全国版2021高考化学一轮复习课时作业21化学反应的热效应含解析 练习
展开课时作业(二十一) 化学反应的热效应1.(2019·浙江“新高考研究联盟”联考)根据能量变化示意图,下列说法正确的是( )A.反应物的总能量高于生成物的总能量B.2 mol H和1 mol O结合生成1 mol H2O(g)放出a kJ热量C.1 mol C(s)和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g),需要吸收131.3 kJ的热量D.反应的热化学方程式可表示为C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+(a-b)kJ·mol-1C [由图可知,反应物[C(s)+H2O(g)]具有的总能量低于生成物[CO(g)+H2(g)]具有的总能量,A错误。1 mol C、2 mol H和1 mol O结合生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)放出a kJ热量,并未生成H2O(g),B错误。由图可知,生成物具有的总能量比反应物具有的总能量高131.3 kJ,故1 mol C(s)和1 mol H2O(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g),需要吸收131.3 kJ的热量,C正确。根据反应热与正、逆反应活化能的关系“ΔH=Ea(正反应)-Ea(逆反应)”可知,该反应的ΔH=+(b-a) kJ·mol-1,D错误。]2.(2019·广西南宁月考)科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应的热化学方程式为CO(g)+O(g)===CO2(g) ΔH1,反应过程的示意图如下:下列说法中正确的是( )A.ΔH1>0B.三种状态中,状态Ⅱ最稳定C.使用催化剂能增大CO和O生成CO2的平衡转化率D.若2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)的反应热为ΔH2,则有ΔH2>2ΔH1D [由图可知,状态Ⅰ反应物[CO(g)+O(g)]具有的总能量高于状态Ⅲ生成物[CO2(g)]具有的总能量,则有ΔH1<0,A错误。三种状态中,状态Ⅱ具有的能量最高,状态Ⅲ具有的能量最低,故状态Ⅲ最稳定,B错误。使用催化剂能增大CO和O生成CO2的反应速率,但不能增大平衡转化率,C错误。反应CO(g)+O(g)===CO2(g) ΔH1的化学计量数乘以2可得2CO(g)+2O(g)===2CO2(g) 2ΔH1,O2(g)===2O(g),断裂O—O键要吸收热量,2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)的反应热为ΔH2,则有ΔH2>2ΔH1,D正确。]3.(2019·江西抚州月考)根据碘与氢气反应的热化学方程式:①I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-9.48 kJ·mol-1②I2(s)+H2(g)2HI(g) ΔH=+26.48 kJ·mol-1下列判断正确的是( )A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),充分反应放热9.48 kJB.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJC.反应①的产物比反应②的产物稳定D.反应②的反应物具有的总能量比反应①的反应物具有的总能量低D [I2(g)和H2(g)的反应是可逆反应,254 g I2(g)、2 g H2(g)的物质的量均为1 mol,充分反应生成HI的物质的量小于2 mol,故反应放出热量小于9.48 kJ,A错误。根据盖斯定律,由①-②可得I2(g)===I2(s)的ΔH=(-9.48 kJ·mol-1)-(+26.48 kJ·mol-1)=-35.96 kJ·mol-1,故1 mol I2(s)与1 mol I2(g)所含的能量相差35.96 kJ,B错误。反应①和②的产物均为HI(g),故其稳定性相同,C错误。反应①和②的产物相同,反应①为放热反应,反应②为吸热反应,故反应②的反应物具有的总能量比反应①的反应物具有的总能量低,D正确。]4.(2019·湖南衡阳联考)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )A.已知:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为185 kJ·mol-1B.已知:C(金刚石,s)===C(石墨,s) ΔH<0,则金刚石比石墨稳定C.已知:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则1 molHCl与1 mol NH3·H2O反应放出57.3 kJ能量D.已知:S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(g)+O2(g)===SO2(l) ΔH2,则有ΔH1>ΔH2D [燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,而H2(g)与Cl2(g)反应生成HCl(g),并未生成稳定的氧化物,故H2的燃烧热不等于185 kJ·mol-1,A错误。C(金刚石,s)===C(石墨,s)的ΔH<0,该反应为放热反应,等量的石墨具有的能量低于金刚石具有的能量,故石墨比金刚石更稳定,B错误。NH3·H2O是弱电解质,电离时要吸收热量,故1 mol HCl与1 mol NH3·H2O反应放出能量小于57.3 kJ,C错误。S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)放出热量,生成等量的SO2(l)和SO2(g),前者放出的热量多,因ΔH<0,则有ΔH1>ΔH2,D正确。]5.(2018·河南漯河三模)已知:化学键Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C键能/(kJ·mol-1)460360436431176347 工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热ΔH为( )A.+412 kJ·mol-1 B.-412 kJ·mol-1C.+236 kJ·mol-1 D.-236 kJ·mol-1C [根据反应热(ΔH)与反应物的总键能、生成物的总键能的关系可知,反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)的ΔH=(4×360 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1)-(2×176 kJ·mol-1+4×431 kJ·mol-1)=+236 kJ·mol-1。]6.(2019·吉林通榆一中月考)下列关于热化学反应的描述正确的是( )A.CO的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH=+283.0 kJ·mol-1B.HCl和NaOH反应的中和热(ΔH)等于-57.3 kJ·mol-1,则CH3COOH和Ba(OH)2的中和热也等于-57.3 kJ·mol-1C.