第四章 第1讲 化学能与热能-【金版教程】2025年高考化学一轮总复习首选用卷全书Word（新教材 不定项版）

金版教程　高考总复习首选用卷　化学（不定项） 第1讲　化学能与热能 考点1　反应热与热化学方程式 1．(2023·海南卷)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是(　　) 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) ΔH/(kJ·mol－1) －1559.8 －1411 －285.8 A.C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1411 kJ·mol－1 B．C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g) 　ΔH＝－137 kJ·mol－1 C．2H2O(l)===O2(g)＋2H2(g) ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1 D．C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1559.8 kJ·mol－1 答案　D 解析　H2O应该为液态，A错误；C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＝＋137 kJ·mol－1，B错误；氢气的燃烧热ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，则H2O(l)===O2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1，C错误。 2.已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)　ΔH＝＋100 kJ·mol－1的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是(　　) A．加入催化剂，该反应的反应热ΔH变小 B．每形成2 mol A—B键，将吸收b kJ能量 C．每生成2分子AB吸收(a－b) kJ热量 D．该反应正反应的活化能大于100 kJ·mol－1 答案　D 解析　催化剂对反应热无影响，A错误；形成化学键，释放能量，B错误；热化学方程式中，化学计量数代表物质的量，C错误。 3．(2023·浙江杭州学军中学适应考)下列关于反应能量的说法正确的是(　　) A．若反应A(g)===B(g)　ΔH<0，说明物质A(g)比物质B(g)稳定，分子内共价键键能A比B大 B．若Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)　ΔH＝a kJ·mol－1，则a<0 C．101 kPa时，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，则H2的燃烧热为Q kJ·mol－1 D．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则相同条件下含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出57.3 kJ的热量 答案　B 4．(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____________________________(选用E1、E2、E3、E4、E5的关系式表示反应热)，反应②是________(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 mol H2，吸收Q kJ热量，第Ⅰ步反应的热化学方程式为______________ ____________________。 答案　(1)CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝(E3－E1) kJ·mol－1　快反应 (2)CH4(g)＋NiFe2O4(s) NiO(s)＋2FeO(s)＋CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋2Q kJ·mol－1 考点2　反应热的计算与盖斯定律 5．已知： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH2 4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH3 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH4 2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)　ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　) A．ΔH1>0，ΔH2>0 B．ΔH3>0，ΔH4>0 C．ΔH2＝ΔH4＋ΔH5 D．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 答案　D 解析　2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)属于放热反应，故ΔH1<0。H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)属于放热反应，故ΔH2<0。4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)属于放热反应，故ΔH3<0。N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)属于放热反应，故ΔH4<0，故A、B错误；根据盖斯定律，ΔH2＝(ΔH4＋ΔH5)×，ΔH3＝ΔH1－2ΔH2，故C错误，D正确。 6．(2023·重庆九龙坡高三二模)火箭发射时可以用液态肼作燃料，NO2作氧化剂。相关物质的能量转化关系如图。已知N2H4(l) N2H4(g)　ΔH＝＋9.7 kJ/mol，则2N2H4(l)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)的反应热ΔH(kJ/mol)为(　　) A．－1134.4 B．－1153.8 C．－1631.7 D．－1054.4 答案　A 解析　根据题给信息，可得已知反应： ①N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH＝＋33.2 kJ/mol ②O2(g)＋N2H4(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－543.7 kJ/mol ③N2H4(l) N2H4(g)　ΔH＝＋9.7 kJ/mol ②×2＋③×2－①×2可得目标方程式：2N2H4(l)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH＝(－543.7×2＋9.7×2－33.2×2) kJ/mol＝－1134.4 kJ/mol，故选A。 