第5章 第1节 化学反应的热效应-【创新教程】2025年高考化学总复习大一轮课时作业word（鲁科单选版）

第五章　化学反应与能量转化 课时冲关十七　化学反应的热效应 一、选择题：每题只有一个选项符合题意 1．(2024·沧州市高三段考)福建六鳌海上风电场二期项目已开工建设，将积极探索海上风电与海洋牧业、海上制氢、海上光伏等多能互补和多业态融合发展模式，促进海洋能源综合利用发展。下列说法错误的是(　　) A．风能属于可再生能源 B．风电叶片主要材料中的基体树脂属于有机高分子材料 C．风塔钢的硬度、熔点均高于纯铁 D．以淡化海水为原料，利用风能电解制氢的过程中，至少涉及三种形式能量之间的转化 解析：C　[A.可再生能源有太阳能，风能等，A项正确；B.树脂属于有机高分子材料，B项正确；C.钢的硬度高于纯铁，熔点低于纯铁，C项错误；D.风能电解制氢的过程中，有风能、电能、化学能等形式能量的转化，D项正确。] 2．(2024·厦门高三模拟)依据图示关系，下列说法不正确的是(　　) A．石墨燃烧是放热反应 B．1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多 C．C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2 D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 解析：C　[本题考查热化学方程式的书写和盖斯定律的应用，考查了宏观辨识与微观探析、变化观念的学科素养。A.由图可知石墨的燃烧为放热反应，正确；B.1 mol石墨燃烧放热393.5 kJ·mol－1 ,1 mol CO燃烧放热283 kJ，正确；C.ⅠC(石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1，ⅡCO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，Ⅰ－2×Ⅱ得目标反应，ΔH＝ΔH1－2ΔH2，错误；D.根据盖斯定律可知，反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，正确。] 3．(2024·石家庄二十四中模拟)如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列叙述正确的是(　　) A．Mg(s)所具有的能量高于MgX2(s)所具有的能量 B．电解MgCl2制Mg(s)和Cl2(g)是吸热过程 C．热稳定性：MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2 D．常温下氧化性：F2＜Cl2＜Br2＜I2 解析：B　[Mg(s)和X2(g)所具有的总能量高于MgX2(s)所具有的能量，A错误；MgCl2的能量低于Mg(s)和Cl2(g)的总能量，故电解MgCl2制Mg(s)和Cl2(g)是吸热过程，B正确；能量越低越稳定，则热稳定性：MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2，C错误；常温下氧化性：I2<Br2<Cl2<F2，D错误。] 4．(2024·河北衡水中学调研)热化学离不开实验，更离不开对反应热的研究。下列有关说法正确的是(　　) A．向甲的试管A中加入某一固体和液体，若注射器的活塞右移，说明A中发生了吸热反应 B．将甲虚线框中装置换为乙，若注射器的活塞右移，说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应 C．用丙装置进行中和反应热的测定实验时，NaOH溶液要缓缓倒入稀硫酸中 D．用丙装置进行中和反应热的测定实验时，每次实验要测量并记录三次温度数值 解析：D　[注射器的活塞右移，说明气体受热膨胀，则A中发生了放热反应，A错误；由于锌粒与稀硫酸反应生成H2，生成的H2也可使活塞右移，不能说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应，B错误；为减少热量损失，NaOH溶液要迅速倒入稀硫酸中，C错误；每次实验要测量并记录酸、碱溶液的温度及酸碱混合后溶液的最高温度，D正确。] 5．(2024·南京师大附中模拟)在热力学标准态(298 K、1.01×105 Pa)下，由稳定的单质发生反应生成1 mol化合物的反应热叫该化合物的生成热。氧族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据如图。下列判断正确的是(　　) A．沸点：H2O>H2S>H2Se>H2Te B．反应H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)的ΔH＝＋81 kJ/mol C．反应Te(s)＋H2(g)H2Te(g)达平衡后升温，平衡常数将减小 D．298 K、1.01×105 Pa下，H2S(g)＋O2(g)===S(s)＋H2O(l)　ΔH＝－265 kJ/mol 解析：D　[A.H2O分子间形成氢键，其沸点最高，其余氢化物随相对分子质量增加而增大，故沸点：H2O>H2Te>H2Se>H2S，故A错误；B.H2Se的摩尔生成焓为：ΔH＝＋81 kJ/mol，则反应H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)的ΔH＝－81 kJ/mol，故B错误；C.Te(s)＋H2(g)===H2Te(g)该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，故C错误；D.由题中信息可得热化学方程式：Ⅰ.S(s)＋H2(g)===H2S(g)　ΔH1＝－20 kJ/mol，Ⅱ.O2(g)＋H2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－285 kJ/mol，由盖斯定律可知反应H2S(g)＋O2(g)===S(s)＋H2O(l)可由：Ⅱ－Ⅰ得到，则ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－285 kJ/mol＋20 kJ/mol＝－265 kJ/mol，反应热化学方程式为：H2S(g)＋O2(g)===S(s)＋H2O(l)　ΔH＝－265 kJ/mol，故D正确。] 6．(2024·衡阳八中高三开学考)CH4超干重整CO2的催化转化如图1所示，相关反应的能量变化如图2所示： 下列说法不正确的是(　　) A．过程Ⅰ的热化学方程式为：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋247.4 kJ·mol－1 B．过程Ⅱ实现了含碳物质与含氢物质的分离 C．过程Ⅱ中Fe3O4、CaO为催化剂，降低了反应的ΔH D．CH4超干重整CO2的总反应为：CH4＋3CO2===4CO＋2H2O 解析：C　[A.