2023届新高考化学一轮复习化学能与热能单元测试含答案

化学能与热能

一、单项选择题：共16小题，每小题2分，共32分。每小题只有一个选项符合题意。

1.能在中燃烧生成HCl，HCl也能在一定条件下分解为和。图为、和HCl三者相互转化的微观过程示意图，下列说法正确的是(   )
 

A.过程1放热   B.过程2吸热  C.过程3放热 D.过程4放热

2.已知某化学反应(的结构式分别为AA、BB、BAB)，反应过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是(   )

A.该反应的进行一定需要加热或点燃条件

B.该反应若生成2 mol，则放出的热量为 kJ

C.该反应断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量

D.生成2 mol BA键放出 kJ能量

3.我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用·标注。则下列说法不正确的是(   )

A.水煤气变换为放热反应
B.物质在金催化剂表面吸附过程中能量保持不变
C.该历程中断开一个H—O要吸收能量
D.该历程中正向的最大能垒（活化能）=2.02 eV

4.和CO是环境污染性气体，可在表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程如图1所示，能量变化过程如图2所示，下列说法正确的是(   )

A.总反应为

B.为了实现转化需不断补充

C.该反应的方程式是
D.加入，可使反应的减小

5.下列热化学方程式及有关应用的叙述中，正确的是（    ）

A.的燃烧热为1366.8，则燃烧的热化学方程式可表示为 

B.已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热为57.3，则 

C.2分解生成1和2，并吸收116.2热量，其热化学方程式为 

D.已知25℃、101条件下：  ，  ，则比稳定

6.键能是指1mol化学键断裂形成气态基态原子所需要的最低能量。已知与反应能生成和水蒸气，该反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是(   )

A.为放热反应

B.若将1mol（g）和2mol（1）的总能量标在图中，则其位置在①、②之间

C.若C—H键的键能为415，则中化学键的键能为493

D.若该反应过程中转化的化学能为200kJ，则有0.25molCO键生成

7.物质的转化伴随着能量的变化。一定条件下，1mol石墨转化为金刚石，能量变化关系如图所示。下列说法正确的是（    ）
 

A.石墨与金刚石之间的转化是物理变化

B.等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同

C. 断裂1mol石墨的化学键吸收的能量比断裂1mol金刚石的化学键吸收的能量少

D.氯化氢和碳酸氢钠的反应能量变化趋势与上图一致

8.2021年我国首次实现以为原料人工合成淀粉，该过程涉及加氢(电解水得氢气)转化为甲醇的过程，其能量变化如图所示。

下列叙述错误的是 (   )

A.合成甲醇的反应中，反应物总能量比产物总能量高

B.合成甲醇的反应中，破坏反应物化学键吸收的能量小于形成产物化学键释放的能量

C.合成甲醇的热化学方程式为：

D.上述过程中存在电能转化为化学能、化学能转化为热能的能量转化形式

9.下列说法正确的是(   )

A.在分子中,两个成键的原子间的距离叫做键长
B.H—Cl的键能为431.8 kJ/mol,H—I的键能为298.7 kJ/mol,这可以说明HCl分子比HI分子稳定
C.含有极性键的分子一定是极性分子
D.键能越大,表示该分子越容易受热分解

10.和的能量关系如图所示（M=Ca、Mg）：

已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是(   )

A.

B.

C.

D. 对于和

11.下列有关热化学方程式的叙述正确的是（    ）

A.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则反应的

B.已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)  ，则金刚石比石墨稳定

C.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则该反应的热化学方程式为：

D.已知；， 则

12.下列有关热化学方程式的叙述正确的是(   )

A.已知，则甲烷的燃烧热为893.0kJ/mol

B.已知4P（红磷，s）= P4(白磷，s)；△H>0，则白磷比红磷稳定

C.含20.0g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为：

D.己知 ，则△H1>△H2

13.下列说法或表示方法正确的是(   )

A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的能量多

B.由C(石墨) C(金刚石)可知，金刚石比石墨稳定

C.在101kPa时，2g完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则燃烧热的热化学方程式表示为：

D.在稀溶液中，，若将含0.5mol 的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ

14.用催化还原可以消除氮氧化物的污染。例如:
①
②

下列说法不正确的是(   )

A. 由反应①可推知:，

B. 等物质的量的甲烷分别参加反应①、②，反应转移的电子数不同

C.

