2024届高三新高考化学大一轮专题练习—化学反应热的计算

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习—化学反应热的计算
一、单选题
1．（2023春·辽宁大连·高三校联考期中）工业上常利用和合成尿素，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是
  
A．为合成尿素反应的中间产物
B．利用和合成尿素是放热反应
C．反应I逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能
D．的焓变
2．（2023春·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考期中）为实现“碳达峰”，合成简单有机物有利于实现“碳中和”，其反应可表示为：
反应Ⅰ：  ；
反应Ⅱ：  
反应Ⅰ，催化加氢制甲醇通过如下步骤来实现：
步骤①：  
步骤②：  
化学键





键能
436
326
R
464
414
下列说法不正确的是
A．键能数值为1070
B．步骤②反应的
C．和的总键能大于和的总键能
D．根据上述反应可以写出：  
3．（2023秋·浙江宁波·高三统考期末）氢卤酸的能量关系如图所示：下列说法正确的是

A．已知HF气体溶于水放热，则HF的
B．相同条件下，HCl的比HBr的小
C．相同条件下，HCl的()比HI的大
D．一定条件下，气态原子生成1mol H-X键放出a kJ能量，则该条件下
4．（2023春·浙江杭州·高三校联考期中）在298K和100kPa压力下，已知金刚石和石墨的熵、燃烧热和密度分别为：
物质
S(J ∙k-1∙mol-1)
△H(kJ∙mol-1)
ρ(kg∙m-3)
C(石墨)
5.7
-393.51
2260
C(金刚石)
2.4
-395.40
3513
此条件下，对于反应C(石墨)→C(金刚石)，下列说法正确的是
A．该反应的△H＜0，ΔS＜0
B．金刚石比石墨稳定
C．由公式ΔG=△H-TΔS可知，该反应在任何条件下都能自发进行
D．超高压条件下，石墨有可能变为金刚石
5．（2023春·黑龙江齐齐哈尔·高三统考期中）由键能数据大小，不能得出下列事实的是
化学键
C-H
Si-H
O-H
C-O
C-C
H-F
H-Cl
H-H
键能
411
318
467
358
346
565
431
436
A．稳定性 B．键长：
C．电负性： D．可以计算出氢气的燃烧热
6．（2023春·山东菏泽·高三曹县一中校考阶段练习）已知某反应中能量变化如图所示，下列叙述正确的是
  
A．碳酸钙分解的能量变化趋势与图示一致
B．该反应必须加热才可以发生
C．若该图表示化学反应的能量变化，则A的能量一定比D的能量低
D．该反应过程中，形成新化学键释放的总能量大于断裂旧化学键吸收的总能量
7．（2023春·北京海淀·高三清华附中校考期中）以为催化剂的光热化学循环分解反应，为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
  
下列说法不正确的是
A．完全分解成和需要吸热30kJ
B．该反应中，光能和热能转化为化学能
C．使用作催化剂可以提高化学反应速率
D．过程①中吸收能量使钛氧键发生了断裂
8．（2023春·江苏·高三校联考阶段练习）氯元素具有多种化合价，可形成、、、和等离子，在一定条件下能发生相互转化。在新型催化剂作用下，氧化HCl可获得：   kJ⋅mol。对于该反应下列说法正确的是
A．该反应的，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和
B．4 mol HCl与1 mol 充分反应转移电子数约为
C．增大压强，反应体系的活化分子百分数增加
D．反应的平衡常数
9．（2023·全国·高三统考专题练习）甲基叔丁基醚(MTBE)是一种高辛烷值汽油添加剂，可由甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成，其反应过程中各物质相对能量与反应历程的关系如图所示(其中表示甲醇和异丁烯同时被吸附，表示甲醇先被吸附，表示异丁烯先被吸附)，下列说法不正确的是

A．三种反应历程中，反应速率最快
B．该条件下反应的热化学方程式为：  
C．甲醇比IB更易被催化剂吸附，所以若甲醇过多会占据催化剂表面从而减慢合成速率
D．同温同压下，只要起始投料相同，相同时间三种途径MTBE的产率一定相同
10．（2023春·山东日照·高三校考阶段练习）由和反应生成和的能量变化如图所示。下列说法不正确的是

