2025届高三化学一轮复习 化学能与热能 基础训练

(20)化学能与热能——2025届高考化学一轮复习基础训练2 一、单选题 1．一定温度下，密闭容器中进行反应：。测得能量变化如图所示，下列说法正确的是( ) A.该反应的 B.反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C.过程Ⅱ可能使用了催化剂，同时提高了的平衡转化率 D.过程Ⅰ、Ⅱ达到平衡所需的时间相同 2．臭氧层中臭氧分解历程如图所示，下列说法不正确的是( ) A.催化剂不能改变该反应的焓变 B.催化反应①的活化能大于催化反应②的活化能 C.原子是该反应的催化剂 D.在该反应过程中没有化学键的断裂与生成 3．下列“推理”结果正确的是( ) A.C在足量的氧气中反应生成,故S在足量的氧气中反应生成 B.与能反应生成S,故与也能在一定条件下反应生成 C.向中加入少量水，伴随放热现象，故向中加入少量水，也伴随放热现象 D.与稀硫酸构成的原电池中较活泼的作负极，故与溶液构成的原电池中也是作负极 4．已知：不同条件下反应过程能量变化如图所示。一定条件下向密闭容器中充入和，下列说法中不正确的是( ) A.反应的 B.过程b使用了催化剂 C.断裂中的共价键的能量小于断裂中的共价键的能量 D.反应一段时间后，核素存在于、、中，说明反应已达到化学平衡状态 5．下列关于热化学反应的描述正确的是( ) A. ，则含1mol 的溶液与含1mol NaOH的稀溶液混合，放出热量为57.3kJ B.甲烷的燃烧热，则 C.500℃、30MPa下， ，将1.5mol 和过量的在此条件下充分反应，放出热量46.2kJ D.同温同压下，在光照或点燃条件下的的数值相同 6．Diels-Alder反应可得到环加成产物，某个Diels-Alder反应及反应过程中的能量变化如下图所示。下列说法不正确的是( ) A.内型产物和外型产物都是顺式结构 B.反应速率：内型产物>外型产物 C.反应过程中有σ键生成，无π键生成 D.一定条件下，内型产物可能转化为外型产物 7．联合和制取时，发生的主要反应如下： ① ② 将、和按一定比例通入填充有催化剂的恒容反应器，在不同温度下，反应相同时间内(反应均未达到化学平衡状态)测得的值如图所示。下列说法正确的是( ) A.由①②可知， B.反应条件不变，若反应足够长时间，①比②先达到化学平衡状态 C.其他条件不变时，升高温度，①②反应的、、均增大 D.其他条件不变时，增大原料中的浓度可以提高产物中的值 8．氢能是一种重要的清洁能源，由可以制得。在催化剂作用下，催化释放氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。下列叙述正确的是( ) A.催化释放氢的过程中有非极性键的断裂与形成 B.催化释放氢反应除生成外，还生成 C.在催化剂表面解离键比解离键难 D.催化释放氢的热化学方程式为： 9．在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是( ) A. B. C. D. 10．多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现时(各物质均为气态)，甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图： 下列说法正确的是( ) A.反应II的热化学方程式为 B.1mol(g)和1mol(g)的总能量大于1mol(g)和3mol(g)的总能量 C.选择优良的催化剂降低反应I和II的活化能，能提高活化分子百分数，可以有效提高反应物的平衡转化率 D.CO(g)在反应中生成又消耗，CO(g)可认为催化剂 11．已知：   已知a、b、c均大于零，下列说法正确的是( ) A.与反应生成水放出的热量为akJ B.氢分子变为氢原子需要放出的热量 C.断开键需要的能量为 D.可通过a、b、c的具体数值判断键与键的相对牢固程度 12．如图是金属和卤素单质反应的能量变化示意图，下列说法正确的是( ) A.稳定性： B.由转化为需要吸收能量 C.与足量Mg反应生成放热1124kJ D.