鲁科版 2023高考化学 一轮复习 十四 化学反应的热效应 课时练习

十四  化学反应的热效应

题组一：反应热　焓变　热化学方程式

(建议用时：15分钟)

1．(2022·济南模拟)锂(Li)在能源、航天等工业上应用广泛。已知1 g Li完全燃烧生成固态Li2O时放出热量为42.9 kJ。下列可表示Li燃烧的热化学方程式的是(　　)

A．2Li＋O2===Li2O　ΔH＝－85.8 kJ·mol－1

B.2Li＋O2===Li2O　ΔH＝＋85.8 kJ·mol－1

C．2Li＋O2===Li2O　ΔH＝－600.6 kJ·mol－1

D．Li(s)＋O2(g)===Li2O(s)

ΔH＝－300.3 kJ·mol－1

2．(2022·开封模拟)研究表明N2O与CO在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是(　　)

A.反应总过程ΔH<0

B．Fe＋使反应的活化能减小

C．FeO＋也是该反应的催化剂

D．Fe＋＋N2O→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO→Fe＋＋CO2两步反应均为放热反应

加固训练:

由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.由X→Y反应的ΔH＝E5－E2

B．由X→Z反应的ΔH>0

C．降低压强有利于提高Y的产率

D．升高温度有利于提高Z的产率

3．(2022·开封模拟)已知Cl2(g)＋NH3(g)===NH2Cl(g)＋HCl(g)　ΔH＝＋12 kJ·mol－1，相关的化学键键能数据如表：

则H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH为(　　)

A．－183 kJ·mol－1　　　 B．248 kJ·mol－1

C．－431 kJ·mol－1      D．－207 kJ·mol－1

加固训练:

S2Cl2和SCl2均为重要的化工产品。

已知有化学键的键能及S4的结构式：

则反应S4(g)＋4Cl2(g)===4SCl2(g)　ΔH＝________kJ·mol－1

4．消除天然气中H2S是能源领域的热点，利用CuFe2O4表面吸附H2S时，我国科学家研究表明有两种机理途径，如图所示。

下列说法错误的是(　　)

A．该吸附过程释放能量

B．途径1历程中最大活化能为204.5 kJ·mol－1

C．H2S*===HS*＋H*的速率：途径1＞途径2

D．CuFe2O4在吸附过程中提供了O原子

加固训练:

1 mol白磷(P4，s)和4 mol红磷(P，s)与氧气反应过程中的能量变化如图(E表示能量)。下列说法正确的是(　　)

A.P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH>0

B．1 mol白磷的总键能大于4 mol红磷的总键能

C.白磷比红磷稳定

D．红磷燃烧的热化学方程式是4P(s，红磷)＋5O2(g)===P4O10(s)　ΔH＝－(E2－E3)kJ·mol－1

5．(2022·沈阳模拟)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。

NO在空气中存在如下反应：2NO(g) ＋ O2(g) 2NO2(g)　ΔH；该反应分两步完成，其反应历程如图所示：

回答下列问题：

(1)写出反应Ⅰ的热化学方程式________________。

(2)反应Ⅰ和反应Ⅱ中，一个是快反应，会快速建立平衡状态，而另一个是慢反应。决定2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)反应速率的是__________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)；对该反应体系升高温度，发现总反应速率反而变慢，其原因可能是

________________________________________________________________________(反应未使用催化剂)。

6．研究和深度开发氮氧化物、碳氧化物、硫及其化合物的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。

Ⅰ.NO会加速臭氧层被破坏，其反应过程如图所示：

(1)NO的作用是____________________________。

(2)已知：O3(g)＋O(g)2O2(g)　

ΔH＝－143 kJ·mol－1

反应1：O3(g)＋NO(g)NO2(g)＋O2(g)　ΔH1＝－200.2 kJ·mol－1

反应2：热化学方程式为______________。

题组二：摩尔燃烧焓　能源　中和反应的反应热

(建议用时：15分钟)

1．(2022·咸阳模拟)肼(N2H4)是一种高效清洁的火箭燃料。25 ℃、101 kPa时，0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水，放出133.5 kJ热量。下列说法正确的是(　　)