A．反应生成时转移
B．反应物能量之和大于生成物能量之和
C．  
D．每有形成时，该反应放出的能量
11．（2023春·安徽·高三校联考阶段练习）设为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是
A．溶液中浓度为
B．  ，若上述反应放出46.2kJ的热量，则反应消耗分子数为
C．电解精炼铜，若阳极质量减轻64g，则电路中一定通过个电子
D．完全水解生成的胶粒数目等于
12．（2023·北京石景山·统考模拟预测）CO2催化加氢制CH4的反应为：。催化剂上反应过程示意如图1所示。其他条件不变时，CO2的转化率和CH4的选择性(CO2转化为甲烷的量/ CO2转化的总量)随温度变化如图2所示。下列说法不正确的是

A．催化剂改变了中O—C—O键的键角
B．150℃到350℃时，基本没有发生副反应
C．催化加氢制是一个吸热反应
D．结合下列热化学方程式，可以通过盖斯定律计算加氢制的反应热  、  
13．（2023春·辽宁沈阳·高三沈阳铁路实验中学校考阶段练习）我国科研人员研究了不同含金催化剂催化乙烯加氢的反应历程如下图所示(已知反应：C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)，△H=akJ·mol-1)，下列说法错误的是

A．1molC2H4(g)和1molH2(g)的键能之和比lmolC2H6(g)的键能大
B．a=-129.6
C．效果较好的催化剂是AuPF3+大
D．稳定性：过渡态1”、“反应Ⅱ正反应的活化能，故C正确；
D．反应Ⅰ为   kJ/mol。反应Ⅱ为   kJ/mol，反应Ⅰ+反应Ⅱ得到的焓变
kJ/mol，故D不正确；
故答案选D。
2．C
【分析】由题中信息可知，反应Ⅰ=步骤①+步骤②，根据盖斯定律得到，=+，故=-=-49 kJ/mol-(+41 kJ/mol)=-90 kJ/mol，=反应物总键能-生成物总键能，步骤②中的=R kJ/mol+2436 kJ/mol –(3414 kJ/mol+326 kJ/mol+464 kJ/mol)=-90 kJ/mol，则R=1070。
【详解】A．由分析可知，键能数值为1070，A项正确；
B．由分析可知，步骤②反应的，B项正确；
C．步骤①：  ，＞0，故和的总键能大于和的总键能，C项错误；
D．反应Ⅱ-步骤②2得到反应：，根据盖斯定律可知，=-2=，D项正确；
答案选C。
3．D
【详解】A．已知HF气体溶于水放热，则HF气体溶于水的逆过程吸热，即HF的△H1＞0，故A错误；
B．由于HCl比HBr稳定，所以相同条件下HCl的△H2比HBr的大，故B错误；
C．△H3＋△H4代表H(g)→H＋(aq)的焓变，与是HCl的还是HI的无关，故C错误；
D．一定条件下，气态原子生成1molH−X键放出a kJ能量，则断开1molH−X键形成气态原子吸收a kJ的能量，即为△H2＝＋akJ/mol，故D正确；
故答案选D。
【点睛】本题考查了反应热和焓变，难度中等，解题时要理解图中△H1所表达的意义，注意当反应逆向进行时，数值不变，符号相反。
4．D
【分析】由题意可知，①C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.51 kJ∙mol-1；
②C(金刚石)+O2(g)=CO2(g) △H=-395.40kJ∙mol-1。
