2019届高考化学一轮复习顶层设计配餐作业：18 《化学反应的热效应》 含解析 练习

配餐作业(十八)　化学反应的热效应

►►见学生用书P391

1．下列变化过程，属于放热过程的是(　　)

A．酸碱中和反应

B．液态水变成水蒸气

C．弱酸弱碱电离

D．用FeCl3饱和溶液制Fe(OH)3胶体

解析　酸碱中和反应是放热反应，A项正确；液态水变成水蒸气的过程是物理过程，这个过程中吸收热量，B项错误；弱酸弱碱电离过程是吸热过程，C项错误；用FeCl3饱和溶液制Fe(OH)3胶体的过程是盐的水解反应过程，是酸碱中和反应的逆反应。酸碱中和反应是放热反应，所以盐的水解反应是吸热反应过程，D项错误。

答案　A

2．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　)

A．Fe2O3＋3CO===2Fe＋3CO2

ΔH＝－24.8 kJ·mol－1(反应热)

B．CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)

ΔH＝－192.9 kJ·mol－1(反应热)

C．C4H10(g)＋13/2O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)

ΔH＝－2 658.0 kJ·mol－1(燃烧热)

D．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)

ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1(中和热)

解析　热化学方程式要注明各物质在反应时的状态，A项错误；燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol，且得到的氧化物必须是稳定的氧化物，H2O的状态应为液态，C项错误；中和反应是放热反应，ΔH应小于0，D项错误。

答案　B

3．在测定中和热的实验中，下列说法正确的是(　　)

A．使用环形玻璃搅拌棒是为了加大反应速率，减小实验误差

B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触

C．用0.5 mol·L－1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同

D．在测定中和热实验中需要使用的仪器有：天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计

解析　测定溶液温度时，温度计水银球应放在溶液中间而不能与烧杯底部接触，B项错误；因为醋酸是弱酸，电离时会吸收热量，故测得的温度低一些，C项错误；测定中和反应反应热时不用滴定管，D项错误。

答案　A

4．H2与O2发生反应的过程用模型图示如下(“－”表示化学键)，下列说法不正确的是(　　)

A．过程Ⅰ是吸热过程

B．过程Ⅲ一定是放热过程

C．该反应过程所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键

D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行

解析　过程Ⅰ是旧化学键断裂的过程，为吸热过程，而过程Ⅲ为新化学键形成的过程，是放热过程，故A、B、C三项均正确；该反应可通过燃料电池，实现化学能到电能的转化，D项错误。

答案　D

5．(2018·长沙长郡中学月考)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1

CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3

2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)　ΔH4

CO(g)＋CuO(s)===CO2(g)＋Cu(s)　ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)

A．ΔH1>0，ΔH3<0  B．ΔH2＜0，ΔH4>0

C．ΔH2＝ΔH1－ΔH3  D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH1

解析　所有的燃烧反应都属于放热反应，因此ΔH1<0，ΔH3<0，故A项错误；碳还原二氧化碳的反应属于吸热反应，ΔH2>0，铜与氧气的反应属于放热，ΔH4<0，故B项错误；已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1，②CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2，③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3，由盖斯定律可知①＝②＋③，因此ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，则ΔH2＝ΔH1－ΔH3，故C项正确；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3，2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s)，ΔH4,2CO(g)＋2CuO(s)===2CO2(g)＋2Cu(s)　2ΔH5,2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5，D项错误。

答案　C

6．(2018·湖南六校联考)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1

CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3

4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4

3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)

A．2ΔH1>ΔH3

B．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5

C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3

D．ΔH2<0，ΔH4<0

解析　2 mol碳完全燃烧放出的热量比2 mol CO完全燃烧放出的热量多，放出的热量越多，ΔH越小，所以2ΔH1<ΔH3，A项错误；将题给热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，由(④＋2×⑤)×得到③，故ΔH3＝，B项错误；根据盖斯定律，由②＋③得到①，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C项正确；根据上述分析知，ΔH2＝ΔH1－ΔH3，又因为ΔH1<，ΔH2＝ΔH1－ΔH3<－ΔH3，ΔH3<0，所以ΔH2>0，D项错误。

