统考版2024届高考化学二轮专项分层特训卷练12化学反应与能量变化盖斯定律（附解析）

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可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·ml－1。下列说法不正确的是( )
A．H2的键能为436kJ·ml－1
B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C．解离氧氧单键所需能量：HOOD．H2O(g)＋O(g)＝H2O2(g) ΔH＝－143kJ·ml－1
2．[2023·浙江1月]标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是( )
A．E6－E3＝E5－E2
B．可计算Cl—Cl键能为2(E2－E3)kJ·ml－1
C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g) ΔH＝(E5－E4)kJ·ml－1
3．[2023·山东枣庄期中]臭氧层中臭氧分解过程如图所示，下列说法正确的是( )
A．催化反应①②均为放热反应
B．E1是催化反应①对应的正反应的活化能，(E2＋ΔH)是催化反应②对应的逆反应的活化能
C．决定O3分解反应速率的是催化反应②
D．温度升高，总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度，且平衡常数增大
4．[2023·江西赣州期末]多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态)，甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图：
下列说法正确的是( )
A．反应Ⅱ的热化学方程式为
CO(g)＋H2O(g)===H2(g)＋CO2(g)
ΔH＝＋akJ·ml－1(a>0)
B．1mlCH3OH(g)和1mlH2O(g)的总能量大于1mlCO2(g)和3mlH2(g)的总能量
C．选择优良的催化剂降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，有利于减少过程中的能耗
D．CO(g)在反应中生成又消耗，CO(g)可认为是催化剂
5．[2023·山东省实验中学期中]下列说法正确的是( )
A．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3kJ·ml－1，在测定中和热时实际加入的酸碱的量的多少会影响该反应的ΔH
B．密闭容器中，9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6g时，放出19.12kJ热量，则Fe(s)＋S(s)===FeS(s)ΔH＝－95.6kJ·ml－1
C.500℃、30MPa下，将0.5mlN2和1.5mlH2置于密闭的容器中反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH＝－38.6kJ·ml－1
D．相同条件下，在两个相同的恒容密闭容器中，2mlN2和6mlH2反应放出的热量是1mlN2和3mlH2反应放出的热量的2倍
6．运载火箭“太空发射系统”于2018年首次执行飞行任务，其所需燃料为高能火箭燃料——肼(H2N－NH2)。该物质燃烧过程中的能量变化如图所示。
已知：
下列判断不正确的是( )
A.表中的a＝389
B.图示中的ΔH3＝＋2249kJ·ml－1
C.H—O键比H—N键稳定
D.N2H4在氧气中燃烧的热化学方程式为
N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ·ml－1
7．[2023·山东滕州一中期中]以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程如图所示。
相关反应的热化学方程式：
反应Ⅰ：SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq) ΔH1＝－213kJ·ml－1
反应Ⅱ：
H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋eq \f(1,2)O2(g)
ΔH2＝＋327kJ·ml－1
反应Ⅲ：2HI(aq)===H2(g)＋I2(g)ΔH3＝＋172kJ·ml－1
下列说法不正确的是( )
A.该过程实现了太阳能到化学能的转化
B.SO2和I2对总反应起到了催化作用
C.总反应的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋286kJ·ml－1
D.该过程降低了水分解制氢的活化能，但总反应的ΔH不变
8.
