高优指导2021版高三化学一轮复习第6单元化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应考点规范练鲁科版.doc

化学反应的热效应
(时间:45分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2015上海联考)化学家借助太阳能产生的电能和热能,用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列有关说法中正确的是(　　)

A.该合成中所有的电能和热能全部转化为化学能
B.该合成氨过程不属于氮的固定
C.空气、水、太阳能均为可再生资源
D.断裂N2中的N≡N键会释放出能量
答案:C
解析:A项,该合成中的能量转化效率没有达到100%;B项,把游离态的氮转变为化合态的氮的过程都属于氮的固定;D项,断裂化学键要吸收能量。

2.某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述中正确的是(　　)
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变该反应的焓变
C.催化剂能降低该反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
答案:C
解析:H(反应物)<H(反应产物),为吸热反应,A项错;催化剂可以降低反应的活化能但不能改变反应的焓变,B项错;C项对;由E2<E1知逆反应的活化能小,D项错。
3.(2015沈阳模拟)下列叙述中正确的是(　　)
A.生成物总能量一定低于反应物总能量
B.酒精可用作燃料,说明酒精燃烧是放热反应
C.硝酸铵溶于水温度降低,这个变化是吸热反应
D.同温同压下,H2和Cl2在光照和点燃条件下的ΔH不同
答案:B
解析:A项,吸热反应的生成物的总能量要高于反应物的总能量;C项,NH4NO3溶解吸热,属于物理变化;D项,ΔH只与反应物和生成物的总能量有关,与反应条件和反应过程无关。
4.(2015四川德阳联考)H2和I2在一定条件下能发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)　ΔH=-a kJ·mol-1。
已知:

下列说法中正确的是(　　)
A.H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键
B.断开2 mol HI分子中的化学键所需能量约为(c+b+a) kJ
C.相同条件下,1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总能量小于2 mol HI(g)的总能量
D.向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g),充分反应后放出的热量为2a kJ〚导学号95380243〛
答案:B
解析:A项,HI分子中的化学键是极性键;B项,由热化学方程式可知,反应放出a kJ的能量,其中断开1 mol I2和1 mol H2中的化学键共吸收(b+c) kJ的能量,则形成2 mol HI分子中的化学键需放出(a+b+c) kJ的能量,那么断开2 mol HI分子中的化学键就需吸收(a+b+c) kJ的能量;C项,反应是放热反应,所以1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总能量高于2 mol HI(g)的总能量;D项,反应是可逆反应,放出的热量应小于2a kJ。
5.(2015河南洛阳统考)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　)
A.已知2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则1 g氢气燃烧放出的热为241.8 kJ·mol-1
B.已知NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出57.3 kJ的热量
C.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g)　ΔH=a;2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=b,则a>b
D.已知C(石墨,s)C(金刚石,s)　ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
答案:D
6.(2014江苏化学)已知:C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1
CO2(g)+C(s)2CO(g)　ΔH2
2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH3
4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)　ΔH4
3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)　ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)
A.ΔH1>0,ΔH3<0 B.ΔH2>0,ΔH4>0
C.ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.ΔH3=ΔH4+ΔH5〚导学号95380244〛
答案:C
解析:燃烧反应都是放热反应,ΔH1、ΔH3、ΔH4都小于0,CO2与C的反应是吸热反应,ΔH2大于0,A、B错误;反应C(s)+O2(g)CO2(g)可由反应CO2(g)+C(s)2CO(g)与2CO(g)+O2(g)2CO2(g)相加得到,由盖斯定律可知ΔH1=ΔH2+ΔH3,C正确;同理可得ΔH3=(ΔH4+2ΔH5),D错误。
7.(2015沈阳质检)将1 L 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出a kJ热量;将1 L 0.5 mol·L-1 HCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出b kJ热量(不考虑醋酸钠水解);将0.5 L 1 mol·L-1 H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为(　　)
A.(5a-2b) kJ B.(5a+2b) kJ
C.(2b-5a) kJ D.(10a+4b) kJ
答案:B
解析:由题意可分别写出反应的热化学方程式:①Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s)　ΔH=-10a kJ·mol-1;②H+(aq)+CH3COO-(aq)CH3COOH(aq)　ΔH=-2b kJ·mol-1,利用盖斯定律,由①+2×②可得:2H+(aq)+S(aq)+2CH3COO-(aq)+Ba2+(aq)BaSO4(s)+2CH3COOH(aq)　ΔH=-(10a+4b) kJ·mol-1,则含0.5 mol H2SO4的溶液与足量(CH3COO)2Ba溶液反应放出的热量为(5a+2b) kJ。
8.(2015湖北襄阳调研)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298 K时的稳定状态)。下列选项中不正确的是(　　)

