新教材(广西专版)高考化学一轮复习课时规范练20化学反应的热效应含答案

这是一份新教材(广西专版)高考化学一轮复习课时规范练20化学反应的热效应含答案，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.(2023辽宁沈阳一模)下列关于ΔH的说法正确的是( )
A.反应过程中,消耗的反应物越多,ΔH越大
B.ΔH>0,吸热反应;ΔH<0,放热反应
C.ΔH越大,说明反应放出的热量越多
D.能量变化如图所示的化学反应为吸热反应,ΔH的符号为“+”
2.下列有关热化学方程式的叙述,正确的是( )
A.1 ml甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
B.由N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9 kJ·ml-1,可知将1 ml N2O4(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为56.9 kJ
C.由H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1,可知含1 ml CH3COOH的溶液与含1 ml NaOH的溶液混合,放出热量为57.3 kJ
D.已知101 kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221 kJ·ml-1,则1 ml碳完全燃烧放出的热量大于110.5 kJ
3.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( )
甲
乙
丙
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
4.(2023广西南宁模拟)标准状况下,1 ml纯物质的相对能量及解离为气态原子时所消耗的能量如下表所示:
下列说法正确的是( )
A.x=180
B.逐级断开CH4(g)中的每摩尔C—H所消耗的能量均为414 kJ
C.解离每摩尔C(s,石墨)中的碳碳键平均耗能为239 kJ
D.根据4NO(g)+CH4(g)CO2(g)+2N2(g)+2H2O(g)的ΔH可计算出H—O键能
5.已知室温下,将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是( )

A.ΔH1>0B.ΔH2>ΔH3
C.ΔH3>ΔH1D.ΔH2=ΔH1+ΔH3
6.已知断裂1 ml化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、OO为500、N—N为154、O—H为452.5,则断裂1 ml N—H所需的能量(kJ)是( )
A.194B.316C.391D.658
7.我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应,计算机模拟单个CO分子在金催化剂表面的反应历程如图所示(其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注)
下列说法不正确的是( )
A.催化剂能够改变反应历程
B.H2O*转化为H*和OH*时需要吸收能量
C.反应过程中,过渡态1比过渡态2更难达到
D.总反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NA eV·ml-1
8.(2023湘豫名校联盟联考)苯与卤素发生取代反应可细分为
①C6H6(苯)+·X+X2C6H5·+X2+HX ΔH1
②C6H5·+X2+HXC6H5X+HX+·X ΔH2
图1、2表示反应中部分物质的含量(测量反应过程中多个时间点的各物质含量,去除开始时与结束前的极端值后取平均值),已知图1为使用催化剂前,图2为使用催化剂后,下表为相关ΔH的数据。
图1
图2
下列说法正确的是( )
A.可推知H—Cl的键能比H—Br的键能大10 kJ·ml-1
B.1 ml苯与1 ml氯气反应将会向环境释放101 kJ热量
C.使用催化剂后会改变ΔH1,但不会改变ΔH1+ΔH2
D.反应②为总反应的决速步,催化剂的机理为降低反应②的活化能
9.乙二醛(OHCCHO)与O2的反应历程中所涉的反应物(OHCCHO、O2)、过渡态、中间体及产物(OHCCOOH、HCOOH、
HOOCCOOH)相对能量如图。下列说法错误的是( )
A.乙二醛氧化历程中涉及极性键和非极性键的断裂
B.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反应均为放热反应
C.乙二醛氧化历程中,若加入催化剂,能提高乙二醛的平衡转化率
D.乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1
二、非选择题:本题共2小题。
10.金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。
(1)在通常状况下,金刚石和石墨中 (填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的燃烧热ΔH为 。
(2)12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量为 。
(3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·ml-1、497 kJ·ml-1,N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.0 kJ·ml-1,则NO分子中化学键的键能为 kJ·ml-1。