由图可知，分解吸收的能量比多 13．和在催化剂表面合成氨的微观历程的示意图如图所示，用、、分别表示、、，已知：，反应释放热量，下列说法正确的是( ) A.合成氨反应中，反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量 B.②→③过程是吸热过程且只有H—H键的断裂 C.③→④过程，N原子和H原子形成了含有非极性键的 D.使用催化剂对生成的速率没有影响 14．下列说法正确的是( ) A.非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应 B.相同物质的量的同种物质气态时熵值最小，固态时熵值最大 C.恒温恒压下，且的反应一定不能自发进行 D.反应在室温下可自发进行，则该反应的 15．根据实验目的，下列实验方案、现象和结论都正确的是( ) 选项 实验目的 实验方案 实验现象 实验结论 A 测定中和热 分别量取50mL0.5mol·L的盐酸和50mL0.55mol·L的NaOH溶液，迅速加入量热计中，测量起始温度，盖上杯盖，用玻璃搅拌器搅拌 温度计温度上升，记录最高温度 多次试验后，根据温度差和比热容可计算反应热 B 探究浓硫酸的性质 将浓硫酸、氯化钠固体、混合加热 产生黄绿色气体 浓硫酸具有强氧化性 C 对比蛋白质的盐析和变性 取鸡蛋清溶液，分为A、B组，分别加入饱和氯化钠溶液和浓硝酸，之后加入清水 均有白色沉淀产生，加入清水后，A组溶液沉淀溶解，B组沉淀不变 盐析产生的沉淀会重新溶解而变性不会 D 比较亚硫酸与碳酸的酸性强弱 分别测定两种饱和溶液pH 前者pH小 亚硫酸的酸性强于碳酸 A.A B.B C.C D.D 16．某科研小组研究在不同催化剂（Pd和Rh）表面分解产生的部分反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。 下列说法正确的是( ) A.吸附在催化剂表面是一个吸热过程 B.是该历程的较快步骤 C.该反应过程中存在键的断裂和键的生成 D.Pd和Rh作催化剂时改变了分解产生的反应热 二、多选题 17．根据下列实验操作和现象所得结论不正确的是( ) 选项 实验操作和现象 实验结论 A 在小烧杯中滴有少量水，加入20g晶体和10g晶体，用玻璃棒快速搅拌并触摸烧杯外壁，发现烧杯外壁很冷 与的反应为吸热反应 B 将样品溶于稀硫酸后，滴加KSCN溶液，溶液变红 已变质 C 用大理石和盐酸反应制取气体，立即通入一定浓度的溶液中，出现白色沉淀 的酸性比的酸性强 D 用3 mL稀盐酸与过量Zn反应，当气泡稀少时，加入几滴氯化铜溶液，又迅速产生较多气泡 锌与置换出的铜构成原电池，加快反应速率 A.A B.B C.C D.D 18．甲烷是一种清洁燃料，一定条件下可与NO2、NO发生如下反应： ① ② 下列说法错误的是（ ） A.若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2生成N2、CO2和液态水，放出的热量小于173.4 kJ B.利用以上反应可降低大气中的氮氧化合物的含量，有效减轻光化学烟雾 C.甲烷若设计成燃料电池，其能量利用率大于直接燃烧的能量利用率 D.反应②中当4.48 L CH4反应完全时转移电子的物质的量为1.60 mol 19．2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。航天飞船可用肼作为动力源。已知1g液态肼和足量的液态过氧化氢反应生成和水蒸气时释放20.05kJ热量，化学方程式为。下列说法错误的是( ) A.该反应中肼是氧化剂 B.此情况下，液态肼反应生成1 mol时释放的热量为641.6kJ C.肼分子中只存在极性共价键 D.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 20．1，3—丁二烯与HBr加成的能量—反应进程如图所示。已知0℃、短时间tmin内，amol的1，3—丁二烯与HBr完全反应得到3—溴—1—丁烯和1—溴—2—丁烯的物质的量之比为7：3。下列说法正确的是( ) A.