2024届高三新高考化学大一轮专题练习--化学反应的热效应

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习--化学反应的热效应
一、单选题
1．（2023·重庆·重庆南开中学校考三模）将2 mol 和3 mol 置于密闭容器中，在250℃下只发生如下两个反应：
   kJ/mol
   kJ/mol
一段时间后，和恰好全部消耗，共放出303 kJ热量。
已知：部分化学键的键能如下表所示
化学键


(ClF中)
(中)
键能/(kJ/mol)
157
243
248
X
则X的值为
A．172 B．202 C．238 D．258
2．（2023春·福建三明·高三校联考期中）如图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是

A．发生图1能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生
B．CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化符合图1
C．500 mL 2.0 mol·L 和500 mL 2.0 mol·L 的反应符合图2
D．固体与固体制备的反应符合图2
3．（2023春·安徽·高三校联考竞赛）某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热kJ⋅mol-1。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法错误的是
  
A．该化学反应的速率主要由反应②决定
B．三个基元反应中反应②和反应③是放热反应
C． kJ⋅mol
D．该过程的总反应为2NO+2CO=2CO2+N2
4．（2023春·福建福州·高三校联考期中）下列各组热化学方程式中，化学反应的前者大于后者的是
A．    ，    
B．        ，        
C．        ，    
D．    ，    
5．（2023春·广东惠州·高三惠州一中校联考阶段练习）下列热化学方程式书写正确的是(的绝对值均正确)
A．  (反应热)
B．  (燃烧热)
C．  (反应热)
D．  (中和热)
6．（2023秋·浙江温州·高三统考期末）对于热化学方程式：，下列说法不正确的是
A．表示每摩尔反应放出803.3kJ的热量
B．可知甲烷的燃烧热为
C．热化学方程式可写成：
D．表明化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因
7．（2023秋·四川泸州·高三统考期末）完全燃烧5.6L标准状况下的，冷却至室温放出222.4kJ热量，下列热化学方程式正确的是
A．
B．
C．
D．
8．（2023春·天津和平·高三天津一中校考期中）用一氧化碳还原氮氧化物，可防止氮氧化物污染。已知：
①2C(s)+O2(g)=2CO(g)    △H1=-221kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)    △H2=+181kJ•mol-1
③2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)     △H3=-747kJ•mol-1
则C(s)的燃烧热为
A．221kJ•mol-1 B．393.5kJ•mol-1 C．442kJ•mol-1 D．787kJ•mol-1
9．（2022秋·广东茂名·高三信宜市第二中学校考开学考试）25℃、101 kPa时，1molCH4完全燃烧生成稳定的化合物放出889.6kJ热量，下列热化学方程式正确正确的是
A．CH4 (g) + 2O2 (g) = CO2 (g) +2H2O (g)        △H= - 889.6 kJ·mol- 1
B．CH4 (g)+O2(g) =CO2 (g)+H2O(g)  △H= -55.6 kJ·mol- 1
C．CH4 (g) +2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O (1)        △H= +889.6 kJ·mol- 1
D．CH4 (g) + 2O2 (g) =CO2 (g) + 2H2O (1)        △H= -889.6 kJ·mol- 1
10．（2023春·江苏南京·高三南京师范大学附属扬子中学校联考阶段练习）下列说法正确的是
A．500℃、30MPa下，将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ，其热化学方程式为：  
B．HCl和NaOH反应的中和热，则和反应的反应热
C．在101kPa时，完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：  
D．充分燃烧一定量的丁烷气体生成二氧化碳和液态水放出的热量为QkJ。完全吸收它生成的生成正盐，需5mol/L的NaOH溶液100ml，则丁烷的燃烧热为
11．（2023·全国·高三统考专题练习）N2(g)与H2(g)化合生成NH3(g)的过程能量变化如下图所示，有关说法正确的是