答案　C

7．(2018·滨州期末)以下关于右图说法正确的是(　　)

A．表明催化剂可以改变化学反应的热效应

B．表明化学反应遵循能量守恒定律

C．表示某化学反应能量的变化与生成物状态无关

D．表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化

解析　由图可知，加入催化剂能降低反应的活化能，但反应热不变，A项错误；化学反应一定遵循质量守恒定律，反应物总能量大于生成物总能量，正反应放热，遵循能量守恒，B项正确；物质的聚集状态不同，能量不同，该图不能证明反应的能量变化与生成物的状态的关系，C项错误；由图象可知，反应物总能量大于生成物总能量，正反应为放热反应，D项错误。

答案　B

8．(2018·豫北豫南联考)HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、三步反应组成，1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，其能量与反应进程曲线如图所示。

(Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)===HOOBr(g)

(Ⅱ)HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g)

(Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)===H2O(g)＋Br2(g)

下列说法正确的是(　　)

A．三步反应均为放热反应

B．步骤(Ⅰ)的反应速率最慢

C．HOOBr比HBr和O2稳定

D．热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g)　ΔH＝－12.67 kJ·mol－1

解析　放热反应的反应物总能量高于生成物的总能量，根据图象，第一步反应为吸热反应，故A项错误；步骤(Ⅰ)为吸热反应，导致体系温度降低，反应速率减慢，其余反应为放热反应，反应温度升高，反应速率加快，故B项正确；HOOBr的总能量比HBr和O2的总能量高，能量越高，物质越不稳定，故C项错误；根据题意，1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，则热化学方程式4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g)　ΔH＝－50.68 kJ· mol－1，故D项错误。

答案　B

9．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ/mol，断开1 mol O＝O键和1 mol H—O键所吸收的能量分别为496 kJ和463 kJ，则断开1 mol H—H键所吸收的能量为(　　)

A．920 kJ  B．557 kJ

C．436 kJ  D．188 kJ

解析　根据反应物键能之和减去生成物键能之和等于ΔH，设H—H键能为x，则有x＋×496－2×463＝－242，解得x＝436，答案选C项。

答案　C

【误区警示】

不可忽视化学键的物质的量，根据键能计算反应热时，要注意弄清各种化学键的物质的量，既要考虑热化学方程式中物质的化学计量数，又要考虑物质中各种化学键的个数，再进行计算。

10．(2018·衡水中学四调)“氢能”是未来最理想的新能源。

(1)实验测得，1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为________(填选项字母)。

A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－142.9 kJ·mol－1

B．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

C．2H2O＋O2===2H2O(l)

ΔH＝－571.6 kJ·mol－1

D．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)

ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

(2)某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H2的反应步骤：

①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr

②2HBr＋HgHgBr2＋H2

③HgBr2＋________________＋________

④2HgO2Hg＋O2↑

请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式：HgBr2＋________________＋________。

请根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点：__________________________________________________。

(3)利用核能把水分解制氢气，是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程，其中用了过量的碘。

请写出化学方程式：

反应①_______________________________________________。

反应②_______________________________________________。

该法制取氢气的最大优点是_____________________________。

解析　(1)表示氢气燃烧热的热化学方程式中氢气的化学计量数是1，其反应热是(－142.9×2) kJ·mol－1，则其热化学方程式正确的是B。

(2)根据“原子经济”的思想，可知最终反应为2H2O===2H2↑＋O2↑，根据盖斯定律(将①＋②＋③)×2＋④，可知反应③为HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2；从“绿色化学”的思想评估就是从能耗和环保等方面评价，制H2的主要缺点是循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染。

(3)据图知反应①、②分别为SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4、2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O，该法制取氢气的最大优点是原料SO2和I2可循环使用，无污染。