等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量少D.已知:H—H键的键能为a kJ·mol-1,Cl—Cl键的键能为b kJ·mol-1,H—Cl键的键能为c kJ·mol-1,则生成1 mol HCl放出的能量为 kJC [CO的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则有CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,从而可得2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566.0 kJ·mol-1,A错误。CH3COOH是弱酸,电离过程中要吸收能量,故CH3COOH和Ba(OH)2的中和热不等于-57.3 kJ·mol-1,B错误。等物质的量的S(g)具有的能量高于S(s),故等物质的量的S(g)和S(s)分别完全燃烧,前者放出的热量多,C正确。已知H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH<0,则有ΔH=(a+b-2c) kJ·mol-1=-(2c-a-b) kJ·mol-1,则生成1 mol HCl时,放出的热量为 kJ,D错误。]7.(2019·河北武邑调研)N2(g)与H2(g)在铁催化剂表面经历如下过程生成NH3(g),下列说法正确的是( )A.Ⅰ中破坏的均为极性键B.Ⅳ中NH2与H的总键能大于NH3中的总键能C.Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ均为放热过程D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH>0C [由图可知,过程Ⅰ为N2+H2―→N+3H,故破坏的化学键均为非极性键,A错误。NH2+H具有的总能量高于NH3具有的总能量,该过程放出热量,则Ⅳ中NH2+H的总键能小于NH3中的总键能,B错误。由图可知,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ过程中反应物具有的总能量均大于生成物具有的总能量,故均为放热过程,C正确。由图可知, mol N2+ mol H2具有的总能量高于1 mol NH3具有的总能量,则该反应为放热反应,ΔH<0,D错误。]8.(2019·北京丰台区模拟)N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应原理为N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH,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( )A.ΔH=ΔH1+ΔH2B.ΔH=-226 kJ·mol-1C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能D.为了实现转化,需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2OD [由图甲可得①N2O(g)+Pt2O+(s)===N2(g)+Pt2O(s) ΔH;②Pt2O(s)+CO(g)===Pt2O+(s)+CO2(g) ΔH2,根据盖斯定律,由①+②可得N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g),则有ΔH=ΔH1+ΔH2,A正确。由图乙可知,该反应的ΔH=Ea-Eb=134 kJ·mol-1-360 kJ·mol-1=-226 kJ·mol-1,B正确。该反应正反应的活化能Ea=134 kJ·mol-1,逆反应的活化能Eb=360 kJ·mol-1,故正反应的活化能小于逆反应的活化能,C正确。整个转化过程中,Pt2O+是催化剂,Pt2O是中间产物,反应过程中没有被消耗,故不需要补充,D错误。]9.(2019·陕西西安一中一模)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的热化学方程式分别为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3 kJ·mol-1H2O(l)===H2O(g)ΔH=+44 kJ·mol-1则356 g“可燃冰”(分子式为CH4·9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水,放出的热量为________。(2)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ热量,其热化学方程式为_________________________________________。(3)家用液化气中主要成分之一是丁烷(C4H10)。常温常压时,当1 g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时,放出热量50 kJ。试写出该状态下表示丁烷燃烧热的热化学方程式:____________________________________________________________________________________________。(4)环境保护问题正越来越受到关注,二氧化碳是主要的温室气体,而节能减排可以有效地降低二氧化碳的排放量。有效“减碳”的手段之一是节能。下列制氢方法最节能的是________(填序号)。A.电解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑B.高温使水分解制氢:2H2O2H2↑+O2↑C.太阳光催化分解水制氢:2H2O2H2↑+O2↑D.天然气制氢:CH4+H2OCO↑+3H2↑解析 (1)题给反应编号为①、②,根据盖斯定律①-2×②可得CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-802.3 kJ·mol-1-2×44 kJ·mol-1=-890.3 kJ·mol-1,356 g“可燃冰”(分子式为CH4·9H2O)中甲烷的物质的量为2 mol,所以完全燃烧放出的热量为1 780.6 kJ。(2)根据题目所述,其热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1。(3)根据燃烧热的定义,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量,所以该状态下丁烷燃烧热的热化学方程式为C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2 900 kJ·mol-1。(4)电解水需要大量的电能,A错误;高温使水分解需要大量的燃料,并产生大量的CO2及其他污染环境的气体,B错误;太阳能是自然存在的,最节能,C正确;天然气高温制氢气也需要大量的燃料,D错误。答案 (1)1 780.6 kJ (2)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol-1(3)C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-2 900 kJ·mol-1 (4)C