A．该反应的热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1

B．N2H4的摩尔燃烧焓534 kJ·mol－1

C．相同条件下，1 mol N2H4(g)所含能量高于1 mol N2(g)和2 mol H2O(g)所含能量之和

D．该反应是放热反应，反应的发生不需要克服活化能

2.取50 mL 0.5 mol·L－1的盐酸溶液与50 mL 0.55 mol·L－1的氢氧化钠溶液进行中和反应反应热测定实验。下列操作和说法不正确的是(　　)

A．氢氧化钠稍过量是为了确保盐酸完全反应

B．向盛装盐酸的烧杯中小心缓慢地加入氢氧化钠溶液

C．仪器A的名称是环形玻璃搅拌棒

D．在实验过程中，把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量氢氧化钠溶液的温度

3．下列热化学方程式正确的是(　　)

A．H2的摩尔燃烧焓为a kJ·mol－1：

H2＋Cl22HCl　ΔH＝－a kJ·mol－1

B．1 mol SO2、0.5 mol O2完全反应，放出热量98.3 kJ

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH＝－98.3 kJ·mol－1

C．若H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，

则：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1

D．31 g白磷比31 g红磷能量多b kJ

P4(白磷，s)===4P(红磷，s)

ΔH＝－4b kJ·mol－1

加固训练:

1．在25 ℃、101 kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的摩尔燃烧焓分别为393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、870.3 kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为(　　)

A．－488.3 kJ·mol－1

B．＋488.3 kJ·mol－1

C．－191 kJ·mol－1

D．＋191 kJ·mol－1

2．(2022·秦皇岛模拟)化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热(ΔH)又因化学反应的分类给予不同的名称。如我们学过的摩尔燃烧焓(ΔHc)，又如由稳定单质化合生成1 mol纯物质的热效应称为生成热(ΔHf)，断裂化学键时，所吸收的能量称为键能(ΔHb)。下面两个图中的数据分别表示水与二氧化碳各1 mol分解时能量变化的示意图，图中的各数据均以kJ为单位，下列说法正确的是(　　)

A.H2O(g)的生成热：ΔHf＝243 kJ·mol－1

B．CO(g)的摩尔燃烧焓：ΔHc＝－570 kJ·mol－1

C．O—H键的键能：ΔHb＝463 kJ·mol－1

D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝＋42 kJ·mol－1

4．甲烷燃烧时的能量变化如图，有关说法正确的是(　　)

A．图1中反应为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1

B．图2中反应为CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－607.3 kJ·mol－1

C．由图可以推知：CO2和CO相比，CO更稳定

D．由图可以推得：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1

5．(2022·昆明模拟)甲烷和二氧化碳都是温室气体。随着石油资源日益枯竭，储量丰富的甲烷(天然气、页岩气、可燃冰的主要成分)及二氧化碳的高效利用已成为科学研究的热点。回答下列问题：

(1)在催化剂作用下，将甲烷部分氧化制备合成气(CO和H2)的反应为CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2(g)。

已知：25 ℃，101 kPa，由稳定单质生成1 mol化合物的焓变称为该化合物的标准摩尔生成焓。化学反应的反应热ΔH＝生成物的标准摩尔生成焓总和－反应物的标准摩尔生成焓总和。相关数据如下表：

由此计算CH4(g)＋O2(g)===CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。

(2)利用H2S代替H2O通过热化学循环可高效制取H2，原理如图所示：

①“Bunsen反应”的离子方程式为________。

②已知键能E(I—I)＝152.7 kJ·mol－1，E(H—H)＝436.0 kJ·mol－1，E(H—I)＝298.7 kJ·mol－1，HI气体分解为碘蒸气和氢气的热化学方程式为________________。

③上述循环过程总反应方程式为_____________________。

加固训练:

填写下列空白：

(1)2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1则CO(g)的摩尔燃烧焓是__________________________________________。

(2)葡萄糖的摩尔燃烧焓是2 800 kJ·mol－1，则表示葡萄糖摩尔燃烧焓的热化学方程式为______________________________________________________。

(3)氢气的摩尔燃烧焓为285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为________。

(4)C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1，C8H18的摩尔燃烧焓为____________。