[2023·辽宁名校联盟联考]如图表示在催化剂(Nb2O5)表面进行的反应：
H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)。
已知下列反应：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
②C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g) ΔH2
③C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3
下列说法不正确的是( )
A.ΔH2＜ΔH3
B.图中的能量转化方式为太阳能转化为化学能
C.反应2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)的ΔH＝2(ΔH3－ΔH2)
D.反应H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g)的ΔH＝ΔH2－ΔH3＋eq \f(1,2)ΔH1
9．[2023·湖北部分学校质量检测]设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应：
①C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－akJ·ml－1
②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH2＝－bkJ·ml－1
其他数据如表：
下列说法正确的是( )
A.a＜b，且C2H4的燃烧热为akJ·ml－1
B.x＝eq \f(2782－a,3)
C.H2O(l)===H2O(g)ΔH＝－(b－a) kJ·ml－1
D.当有4NA个C—H键断裂时，放出热量一定为akJ
10．[2023·河北唐山一中期中]工业合成三氧化硫的反应为2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＝－198kJ·ml－1，反应过程可用如图模拟(代表O2分子，代表SO2分子，代表催化剂)。下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ和过程Ⅳ决定了整个反应进行的程度
B.过程Ⅱ放热，过程Ⅲ吸热
C.1mlSO2和1mlO2反应，放出的热量小于99kJ
D.催化剂可降低整个反应的活化能，因此使ΔH减小
练12 化学反应与能量变化、盖斯定律
1．答案：C
解析：由气态时H、H2的相对能量可知，H2的键能为218kJ·ml－1×2＝436kJ·ml－1，A项正确；由表格中数据可知O2的键能为249kJ·ml－1×2＝498kJ·ml－1，而H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·ml－1，214kJ·ml－1×2<498kJ·ml－1，B项正确；HOO中解离O—O键所需能量为249kJ·ml－1＋39kJ·ml－1－10kJ·ml－1＝278kJ·ml－1，H2O2中解离O—O键所需能量为214kJ·ml－1，C项错误；ΔH＝－136kJ·ml－1＋242kJ·ml－1－249kJ·ml－1＝－143kJ·ml－1，D项正确。
2．答案：C
解析：
根据历程Ⅰ，O3（g）＋O（g）⇌2O2（g）的ΔH＝（E6－E3）kJ·ml－1，根据历程Ⅱ，O3（g）＋O（g）⇌2O2（g）的反应热ΔH＝（E5－E2）kJ·ml－1，则E6－E3＝E5－E2，A项正确；根据图示，Cl（g）的相对能量为（E2－E3）kJ·ml－1，由于Cl2（g）的相对能量为0，故Cl2（g）===Cl（g）＋Cl（g）的ΔH＝2（E2－E3）kJ·ml－1，即Cl—Cl键能为2（E2－E3）kJ·ml－1，B项正确；历程Ⅱ使用了催化剂Cl，催化剂不能使平衡发生移动，则O3的平衡转化率：历程Ⅱ＝历程Ⅰ，C项错误；历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应为活化能最小的反应，即ClO（g）＋O（g）===O2（g）＋Cl（g） ΔH＝（E5－E4）kJ·ml－1，D项正确。
3．答案：B
解析：由题图可知，催化反应①中生成物能量高于反应物能量，催化反应①是吸热反应，A错误；E1为催化反应①对应的正反应的活化能，（E2＋ΔH）为催化反应②对应的逆反应的活化能，B正确；决定总反应速率的是慢反应，活化能越大反应速率越慢，催化反应①的正反应活化能更大，反应速率更慢，所以催化反应①决定臭氧的分解速率，C错误；总反应的反应物能量高于生成物的能量，所以总反应为放热反应，升高温度，总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度，平衡逆向移动，平衡常数减小，D错误。
4．答案：C