A.Mg与F2反应的ΔS<0
B.MgF2(s)+Br2(l)MgBr2(s)+F2(g)
ΔH=+600 kJ·mol-1
C.MgBr2与Cl2反应的ΔH<0
D.化合物的热稳定性顺序:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
答案:D
解析:根据图像可写出有关的热化学方程式分别为:Mg(s)+I2(s)MgI2(s)　ΔH=-364 kJ·mol-1　①;Mg(s)+Br2(l)MgBr2(s)　ΔH=-524 kJ·mol-1　②;Mg(s)+Cl2(g)MgCl2(s)　ΔH=-641.3 kJ·mol-1　③;Mg(s)+F2(g)MgF2(s)　ΔH=-1 124 kJ·mol-1④。显然Mg与F2反应的ΔS<0,A项正确;②-④得:MgF2(s)+Br2(l)MgBr2(s)+F2(g)　ΔH=+600 kJ·mol-1,B项正确;③-②得:MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(l)　ΔH=-117.3 kJ·mol-1,C项正确;由于各反应的反应物总能量相同,根据能量越低越稳定原则,反应的ΔH越小说明生成物的能量越低,生成物越稳定,因此各化合物的热稳定性顺序为MgI2<MgBr2<MgCl2<MgF2,D项不正确。
9.碳在氧气或臭氧中燃烧的能量变化如下图。下列说法中不正确的是(　　)

A.3O2(g)2O3(g)　ΔH=+242.4 kJ·mol-1
B.氧气比臭氧稳定,大气中臭氧层易被破坏
C.断裂1 mol O2(g)中的共价键吸收的能量比形成1 mol CO2(g)中的共价键放出的能量少
D.相同物质的量的氧气比臭氧所含的能量高
答案:D
解析:由图像可知O2(g)到O3(g)吸收(474.3-393.5)kJ的热量,A选项正确;氧气的能量低,稳定性好,B选项正确;由C(s)+O2(g)CO2(g)放出热量可知断裂1 mol O2(g)中的共价键和1 mol C(s)中的共价键的总能量小于形成1 mol CO2(g)中的共价键放出的能量,C选项正确。
10.化学反应N2+3H22NH3的能量变化如下图所示,该反应的热化学方程式是(　　)