A．使用催化剂会改变反应的热效应
B．反应的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)+2bkJ
C．1molN(g)和3molH(g)生成1molNH3(g)时，放出bkJ热量
D．1molN2(g)和3molH2(g)的能量之和小于2molNH3(g)的能量
12．（2023春·江苏南通·高三校联考阶段练习）已知：金刚石、石墨燃烧过程的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是

A．金刚石与石墨互为同分异构体
B．金刚石比石墨稳定
C．反应C(金刚石,s)=C(石墨,s)的焓变为△H=△H2−△H1
D．等质量的金刚石、石墨在足量氧气中充分燃烧，放出的热量相等
13．（2023·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考阶段练习）设计热循环，可计算反应过程中某一步的能量变化。如图所示为NH4Cl的热循环过程，可得△H6/(kJ•mol-1)为

A．-2299 B．+248 C．+876 D．+2240
14．（2022·浙江·高三期中）下列方程式书写正确的是
A．1mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890kJ热量，它的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(1)   △H= -890 kJ/mol
B．在101kPa时，3molH2与1 molN2反应到达平衡状态放出热量38.6kJ，其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)    △H= -38.6kJ/mol
C．若31g白磷的能量比31g红磷多bkJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式为：P4(白磷，s)=4P(红磷，s)    △H= +4bkJ/mol
D．NaHCO3的电离方程式：NaHCO3Na++

二、非选择题
15．（2023·全国·高三专题练习）按要求回答下列问题：
(1)航天员呼吸产生的利用Bosch反应：，再电解水可实现的循环利用。热力学中规定由最稳定单质生成某物质的焓变称为该物质的标准生成焓(符号：)，最稳定单质的标准生成焓规定为0。已知上述反应中：；，；，则_______。
(2)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

已知：
化学键




键能／()
412
348
612
436
计算上述反应的_______。
(3)已知反应的，、分子中化学键断裂时分别需要吸收、的能量，则分子中化学键断裂时需吸收的能量为_______。
16．（2023秋·上海闵行·高三闵行中学校考期末）人类利用化学反应不仅可以创造新物质，还可以实现不同形式能量之间的转化。
(1)开发利用可再生能源受到世界各国的广泛关注。下列不属于可再生能源的是_______。
A．沼气 B．水力发电 C．太阳能 D．清洁煤
(2)下列反应中，生成物总能量低于反应物总能量的是_______。
A．碳酸钙受热分解 B．灼热的碳与二氧化碳反应
C．酒精燃烧 D．煤与高温下的水蒸气反应
(3)下列有关化学变化中能量变化的说法中，正确的是_______。
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．放热反应在常温条件下一定能自发进行
C．化学键断裂时会放出能量
D．反应物和生成物所具有总能量的相对大小决定了化学反应是放热还是吸热
(4)图是有关反应过程与能量变化的示意图，由此可以推知：

CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)是_______反应(填“吸热”或“放热”)
17．（2022秋·湖南株洲·高三校考期末）回答下列问题：
(1)下图是1molNO2和1molCO反应生成和过程中能量变化示意图，请写出和反应的热化学方程式_______。

(2)常温常压下，克乙醇完全燃烧生成气体和液态水放出的热量为，写出乙醇燃烧热的热化学方程式：_______。
(3)写出硫酸和烧碱的稀溶液反应生成摩尔水时的中和热的热化学反应方程式中和热为_______。
(4)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知：
白磷， ①
红磷，       ②
则白磷转化为红磷的热化学方程式为_______。相同状况下，白磷的稳定性比红磷_______填“高”或“低”。
(5)用生产某些含氯有机物时会产生副产物。利用反应，可实现氯的循环利用。
反应
已知：
I.此条件下反应中，被氧化，放出的热量。
II.①写出此条件下，反应A的热化学方程式 _______。
②断开键与断开键所需能量相差约为_______。

18．（2021秋·广东深圳·高三深圳市龙华中学校考阶段练习）完成下列问题
(1)断开1 mol AB(g)分子中的化学键使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A-B键的键能。下表列出了一些化学键的键能E：
化学键
H-H
O=O
O-H
E/kJ·mol-1
436
x
463
请回答下列问题：
①下图表示某反应的能量变化关系，则此反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应，其中ΔH=_______(用含有a、b的关系式表示)。