D. 若用标准状况下4.48 L 还原至，则转移的电子总物质的量为1.6 mol

15.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时，甲醇在铜基催化剂上的反应机理如下：

反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

总反应：

反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是(   )

A.反应Ⅰ是放热反应

B.1 mol 和 1 mol的总能量大于1 mol和3 mol的总能量

C.

D.优良的催化剂可降低反应的活化能，并减少，节约能源

16.科学家结合实验和计算机模拟结果，研究了在贵重金属催化剂表面上的气态体系中，一个CO分子还原NO的能量变化与反应历程如图所示。下列说法错误的是(   )

A.该反应的热化学方程式为
B.决定整个反应速率快慢的步骤是①
C.反应过程中断裂与形成的化学键都包含键和键
D.改变催化剂，不能使反应的焓变发生改变

二、多项选择题：共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

17.研究发现钯团簇（）可催化CO的氧化反应，在催化过程中因路径不同可能生成不同的过渡态和中间产物（过渡态已标出），下图为路径1和路径2催化过程中的能量变化。下列说法不正确的是(   )

A.该过程中有极性键和非极性键的断裂和生成

B.反应路径2的催化效果更好

C.催化剂不会改变整个反应的

D.路径1中最大能垒（活化能）eV

18.甲烷是一种清洁燃料，一定条件下可与NO2、NO发生如下反应：

①

②

下列说法错误的是（   ）

A.若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2、CO2和液态水，放出的热量小于173.4 kJ

B.利用以上反应可降低大气中的氮氧化合物的含量，有效减轻光化学烟雾

C.甲烷若设计成燃料电池，其能量利用率大于直接燃烧的能量利用率

D.反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移电子的物质的量为1.60 mol

19.关于如图所示转化关系(X代表卤素)，说法不正确的是（  ）
 

A.因为反应热大小与途径无关，所以

B.过程III中

C.键、键、键键能依次减小，所以三个反应中过程Ⅱ吸收的热量依次减小

D.反应Ⅰ生成HCl放出的热量比生成HBr的多，所以HBr比HCl更稳定

20.下列图示与对应的叙述相符的是（    ）

A. 图1表示的反应温度升高，平衡常数减小

B. 图2表示不同温度下水溶液中和浓度的变化的曲线，图中温度

C. 图3表示一定条件下的合成氨反应中，的平衡体积分数随起始体积分数（的起始量恒定）的变化，图中a点的转化率小于b点

D. 图4表示一定温度下，平衡体系中的体积分数与压强（p）的关系，图中a、b两点的反应速率：

21.下列推论不正确的是(   )

A.为放热反应，则的能量一定高于的能量

B.C（s，石墨）=C（s，金刚石），则石墨比金刚石稳定

C.葡萄糖的燃烧热是2800，则

D.101kPa时，，则碳的燃烧热为221

三、非选择题：共4小题，共48分。

22.（4分）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列的3个热化学反应方程式：

试写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和气体的热化学反应方程式：___________。

23.（16分）Ⅰ、下列反应中，属于放热反应的是______，属于吸热反应的是_______。（填序号）

①物质燃烧；②石灰石在高温下的分解反应；③酸碱中和反应；④二氧化碳通过炽热的炭

⑤食物因氧化而腐败；⑥与反应；⑦氧化钙与水反应

Ⅱ、工业上用CO生产燃料甲醇，一定条件下发生反应：，反应过程中的能量变化情况如图所示。

（1）曲线 Ⅰ 和曲线 Ⅱ 分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。该反应是________（填“吸热”或“放热”）反应。计算当反应生成1.5 mol 时，能量变化值是________kJ。

