第6章 第1节 化学反应与能量变化-【创新教程】2025年高考化学总复习大一轮课时作业word（人教多选版）

第六章　化学反应与能量 课时冲关十七　化学反应与能量变化 一、选择题：每小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.Ⅰ.C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1，Ⅱ.CO(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．(2024·河南郑州外国语学校联考)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的键能大于H—Br，则断裂1 mol H—Cl消耗的能量大于断裂1 mol H—Br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。] 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意 8．(2024·邯郸市高三开学考)2甲基丙烯与HCl的加成反应有两种产物，这两种加成反应过程与其相应的能量变化曲线关系如图所示。在恒容绝热密闭容器中通入一定量的2甲基丙烯与HCl的混合物进行有关反应。下列说法正确的是(　　) A．产物稳定性的强弱：产物1<产物2 B．反应的活化能大小：反应Ⅰ>反应Ⅱ C．升高温度，反应Ⅰ的逆反应速率变化值小于反应Ⅱ的逆反应速率变化值 D．2甲基丙烯与H2O的加成反应产物中，更稳定 解析：AB　[能量：产物1>产物2，能量越低越稳定，故产物的稳定性：产物1<产物2，A正确；活化能是指活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，由图可知活化能：反应Ⅰ>反应Ⅱ，B正确；反应Ⅰ的逆反应活化能大，升高温度，反应Ⅰ的逆反应速率变化值大，C错误；由图像可知，2甲基丙烯与HCl的加成中，氢原子加在含氢多的碳原子上得到的产物更稳定，故与H2O的加成反应产物中，更稳定，D错误。] 9．(2024·山东省实验中学第一次诊断)下列示意图表示正确的是(　　) A．甲图表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)(ΔH>0)反应的能量变化 B．乙图不能表示碳的燃烧热 C．实验的环境温度20 ℃时，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测量混合液温度，结果如丙图(已知V1＋V2＝60 mL) D．由丁图可知A、B、C的稳定性顺序为：B<A<C 解析：BD　[甲图中反应物的总能量比生成物高，反应为放热反应，而Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH>0为吸热反应，选项A错误；碳的燃烧热是指在101 kPa时，1 mol C完全燃烧生成CO2(g)放出的热量，选项B正确；酸碱中和反应为放热反应，物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，V1＋V2＝60 mL，则V1＝20 mL，V2＝40 mL时硫酸与氢氧化钠恰好完全反应，放出的热量最多，温度最高，与图像不符，选项C错误；物质的能量越低，越稳定，所以三种化合物的稳定性顺序为B<A<C，选项D正确。] 10．(2024·鹤岗市一中高三开学考)下列叙述正确的是(　　) A．HCl(aq)和NaOH(aq)反应的中和热为ΔH＝－57.3 kJ/mol，则H2SO4(aq)和Ba(OH)2(aq)反应的中和热为ΔH＝2×(－57.3) kJ/mol B．用等体积的0.50 mol·L－1盐酸、0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行中和热测定的实验，会使测得值偏小 C．CO(g)燃烧热ΔH＝－283.0 kJ/mol，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ/mol D．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 解析：C　[A.中和热是在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量；H2SO4(aq)和Ba(OH)2(aq)反应生成水的同时还会生成硫酸钡沉淀，故ΔH≠2×(－57.3) kJ/mol，A错误；B.中和热是在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量；与参加反应的酸与碱的物质的量无关，B错误；C.根据盖斯定律可知，CO(g)燃烧热ΔH＝－283.0 kJ/mol，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ/mol，C正确；D.燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；反应中不是生成气态水，D错误；故选C。] 11．(2024·南宁市武鸣区高三开学考)Ni可活化C2H6放出CH4，其反应历程如图所示： 下列关于活化历程的说法错误的是(　　) A．此反应的决速步骤：中间体2→中间体3 B．涉及极性键的形成和非极性键的断裂 C．三种中间体比较，中间体2最稳定 D．Ni(s)＋C2H6(g)===NiCH2(s)＋CH4(g)　ΔH＝＋6.57 kJ·mol－1 解析：D　[A.反应的活化能越大，反应速率越慢，化学反应速率取决于最慢的一步反应，由图可知，中间体2→中间体3能量差值最大，则该步反应的活化能最大，是化学反应的决速步骤，故A正确；B.