2025版高考化学一轮总复习第6章化学反应与能量第20讲反应热及计算提能训练

这是一份2025版高考化学一轮总复习第6章化学反应与能量第20讲反应热及计算提能训练，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．(2024·河北衡水高三检测)在25 ℃，101 kPa下，1 ml的白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量比4 ml的红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量多，化学方程式分别为P4(s)＋5O2(g)===P4O10(s)；4P(s)＋5O2(g)===P4O10(s)。由此判断，下列说法正确的是( D )
A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高
B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低
C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高
D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低
[解析] 白磷和红磷燃烧的生成物相同，但白磷释放的热量较多，说明等质量的白磷具有较高的能量，白磷转化为红磷要放热，反之要吸热。
2．(2024·福建莆田检测)为探究NaHCO3、Na2CO3与盐酸(浓度为1 ml·L－1)反应过程中的热效应，实验测得的数据如表所示：
由此得出的结论正确的是( C )
A．Na2CO3固体与盐酸的反应是吸热反应
B．NaHCO3固体与盐酸的反应是放热反应
C．20.0 ℃时，含3.2 g Na2CO3的饱和溶液和35 mL盐酸混合后的温度将低于25.1 ℃
D．20.0 ℃时，含2.5 g NaHCO3的饱和溶液和35 mL盐酸混合后的温度将低于16.2 ℃
[解析] 由表中数据可知，3.2 g Na2CO3加入盐酸中，包括溶解和反应两个过程，其中溶解使温度升高到24.3 ℃，最终温度为25.1 ℃，说明Na2CO3与盐酸的反应是放热反应，故A错误；2.5 g NaHCO3加入盐酸中，包括溶解和反应两个过程，其中溶解使温度降低到18.5 ℃，最终温度为16.2 ℃，说明NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应，故B错误；20.0 ℃时，含3.2 g Na2CO3的饱和溶液和35 mL盐酸混合，与固体相比较由于缺少溶解的过程，则混合后的温度将低于25.1 ℃，故C正确；NaHCO3溶于水的过程为吸热过程，20.0 ℃时，含2.5 g NaHCO3的饱和溶液和35 mL盐酸混合，与固体相比较，缺少溶解吸热的过程，混合后的温度将高于16.2 ℃，故D错误。
3．下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是( A )
A．CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283 kJ·ml－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－802.3 kJ·ml－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·ml－1
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝－184.6 kJ·ml－1
[解析] A项，符合燃烧热的概念，正确；B项，生成物中的水是气体，不属于稳定氧化物，错误；C项，热化学方程式中是2 ml氢气燃烧放热，不符合燃烧热的概念，错误；D项，HCl不是指定产物，不符合燃烧热的概念，错误。
4．(2024·北京丰台区综合练习)依据图示关系，下列说法不正确的是( B )
A．ΔH2>0
B．1 ml S(g)完全燃烧释放的能量小于2 968 kJ
C．ΔH2＝ΔH1－ΔH3
D．16 g S(s)完全燃烧释放的能量为1 484 kJ
[解析] 硫固体转化为硫蒸气的过程为吸热过程，则焓变ΔH2>0，故A正确；硫蒸气的能量高于硫固体的，则1 ml硫蒸气完全燃烧释放的能量大于2 968 kJ，故B错误；由盖斯定律可知，焓变ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则焓变ΔH2＝ΔH1－ΔH3，故C正确；由图可知，16 g硫固体完全燃烧释放的能量为eq \f(16 g,32 g·ml－1)×2 968 kJ·ml－1＝1 484 kJ，故D正确。
5．煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用：a.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧．b.利用煤在充足的空气中直接燃烧。这两个过程的热化学方程式如下：
a．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH1＝Q1 kJ·ml－1 ①
H2＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g)
ΔH2＝Q2 kJ·ml－1 ②
CO(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g)
ΔH3＝Q3 kJ·ml－1 ③
b．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH4＝Q4 kJ·ml－1 ④
下列说法正确的是( D )
A．ΔH3>0 B.ΔH2＋ΔH3>ΔH4
C．Q1<0 D.Q1＋Q2＋Q3<－Q4