题组三：盖斯定律　反应热的计算与比较

(建议用时：15分钟)

1．已知：①CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)

ΔH＝－192.9 kJ·mol－1

②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

则CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)的ΔH为(　　)

A．＋478.7 kJ·mol－1　　B．－764.5 kJ·mol－1

C．－478.7 kJ·mol－1　　D．＋764.5 kJ·mol－1

加固训练:

1．氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。

①HF(aq)＋OH－(aq)===F－(aq)＋H2O(l)

ΔH＝a kJ·mol－1

②H3O＋(aq)＋OH－(aq)===2H2O(l)

ΔH＝b kJ·mol－1

③HF(aq)＋H2O(l) H3O＋(aq)＋F－(aq)

ΔH＝c kJ·mol－1

④F－(aq)＋H2O(l) HF(aq)＋OH－(aq)

ΔH＝d kJ·mol－1

已知：a＜b＜0，下列说法正确的是(　　)

A．HF的电离过程吸热　　 B．c＝a－b，c＜0

C．c>0，d＜0        D．d＝b＋c，d＜0

2．已知在25 ℃、1.01×105 Pa下，1 mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示，已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－490 kJ·mol－1，下列有关说法正确的是(　　)

A.H2O分解为H2与O2时放出热量

B．乙→丙的过程中若生成液态水，释放的能量将小于930 kJ

C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙<甲<丙

D．O2(g)===2O(g)　ΔH＝＋498 kJ·mol－1

2．(2022·忻州模拟)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：

①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)

ΔH1＝＋64.39 kJ·mol－1

②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)

ΔH2＝－196.46 kJ·mol－1

③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)

ΔH3＝－285.84 kJ·mol－1

在H2SO4溶液中，1 mol Cu(s)与H2O2(l)反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于(　　)

A．－319.68 kJ·mol－1

B．－417.91 kJ·mol－1

C．－448.46 kJ·mol－1

D．＋546.69 kJ·mol－1

3．(2022·贵阳模拟)碳燃烧的过程如图所示，下列说法正确的是(　　)

A.2C(s)＋O2(g)→2CO(g)＋221.0 kJ

B．CO2(g)→C(s)＋O2(g)＋393.5 kJ

C．1 mol C(s)与0.5 mol O2(g)的总能量小于1 mol CO(g)的能量

D．等量的碳燃烧C(s)→CO2(g)过程比C(s)→CO(g)→CO2(g)过程释放的能量多

4．(2021·湖南临考仿真卷节选)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。请回答：

如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程，则总反应的热化学方程式为________。

加固训练:

根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：

判断下列说法正确的是(　　)

A．ΔH5＞0

B．ΔH1＋ΔH2＝0

C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5

D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0

5．联氨可用作火箭燃料，回答下列问题：

(1)在发射“神舟”十一号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。

已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝－641.6 kJ·mol－1；

H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1。

若用6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为________________________________。

(2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知10.0 g 液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为________________________________________________。

(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。已知：

①N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－534.0 kJ·mol－1

②H2(g)＋F2(g)===HF(g)

ΔH＝－269.0 kJ·mol－1

③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)

ΔH＝－242.0 kJ·mol－1

写出肼和氟气反应的热化学方程式：_________。

(4)已知：

①H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1

②O2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol－1

③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1

④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：_____________。

加固训练:

(2022·三明模拟)(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：

反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)　ΔH1

反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH2＝＋72.49 kJ·mol－1

总反应：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－86.98 kJ·mol－1

则反应Ⅰ的ΔH1＝________kJ·mol－1。

(2)氢气可将CO2还原为甲烷，反应为CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)。ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果， 研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会________(填“放出热量”或“吸收热量”)；反应历程中最小能量(活化能)步骤的化学方程式为

________________________________________________________________________。

(3)已知CO(g)、CH4(g)、CH3CHO(l)的摩尔燃烧焓分别为283.0 kJ·mol－1、890.31 kJ·mol－1、1 167.9 kJ·mol－1，则乙醛的分解反应CH3CHO(l)⇌CH4(g)＋CO(g)的ΔH＝________。