(4)综合上述有关信息,请写出CO与NO反应的热化学方程式: 。
11.(1)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacn直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)CuCl(s)+12Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·ml-1
CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+12Cl2(g)
ΔH2=-20 kJ·ml-1
CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·ml-1
则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH= kJ·ml-1。
(2)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。回答下列问题:
Ⅰ.硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 ml 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:
①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g) ΔH1>0
②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g) ΔH2<0
③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g) ΔH3
反应③的ΔH3= (用ΔH1、ΔH2表示)。
参考答案
课时规范练20 化学反应的热效应
1.B 解析 ΔH与化学方程式中的化学计量数有关,与反应物的用量无关,A错误。若反应物的能量低于生成物的能量时,发生反应时反应物要吸收能量变为生成物,该反应为吸热反应,ΔH>0;若反应物的能量高于生成物的能量时,发生反应时多余的能量就会释放出来,该反应为放热反应,ΔH<0,B正确。ΔH有正、负之分,反应放出的热量越多,则反应热ΔH越小;若发生反应时吸收的热量越多,则反应热ΔH越大,C错误。根据题图可知,反应物的总焓大于生成物的总焓,故发生反应时多余的能量要释放出来,该反应为放热反应,ΔH<0,ΔH的符号为“-”,D错误。
2.D 解析 1 ml甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热,A项错误;N2O4(g)2NO2(g) ΔH=-56.9 kJ·ml-1,这是一个可逆反应,1 ml N2O4(g)不完全反应,放出的热量小于56.9 kJ,B项错误;醋酸是弱电解质,电离的过程要吸收热量,因此1 ml CH3COOH的溶液与含1 ml NaOH的溶液混合,放出热量要小于57.3 kJ,C项错误;已知101 kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221 kJ·ml-1,1 ml碳完全燃烧生成1 ml CO2,放出的热量大于110.5 kJ,D项正确。
3.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,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,B错误;用丙装置进行中和反应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,C错误;进行中和反应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,D正确。
4.D 解析 焓变=生成物总能量-反应物总能量,则N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=2x kJ·ml-1,焓变=反应物总键能-生成物总键能,即498+946-632×2=2x,x=90,A错误;逐级断开CH4(g)中的每摩尔C—H所消耗的能量不相等,B错误;石墨晶体中每个碳原子形成3个共价键,每个共价键被两个C原子共用,则1 ml石墨含有1.5 ml C—C,解离每摩尔C(s,石墨)中的碳碳键平均耗能为478 kJ,C错误;焓变=反应物总键能-生成物总键能,根据C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)的ΔH可计算出y值,再根据4NO(g)+CH4(g)CO2(g)+2N2(g)+2H2O(g)的ΔH可计算出H—O键能,D正确。
5.C 解析 将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,说明是吸热过程,ΔH2>0,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,说明是放热过程,ΔH3<0,根据盖斯定律可知,ΔH2=ΔH1+ΔH3,则ΔH1>0,则C项符合题意。