[解析] CO燃烧放热，故ΔH3<0，A错误；由盖斯定律可知④＝①＋②＋③，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，所以ΔH2＋ΔH3＝ΔH4－ΔH1，其中②③④为燃烧放热反应，①为吸热反应，所以ΔH1>0，则ΔH2＋ΔH3<ΔH4，B错误；反应①为吸热反应，ΔH1＝Q1 kJ·ml－1>0，C错误；由盖斯定律可知④＝①＋②＋③，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，即Q1、Q2、Q3、Q4之间的关系为Q1＋Q2＋Q3＝Q4，其中④为燃烧放热反应，所以Q4<0，则Q1＋Q2＋Q3<0、－Q4>0，故Q1＋Q2＋Q3<－Q4，D正确。
6．(2024·湖南邵阳摸底)金刚石、石墨和O2反应过程的能量变化如图所示，下列判断正确的是( C )
A．金刚石比石墨稳定
B．相同质量的石墨完全燃烧放出的热量多
C．热化学方程式：C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH(ΔH<0)
D．石墨不可能转变为金刚石
[解析] 由题图可知，等质量的金刚石具有的总能量高于石墨，能量越高物质越不稳定，则金刚石比石墨更不稳定，相同质量的石墨完全燃烧放出的热量少，A、B错误；等质量的金刚石具有的总能量高于石墨，反应物总能量高于生成物总能量的反应为放热反应，则热化学方程式为C(金刚石，s)===C(石墨，s) ΔH(ΔH<0)，C正确；石墨在一定条件下也可以转变为金刚石，D错误。
7．(2023·广东惠州一模)N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是( B )
A．总反应为N2O(g)＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2
B．为了实现转化，需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2Oeq \\al(＋,2)
C．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．总反应的ΔH＝－226 kJ·ml－1
[解析] 由图甲得，①N2O＋Pt2O＋===N2＋Pt2Oeq \\al(＋,2) ΔH1，②CO＋Pt2Oeq \\al(＋,2)===CO2＋Pt2O＋ ΔH2，根据盖斯定律，由①＋②得N2O(g)＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故A正确；总反应为N2O(g)＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g)，不需向反应器中补充Pt2O＋和Pt2Oeq \\al(＋,2)，故B错误；该反应正反应的活化能为134 kJ·ml－1，逆反应的活化能为360 kJ·ml－1，故C正确；根据图乙，总反应的ΔH＝(134－360)kJ·ml－1＝－226 kJ·ml－1，故D正确。
8．(2024·辽宁沈阳一二零中学质检)常温常压下，1 ml CH3OH与O2发生反应时，生成CO或HCHO的能量变化如图所示(反应物O2和生成物水略去)。下列说法正确的是( B )
A．加入催化剂后，生成CO的热效应变大，生成HCHO的热效应变小
B．加入催化剂后，生成HCHO的速率变大，单位时间内生成HCHO的量变多
C．CH3OH的燃烧热为393 kJ·ml－1
D．生成HCHO的热化学方程式为2CH3OH＋O2===2HCHO＋2H2O ΔH＝－316 kJ·ml－1
[解析] 催化剂改变反应的历程，活化能降低，化学反应热效应不变，故A错误；催化剂能加快反应速率，单位时间内产量增大，故B正确；甲醇的燃烧热应是燃烧生成二氧化碳和水，而不是CO，故C错误；热化学方程式应该标明物质的聚集状态，故D错误。
9．工业上利用工业废气中的CO、CO2合成有机物以实现“碳中和”。
已知：①CO(g)＋H2O(g)===HCOOH(g) ΔH1＝－72.6 kJ·ml－1
②2CO2(g)＋6H2(g)===C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH2＝－127.9 kJ·ml－1
③CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝＋41.2 kJ·ml－1
下列选项错误的是( C )
A．2CO(g)＋4H2(g)===C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH4＝－210.3 kJ·ml－1
B．CO2(g)＋H2(g)===HCOOH(g) ΔH5＝－31.4 kJ·ml－1
C．由反应①可知HCOOH的氧化反应一定是吸热反应
D．反应③的正反应活化能大于逆反应活化能
[解析] 由盖斯定律②－2×③可得2CO(g)＋4H2(g)===C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH4＝－210.3 kJ·ml－1，A正确；由盖斯定律①＋③可得CO2(g)＋H2(g)===HCOOH(g) ΔH5＝－31.4 kJ·ml－1，B正确；反应①的逆反应为吸热反应，HCOOH的氧化反应为2HCOOH(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)，是放热反应，C错误；如果ΔH<0，正反应活化能<逆反应活化能，ΔH3＝＋41.2 kJ·ml－1>0，反应③的正反应活化能大于逆反应活化能，D正确。
10．运载火箭“太空发射系统”其所需燃料为高能火箭燃料肼(H2N—NH2)，该物质燃烧过程中的能量变化如图所示。
下列判断不正确的是( A )
A．表中的a＝389
B．图示中的ΔH3＝＋2 249 kJ·ml－1
C．H—O比H—N稳定
D．N2H4在氧气中燃烧的热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·ml－1
