能转化为化学能，B正确；催化剂通过降低反应的活化能提高化学反应速率，催化剂不能降低反应的焓变，C错误；反应物总能量－生成物总键能＝焓变，CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)===2CO(g) ＋ O2(g)　ΔH＝1 598×2－1 072×2－496＝＋556 kJ·mol－1，D错误。10．(2020·山东聊城一模)工业上可采用CH3OHCO＋2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国科研人员通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面甲醇制氢的反应历程，如图所示，其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是(　　)已知：甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式：方式Ⅰ：CH3OH*―→CH3O*＋H*Ea＝＋103.1 kJ·mol－1方式Ⅱ：CH3OH*―→CH＋OH*Eb＝＋249.3 kJ·mol－1A．CH3OH*―→CO*＋2H2(g)的ΔH<0B．①②都为O－H键的断裂过程C．由活化能E值推测，甲醇裂解过程主要经历的方式应为ⅡD．放热最多阶段的化学方程式为CHO*＋3H*―→CO*＋4H*【答案】D【解析】ΔH＝生成物相对能量－反应物相对能量，根据图示可知生成物的能量比反应物的能量高，因此该反应为吸热反应，ΔH>0，A错误；根据图示可知过程①是断裂H—O键，过程②断裂的是C—H键，B错误；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，方式Ⅰ的活化能低，说明甲醇裂解过程主要经历方式为Ⅰ，C错误；由图可知CHO*和3H*转化为CO*和4H*这一步放出热量最多，反应方程式为CHO*＋3H*―→CO*＋4H*，D正确。二、非选择题11．(1)(2020·浙江卷)100 mL 0.200  mol·L－1CuSO4溶液与1.95 g锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为20.1 ℃，反应后最高温度为30.1  ℃。已知：反应前后，溶液的比热容均近似为4.18 J·g－1·℃－1、溶液的密度均近似为1.00 g·cm－3，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算：①反应放出的热量Q＝________J。②反应Zn(s)＋CuSO4===ZnSO4(aq)＋Cu(s)的ΔH＝____________________kJ·mol－1(列式计算)。(2)(2019·天津卷)Ⅰ.硅粉与HCl在300 ℃ 时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为______________。Ⅱ.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为：① SiCl4(g)＋H2(g)SiHCl3(g)＋HCl(g)ΔH1>0② 3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)ΔH2<0③ 2SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g)3SiHCl3(g)　ΔH3反应③的ΔH3＝______________(用ΔH1，ΔH2表示)。【答案】(1)①4.18×103　②－＝－209(2)Ⅰ.Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)　ΔH＝－225 kJ·mol－1Ⅱ.ΔH2－ΔH1【解析】(1)①忽略反应前后溶液体积和质量的变化，由于溶液的密度近似为1.00 g·cm－3，故溶液反应前后的质量m＝100 cm3×1.00 g·cm－3＝100 g，比热容为4.18 J·g－1·℃－1，则Q＝cmΔt＝cm(t后－t前)＝4.18 ×100 ×(30.1－20.1) J＝4.18×103 J。②n(Zn)＝0.03 mol，n(CuSO4)＝0.02 mol，Zn过量，CuSO4完全反应，即0.02 mol CuSO4完全反应放出 kJ的热量，该反应有1 mol CuSO4，则ΔH＝－＝－209 kJ·mol－1。(2)Ⅱ.将方程式②－①得③，故ΔH3＝ΔH2－ΔH1＜0。12．(1)(2020·河北沧州质检)甲醛(HCHO)俗称蚁醛，是一种重要的有机原料。利用甲醇(CH3OH)制备甲醛原理和方法如下。脱氢法：CH3OH(g)===HCHO(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋92.09 kJ/mol氧化法：CH3OH(g)＋O2(g)===HCHO(g)＋H2O(g)　ΔH2已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－483.64 kJ/mol，则ΔH2＝________。(2)近段时间，全国范围内的雾霾天气严重影响了人们的身体健康，环境问题越来越受到人们的重视。处理大气中的污染物，打响“蓝天白云”保卫战是当前的重要课题。汽车尾气中含有较多的NOx和CO，两种气体均会使人体中毒。可以利用如下化学方法将其转化为无毒无害的物质。已知：N2(g)＋O2(g)2NO(g)ΔH＝＋180 kJ·mol－12CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH＝－564 kJ·mol－1请写出把汽车尾气转化为无毒无害的物质的热化学方程式：_______________ _________________。(3)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋551 kJ·mol－1反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3＝－297 kJ·mol－1反应Ⅱ的热化学方程式：______________。【答案】(1)－149.73 kJ/mol(2)2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)ΔH＝－744 kJ·mol－1(3)3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254 kJ·mol－1【解析】(1)根据盖斯定律，ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，则有ΔH2＝＋92.09 kJ/mol－483.64 kJ/mol×＝－149.73 kJ/mol。(2)汽车尾气中含有NO和CO转化为无毒的N2和CO2，化学方程式为2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)，可由反应2－反应1；则ΔH＝－564 kJ·mol－1－(＋180 kJ·mol－1)＝－744 kJ·mol－1