（2）选择适宜的催化剂________（填“能”或“不能”）改变该反应的反应热。

（3）推测反应是___________（填“吸热”或“放热”）反应。

Ⅲ、 断开1 mol  H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要吸收能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ，则1 mol 与足量反应生成需_________（填“吸收”或“放出”）能量________kJ。（小数点后保留两位数字），事实上，反应的热量总小于理论值，理由是______。

24.（16分）汽车尾气中含有CO、NO、NO2、碳氢化合物等多种污染物。回答下列问题：

(1)已知：

① 若，则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为___________                                     ______。

② 部分化学键键能数据如下：

=__________

(2)1573K时，平衡常数为，若测得内燃机内平衡混合气中氮气、氧气的物质的量分别为0. 2mol、0. 001mol，则生成NO的物质的量为__________mol，的转化率为__________。

(3)反应的平衡常数为，从热力学角度看，该反应程度应该很大，实际汽车尾气中该反应的程度很小，原因是________________，要增大汽车尾气净化装置中单位时间内该反应的程度，关键是要_____________。

(4)T<500K时，反应分两步进行：

第一步：   (慢反应)

第二步：  (快反应)

下列表述正确的是__________(填标号)

A. 反应速率与NO浓度有关  B. 反应速率与浓度有关

C. 反应的中间产物只有    D. 第二步反应活化能较高 

25.（12分）用50mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答问题：

(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是___________；

(2)实验中若改用60mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量___________(填“相等”或“不相等”)，若实验操作均正确，则所求中和热___________(填“相等”或“不相等”)；

(3)已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol水时，放出57.3kJ的热量，则上述反应的热化学方程式为：___________。

(4)倒入NaOH溶液的正确操作是___________。(填字母)

A.沿玻璃棒缓慢倒入   B.分三次少量倒入   C.一次迅速倒入

(5)某同学利用实验数据计算出的中和热与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是___________。(填字母)

a.实验装置保温、隔热效果差；

b.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定HCl溶液的温度；

c.量取NaOH溶液的体积时仰视读数；

d.倒完NaOH溶液后，发现装NaOH烧杯内有极少量残留液。

答案以及解析

1.答案：C

解析：A.过程1断裂化学键，吸收热量，故A错误；B.过程2形成化学键，释放热量，故C错误；C .燃烧反应为放热反应，则过程3放热，故C正确；D .过程4为HCl分解生成和，吸收热量，故D错误；故选:C。

2.答案：C

解析：根据图示可知，该反应断开化学键吸收的总能量大于形成化学键释放的总能量，为吸热反应；若生成2 mol ，则吸收的热量为kJ，B项错误，C项正确。该反应的进行不一定需要加热或点燃条件，A项错误。生成4 mol BA键放出kJ能量，D项错误。

3.答案：B

解析：与反应历程无关，只与反应的起始状态有关，由图可知：生成物的总能量低于反应物的总能量，故水煤气变换为放热反应，A正确；根据图示可知：物质在金催化剂表面吸附过程中能量会发生改变，B错误；在任何化学反应中，断裂化学键均需吸收能量，因此在该历程中断开一个H—O要吸收能量，C正确；过渡态1能垒（活化能），过渡态2能垒（活化能），则该历程中最大能垒（活化能），D正确。

4.答案：A

解析：

5.答案：D

解析：

6.答案：C

解析：由图可知，1mol（g）和2mol（g）的总能量小于1 mol （g）和2mol（g）的总能量，则为吸热反应，A项错误；因2mol液态水的能量低于2mol气态水的能量，故1mol（g）和2mol（1）的总能量应标在③下方，B项错误；C—H键的键能为415，设中化学键的键能为，则由图可知，，解得，C项正确；由图可知，该反应过程中转化的化学能为3446kJ-2646kJ=800kJ时，有1mol（g）生成，若该反应过程中转化的化学能为200kJ，则有0.25mol（g）生成，0.25mol（g）中含有0.5molCO键，D项错误。