反应时间越长，得到1—溴—2—丁烯的比例越大 B.tmin内生成1—溴—2—丁烯的平均速率为 C.1，3—丁二烯与HBr反应生成3—溴—1—丁烯的反应热为 D.与烯烃结合的第一步为决速步，进攻时活化能小的方向得到3—溴—1—丁烯 21．探究小组在25℃和101kPa下进行中和热测定，取用的盐酸和的NaOH溶液(密度均为)。实验数据如下： 实验序号 起始温度 终止温度 温度差 HCl NaOH 平均值 1 25.4 25.0 25.2 28.5 3.3 2 24.5 24.5 24.5 27.5 3.00 3 25.0 24.5 24.75 26.5 1.75 已知：中和后生成的溶液的比热容为，该实验条件下，中和热的理论值为。下列说法正确的是( ) A.该实验计算出中和热的平均值低于理论值 B.造成实验误差的原因可能是溶液混合后未及时盖好量热计杯盖 C.实验时，可用的醋酸代替盐酸 D.实验中，NaOH溶液用量越大，所测中和热数值越大 三、填空题 22．化学反应伴随着能量的变化，请根据所学知识回答下列问题 Ⅰ.在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如图： (1)若，反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，为______(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)能量高的物质相比于能量低的物质更______（填“稳定”或“不稳定”） (3)原电池反应能够提供电能，如图是某原电池装置图。 ①Zn棒是原电池的______极，发生______(填“氧化”或“还原”)反应。 ②Cu棒上发生的电极反应式为______。 ③溶液中向______(填“Zn”或“Cu”)电极定向移动。 23．我国力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。其中的关键技术是运用催化转化法实现二氧化碳的综合利用。资源化利用受到越来越多的关注，它能有效减少碳排放，有效应对全球的气候变化，并且能充分利用碳资源。二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体排放，涉及的反应如下： Ⅰ. kJ⋅mol Ⅱ. kJ⋅mol 回答下列问题： （1）CO加生成气态甲醇的热化学方程式为____________。 （2）在恒温恒容的容器中发生上述反应，下列说法正确的有______。 a.加入催化剂，可提高的平衡转化率 b.气体密度保持不变，反应体系已达平衡 c.气体平均摩尔质量保持不变，反应体系已达平衡 d.平衡后缩小体积增大体系压强，有利于提高产率 e.平衡后升高温度，反应Ⅱ的正反应速率增大、逆反应速率减小，平衡正移 （3）不同压强下，按照投料，发生反应I，实验测得的平衡转化率随温度的变化关系如图1所示。 ①压强、由大到小的顺序为______。 ②图中A点对应的甲醇的体积分数是______（计算结果保留1位小数） ③该温度下反应Ⅰ的平衡常数______（用表示）。 （4）0.5 MPa下，将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，测得的转化率、或CO的选择性以及（的收率（的收率的转化率的选择性）随温度的变化如图2所示 曲线a表示______（填“”或“CO”）的选择性随温度的变化，270℃时，对应CO的收率为______；在210~250℃之间，的收率增大的原因是____________。 24．Ⅰ.（1）根据如图所示的和反应生成NO(g)过程中能量变化情况，计算在一定条件下，氮气与氧气反应生成1mol一氧化氮气体的过程中_______（填“吸收”或“放出”）的能量为_______kJ。 （2）在5L密闭容器内，800℃时发生反应，n（NO）随时间变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n（NO）/mol 0.20 0.10 0.08 0.07 0.07 0.07 ①0～2s内，用表示该反应的反应速率为_______。 ②下列措施能够使该反应的反应速率加快的是_______（填字母）。 a.降低温度 b.使用合适的催化剂 c.减小容器容积 （3）和熔融可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨Ⅰ电极上生成可循环使用的。 ①放电时，该电池的负极是____________（填“石墨Ⅰ”或“石墨Ⅱ”）。 ②若电路中有2mol电子转移，则理论上石墨Ⅱ处需消耗标准状况下的为____________L。 Ⅱ.在恒容密闭容器中，用还原，生成S的反应分两步完成（如图甲所示），该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图乙所示，请分析并回答如下问题： （4）分析可知X为______________________（填化学式）。 （5）0~时间段的温度为______________________。 四、实验题 25．化学反应中均伴随着能量的变化，回答下列问题 （1）某同学进行如下图实验： 下列图像中，能正确表示该反应过程中的能量变化的是______（填标号） A. B. C. D. （2）工业合成氨反应的能量变化如图所示，则反应______。 一定条件下，将1mol和3mol充入一密闭容器中发生反应合成氨气，反应结束后放出QkJ的热量，则Q______（填“大于”“小于”或“等于”）。 （3）在0℃、101kPa下，一定质量的氨气完全燃烧时放出的热量为QkJ，其燃烧生成的体积为112mL，请写出氨气燃烧的热化学方程式______。 （4）、与体系中存在如下关系： 由以上转化关系可知.______（用、、表示），若用替换反应中的，则将______（填“增大”“减小”或“不变”），______（填“>”“<”或“=”）。 参考答案 1．答案：B 解析：该反应的反应物总能量大于生成物总能量，因此该反应是放热反应，A项错误；该反应是放热反应，因此反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，B项正确；过程Ⅱ可能使用了催化剂，加快了反应速率，但平衡不移动，不能提高的平衡转化率，C项错误；过程Ⅱ可能使用了催化剂，加快了反应速率，因此过程Ⅰ、Ⅱ达到平衡所需的时间不相同，D项错误。 2．答案：D 解析：A.催化剂降低反应活化能，增大反应速率但不改变反应焓变； B.根据纵坐›-+CI0较两者的大小； C.可以根据总反应知道CI原子是该反应的催化剂； D.化学反应中有新物质生成，必然伴随着化学键的断裂和生成。 3．答案：B 解析： 4．答案：D 解析： 5．答案：D 解析： 6．答案：C 解析： 7．答案：D 解析： 8．答案：C 解析：A.转化涉及到N-H键的断裂和形成、O-H键的断裂以及H-H键的形成，没有非极性键的断裂，A错误； B.若用HCOOD代替HCOOH，反应为HCOOD分解，除生成外，还生成HD，没有，B错误； C.由图可知，Ⅱ→Ⅲ过程中断裂O-H键，Ⅲ→Ⅳ过程中断裂C-H键，Ⅲ→Ⅳ的活化能大于Ⅱ→Ⅲ的，故在催化剂表面解离C−H键比解离O−H键难，C正确； D.图2表示1分子HCOOH（g）生成（g）和（g）时放出能量0.45eV，而热化学方程式中为1mol反应的热量变化，故D错误； 本题选C。 9．答案：B 解析： 10．答案：A 解析： 11．答案：D 解析：根据题干中反应方程式可知，2mol与反应生成水放出热量为akJ，则1mol与反应生成水放出热量为0.5akJ，A错误； B.氢分子变为氢原子，H-H键断裂需要吸收热量，B错误； C. =反应物键能总和-生成物键能总和，则有2b+c-4×键能(H-O)=-akJ/mol，则H-O键能为/mol，断裂1molH-O键需要的能量为，C错误； D.H-O键能为/mol，H-H键能为bkJ/mol，可通过a、b、c的具体数值计算H-H键和H-O键的键能大小从而判断牢固程度，D正确；故答案选D。 12．答案：A 解析：A.物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强，根据图示可知，物质的稳定性: ，故A错误；的物质的量不一定为1mol，未指明气体存在状态，则不能计算反应放出的热量，故C错误。 