A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l)　ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=2(b-a)kJ·mol-1
C.N2(g)+H2(g)NH3(l)　ΔH=(b+c-a)kJ·mol-1
D.N2(g)+H2(g)NH3(g)　ΔH=(a+b)kJ·mol-1
答案:A
解析: mol N2(g)与 mol H2(g)完全反应生成1 mol NH3(g)时放热(b-a)kJ,生成1 mol NH3(l)时放出热量:(b+c-a)kJ。
二、非选择题(本题包括4小题,共50分)
11.(2014全国新课标Ⅰ)(14分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式: 
　。 
(2)已知:
甲醇脱水反应　2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH1=-23.9 kJ·mol-1
甲醇制烯烃反应　2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH2=-29.1 kJ·mol-1
乙醇异构化反应　C2H5OH(g)CH3OCH3(g)
ΔH3=+50.7 kJ·mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是　 
　。 
〚导学号95380245〛
答案:(1)C2H4+H2SO4C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2OC2H5OH+H2SO4
(2)-45.5　污染小、腐蚀性小等
解析:(1)C2H4与硫酸发生加成反应生成硫酸氢乙酯,后者水解生成乙醇和硫酸,可写出有关反应的化学方程式。(2)将题中反应依次编号为①②③,根据盖斯定律,反应①-反应②-反应③可得目标方程式,ΔH=-45.5 kJ·mol-1;乙烯气相直接水合反应不使用浓硫酸,具有污染小,腐蚀性小的优点。
12.(12分)(1)1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94 kJ热量,此反应的热化学方程式为 
　。 
(2)已知①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)
ΔH1=-Q1 kJ·mol-1,
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)
ΔH2=-Q2 kJ·mol-1,
③2H2(g)+O2(g)2H2O(l)
ΔH3=-Q3 kJ·mol-1。
常温下,取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况下),经完全燃烧后恢复至室温,则放出的热量为
　。 
(3)以H2为燃料可制成氢氧燃料电池。已知:
2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-572 kJ·mol-1,某氢氧燃料电池释放228.8 kJ电能时,生成1 mol液态水,该电池的能量转化率为　　　　　　　　　　。 
答案:(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.28 kJ·mol-1
(2)(0.4Q1+0.05Q3)kJ　(3)80%
解析:(1)1 g C为 mol,所以1 mol C反应吸收的热量为10.94 kJ×12=131.28 kJ,热化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.28 kJ·mol-1。
(2)标准状况下11.2 L气体为0.5 mol,其中CH4为0.4 mol,H2为0.1 mol,注意最后恢复到室温,H2O为液体,则根据热化学方程式①③可知最后放出的热量为(0.4Q1+0.05Q3)kJ。
(3)生成1 mol液态水时放出的热量为=286 kJ,该电池的能量转化率为×100%=80%。
13.(8分)(1)火法还原CuO可制得Cu2O。已知:1 g C(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2 kJ;Cu2O(s)与O2(g)反应的能量变化如下图所示:

请写出用足量木炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式: 

　。 
(2)下表所示是部分化学键的键能参数:
化学键
P—P
P—O
OO
PO
键能/(kJ·mol-1)
a
b
c
x

已知白磷的燃烧热为d kJ·mol-1,白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图所示,表中x=　　　　　　　　　 kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。 
答案:(1)2CuO(s)+C(s)CO(g)+Cu2O(s)　ΔH=+35.6 kJ·mol-1
(2)(d+6a+5c-12b)
解析:(1)1 mol C(s)燃烧放出110.4 kJ,所以C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH=-110.4 kJ·mol-1①,由图可知2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)　ΔH=-292 kJ·mol-1②;写出所求方程式2CuO(s)+C(s)CO(g)+Cu2O(s)　ΔH=①-×②,得ΔH=+35.6 kJ·mol-1。
(2)白磷燃烧的化学方程式为P4+5O2P4O10,1 mol白磷完全燃烧需拆开6 mol P—P、5 mol OO,形成12 mol P—O、4 mol PO,故12 mol×b kJ·mol-1+4 mol×x kJ·mol-1-(6 mol×a kJ·mol-1+5 mol×c kJ·mol-1)=d kJ·mol-1,解得x=(6a+5c+d-12b) kJ·mol-1。
14.(16分)氮气与氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应,其热化学方程式可表示为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92 kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量　　　(填“大于”“等于”或“小于”)92 kJ,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;若加入催化剂,ΔH　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。 
(2)已知:破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键需要吸收的能量分别为946 kJ、436 kJ,则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为　　　　　kJ。 
(3)N2H4可视为NH3分子中的一个H被—NH2取代的产物。发射卫星用N2H4(g)为燃料,NO2为氧化剂,生成N2和H2O(g)。
已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g)
ΔH1=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)
ΔH2=-534 kJ·mol-1。
则:1 mol N2H4与NO2完全反应的热化学方程式为

　。 
答案:(1)小于　由于该反应是可逆反应,反应物无法全部转化为生成物　不变　(2)391　(3)N2H4(g)+NO2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-567.85 kJ·mol-1
解析:(1)热化学方程式表示1 mol氮气与3 mol氢气完全反应生成2 mol NH3时放出92 kJ热量,由此可知ΔH与化学平衡移动无关;(2)设破坏1 mol N—H键需吸收的能量为x,92 kJ=6x-946 kJ-3×436 kJ;(3)首先依信息[反应物N2H4(g)、NO2(g),生成物N2(g)和H2O(g)]写出方程式并配平,N2H4(g)+NO2(g)N2(g)+2H2O(g),依据盖斯定律此反应的ΔH=ΔH2-ΔH1。

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