②若上图示中表示反应H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH=-242 kJ·mol-1，则b=_______kJ·mol-1，x=_______ kJ·mol-1。
(2)已知下列反应：
2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g ) ΔH=-566 kJ·mol-1
Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH=-266 kJ·mol-1
试回答：
①CO的燃烧热ΔH=_______。
②在催化剂作用下，一氧化碳可与过氧化钠反应生成固体碳酸钠，该反应的热化学方程式为_______。

参考答案：
1．A
【分析】根据反应热与键能的关系△H＝∑D（反应物）−∑D（生成物），可求出a，以及用x把b表示出来，然后根据化学方程式的计算可解。
【详解】根据反应热与键能的关系△H＝∑D（反应物）−∑D（生成物），由题意Cl2＋F2═2ClF ΔH1＝akJ/mol；Cl2＋3F2═2ClF3 ΔH2＝bkJ/mol可知；ΔH1＝（243＋157−2×248）kJ/mol＝−96kJ/mol，ΔH2＝（243＋3×157−2×3x）kJ/mol＝（714−6x）kJ/mol，即a＝−96，b＝714−6x，设参与Cl2＋F2═2ClF ΔH1＝akJ/mol的氯气物质的量为m，则消耗的氟气也为m，剩下的氯气和氟气正好按Cl2＋3F2═2ClF3 ΔH2＝bkJ/mol的系数比反应，即，解之得，m＝1.5mol，则有1.5mol×（−96kJ/mol）＋0.5mol×（714−6x）kJ/mol＝303kJ，解之得x＝172，
故答案选A。
【点睛】本题把键能与反应热的关系应用到化学方程式的计算中，难度不大。
2．D
【详解】A．焓变与反应条件没有关系，故A错误；
B．浓硫酸溶于水时放热但是物理变化，图1表示的是化学变化中能量变化，氧化钙和水反应放热，符合图1能量变化，故B错误；
C．酸碱中和放热，500 mL 2.0 mol·L 和500 mL 2.0 mol·L 反应放热，图2是吸热能量变化，故C错误；
D．固体与固体制备反应吸热，图2是吸热能量变化，故D正确；
故选：D。
3．A
【分析】从图中可得出三个热化学方程式：
反应①：2NO=N2O2  △H1=+199.2kJ∙mol-1；
反应②：N2O2+CO=CO2+N2O  △H2=-513.5kJ∙mol-1；
反应③：CO2+N2O+CO=2CO2+N2  △H3=-(∆E-248.3)kJ∙mol-1。
【详解】A．正反应活化能最小的是反应②，活化能越大反应速率越慢，整个反应由最慢的一步决定，A错误；
B．由图可知，三个基元反应中，反应②和反应③的反应物总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，B正确；
C．利用盖斯定律，将反应①+②+③得，2NO+2CO=2CO2+N2  △H=+199.2kJ∙mol-1+(-513.5kJ∙mol-1)+[ -(∆E-248.3)kJ∙mol-1]= -620.9kJ∙mol-1，则kJ⋅mol-1，C正确；
D．由C选项中利用盖斯定律所得出的结论，可确定该过程的总反应为2NO+2CO=2CO2+N2，D正确；
故选A。
4．B
【详解】A．是1molC（s）的完全燃烧，而是1molC(s)的不完全燃烧，相同物质的量的可燃物在完全燃烧时放出的热量要多于不完全燃烧放出的热量，对于放热反应，放出的热量越多，焓变的值越小，故△H1＜△H2，故A错误；
B．反应  ，  均为放热反应，1molS(s)的能量低于1molS(g)，当产物相同，反应物的能量越高，则反应放热越多，故△H3＞△H4，故B正确；
C．  ，  计量数不同，而反应热与计量数成正比，故前者放出的热量是后者的2倍，则△H5＜△H6，故C错误；
D．  ，  ，由于前者是放热反应，即△H7是负值，后者为吸热反应，则△H8为正值，故△H7＜△H8，故D错误；
故选B。
5．C
【详解】A．，没有写物质的状态，故A错误；
B．氢气燃烧热是生成液态水，故B错误；
C．合成氨是放热反应，则  ，故C正确；
D．中和热是指稀的强酸和稀的强碱溶液反应生成1mol液态水，  ，故D错误。
综上所述，答案为C。
6．B
【详解】A．根据热化学方程式可知，每摩尔反应放出803.3kJ的热量，故A正确；
B．甲烷的燃烧热是指1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，则可知甲烷的燃烧热不是，故B错误；