13．答案： A 解析：合成氨为放热反应，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量，A正确。②→③过程是吸热过程，有H—H键、N—N键的断裂，B错误。③→④过程，N原子和H原子形成了含有极性键的，C错误。使用催化剂通常降低反应活化能，对生成的速率有影响，D错误。 14．答案：D 解析：改变条件能使反应的时则该反应能自发进行.反之则为非自发反应,如、的反应在任何条件下均不能自发进行,属于非自发反应,A错误；同一种物质的熵变气态>液态>固态,即相同物质的量的同种物质气态时熵值最大固态时熵值最小,B错误；恒温恒压下,反应自发进行的判断依据是,一定自发、的反应能否自发进行与温度有关,C错误；反应室温下可自发进行,则,即，D正确。 15．答案：C 解析： 16．答案：C 解析：由图示可知，HCOOH吸附在催化剂表面形成HCOOH*过程能量降低，则该过程是一个放热反应，A错误；由图示可知，的步骤活化能最高，反应速率最慢，B错误；原来HCOOH分子中存在的化学键为1个C-H键、1个C-O键、1个C-O键和1个O-H键，而产物中有2个C-O键和1个H-H，说明反应过程中有C-H键的断裂，还有C-O键的生成，C正确；催化剂改变反应速率，不能改变反应的反应热，D错误。 17．答案：BC 解析：A.在小烧杯中加入和，用玻璃棒快速搅拌并触摸烧杯外壁下部，发现很冷，能够说明与的反应中吸收了热量，该反应为吸热反应，故A正确； B.溶于稀硫酸，酸性环境下，硝酸氧化亚铁离子生成三价铁离子，故不能说明样品变质，故B错误； C.用大理石和盐酸反应制取气体，产生的中混有气体，立即通入一定浓度的溶液中，出现白色沉淀，无法证明的酸性比的酸性强，故C错误； D.加入几滴氯化铜溶液，锌与置换出的铜构成原电池，使反应速率加快，故D正确。 18．答案：AD 解析：A由上述分析可知，还原生成和气态水的热化学方程式为，标准状况下的物质的量为，则还原生成气态水时放出的热量为，但气态水转化为液态水时放热，所以标准状况下还原生成和液态水，放出的热量大于134kJ，故A错误；D题干中没有已知气体的状况，的物质的量不能计算，转移的电子更不能计算，故D错误； 19．答案： AC 解析：由反应可知，中－2价的氮元素被氧化成，是还原剂，A项错误；生成1mol需要1mol即32g，此时共放热20.05kJ×32＝641.6kJ，B项正确；在中既存在N—H极性共价键又存在N—N非极性共价键，C项错误；该反应为放热反应，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，D项正确。 20．答案：AD 解析： 21．答案：AB 解析：A.该实验中存在热量的散失，故实验计算出的中和热平均值低于理论值，A正确； B.溶液混合后未及时盖好量热计杯盖，则会导致热量的散失，造成实验误差，B正确； C.若用醋酸代替盐酸，醋酸为弱电解质，电离吸热会影响实验，C错误； D.中和热的数值为定值，与反应物的用量没有关系，D错误； 故答案选AB。 22．答案：(1)降低；放热 （2）不稳定 (3)负；氧化；；Cu 解析：（1）若，则反应物的总能量高于生成物的总能量，反应由能量高的物质向能量低的物质发生转化，则反应体系的总能量降低，为放热反应。 （2）物质具有的能量越高，稳定性越差，则能量高的物质相比于能量低的物质更不稳定。 （3）Zn的金属活动性强于Cu，且只有Zn能与稀发生反应，则Zn棒是原电池的负极，电池工作时失电子发生氧化反应。 （4）Cu棒为正极，溶液中的在Cu棒上得电子生成，则发生的电极反应式为。 （5）原电池工作时，阳离子向正极移动，则溶液中向Cu电极定向移动。 23．答案：（1） （2）cd （3）①；②16.7%；③ （4）CO；14.7%；温度升高，生成的反应速率增大 解析： 24．答案：I.（1）吸收；90 （2）0.006；bc （3）石墨Ⅰ11.2 II.（4） （5）300℃ 解析： 25．答案：（1）B （2）；小于 （3） （4）；增大；> 解析： 学科网（北京）股份有限公司 $$