7.答案：D

解析：A.有新物质生成的变化为化学变化，则石墨与金刚石之间的转化是化学变化，故A错误；B.由图可知，等星的金刚石能量高于石墨，则等质 量的金刚石完全燃烧释放的热量比石墨多,故B错误；C.图可知，C(s, 石墨)= C(s,金刚石)反应物键能总和-生成物键能总和> 0, 则断裂1mol石墨的化学键吸收的能比断裂1mol金刚石的化学键吸收的能量多,故C错误；

D.由图可知，石墨转化为金刚石为吸热反应,而氯化氢和碳酸氢钠的反应也为吸热反应，与图中信息相符，故D正确；

故选: D.

8.答案：C

解析：A.由图可知，二氧化碳合成甲醇的反应为反应物总能量比产物总能量高的放热反应，故A正确；B.由图可知，二氧化碳合成甲醇的反应为反应物总能量比产物总能量高的放热反应，则反应中破坏反应物化学键吸收的能量小于形成产物化学键释放的能量，故B正确;

C.由图可知，二氧化碳合成甲醇的反应为反应物总能量比产物总能量高的放热反应，反应的热化学方程式为:，故C错误;

D.由题意可知，电解水得氢的过程中存在电能转化为化学能的能量转化形式，二氧化碳加氢转化为甲醇的过程中存在化学能转化为热能的能量转化形式，故D正确;故选C。

9.答案：B

解析：A 错键长是成键两原子半径之和,不是两个成键的原子间的距离
B 对键能越大,化学键就越稳定
C 错含有极性键的分子一定不一定是极性分子例如:甲烷
D 错键能越大,表示该分子越稳定,此物质越不容易分解

10.答案：C

解析：根据已知信息，离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。由于，所以的离子键强于，由于化学键断裂需要吸热，故，A项正确；由于只与相关，故，B项正确；根据能量关系图可知，由于，故，而，故，，C项错误；由于，而，故，D项正确，故选C。

11.答案：A

解析：A.物质的量与热量成正比，由CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，可知反应的，故A正确； B.已知，为吸热反应，所以金刚石的能量大于石墨，石墨更稳定，故B错误； C.物质的量与热量成正比，含20.0 g NaOH的稀溶液，氢氧化钠的物质的量为0.5mol，，故C错误；D.已知，，一氧化碳燃烧生成二氧化碳是放热反应，焓变为负值，则，故D错误；故选：A。

12.答案：C

解析：A.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物的反应放出的热量，题中生成的为气态的水，不属于甲烷的燃烧热，故A错误；B.4P（红磷s（白磷s）：，则红磷的能量低于白磷的能量，物质具有的能量越低越稳定，所以红磷比白磷稳定，故B错误；C.含20.0 g NaOH（即0.5mol）的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为：，故C正确；D.物质C完全燃烧放出的能量多，所以，故D错误；故答案为：C。

13.答案：D

解析：A项，硫蒸气完全燃烧放热较多；B项，物质能量越高越不稳定，故石墨比金刚石稳定；C项，2mol完全燃烧放出的热量应为2×285.8kJ。

14.答案：C

解析：两个反应中，C元素的化合价均由-4价升高到+4价，则等物质的量的甲烷分别参加反应①、②，反应转移的电子数相同，故C错误。

15.答案：C

解析：根据题图可知反应Ⅰ中生成物总能量大于反应物总能量，因此反应Ⅰ为吸热反应，A项错误；根据题图可知1 mol （g）和1mol（g）的总能量小于1 mol （g）和3mol（g）的总能量，B项错误；由题图知，总反应是吸热反应，因此，C项正确；优良的催化剂降低了反应的活化能，但焓变不变，焓变由反应物和生成物的总能量决定，D项错误。