6.C 解析 依据图像分析,反应为N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g),反应的焓变ΔH=-534 kJ·ml-1,反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,断裂化学键吸收的能量为2 752 kJ·ml-1-534 kJ·ml-1=2 218 kJ·ml-1,设断裂1 ml N—H吸收的能量为x kJ,则4x+154+500=2 218,解得x=391。
7.C 解析 由反应历程图可知:在过渡态中,催化剂能够改变反应过程中的相对能量,改变的是反应的历程,但是反应物和最终生成物不会改变,A正确;CO*+H2O*+H2O(g)的相对能量为-0.32 eV;CO*+OH*+H*+H2O(g)的相对能量为1.25 eV,所以H2O*转化为H*和OH*时需要吸收能量,B正确;反应过程中生成过渡态1的能垒(1.91 eV)比过渡态2的能垒(2.02 eV)小,所以过渡态1易达到,C错误;0.72 eV为单个CO分子反应时放出的能量,则1 ml CO发生反应放出0.72NA eV的能量,总反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-0.72NA eV·ml-1,D正确。
8.A 解析 从题目表中可以得出,ΔH1(Cl)-ΔH1(Br)=(10-20) kJ·ml-1=-10 kJ·ml-1,两个过程中其他键的断裂情况相同,只有形成H—Cl和H—Br不同,由此可推知H—Cl的键能比H—Br的键能大10 kJ·ml-1,A正确;利用盖斯定律,将反应①+②,可得出C6H6(苯)+X2C6H5X+HX ΔH=ΔH1+ΔH2=-101 kJ·ml-1,由于苯与氯气发生的反应为可逆反应,所以1 ml苯与1 ml氯气反应向环境释放的热量小于101 kJ,B不正确;使用催化剂后,只能改变反应的活化能,不能改变ΔH1和ΔH2,也不会改变ΔH1+ΔH2,C不正确;从题图中可以看出,加入催化剂后,C6H5·的百分含量增大较少,而C6H5X的百分含量增大很多,则表明反应①的反应速率较小,反应②的反应速率较大,从而确定反应①为总反应的决速步,催化剂的机理为降低反应①的活化能,D不正确。
9.C 解析 乙二醛氧化历程中,涉及反应物O2中的OO非极性键及乙二醛中C—H极性键的断裂,A正确;乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸时,生成物的总能量都小于反应物的总能量,发生反应放出热量,因此这些反应均为放热反应,B正确;催化剂只能改变反应途径,降低反应的活化能,但不改变化学平衡状态,因此催化剂不能提高乙二醛的平衡转化率,C错误;乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为活化能最大的步骤,反应物→TS1的活化能最高,速率最慢,所以乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物→TS1,D正确。
10.答案 (1)石墨 -393.5 kJ·ml-1 (2)252.0 kJ
(3)631.5
(4)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.0 kJ·ml-1
解析 (1)由题图知石墨的能量比金刚石的低,所以石墨比金刚石更稳定;石墨的燃烧热ΔH=ΔH3+ΔH2=-110.5 kJ·ml-1+(-283.0 kJ·ml-1)=
-393.5 kJ·ml-1。
(2)36 g气体为CO和CO2的混合气体,则n(CO)×28 g·ml-1+n(CO2)×44 g·ml-1=36 g,n(CO)+n(CO2)=1 ml,所以n(CO)=n(CO2)=0.5 ml,放出的热量为110.5 kJ·ml-1×0.5 ml+393.5 kJ·ml-1×0.5 ml=252.0 kJ。
(3)设NO分子中化学键的键能为x,则946 kJ·ml-1+497 kJ·ml-1-2x=+180.0 kJ·ml-1,x=631.5 kJ·ml-1。
(4)由题图知2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·ml-1,将该式减去N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.0 kJ·ml-1得:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.0 kJ·ml-1。
11.答案 (1)-116
(2)Ⅰ.Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)
ΔH=-225 kJ·ml-1 Ⅱ.ΔH2-ΔH1
解析 (1)由盖斯定律可知,将题给催化过程的三个反应直接相加可得:2HCl(g)+12O2(g)Cl2(g)+H2O(g)
ΔH'=(+83-20-121)kJ·ml-1=-58 kJ·ml-1,则ΔH=2ΔH'=-116 kJ·ml-1。
(2)Ⅰ.首先书写反应的化学方程式:Si+3HClSiHCl3+H2,然后加上状态和焓变得热化学方程式:Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g) ΔH=-225 kJ·ml-1。
Ⅱ.根据盖斯定律:反应②-反应①可得反应③,则ΔH3=ΔH2-ΔH1。
物质
O2(g)
N2(g)
NO(g)
C(s,石墨)
CH4(g)
CO2(g)
相对能量(kJ·ml-1)
0
0
x
0
-75
-393.5
解离总耗能/kJ
498
946
632
717
1 656
y
X
Cl
Br
ΔH1/(kJ·ml-1)
10
20
ΔH2/(kJ·ml-1)
-111
-100