7．(2023·辽宁省重点高中联合体高三第二次模拟考试)我国科研团队发现了一种具有超高稳定性的一维钯银合金纳米线催化剂，能高选择性、高稳定性地将CO2还原成甲酸(HCOOH)。化学反应为CO2(g)＋H2(g)===HCOOH(g)　ΔH。 已知：①2HCOOH(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 ②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1(a>2b>0) 则CO2(g)＋H2(g)===HCOOH(g)　ΔH＝________kJ·mol－1。 答案　＋ 8．(2023·全国乙卷节选)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题： 已知下列热化学方程式： FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(s)＋7H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 FeSO4·xH2O(s)===FeSO4(s)＋xH2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1 FeSO4·yH2O(s)===FeSO4(s)＋yH2O(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1 则FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·yH2O(s)===2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH＝________kJ·mol－1。 答案　(a＋c－2b) 9．(2023·四川省成都市高三二模)汽车尾气中的氮氧化物是大气污染物的主要来源，研究汽车尾气处理是环境保护的重要课题。试回答下列问题： 有关汽车尾气的生成 已知：①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1＝＋180.50 kJ·mol－1 ②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH2＝－144.14 kJ·mol－1 ③2N2O(g)===2N2(g)＋O2(g)　ΔH3＝－244.10 kJ·mol－1 则3NO(g)===N2O(g)＋NO2(g)　ΔH＝________。 答案　－130.52 kJ·mol－1 解析　根据盖斯定律，由②×－①－③×得反应3NO(g)===N2O(g)＋NO2(g)　ΔH＝－144.14 kJ·mol－1×－180.50 kJ·mol－1＋244.10 kJ·mol－1×＝－130.52 kJ·mol－1。 10．依据图示关系，下列说法不正确的是(　　) A．ΔH2>0 B．1 mol S(g)完全燃烧释放的能量小于2968 kJ C．ΔH2＝ΔH1－ΔH3 D．16 g S(s)完全燃烧释放的能量为1484 kJ 答案　B 解析　硫蒸气的能量高于固体硫，则1 mol硫蒸气完全燃烧释放的能量大于2968 kJ，故B错误。 11．通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是(　　) ①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋571.6 kJ·mol－1 ②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2＝＋131.3 kJ·mol－1 ③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH3＝＋206.1 kJ·mol－1 A．反应①中电能转化为化学能 B．反应②为放热反应 C．反应③使用催化剂，ΔH3减小 D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝＋74.8 kJ·mol－1 答案　D 解析　反应①中光能转化为化学能，A错误；反应②中ΔH2>0，为吸热反应，B错误；催化剂只降低反应的活化能，不影响反应的焓变，C错误；根据盖斯定律，目标反应可由反应③－反应②得到，ΔH＝206.1 kJ·mol－1－131.3 kJ·mol－1＝＋74.8 kJ·mol－1，D正确。 12．(1)(2023·湖南常德市高三一模)氰化氢可用甲烷氨氧化法合成，其热化学方程式为CH4(g)＋NH3(g)HCN(g)＋3H2(g)　ΔH，相关化学键的键能数据如表： 化学键 C—H N—H C≡N H—H E(kJ·mol－1) 414 393 891 436.4 上述反应的ΔH为________________。 (2)(2023·河北省保定市高三一模)我国要在2060年实现碳中和的目标，CO2的资源化对于实现碳中和具有重要意义。 CH4与CO2重整生成H2和CO的反应为CH4(g)＋CO2(g)===2H2(g)＋2CO(g)　ΔH＝＋247.6 kJ·mol－1。 已知： 物质 H2(g) CO(g) 燃烧热ΔH(kJ·mol－1) －285.8 －283.0 则表示CH4燃烧热的热化学方程式为________________________________。 答案　(1)＋220.8 kJ·mol－1 (2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.0 kJ·mol－1 13．(2023·山西太原高三一模)运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义。请回答下列问题： (1)生成氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1 　ΔS＝＋133.7 J·mol－1·K－1，该反应在低温下________(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知在T ℃时，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K＝0.5，相关化学键键能数据如表： 化学键 N≡N H—H N—H 键能/(kJ·mol－1) 946 436 390.8 T ℃时， 2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的ΔH＝________。 