[解析] 根据表格数据可知，断裂1 ml N—N吸收159 kJ能量、断裂1 ml O===O吸收498 kJ能量、断裂1 ml N—H吸收a kJ能量，根据燃烧过程中的能量变化图，可知断裂1 ml N—N、1 ml O===O、4 ml N—H共吸收(2 783－534)kJ的能量，所以a＝398，故A错误；根据盖斯定律，图示中的ΔH3＝－534 kJ·ml－1＋2 783 kJ·ml－1＝＋2 249 kJ·ml－1，故B正确；键能越大越稳定，H—O比H—N稳定，故C正确；根据图示，N2H4在氧气中燃烧的热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·ml－1，故D正确。
二、非选择题：本题共4小题。
11．(1)(2023·广东梅州模拟)利用CH4－CO2干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①CH4(g)C(ads)＋2H2(g)
②C(ads)＋CO2(g)2CO(g)
上述反应中C(ads)为吸附活性炭，反应历程的能量变化如图甲所示：
CH4－CO2干重整反应的热化学方程式为 CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝(E3－E1)kJ·ml－1 (选用E1、E2、E3、E4、E5的关系式表示反应热)，反应②是 快反应 (填“慢反应”或“快反应”)。
(2)(2023·山东菏泽一模)一种利用太阳能催化甲烷水蒸气重整制氢反应原理如图乙所示。
若第Ⅰ步反应生成1 ml H2，吸收Q kJ热量，第Ⅰ步反应的热化学方程式为 CH4(g)＋NiFe2O4(s)NiO(s)＋2FeO(s)＋CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋2Q kJ·ml－1 。
[解析] (1)CH4－CO2干重整反应生成CO和H2，由图甲可知反应物的总能量低于生成物，该反应为吸热反应，ΔH＝生成物总能量－反应物总能量，热化学方程式为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝(E3－E1)kJ·ml－1；由图甲可知，反应②的活化能小于反应①，反应②是快反应。
(2)第Ⅰ步反应为甲烷和NiFe2O4反应生成NiO、FeO、一氧化碳和氢气，若生成1 ml H2，吸收Q kJ热量，则第Ⅰ步反应的热化学方程式为CH4(g)＋NiFe2O4(s)NiO(s)＋2FeO(s)＋CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋2Q kJ·ml－1。
12．(2024·福建厦门湖滨中学期中)完成下列反应的热化学方程式。
(1)沼气是一种能源，它的主要成分是CH4，常温下，0.5 ml CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时，放出445 kJ热量，则热化学方程式为 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·ml－1 。
(2)已知H2S(g)完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l)，H2S的燃烧热ΔH＝－a kJ·ml－1，写出表示H2S的燃烧热的热化学方程式：
H2S(g)＋eq \f(3,2)O2(g)===SO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝－a kJ·ml－1 。
(3)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) ΔH1，相关物质的燃烧热数据如表所示：
则ΔH1＝ ＋137 kJ·ml－1。
(4)已知：①HF(aq)＋OH－(aq)===F－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－67.7 kJ·ml－1
②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1
试写出HF电离的热化学方程式： HF(aq)H＋(aq)＋F－(aq) ΔH＝－10.4 kJ·ml－1 。
[解析] (1)0.5 ml CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时，放出445 kJ热量，则1 ml CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时放出445 kJ×2＝890 kJ热量，所以CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·ml－1。
(2)已知H2S(g)完全燃烧生成SO2(g)和H2O(l)，H2S的燃烧热ΔH＝－a kJ·ml－1，所以表示H2S的燃烧热的热化学方程式为H2S(g)＋eq \f(3,2)O2(g)===SO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－a kJ·ml－1。
(3)由表格数据可知：①C2H6(g)＋eq \f(7,2)O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 560 kJ·ml－1；②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－1 411 kJ·ml－1；③H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·ml－1，根据盖斯定律：①－②－③得C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) ΔH＝[－1 560－(－1 411)－(－286)]kJ·ml－1＝＋137 kJ·ml－1。
(4)HF的电离方程式为HF(aq)H＋(aq)＋F－(aq)，将该反应编号为③，根据盖斯定律：③＝①－②，故ΔH＝－67.7 kJ·ml－1－(－57.3)kJ·ml－1＝－10.4 kJ·ml－1，HF电离的热化学方程式为HF(aq)H＋(aq)＋F－(aq) ΔH＝－10.4 kJ·ml－1。