C．根据若化学方程式，得到热化学方程式可写成：，故C正确；
D．化学反应中能量变化的主要原因是化学键断裂和形成时的能量变化，故D正确。
综上所述，答案为B。
7．D
【详解】完全燃烧5.6L标准状况下的(物质的量为0.25mol)，冷却至室温，说明生成液态水，放出222.4kJ热量，则1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水，则放出889.6kJ的热，热化学方程式为，故D正确。
综上所述，答案为D。
8．B
【详解】根据盖斯定律分析，有（①+②+③）/2得热化学方程式为：C(s)+O2(g)= CO2(g) △H=（-221kJ•mol-1+181kJ•mol-1-747kJ•mol-1）/2=-393.5 kJ•mol-1。
故选B。
9．D
【分析】25℃、101 kPa时，CH4完全燃烧生成稳定的化合物是指生成二氧化碳气体和液态水；故1mol CH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热为889.6 kJ。
【详解】A．所给热化学方程式中水为气态，应为液态水，A错误；
B．所给热化学方程式中水为气态，应为液态水，B 错误；
C．甲烷燃烧为放热反应，反应热△H为负值，C 错误；
D．25℃、101 kPa时，1mol CH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放热为889.6 kJ，表示为CH4 (g) +2O2 (g) = CO2 (g) + 2H2O (1)△H= +889.6 kJ·mol- 1，D正确。
故选D。
10．D
【详解】A．氨气和氢气的反应为可逆反应，故和置于密闭容器中完全反应生成放热大于38.6kJ，选项A错误；
B．中和热是在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量；和反应生成水还生成硫酸钡沉淀，故反应放出热量不是，选项B错误；
C．在101kPa时，为1mol，完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：  ，选项C错误；
D．充分燃烧一定量的丁烷气体生成二氧化碳和液态水放出的热量为QkJ，完全吸收它生成的生成正盐，需5mol/L的NaOH溶液100ml（氢氧化钠为0.5mol），，则生成二氧化碳0.25mol，根据碳元素守恒可知，消耗丁烷0.0625mol；燃烧热是在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；则丁烷的燃烧热为，选项D正确；
故选D。
11．C
【详解】A．催化剂不会改变反应的热效应，A错误；
B．根据反应过程的能量变化可知，反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-2(b-a)kJ/mol，B错误；
C．从图中可知，1molN(g)和3molH(g)生成1molNH3(g)时，放出bkJ热量，C正确；
D．氮气和氢气反应生成氨气，这是一个放热反应，1molN2(g)和3molH2(g)的能量之和大于2molNH3(g)的能量，D错误；
故答案选C。
12．C
【详解】A．金刚石与石墨是碳元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，故A错误；
B．根据图中信息得到石墨能量低，根据能量越低越稳定，因此石墨比金刚石稳定，故B错误；
C．根据图中信息金刚石到石墨放出热量即反应C(金刚石,s)=C(石墨,s)的焓变为△H=△H2−△H1，故C正确；
D．根据图中信息，等质量的金刚石所具有的能量大于等质量石墨具有的能量，因此等质量的金刚石、石墨在足量氧气中充分燃烧，金刚石放出的热量多，故D错误。
综上所述，答案为C。
13．C
【详解】根据盖斯定律，代入数据可得故选C。
14．A
【详解】A．1mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890kJ热量，热化学方程式为：，A正确；
B．在101kPa时，3molH2与1 molN2反应到达平衡状态放出热量38.6kJ，此时两种气体肯定有剩余，所以热化学方程式：   △H= -38.6kJ/mol书写错误，B错误；
C．若31g白磷的能量比31g红磷多bkJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式为：   △H= -4bkJ/mol，C错误；
D．NaHCO3的电离方程式：，D错误；
故选A。
15．(1)
(2)
(3)299