解析：由反应机理图可知，反应Ⅰ为CH3OH===2H2＋CO，反应Ⅱ为CO＋H2O===H2＋CO2。结合能量图可知，反应Ⅱ为放热反应，ΔH<0，A项错误；结合反应机理和能量图可知，EⅡ生>EⅠ反，即1mlCH3OH（g）和1mlH2O（g）的总能量小于1mlCO2（g）和3mlH2（g）的总能量，B项错误；催化剂可以降低反应的活化能，从而减少反应过程中的能耗，C项正确；CO（g）属于中间产物，不是催化剂，D项错误。
5．答案：B
解析：在测定中和热时实际加入的酸碱的量的多少会影响反应放出的热量，但不会影响该反应的ΔH，A错误；计算可知，硫粉过量，密闭容器中，9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6g（即0.2ml）时，放出19.12kJ热量，则热化学方程式为Fe（s）＋S（s）===FeS（s） ΔH＝－95.6kJ·ml－1，B正确；N2和H2反应生成NH3的反应是可逆反应，氮气和氢气没有完全反应，因此不能根据题给数据得出合成氨反应的热化学方程式，C错误；两个反应在容积相同的容器中进行，则压强不同，反应的程度不同，该反应正方向是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，则2mlN2和6mlH2反应程度大，放出的热量多于1mlN2和3mlH2反应放出的热量的2倍，D错误。
6．答案：A
解析：根据燃烧过程中的能量变化图，可知断裂1mlN—N键、1mlO===O键、4mlN—H键共吸收（2783－534）kJ的能量，所以a＝398，故A错误；根据盖斯定律，图示中的ΔH3＝－534kJ·ml－1＋2783kJ·ml－1＝＋2249kJ·ml－1，故B正确；键能越大越稳定，H—O键比H—N键稳定，故C正确；根据图示，N2H4在氧气中燃烧的热化学方程式为N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－534kJ·ml－1，故D正确。
7．答案：C
解析：通过流程图可知，该流程中消耗了太阳能，储存了化学能，实现了太阳能到化学能的转化，故A正确；根据流程图可知总反应为H2Oeq \(=====,\s\up7(催化剂))H2↑＋eq \f(1,2)O2↑，其中SO2和I2起到催化剂的作用，故B正确；反应Ⅰ＋反应Ⅱ＋反应Ⅲ，得到H2O（l）===H2（g）＋eq \f(1,2)O2（g），根据盖斯定律，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝（－213kJ·ml－1）＋（＋327kJ·ml－1）＋（＋172kJ·ml－1）＝＋286kJ·ml－1，则2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋572kJ·ml－1，故C错误；ΔH只与始态和终态有关，催化剂的使用降低了水分解制氢的活化能，但ΔH保持不变，故D正确。
8．答案：A
解析：ΔH2是1mlC不完全燃烧反应的焓变，ΔH3是1mlC完全燃烧反的焓变，放热焓变为负，故ΔH2＞ΔH3，A项错误；由图知，太阳能提供能量实现CO2和H2反应生成CO和H2O，B项正确；（③－②）×2即得2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝2（ΔH3－ΔH2），C项正确；eq \f(①,2)＋②－③得：H2（g）＋CO2（g）===CO（g）＋H2O（g） ΔH＝eq \f(1,2)ΔH1＋ΔH2－ΔH3，D项正确。
9．答案：B
解析：燃烧热所涉及的产物是稳定的，水应为液态，A项错误；根据键能计算反应热，ΔH1＝[（413×4＋610＋3x）－（798×4＋463×4）] kJ·ml－1＝－akJ·ml－1，则有x＝eq \f(2782－a,3)，B项正确；根据盖斯定律，eq \f(1,2)×（①－②）得H2O（l）===H2O（g） ΔH＝eq \f(1,2)（b－a）kJ·ml－1，C项错误；当有4NA个C—H键断裂时，若生成H2O（g）放出akJ热量，若生成H2O（l）放出bkJ热量，D项错误。
10．答案：C
解析：过程Ⅰ是吸附过程，过程Ⅲ是共价键形成过程，均为放热过程，自发进行程度大，但过程Ⅱ是共价键断裂的过程，过程Ⅳ是生成物解吸过程，均需要消耗能量，活化能相对较大，决定了全部反应进行的程度，A错误；由图可知，过程Ⅱ化学键断裂，为吸热过程，过程Ⅲ化学键形成，为放热过程，B错误；2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝－198kJ·ml－1是可逆反应，1mlSO2和1mlO2反应时，O2过量，消耗SO2的物质的量小于1ml，放热小于99kJ，C正确；催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应的始态、终态，不能改变反应热，D错误。
物质(g)
O
H
HO
HOO
H2
O2
H2O2
H2O
能量/(kJ·ml－1)
249
218
39
10
0
0
－136
－242
化学键
N—N
O===O
NN
O—H
N—H
键能/
(kJ·ml－1)
159
498
943
460
a
化学键
C===O
O===O
C—H
O—H
C===C
键能/(kJ·ml－1)
798
x
413
463
610