由图可知，反应过程涉及非极性键C－C键断裂和极性键C－H键的形成，故B正确；C.物质的能量越低越稳定，由图可知，中间体2的能量最低，则中间体2最稳定，故C正确；D.由图可知，镍和乙烷的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，反应的热化学方程式为Ni(s)＋C2H6(g)===NiCH2(s)＋CH4(g)　ΔH＝－6.57 kJ/mol，故D错误。] 三、非选择题 12.(2024·鹤岗市一中高三开学考)某实验小组用100 mL 0.50 mol·L－1NaOH溶液与60 mL 0.50 mol·L－1硫酸溶液进行中和热的测定，装置如图所示。回答下列问题： (1)若实验共需要480 mL NaOH溶液，实验室在配制该溶液时，则需要称量NaOH固体______g。 (2)图中装置缺少的仪器是__________。 (3)硫酸稍过量的原因是__________。 (4)请填写表中的平均温度差： 实验 序号 起始温度T1/℃ 终止温度 T2/℃ 平均温度差 (T2－T1)/℃ HCl NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.1 ______ 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 (5)近似认为0.50 mol·L－1 NaOH溶液与0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，则上述实验测得的中和热ΔH＝__________(结果保留至小数点后一位)。 (6)上述实验测得中和热的数值小于57.3 kJ·mol－1，产生偏差的原因可能是__________(填字母)。 A．量取NaOH溶液时仰视读数 B．为了使反应充分，向酸溶液中分次加入碱溶液 C．实验装置保温隔热效果差 D．用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌 解析：(1)因为没有480 mL容量瓶，实际配制的是500 mL(0.5 L)溶液，即m(NaOH)＝0.50 mol·L－1×0.5 L×40 g/mol＝10.0 g。(2)为减少热量损失，需缩短反应时间，需要搅拌，用玻璃搅拌器进行搅拌。(3)为确保NaOH完全反应，减少误差，硫酸需要过量。(4)四组数据计算的温差分别为4.0 ℃、6.1 ℃(误差较大舍弃)、3.9 ℃、4.1 ℃，所以平均温度差为4.0 ℃。 (5)在该中和实验中，生成水的物质的量为0.05 mol，放出的热量＝c·mΔt＝4.18 J·g－1·℃－1×(100＋60) g×4.0 ℃＝2 675.2 J＝2.675 2 kJ，则生成1 mol水放出的热量为≈53.5 kJ·mol－1，则ΔH＝－53.5 kJ·mol－1。(6)A.量取NaOH溶液时仰视读数，量取的氢氧化钠溶液体积偏大，反应放出的热量多，测得的中和热数值偏大，A错误；B.向酸溶液中分次加入碱溶液，会造成热量散失较多，测得中和热数值偏小，B正确；C.装置保温隔热效果差，会造成热量散失较多，测得中和热数值偏小，C正确；D.使用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌，会造成热量散失较多，测得中和热数值偏小，D正确；故选BCD。 答案：(1)10.0　(2)玻璃搅拌器　(3)使NaOH充分反应，减小反应误差 (4)4.0　(5)－53.5 kJ/mol　(6)BCD 13．(2024·衡水中学模拟)根据所学知识，回答下列问题。 (1)向1 L 1 mol·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________。 (2)已知：①Fe3O4(s)＋CO(g)3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH1＝＋19.3 kJ·mol－1 ②3FeO(s)＋H2O(g)Fe3O4(s)＋H2(g)　ΔH2＝－57.2 kJ·mol－1 ③C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH3＝＋172.4 kJ·mol－1 碳与水蒸气制氢气总反应的热化学方程式是________________________。 (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 mol化学键所需的能量数据： 化学键 H－H C≡O H－O C－O 断裂1 mol化学 键所需的能量/kJ 436 1 084 465 343 则甲醇中C－H键的键能为________ kJ·mol－1。 (4)一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、1 mol ClO(x＝1、2、3、4)的相对能量如图所示： ①D是________(填离子符号)。 ②反应B→A＋C的热化学方程式为________________________(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： 写出该反应的热化学方程式：________________________。 解析：(1)反应中放出热量越多，ΔH越小，与1 L 1 mol·L－1NaOH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·mol－1，故热化学方程式为C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋134.5 kJ·mol－1。 (3)由题图可知，CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的ΔH＝419 kJ·mol－1－510 kJ·mol－1＝－91 kJ·mol－1，设甲醇中C－H键的键能为x kJ·mol－1，则ΔH＝(1 084＋2×436－3x－465－343) kJ·mol－1＝－91 kJ·mol－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ClO；②由题图可知，A为Cl－、B为ClO－、C为ClO，则ClO－转化为ClO和Cl－的热化学方程式为3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝(63×1＋0×2－60×3) kJ·mol－1＝－117 kJ·mol－1。 (5)由题图可知，该反应的ΔH＝(945＋498) kJ·mol－1－2×630 kJ·mol－1＝＋183 kJ·mol－1，故其热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋183 kJ·mol－1。 答案：(1)ΔH3＞ΔH2＞ΔH1 (2)C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋134.5 kJ·mol－1 (3)413 (4)①ClO　②3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－117 kJ·mol－1 (5)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋183 kJ·mol－1 14．(2024·山东临沂平邑一中月考)氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。 (1)已知：①Cl2(g)＋2NaOH(aq)===NaCl(aq)＋NaClO(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－101.1 kJ·mol－1 ②3NaClO(aq)===NaClO3(aq)＋2NaCl(aq)　ΔH2＝－112.2 kJ·mol－1 则反应3Cl2(g)＋6NaOH(aq)===5NaCl(aq)＋NaClO3(aq)＋3H2O(l)的ΔH＝________ kJ·mol－1。 (2)几种含氯离子的相对能量如下表所示： 离子 Cl－(aq) ClO－(aq) ClO(aq) ClO(aq) ClO(aq) 相对能量/(kJ·mol－1) 0 60 101 63 38 ①在上述五种离子中，最稳定的离子是____________(填离子符号，下同)最不稳定的离子是__________。 ②写出ClO反应生成ClO和Cl－的热化学方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)以HCl为原料，用O2氧化制取Cl2，可提高效益，减少污染。反应如下： 4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.4 kJ·mol－1 上述反应在同一反应器中，通过控制合适条件，分两步循环进行，可使HCl转化率接近100%。其基本原理如图所示： 已知过程Ⅰ的反应为2HCl(g)＋CuO(s)===CuCl2(s)＋H2O(g)　ΔH1＝－120.4 kJ·mol－1 ①过程Ⅱ反应的热化学方程式为______________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②过程Ⅰ流过的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酞溶液)进行检测，氯化初期主要为不含HCl的气体，判断氯化结束时溶液的现象为_____________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)分析题给热化学方程式，根据盖斯定律，由①×3＋②可得3Cl2(g)＋6NaOH(aq)===5NaCl(aq)＋NaClO3(aq)＋3H2O(l)，则有ΔH＝3ΔH1＋ΔH2＝(－101.1 kJ·mol－1)×3＋(－112.2 kJ·mol－1)＝－415.5 kJ·mol－1。 (2)①物质具有的能量越高，其稳定性越弱，故最稳定的离子是Cl－，最不稳定的离子是ClO。②由ClO生成ClO和Cl－的反应为4ClO(aq)===3ClO(aq)＋Cl－(aq)，该反应的ΔH＝3×38 kJ·mol－1－4×63 kJ·mol－1＝－138 kJ·mol－1。 (3)①由图可知，过程Ⅱ(氧化)发生的反应为2CuCl2(s)＋O2(g)===2CuO(s)＋2Cl2(g)。将题给O2氧化HCl的热化学方程式编号为ⅰ，将过程Ⅰ反应的热化学方程式编号为ⅱ，其ΔH记为ΔH2，根据盖斯定律，由ⅰ－ⅱ×2可得2CuCl2(s)＋O2(g)===2CuO(s)＋2Cl2(g)，则有ΔH2＝(－115.4 kJ·mol－1)－(－120.4 kJ·mol－1)×2＝＋125.4 kJ·mol－1。 ②过程Ⅰ流出的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酞溶液)进行检测，氯化初期主要为不含HCl的气体，则初期溶液呈红色，氯化结束时，HCl与NaOH溶液发生中和反应，溶液褪色。 答案：(1)－415.5 (2)①Cl－　ClO ②4ClO(aq)===3ClO(aq)＋Cl－(aq) ΔH＝－138 kJ·mol－1 (3)①2CuCl2(s)＋O2(g)===2CuO(s)＋2Cl2(g)　ΔH2＝＋125.4 kJ·mol－1 ②溶液由红色变为无色(或溶液红色变浅) 学科网（北京）股份有限公司 $$