16.答案：A

解析：该过程表示一个CO分子还原NO的能量变化，热化学方程式对应的能量变化应该是2molCO分子被还原的能量，故A错误；活化能大速率慢，是决速步骤，①的活化能大于②，决定整个反应速率快慢的步骤是①，故B正确；反应物CO分子含有键和键，生成物和含有键和键，所以反应过程中断裂与形成的化学键都包含键和键，故C正确；催化剂只能改变反应历程，不能改变焓变，故D正确。

17.答案：AD

解析：

18.答案：AD

解析：A由上述分析可知，还原生成和气态水的热化学方程式为，标准状况下的物质的量为，则还原生成气态水时放出的热量为，但气态水转化为液态水时放热，所以标准状况下还原生成和液态水，放出的热量大于134kJ，故A错误；D题干中没有已知气体的状况，的物质的量不能计算，转移的电子更不能计算，故D错误；

19.答案：BD

解析：A.因为反应热大小与途径无关，只与反应物总能量和生成物总能量有关，所以，故A正确； B.过程川是形成化学键，释放热量，因此，故B错误； C.Cl一Cl键、Br一Br键、I一I键键能依次减小，断裂吸收的热量越来越小，因此三个反应中过程吸收的热量依次减小，故C正确； D.HBr中H一Br键比HCl中H一Cl键的键长长，键能大，键能大，键越难断裂，因此HCl比HBr更稳定，故D错误。

综上所述，答案为BD。

20.答案：AC

解析：本题主要考查化学平衡的图像问题。

A项，由图可知，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，故A项正确；

C项，增大氢气的浓度，提高氮气的转化率，所以随起始体积分数增大，的转化率增大，即a点的转化率小于b点，故C项正确；

B项，由图可知，温度下水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度大于时水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度，水的电离为吸热过程，升温促进水的电离，则，故B项错误；

D项，由图可知，随压强增大，二氧化硫体积含量减小，说明增大压强平衡正向进行，反应速率b点大于a点，即，故D项错误。

综上所述，本题正确答案为AC。

21.答案：AD

解析：

22.答案：

解析：①，

②，

③，根据盖斯定律由①﹣②﹣③×计算得到，，即。

23.答案：Ⅰ、①③⑤⑦，②④⑥

Ⅱ、（1）放热；136.5

（2）不能

（3）吸热

Ⅲ、放出；30.67KJ；该反应是可逆反应

解析：Ⅱ、（1）由题图知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应，能量差值为，则反应生成1.5 mol 时，能量变化值是1.5mol×91=136.5kJ。

（2）从图中可知，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ中反应物总能量与生成物总能量的差值不变，即催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应热。

（3）可递反应的正反应是放热反应，则其逆反应为吸热反应。

24.答案：(1) ①; ② +196

(2)2.0×10-5 ;0. 005%;
(3)该反应活化能高，反应速率慢; 寻找耐高温的催化剂;
(4)BC
解析：

25.答案：(1)减少热量损失(2)不相等；相等(3)(4)C(5) abc   

解析：（1）烧杯间填满碎纸条的作用是保温、隔热，减少热量损失故答案为：减少热量损失

（2）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，若改用60mL0.50mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液进行反应，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但中和热是强酸和强碱反应生成1mo液态水时放出的热量，则中和热相等故答案为：不相等；相等

（3）已知稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量，盐酸和氢氧化钠稀溶液都是强酸和强碱的稀溶液，则反应的热化学方程式：;故答案为：

（4）倒入NaOH和盐酸溶液的正确操作是一次迅速倒入故答案为：C

（5）a装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故α选； b温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定HCl溶液的温度，ⅡHCl的起始温度偏高，温度差偏小，中和热的数值偏小，故b选； c该实验中NaOH过量，量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，放出的热量不变，但温度差偏小，中和热的数值偏小，故c选，d该实验中NaOH过量，倒完NaOH溶液后，发现装NaOH烧杯内有极少量残留液，放出的热量不变，但温度差偏大，中和热的数值偏大故答案为：abc。