答案　(1)不能　(2)＋90.8 kJ·mol－1 *本组内选择题有1个或2个选项符合题意。 14．标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质(g) O H HO HOO 能量/kJ·mol－1 249 218 39 10 物质(g) H2 O2 H2O2 H2O 能量/kJ·mol－1 0 0 －136 －242 可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　) A．H2的键能为436 kJ·mol－1 B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 C．解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O2 D．H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)　ΔH＝－143 kJ·mol－1 答案　C 解析　根据题表中的数据可知，H2的键能为218 kJ·mol－1×2＝436 kJ·mol－1，A正确；由题表中的数据可知O2的键能为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；因为HOO===HO＋O，由题表中的数据可知解离其中氧氧单键需要的能量为(249＋39－10) kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，C错误；由题表中的数据可知H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)的ΔH＝－136 kJ·mol－1－249 kJ·mol－1－(－242 kJ·mol－1)＝－143 kJ·mol－1，D正确。 15．理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A．HNC比HCN稳定 B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1 C．正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．使用催化剂，可以改变反应的反应热 答案　AD 16．科学家研究发现在一种特殊催化剂作用下，水可促进CH4、O2高选择性地直接合成CH3OH，其中部分反应机理如图所示。以下说法错误的是(　　) A．H2O在CH4氧化合成甲醇过程中的作用是提供*OH与*CH4结合形成*CH3OH B．2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(g)　ΔH＝－32.51 kJ·mol－1 C．在催化剂表面，H2O比O2更容易被吸附 D．该过程的决速步反应方程式为*OH＋*CH4―→*CH3OH＋*H 答案　B 17．不同含金化合物催化乙烯加氢的反应历程如下图所示： 下列说法正确的是(　　) A．从图中可得1 mol C2H4(g)具有的能量比1 mol C2H6(g)的能量高 B．过渡态1比过渡态2物质的稳定性弱 C．催化剂AuPF催化下，该反应的ΔH＝－233.7 kJ·mol－1 D．相比催化剂AuF，AuPF催化乙烯加氢的效果更好 答案　BD 解析　根据题图可知，1 mol C2H4(g)和1 mol H2(g)具有的总能量比1 mol C2H6(g)的能量高，A错误；该反应的ΔH＝－129.6 kJ·mol－1，且焓变与催化剂无关，C错误。 18．(2023·新课标卷节选)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： (1)根据图1数据计算反应N2(g)＋H2(g) NH3(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 (2)研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，N表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为________(填步骤前的标号)，理由是______________________________________ __________________________________。 答案　(1)－45 (2)(ⅱ)　在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，由于N≡N的键能比H—H的大很多，因此，在题述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ) 19．(2023·安徽省马鞍山高三二模)我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。CO2的综合利用是实现碳中和的措施之一。 Ⅰ.CO2和CH4在催化剂表面可以合成CH3COOH，该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面，H#指H吸附在催化剂载体上的氧原子上，TS表示过渡态)： (1)决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为__________________________________。 (2)下列说法正确的是________。 a．增大催化剂表面积可提高CO2在催化剂表面的吸附速率 b．CH3COOH*比CH3COOH(g)能量高 c．催化效果更好的是催化剂2 d．使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率 Ⅱ.CO2和H2在一定条件下也可以合成甲醇，该过程存在副反应ⅱ。 反应ⅰ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.3 kJ·mol－1 反应ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 (3)有关物质能量变化如图所示，稳定单质的焓(H)为0，则ΔH2＝________kJ·mol－1。 答案　(1)CH＋CO===CH3COO*或CH＋H*＋CO===CH3COO*＋H*　(2)ac　(3)＋41 20．甲醇水蒸气催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法，其反应机理如下： 反应Ⅰ：CH3OH(g)＋H2O(g) CO2(g)＋3H2(g)　ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 在精选催化剂R作用下，反应Ⅰ可通过如图所示的反应历程实现催化重整，则ΔH1＝________kJ/mol(用含字母a、b、c的代数式表示)。 答案　(a－b＋c) 9 学科网（北京）股份有限公司 $$