Ⅰ、CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206.2 kJ·mol－1，Ⅱ、CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由Ⅰ×2－Ⅱ得到CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.4 kJ·mol－1，选项A正确；B.过程Ⅱ的反应第一步是CO＋CO2＋H2＋Fe3O4＋CaO→H2O＋Fe＋CaCO3，第二步反应：Fe＋CaCO3＋稀有气体→稀有气体＋Fe3O4＋CaO＋CO，两步反应实现了含碳物质与含氢物质的分离，选项B正确；C.过程Ⅱ中Fe3O4、CaO为催化剂，改变反应速率不能改变反应的ΔH，选项C不正确；D.根据流程中物质的参与和生成情况，结合反应过程中有催化剂和中间产物，总反应可表示为CH4＋3CO2===4CO＋2H2O，选项D正确。] 7．已知几种共价键的键能数据如下表： 共价键 N—H N≡N Cl—Cl H—Cl Br—Br H—Br 键能/ (kJ·mol－1) 391 945 243 432 193 366 反应Ⅰ：2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)　ΔH1 反应Ⅱ：2NH3(g)＋3Br2(g)===N2(g)＋6HBr(g)　ΔH2 下列说法正确的是(　　) A．ΔH1＝－462 kJ·mol－1 B．ΔH1>ΔH2 C．稳定性：HCl<HBr D．2HBr(g)＋Cl2(g)===Br2(g)＋2HCl(g)　ΔH＝ 解析：A　[根据ΔH与键能的关系，反应2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)的ΔH1＝(6×391 kJ·mol－1＋3×243 kJ·mol－1)－(945 kJ·mol－1＋6×432 kJ·mol－1)＝－462 kJ·mol－1，A正确。利用A中计算方法同样可求得ΔH2＝－216 kJ·mol－1，则有ΔH1<ΔH2，B错误。H—Cl键的键能大于H—Br键，则断裂1 mol H—Cl键消耗的能量大于断裂1 mol H—Br键消耗的能量，故稳定性：HCl>HBr，C错误。根据盖斯定律，由×(Ⅰ－Ⅱ)可得2HBr(g)＋Cl2(g)===Br2(g)＋2HCl(g)，则该反应的ΔH＝，D错误。] 8．下列有关热化学方程式的叙述，正确的是(　　) A．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 B．由N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1，可知将1 mol N2O4(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为56.9 kJ C．由H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，可知：含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出热量为57.3 kJ D．已知101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221 kJ·mol－1，则1 mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5 kJ 解析：D　[A项，液态的水才是氢的稳定氧化物，错误；B项，N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1，这是一个可逆反应，反应不可能完全，错误；C项，醋酸是弱电解质，电离的过程要吸收热量，因此1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出热量要小于57.3 kJ，错误。] 9．根据如下能量关系示意图，判断下列说法错误的是(　　) A．1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ B．反应2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)中，生成物的总能量小于反应物的总能量 C．由C(s)→CO(g)的热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.2kJ·mol－1 D．热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO的热值为10.1 kJ·g－1 解析：A　[A项，由题图可知，1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量比1 mol CO2 (g)的能量高393.5 kJ，错误；B项，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)为放热反应，生成物的总能量小于反应物的总能量，正确；C项，由题图可知，1 mol C(s)与0.5 mol O2 (g)反应生成1 mol CO(g)放出的热量为393.5 kJ－282.9 kJ＝110.6 kJ，且物质的量与热量成正比，焓变为负值，则热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.2 kJ·mol－1，正确；D项，热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO的热值为≈10.1 kJ·g－1，正确。] 10．下列说法正确的是(　　) A．氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则分解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1 B．密闭容器中，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成17.6 g FeS时，放出19.12 kJ热量，则Fe(s)＋S(s)===FeS(s) ΔH＝－95.6 kJ·mol－1 C．500 ℃、30 MPa时，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放出19.3 kJ热量，则N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1 D．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则0.5 mol H2SO4和0.5 mol Ba(OH)2反应放出57.3 kJ热量 解析：B　[本题考查燃烧热、中和热及热化学方程式的判断。氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，据此可得2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，根据热化学方程式的书写规则及方法，分解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1，A错误；9.6 g硫粉和11.2 g铁粉的物质的量分别为0.3 mol、0.2 mol，二者充分反应生成0.2 mol FeS(硫粉有剩余)，放出19.12 kJ热量，则生成1 mol FeS(s)时放出的热量为19.12 kJ×5＝95.6 kJ，B正确；N2和H2合成氨的反应是可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应放热19.3 kJ，此时生成的NH3(g)的物质的量小于1 mol，故N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH≠－38.6 kJ·mol－1，C错误；0.5 mol H2SO4和0.5 mol Ba(OH)2反应生成1 mol H2O，同时生成0.5 mol BaSO4，生成BaSO4也会放热，故反应放出的热量大于57.3 kJ，D错误。] 11．(2024·陕西汉中中学模拟)已知2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法错误的是(　　) A．该反应是放热反应 B．途径Ⅱ与途径Ⅰ相比，可能是加入了催化剂 C．其他条件相同时，产生相同体积氧气放出的热量：途径Ⅰ>途径Ⅱ D．其他条件相同时，产生相同体积氧气所需的时间：途径Ⅰ>途径Ⅱ 解析：C　[本题考查化学反应中能量变化、活化能对化学反应速率的影响。由图可知，2 mol H2O2(l)具有的能量高于2 mol H2O(l)和1 mol O2(g)具有的总能量，则该反应是放热反应，A正确；途径Ⅱ与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ的活化能降低，可能是加入了催化剂，B正确；催化剂只改变活化能，不改变ΔH，故相同条件时途径Ⅰ和途径Ⅱ产生相同体积氧气放出的热量相同，C错误；途径Ⅱ加入了催化剂，降低了活化能，反应速率加快，故相同条件时产生相同体积氧气所需时间：途径Ⅰ>途径Ⅱ，D正确。] 12．下列图示与对应的叙述不相符的是(　　) A．图甲中的ΔH1＜ΔH2 B．图乙表示可逆反应A(s)＋3B(g)2C(g)　ΔH＞0 C．图丙表示充满NO2气体的试管，倒置于水槽中，向其中缓慢通入氧气直至试管中全部充满水，假设溶质不扩散，溶质的物质的量浓度与通入氧气的体积关系 D．由图丁可说明烯烃与H2加成反应是放热反应，实线表示在有催化剂的条件下进行 解析：B　[ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于零，且ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，所以ΔH1－ΔH2＝ΔH3＜0，ΔH1＜ΔH2，故A正确；平衡常数不会随压强的改变而改变，故B错误；试管中发生的总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，所以随氧气通入，溶质的物质的量浓度不变，故C正确；催化剂会降低反应的活化能，故D正确。] 二、非选择题 13．化学反应过程中一定伴随着能量变化，某同学通过如下实验进行探究。 Ⅰ.探究化学反应中的能量变化。通过如下实验测出，烧杯中的温度降低。 (1)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应的化学方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)从反应热的角度分析，该反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应；从氧化还原角度分析，该反应属于________(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应；从基本反应类型上分析，该反应属于________反应。 Ⅱ.测定稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的中和热(实验装置如图所示)。 (1)图中尚缺少的一种仪器是________。 (2)实验时玻璃搅拌器的运动方向是________。 a．上下运动　　　　　　　　 b．左右运动 c．顺时针运动 d．逆时针运动 (3)写出反应的热化学方程式为________________________(中和热为57.3 kJ·mol－1)。 (4)该同学每次分别取0.50 mol·L－1 50 mL NaOH溶液和0.50 mol·L－130 mL硫酸进行实验，通过多次实验测定中和热ΔH＝－53.5 kJ·mol－1，与57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因不可能是________(填字母)。 a．实验装置保温、隔热效果差 b．用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数 c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度 解析：Ⅱ.实验测定中和热ΔH＝－53.5 kJ·mol－1与57.3 kJ·mol－1有偏差，是因为实验过程中热量有散失。此实验中硫酸过量，用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数使NaOH的量偏多，所测中和热数值偏大。 答案：Ⅰ.(1)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3·H2O＋8H2O (2)吸热　非氧化还原　复分解 Ⅱ.(1)温度计　(2)a (3)NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1或2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1 (4)b 14．化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。请回答下列问题： (1)在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下： ①第一步反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。 ②1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)已知： 反应Ⅰ：CaSO4(s)＋CO(g)===CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH1＝＋218.4 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CaSO4(s)＋4CO(g)===CaS(s)＋4CO2(g)　ΔH2＝－175.6 kJ·mol－1 反应Ⅲ：3CaSO4(s)＋CaS(s)===4CaO(s)＋4SO2(g)　ΔH3 ①反应Ⅲ中ΔH3＝______________。 ②能使反应Ⅰ、Ⅱ速率加快的措施有 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(写出两条)。 解析：本题考查化学反应中能量的变化、热化学方程式的书写、反应速率的影响因素等。 (1)①第一步反应中，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，则该反应是放热反应。 ②由图可知，第一步、第二步反应的热化学方程式分别为ⅰ.NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－273 kJ·mol－1；ⅱ.NO(aq)＋O2(g)===NO(aq) ΔH＝－73 kJ·mol－1。根据盖斯定律，由ⅰ＋ⅱ可得NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)，则该反应的ΔH＝(－273 kJ·mol－1)＋(－73 kJ·mol－1)＝－346 kJ·mol－1。 (2)①分析题给热化学方程式，根据盖斯定律，由Ⅰ×4－Ⅱ可得反应Ⅲ，则反应Ⅲ中ΔH3＝(＋218.4 kJ·mol－1)×4－(－175.6 kJ·mol－1)＝＋1 049.2 kJ·mol－1。②欲使反应Ⅰ、Ⅱ速率加快，可采取的措施有增大反应体系压强、升高温度、加入催化剂、将固体硫酸钙粉碎、搅拌等。 答案：(1)①放热　②NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ·mol－1 (2)①＋1 049.2 kJ·mol－1 ②增大反应体系压强、升高温度、加入催化剂、将固体硫酸钙粉碎、搅拌等(写出其中的任意两条即可) 15．(2021·全国甲卷)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题： (1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为： CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) 该反应一般认为通过如下步骤来实现： ①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋41 kJ·mol－1 ②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH2＝－90 kJ·mol－1 总反应的ΔH＝________ kJ·mol－1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是________(填标号)，判断的理由是 ________________________________________________________________________。 (2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CO2)＝3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t＝250 ℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105 Pa下的x(CH3OH)～t如图所示。 ①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝________； ②图中对应等压过程的曲线是________，判断的理由是 ________________________________________________________________________； ③当x(CH3OH)＝0.10时，CO2的平衡转化率α＝________，反应条件可能为________或________。 解析：(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，该反应一般认为通过如下步骤来实现：①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋41 kJ·mol－1，②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2＝－90 kJ·mol－1，根据盖斯定律可知，①＋②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应为：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝(＋41 kJ·mol－1)＋(－90 kJ·mol－1)＝－49 kJ·mol－1；该反应总反应为放热反应，因此生成物总能量低于反应物总能量，反应①为慢反应，因此反应①的活化能高于反应②，同时反应①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，因此示意图中能体现反应能量变化的是A项，故答案为：－49；A；ΔH1为正值，ΔH2和ΔH2为负值，反应①的活化能大于反应②的活化能。(2)①二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，因此利用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝。②该反应正向为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，体系中x(CH3OH)将减小，因此图中对应等压过程的曲线是b；总反应ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小。③设起始n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝3 mol，则 　3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始(mol) 3 1 0 0 转化(mol) 3x x x x 平衡(mol) 3－3x 1－x x x 当平衡时x(CH3OH)＝0.10时， ＝0.1，解得x＝ mol， 平衡时CO2的转化率α＝×100%≈33.3%；由图可知，满足平衡时x(CH3OH)≈0.10的条件有：5×105Pa，210℃或9×105Pa,250℃。 答案：(1)－49　A　ΔH1为正值，ΔH2和ΔH为负值，反应①的活化能大于反应②的活化能 (2)①　②b　总反应ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小　③33.3%　5×105Pa,210℃　9×105Pa,250℃ 学科网（北京）股份有限公司 $$