【详解】（1）根据题干信息可知，=-+2++2=394+0+0-2×242=-90；
（2）由可知，“”不变，5个C-H键、1个C-C键断裂，形成3个C-H键、1个C=C键，1个H-H键，所以5=+124；
（3）设分子中化学键断裂时需吸收的能量为x，则=，解得：x=299，故分子中化学键断裂时需吸收的能量为299。
16．(1)D
(2)C
(3)D
(4)放热

【详解】（1）煤、石油、天然气为化石燃料，不可再生；沼气、水力发电、太阳能均为可再生能源；
故选D；
（2）生成物总能量低于反应物总能量的反应为放热反应；
碳酸钙受热分解生成氧化钙和二氧化碳、灼热的碳与二氧化碳反应生成一氧化碳、煤与高温下的水蒸气反应生成一氧化碳和氢气均为吸热反应 ；酒精燃烧放出大量的热；
故选C；
（3）A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，例如氢气和氧气为点燃才能发生的放热反应，A错误；
B．放热反应在常温条件下不一定能自发进行，氢气和氧气的燃烧反应需要点燃，B错误；
C．化学键断裂时会吸收能量、化学键形成时需要放出能量，C错误；
D．反应物和生成物所具有总能量的相对大小决定了化学反应是放热反应还是吸热反应，D正确；
故选D；
（4）由图可知，生成物的能量和大于反应物的能量和，反应放出热量。
17．(1)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)
(2)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)
(3)H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)
(4) 白磷，红磷， 低
(5)

【详解】（1）根据图示和反应生成和过程中能量变化为放出的能量，即热化学方程式为：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ，
故答案为：NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) ；
（2）乙醇完全燃烧生成和液态水时放热，则乙醇的质量，完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为，其反应的热化学方程式为：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ，
故答案为：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ；
（3）根据题意可确定中和热的热化学方程式为 H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ，
故答案为：H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ；
（4）由已知方程式得白磷，红磷， ，白磷转化为红磷放热，则白磷能量比红磷高，能量越低越稳定，红磷稳定。
故答案为：白磷，红磷， ；红磷；低；
（5）被氧化，放出的热量，则反应热化学方程式为 ，
故答案为： ；
焓变反应物断键吸收热量生成物形成化学键放出热量，由  ，可得：，得到H2O中键的键能大于比中键的键能，所以H2O中键比中键强；
故答案为：。
18．(1) 放热 (a-b)kJ/mol 926 496
(2) -283kJ/mol CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)  ∆H=-549kJ/mol

【详解】（1）①根据图像可知，反应物总能量大于生成物总能量，说明该反应为放热反应，即ΔH＜0，ΔH=(a－b)kJ/mol，故答案为放热；(a－b)kJ/mol；
②根据ΔH=反应物的键能总和－生成物的键能总和=(436+×x－2×463)kJ/mol=-242kJ/mol，解得x=496，b代表氢原子和氧原子形成1mol气态水时放出的热量，即b为2×463=926；故答案为926；496；
（2）①CO的燃烧热指1molCO完全生成CO2时放出的热量，因此CO的燃烧热为=283kJ/mol，ΔH=-283kJ/mol；故答案为-283kJ/mol；
②CO与过氧化钠反应生成固体碳酸钠，a.2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)，b.Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋O2(g)，根据盖斯定律，得出有，CO与过氧化钠生成固体碳酸钠的ΔH=×[(-566)+2×(-266)]kJ/mol=-549kJ/mol，该反应的热化学方程式为CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)  ΔH=-549kJ/mol；故答案为CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)  ΔH=-549kJ/mol。