13．(2023·河南安阳模拟)在碳中和背景下，氢能是新能源领域中与油气行业现有业务结合最紧密的一类，而制氢成本过高，仍是目前氢能产业发展的挑战之一。甲烷水蒸气重整制氢是目前工业制氢最为成熟的方法，涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)―→CO(g)＋3H2(g) ΔH1>0
反应Ⅱ.CH4(g)＋2H2O(g)―→CO2(g)＋4H2(g)
ΔH2>0
反应Ⅲ.CO(g)＋H2O(g)―→CO2(g)＋H2(g)
ΔH3
已知部分化学键的键能数据如下表：
则ΔH3＝ －41 kJ·ml－1 ，若反应Ⅲ的正反应活化能Ea(正)＝83 kJ·ml－1，则逆反应活化能Ea(逆)＝ 124 kJ·ml－1。
[解析] 由ΔH＝反应物总键能－生成物总键能可得，ΔH3＝1 075 kJ·ml－1＋2×463 kJ·ml－1－(2×803 kJ·ml－1＋436 kJ·ml－1)＝－41 kJ·ml－1；根据ΔH＝Ea(正)－Ea(逆)，则Ea(逆)＝Ea(正)－ΔH3＝83 kJ·ml－1－(－41 kJ·ml－1)＝124 kJ·ml－1。
14．(2024·河北衡水中学检测)根据所学知识，回答下列问题。
(1)向1 L 1 ml·L－1的NaOH溶液中分别加入下列物质：①浓硫酸；②稀硝酸；③稀醋酸。恰好反应完全时的热效应(对应反应中NaOH的化学计量数均为1)分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则三者由大到小的顺序为 ΔH3>ΔH2>ΔH1 。
(2)已知：①Fe3O4(s)＋CO(g)3FeO(s)＋CO2(g) ΔH1＝＋19.3 kJ·ml－1
②3FeO(s)＋H2O(g)Fe3O4(s)＋H2(g) ΔH2＝－57.2 kJ·ml－1
③C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH3＝＋172.4 kJ·ml－1
碳与水蒸气制氢气总反应的热化学方程式是
C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g) ΔH＝＋134.5 kJ·ml－1 。
(3)已知CO与H2合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示：
表中为断裂1 ml化学键所需的能量数据：
则甲醇中C—H键的键能为 413 kJ·ml－1。
(4)一定条件下，在水溶液中1 ml Cl－、1 ml ClOeq \\al(－,x)(x＝1、2、3、4)的相对能量如图所示：
①D是 ClOeq \\al(－,4) (填离子符号)。
②反应B→A＋C的热化学方程式为 3ClO－(aq)===ClOeq \\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq) ΔH＝－117 kJ·ml－1 (用离子符号表示)。
(5)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：
2NO(g)eq \(――→,\s\up7(2×－630kJ·ml－1),\s\d5( ))2N(g)N2(g)eq \(――→,\s\up7(945 kJ·ml－1),\s\d5( ))O2(g)eq \(――→,\s\up7(498 kJ·ml－1),\s\d5( ))2O(g)
写出该反应的热化学方程式： N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋183 kJ·ml－1 。
[解析] (1)反应中放出热量越多，ΔH越小，与1 L 1 ml·L－1 NaOH溶液恰好反应时，与稀硝酸相比，浓硫酸稀释时放出大量热，醋酸电离时吸收热量，故ΔH3>ΔH2>ΔH1。
(2)根据盖斯定律，①＋②＋③得碳与水蒸气制氢气的总反应C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝＋134.5 kJ·ml－1，故热化学方程式为C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g) ΔH＝＋134.5 kJ·ml－1。
(3)由题图可知，CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的ΔH＝419 kJ·ml－1－510 kJ·ml－1＝－91 kJ·ml－1，设甲醇中C—H键的键能为x kJ·ml－1，则ΔH＝(1 084＋2×436－3x－465－343)kJ·ml－1＝－91 kJ·ml－1，解得x＝413。
(4)①由题图可知，D对应氯元素的化合价为＋7价，则D为ClOeq \\al(－,4)；②由题图可知，A为Cl－、B为ClO－、C为ClOeq \\al(－,3)，则ClO－转化为ClOeq \\al(－,3)和Cl－的热化学方程式为3ClO－(aq)===ClOeq \\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq) ΔH＝(63×1＋0×2－60×3)kJ·ml－1＝－117 kJ·ml－1。
(5)由题图可知，该反应的ΔH＝(945＋498)kJ·ml－1－2×630 kJ·ml－1＝＋183 kJ·ml－1，故其热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋183 kJ·ml－1。序号
35 mL
试剂
固体
混合前
温度/℃
混合后
温度/℃
①
水
2.5 g
NaHCO3
20.0
18.5
②
水
3.2 g
Na2CO3
20.0
24.3
③
盐酸
2.5 g
NaHCO3
20.0
16.2
④
盐酸
3.2 g
Na2CO3
20.0
25.1
化学键
N—N
O===O
N≡N
O—H
N—H
键能/
(kJ·ml－1)
159
498
943
460
a
物质
C2H6(g)
C2H4(g)
H2(g)
燃烧热ΔH
/(kJ·ml－1)
－1 560
－1 411
－286
化学键
O—H
H—H
C===O
C≡O(CO)
键能/
(kJ·ml－1)
463
436
803
1 075
化学键
H—H
C≡O
H—O
C—O
断裂1 ml化学
键所需的能量/kJ
436
1 084
465
343