【详解】A．利用盖斯定律，将反应①-②得，C(石墨)→C(金刚石) △H=-393.51 kJ∙mol-1-(-395.40kJ∙mol-1)=1.89 kJ∙mol-1＞0，ΔS=2.4 J ∙k-1∙mol-1-5.7 J ∙k-1∙mol-1=-3.3 J ∙k-1∙mol-1＜0，A不正确；
B．物质具有的能量越低，该物质越稳定，反应C(石墨)→C(金刚石) △H＞0，属于吸热反应，石墨的能量较低，则石墨比金刚石稳定，B不正确；
C．ΔG=△H-TΔS=1.89 kJ∙mol-1-298K×(-3.3 J ∙k-1∙mol-1)×10-3kJ/J=2.8734 kJ∙mol-1，则该反应在通常下不能自发进行，C不正确；
D．金刚石的密度比石墨大，质量相同时，金刚石的体积小，则反应C(石墨)→C(金刚石)是体积减小的反应，由影响相变速率的因素可知，随着体积差的增大，增大压强，成核速率加快，有利于相变向密度大的多面体方向转变，故超高压条件下，石墨有可能变为金刚石，D正确；
故选D。
5．D
【详解】A．碳氢键键能大于硅氢键，稳定性，A正确；
B．键能越大，键长越短，故键长：，B正确；
C．同种元素氢与氟和氯形成化学键，根据其键能的大小可推测氟与氯电负性的强弱，氢氟键大于氢氯键，故电负性：，C正确；
D．计算氢气的燃烧热还需要氧氧双键的键能，D错误；
故选D。
6．A
【分析】由图示可知反应物能量低于生成物能量，该反应为吸热反应，据此分析解答。
【详解】A．碳酸钙分解反应为吸热反应，能量变化趋势与图示一致，故A正确；
B．吸热反应并不一定需要加热才能发生，如氯化铵晶体和反应为吸热反应，常温下即可发生，故B错误；
C．该图表示化学反应的能量变化，则可知A和B的能量和小于C和D的能量和，无法判断A和D的能量高低，故C错误；
D．对于吸热反应，断裂旧化学键吸收的总能量高于形成新化学键放出的总能量，故D错误；
故选：A。
7．A
【详解】A．由信息可知的键能和为1598kJ/mol，CO的键能为1072kJ/mol，的键能为496kJ/mol，根据焓变=反应物键能和-生成物键能和，则，=2×1598kJ/mol-2×1072kJ/mol-496kJ/mol=+556 kJ/mol，即完全分解成和需要吸热556kJ，故A错误；
B．由图中信息可知，光照和受热条件下均有反应发生，光能和热能转化为化学能，故B正确；
C．催化剂参与反应过程，降低反应活化能加快反应速率，故C正确；
D．由图中信息可知过程①中钛氧键发生了断裂，断裂化学键吸收能量，故D正确；
故选：A。
8．A
【详解】A．ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＜0，说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和，A正确；
B．由于反应为可逆反应，4mol HCl与1mol O2混合时，参加反应的HCl的物质的量小于4mol，则反应转移电子数小于4×6.02×1023，B错误；
C．增大压强，反应体系的活化分子百分数不变，只是单位体积内的活化分子数增加，C错误；
D．由于反应物和生成物都呈气态，所以反应的平衡常数K=，D错误；
故答案为：A。
9．D
【详解】A．N1、N2、N3三种反应历程的活化能分别为（6-2）QkJ.mol-1=4 QkJ.mol-1、（9-3）QkJ.mol-1=6QkJ.mol-1、（10-4）QkJ.mol-1=6QkJ.mol-1，则N1反应速率最快，A项正确；
B．该反应的焓变△H为生成物的总能量减去反应物的总能量，则△H=（1-5）QkJ.mol-1=-4QkJ.mol-1，该反应的热化学方程式为该条件下反应的热化学方程式为：  ，B项正确；