答案　(1)B　(2)CaO　HgO　CaBr2　循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染

(3)①SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4

②2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O　SO2和I2可循环使用，无污染

11．(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应①为主反应，反应②和③为副反应。

①CaSO4(s)＋CO(g)CaS(s)＋CO2(g)

ΔH1＝－47.3 kJ·mol－1

②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)

ΔH2＝＋210.5 kJ·mol－1

③CO(g)C(s)＋CO2(g)

ΔH3＝－86.2 kJ·mol－1

反应2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝________________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。

(2)已知：25 ℃、101 kPa时，Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s)

ΔH＝－520 kJ·mol－1

S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－297 kJ·mol－1

Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)

ΔH＝－1 065 kJ·mol－1

SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是________________________________________。

(3)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：

反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)　ΔH1

反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)　ΔH2

反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)　ΔH3

ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3＝________。

(4)已知：温度过高时，WO2(s)转变为WO2(g)：

①WO2(s)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)

ΔH＝＋66.0 kJ·mol－1

②WO2(g)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)

ΔH＝－137.9 kJ·mol－1

则WO2(s)WO2(g)的ΔH＝________________。

解析　(1)根据盖斯定律，由①×4＋②＋③×2得2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)　ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。

(2)将已知3个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律由③－①－②得MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s)

ΔH＝－1 065 kJ·mol－1＋520 kJ·mol－1＋297 kJ·mol－1＝－248 kJ·mol－1。

(3)根据题中三个反应，反应Ⅲ＝反应Ⅱ×2－反应Ⅰ，因此ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。

(4)根据题意由①－②可得

WO2(s)WO2(g)　ΔH＝＋203.9 kJ·mol－1。

答案　(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3

(2)MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s)　

ΔH＝－248 kJ·mol－1

(3)2ΔH2－ΔH1　

(4)＋203.9 kJ·mol－1

12．(2018·四川成都一中测试)(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＞0，则稳定性：金刚石________石墨(填“＞”或“＜”)。

(2)已知：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2

则ΔH1__________ΔH2(填“＞”或“＜”)。

(3)“嫦娥五号”预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：

①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)

ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1

②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－543 kJ·mol－1

写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：________________________________________________。

(4)25℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则CO的燃烧热为ΔH＝______________。

(5)0.50 L 2.00 mol·L－1H2SO4溶液与2.10 L 1.00 mol·L－1 KOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中和热ΔH＝___________。

(6)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是______________________________________。

解析　(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＞0，说明该反应是吸热反应，因此石墨的总能量低于金刚石的总能量，而能量越低，物质越稳定，故稳定性：金刚石＜石墨。

(2)ΔH1表示碳完全燃烧的反应热，ΔH2表示碳不完全燃烧的反应热，碳完全燃烧放热多，且放热越多ΔH越小。因此，ΔH1＜ΔH2。

(3)根据盖斯定律，由2×②－①得：

2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　

ΔH＝2×(－543 kJ·mol－1)－(＋10.7 kJ·mol－1)＝－1 096.7 kJ·mol－1。

(4)25℃、101 kPa时， 14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则1 mol CO(即28 g CO)完全燃烧放出的热量是141.3 kJ×2＝282.6 kJ，即CO的燃烧热ΔH＝－282.6 kJ·mol－1。

(5)n(H2SO4)＝0.50 L×2.00 mol·L－1＝1 mol，n(KOH)＝2.10 L×1.00 mol·L－1＝2.10 mol，二者反应时，KOH过量，1 mol H2SO4完全反应生成2 mol H2O(l)，放出114.6 kJ热量，故稀硫酸与KOH溶液反应生成1 mol H2O(l)放出的热量为×114.6 kJ＝57.3 kJ，故该反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。

(6)N2与H2反应生成NH3的热化学方程式可表示为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－2×3E(N—H)＝946 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1。

答案　(1)＜　(2)＜

(3)2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　

ΔH＝－1 096.7 kJ·mol－1

(4)－282.6 kJ·mol－1

(5)－57.3 kJ·mol－1

(6)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　

ΔH＝－92 kJ·mol－1