C．乙醇比IB更易被催化剂吸附，占据催化剂表面从而使异丁烯无法与催化剂接触，导致反应速率减慢，C项正确；
D．N1、N2、N3三种反应历程的活化能不相等，则同温同压下，只有起始投料相同，相同时间三种途径MTBE的产率不相同，Ｄ项错误；
故正确答案为D。
10．A
【详解】A．由图可知发生的反应为N2O+NO=N2+NO2，N2O中N元素化合价从+1价降低到0价，NO 中N元素化合价从+2价升高到+4价，生成1molN2时转移2mole-， A错误；
B．由图可知反应物的总能大于生成物的总能量，B正确；
C．ΔH= =209 kJ·mol-1-348 kJ·mol-1=-139 kJ·mol-1，C正确；
D．每有1mol N≡N形成时，该反应放出139kJ的能量，D正确；
故选A。
11．B
【详解】A．硫离子会水解，则溶液中浓度小于，A错误；
B． 由  可知，反应中消耗1molN2时放热92.4kJ，若放出46.2kJ热量，则反应消耗分子数为，B正确；
C．电解精炼铜，阳极失电子的可能为Zn、Fe、Cu，若阳极重量减轻32 g，则电路中通过的电子数不能确定，C错误；
D．胶体粒子的微粒直径在1-100nm之间，Fe(OH)3胶粒为含一定数目Fe(OH)3的分子集合体，则完全水解生产的胶粒数目小于，D错误；
故选B。
12．C
【详解】A．由题干图1反应历程图信息可知，CO2的键角为180°，而Ni-CO2的键角不是180°，故催化剂改变了CO2中O—C—O键的键角，A正确；
B．由题干图2信息可知，150℃到350℃时，CH4的选择性基本为100%，说明该温度范围内基本没有发生副反应，B正确；
C．由题干图2信息可知，升高温度，CO2的转化率增大，而CH4的选择性基本不变，说明该温度范围内基本无副反应发生，但题干未告知CO2转化率是不是平衡转化率，故无法判断CO2催化加氢制CH4是一个吸热反应还是吸热反应，C错误；
D．已知CO2加氢制备CH4的总的热化学反应为：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ，根据盖斯定律可知，通过下列热化学方程式①  、②  ，可以盖斯定律计算CO2加氢制CH4的反应热为-()=-()=-164.9kJ/mol，D正确；
故答案为：C
13．A
【详解】A．由反应历程可知，反应物总能量比生成物总能量高，该反应为放热反应，则1molC2H4(g)和1molH2(g)的键能之和比lmolC2H6(g)的键能小，A错误；
B．由反应历程可知，a=-129.6， B正确；
C．过渡态物质相对能量与始态物质相对能量相差越大，活化能越大，反应速率越慢，由反应历程可知催化乙烯加氢效果较好的催化剂是AuPF，C正确；
D．能量越低越稳定，则过渡态2稳定，D正确；
故选A。
14．AB
【详解】A．图(a)中反应物总能量低于生成物总能量，表示吸热反应，吸热反应反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量，故A正确；
B．由图(b)可知，石墨的能量低于金刚石的能量，所以石墨转化为金刚石为吸热反应，故 B正确；
C．反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，由(c)图可知，，故C错误；
D． A→B ΔH=E1-E2，B→C ΔH=E3-E4，两式相加得总反应，则整个反应中ΔH=E3-E4+E1-E2，故D错误；
故答案选AB。
15．(1) 409.25
(2)
(3)

【详解】（1）①生成物的总能量-反应物的总能量，根据表格信息可计算：，故答案为；
②由①可知，且断裂化学键的总键能-形成化学键的总键能，根据表格信息可计算：，解得a=409.25，故答案为409.25。
（2）已知液态高能燃料联氨(分子式为)，在氧气中燃烧会生成氮气和液态水，并放出的热量，则的在氧气中燃烧会生成氮气和液态水，放出的热量为，所以热化学方程式为，故答案为。
（3）已知：①，②，液态酒精完全燃烧后温度恢复到室温时反应为，可表示为，根据盖斯定律计算焓变为，所以热化学方程式为，故答案为。
16．(1)
(2)50.4%
(3) NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O 1：1
(4)CE
(5) 温度升高大于反应物浓度下降对正反应速率的影响，使正反应速率增大；反应物浓度下降大于温度升高对正反应速率的影响，使正反应速率减小；t3达到化学平衡状态； 287.5kJ/mol

【详解】（1）；
故答案为：；
（2）根据数据可知，1000s时反应达到平衡，；故答案为：50.4%；
（3）NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收，则反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O，氧化剂与还原剂的比为1：1；
（4）A．刚开始反应时候，反应物浓度最大，生成物浓度最小，则正反应速率最大，逆反应速率最小，A正确；
B．该反应为可逆反应，则N2O5不可能100%转化，B正确；
C．根据公式，，反应前后质量不变，恒容容器的体积不变，则密度不变，C错误；
D．升高温度、增大压强、增大反应物浓度可以促进平衡正向进行，D正确；
E．分子间作用力决定物理性质，E错误；
故答案为：CE；
（5）①温度升高大于反应物浓度下降对正反应速率的影响，使正反应速率增大；反应物浓度下降大于温度升高对正反应速率的影响，使正反应速率减小；后达到化学平衡状态；
②反应焓变=反应物键能-生成物键能=；
故答案为：287.5kJ/mol。
17．(1)
(2)N2(g)+2H2O(g)=N2H4(g)+O2(g) ΔH=+579kJ·mol-1
(3) ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1 反应放热量大、产生大量气体
(4)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ/mol
(5)2NH3+ClO- = N2H4+Cl- +H2O
(6)7N2H4 8NH3↑+3N2↑+2H2↑
(7)N2H4+2H+=N2H

【详解】（1）N2H4是共价化合物，氮原子和氢原子形成共价键，氮原子和氮原子间也形成共价键，结构式为：。
（2）光照射下合成高能气态联氨的方程式为：N2(g)+2H2O(g)=N2H4(g)+O2(g)，ΔH=反应物的键能-生成物的键能=946 kJ·mol-1+2×463 kJ·mol-1-496 kJ·mol-1-4×391 kJ·mol-1-159 kJ·mol-1=+579kJ·mol-1。
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算③×2-②×2-①得到④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=2△H3-2△H2-△H1，根据反应④可知，联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体，产物无污染，因此可作为火箭推进剂。
（4）联氨与过氧化氢反应生成N2和水蒸气的化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)，16 g联氨物质的量为 =0.5mol，则1mol液态联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出热量为=642kJ，反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ/mol。
（5）联氨常由氨气和次氯酸钠溶液反应制得，写出该反应的离子方程式为：2NH3+ClO- = N2H4+Cl- +H2O。
（6）在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2，实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3：2，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：7N2H4 8NH3↑+3N2↑+2H2↑。
（7）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨气相似，联氨与过量盐酸反应时1个N2H4分子可以结合2个H+生成N2H，离子方程式为：N2H4+2H+=N2H。
18．(1) H2 -1214.6 =
(2) P4(s)＋3O2(g)=P4O6(s)ΔH=(6a＋3b-12c)kJ·mol-1 同素异形体 红磷 白磷

【详解】（1）由H2、CO、CH4的燃烧热分别为285.8kJ·mol-1、283.0kJ·mol-1、890.3kJ·mol-1，可得出下列热化学方程式：
Ⅰ. H2(g)+O2(g)=H2O(l)  ∆H=-285.8 kJ∙mol-1
Ⅱ. CO(g)+O2(g)=CO2(g)  ∆H=-283.0 kJ∙mol-1
Ⅲ. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  ∆H=-890.3kJ·mol-1
①相同条件下，等质量(假设为1g)的H2、CO、CH4分别完全燃烧，放出热量分别为142.9kJ、10.1kJ、55.6kJ，则放热最多的是H2。
②利用盖斯定律，将反应Ⅲ×2-Ⅱ×2得，2CH4(g)＋3O2(g)=2CO(g)＋4H2O(l)  ΔH=(-890.3kJ·mol-1)×2-(-283.0 kJ∙mol-1)×2=-1214.6kJ·mol-1。
③等质量的甲烷按a、b两种途径完全转化，依据盖斯定律，放出的热量：途径a=途径b。答案为：H2；-1214.6；=；
（2）①白磷与氧气反应生成P4O6固体的热化学方程式：P4(s)＋3O2(g)=P4O6(s)  ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=(6a＋3b-12c)kJ·mol-1。
②P4(白磷，s)=4P(红磷，s)  ΔH=-16.7kJ·mol-1，对于放热反应，生成物比反应物稳定，则比较稳定的是红磷。等质量的白磷、红磷分别完全燃烧，因为白磷的能量比红磷高，而产物及状态均相同，则白磷燃烧放出的热量更高，所以放出热量更多的是白磷。答案为：P4(s)＋3O2(g)=P4O6(s)ΔH=(6a＋3b-12c)kJ·mol-1；同素异形体；红磷；白磷。
【点睛】在同一反应中，能量低的物质，稳定性强。