2025届高三化学一轮复习 化学反应的热效应

化学反应的热效应 一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。 1.《天工开物》中提到“明年田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也”。下列变化过程中的能量变化与上述一致的是 A.铝热反应 B.氯化铵溶解 C.冰雪融化 D.煤的气化 2.某化工生产反应历程的能量变化如图,过程Ⅰ没有使用催化剂,过程Ⅱ使用了催化剂,则可判断催化剂除了能改变反应速率外,还可以改变的是 A.反应的限度 B.生产能耗 C.反应物的状态 D.反应热效应 3.“中国载人航天工程三十年成就展”开幕式在中国国家博物馆举行。其中一种运载火箭使用的推进剂是N2O4/C2H8N2,涉及的反应为C2H8N2(l)+2N2O4(l)2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)　ΔH。下列说法不正确的是 A.该推进剂对环境友好 B.ΔH<0 C.该反应可说明燃烧的助燃剂未必都是氧气 D.若反应物都呈气态,则该反应的ΔH将变大 4.研究表明,CCl3F 在强光下分解产生的自由基Cl· 会对臭氧层产生长久的破坏作用,反应历程如图所示。下列说法错误的是 A.Cl· 在臭氧层破坏中起催化作用 B.催化剂降低了总反应的活化能和ΔH C.反应过程①为吸热反应 D.臭氧层破坏的总反应为O3+O·2O2 5.下列热化学方程式正确的是 A.31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ:P4(白磷,s)4P(红磷,s)　ΔH=-4b kJ·mol-1 B.一定条件下,向密闭容器中充入1 mol SO2、0.5 mol O2,充分反应后,测得放出x kJ热量:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-2x kJ·mol-1 C.已知中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,CH3COOH与NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1 D.H2的燃烧热为a kJ·mol-1,则H2+Cl22HCl　ΔH=-a kJ·mol-1 6.SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在键。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收280 kJ能量,断裂1 mol、键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则反应S(s)+3F2(g)SF6(g)的反应热ΔH为 A.-1780 kJ·mol-1 B.-1220 kJ·mol-1 C.-450 kJ·mol-1 D.+430 kJ·mol-1 7.在实验室用50 mL 0.25 mol·L-1稀硫酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行中和热测定,实验测得中和热为ΔH1。下列叙述正确的是 A.若改用60 mL 0.25 mol·L-1稀硫酸进行实验,实验中放出的热量会增加,所测得的中和热数值也会变大 B.为使中和反应更充分,NaOH溶液应分批加入 C.用同浓度、同体积的氨水和Ba(OH)2 溶液代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热分别为ΔH2 和ΔH3,则ΔH2>ΔH1>ΔH3 D.用温度计测定量热器中混合溶液的最高温度,利用最高温度计算实验放出的热量为Q kJ,中和热ΔH=- kJ·mol-1 8.CO与N2O在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示。下列说法错误的是 A.两步反应均为放热反应 B.反应中Fe+的存在可以增加活化分子百分数 C.总反应的化学反应速率由反应①决定 D.反应中每转移1 mol电子,生成N2的体积为22.4 L(标准状况) 9.化学上规定稳定单质的生成热为0,可用物质的生成热表示该物质的相对能量高低。氮的几种氧化物的相对能量如表所示(25 ℃,101 kPa条件下): 物质及状态 N2O(g) NO(g) NO2(g) N2O4(l) N2O5(g) 相对能量/(kJ·mol-1) 82 90 33 -20 11 下列推断不正确的是 A.在5种氮的氧化物中,NO(g)最活泼 B.N2O4(l)2NO2(g)　ΔH=-86 kJ·mol-1 C.N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)　ΔH=+55 kJ·mol-1 D.1 mol N2O(g)分解成N2(g)和O2(g)需要放出82 kJ能量 10.在一定条件下,Xe(g)与F2(g)反应生成XeFn(g)(n=2,4,6)的平衡气体,550 K时主要生成XeF6(g),850 K时主要生成XeF4(g),高温时生成XeF2(g)。其转化关系如图所示,下列说法正确的是 A.XeF4分子中Xe的化合价为-4 B.ΔH2>0 C.ΔH3=ΔH5-ΔH4 D.ΔH1+ΔH3=ΔH4+ΔH6 11.利用CO2与CH4制备合成气(CO、H2),可能的反应过程如图所示: 说明:①C(ads)为吸附性活性炭,E表示方框中物质的总能量(单位:kJ·mol-1),TS表示过渡态;②相关化学键键能:(413 kJ·mol-1)、(745 kJ·mol-1)、(1075 kJ·mol-1)。下列说法不正确的是 A.制备合成气总反应的ΔH可表示为(E5-E1) kJ·mol-1 B.若E3+E2<E4+E1,则决速步的化学方程式为CH4(g)C(ads)+2H2(g) C.若总反应的ΔH=+120 kJ·mol-1,则键能为436 kJ·mol-1 D.使用催化剂后,CO和H2的平衡产率不改变 12.已知硫的两种晶体形态的相图(用于描述不同温度、压强下硫单质的转化及存在状态的平衡图像)如图所示。已知热化学方程式:S(斜方,s)+O2(g)SO2(g)　ΔH1 ;S(单斜,s)+O2(g)SO2(g)　ΔH2。下列说法正确的是 A.斜方硫与单斜硫的转化为氧化还原反应 B.温度高于119 ℃且压强小于0.4 Pa,单斜硫发生液化现象 C.图中FG过程为固态硫的气化,该过程只破坏了分子间作用力 D.由上述信息可判断:ΔH1>ΔH2 13.500 ℃时,HCl在催化剂M的作用下被O2氧化有如图(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)三步反应,计算机模拟单个分子在催化剂表面的反应过程如图所示。下列说法正确的是 A.反应Ⅱ的活化能为1.45 eV B.反应Ⅰ的反应速率最慢 C.总反应的热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g)　ΔH=-1.98 eV·mol-1 D.HOOCl(g)比HCl(g)和O2(g)稳定 14.以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程如图所示。相关反应的热化学方程式如下,下列说法错误的是 反应Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)2HI(aq)+H2SO4(aq)　ΔH1=-213 kJ·mol-1 反应Ⅱ:H2SO4(aq)SO2(g)+H2O(l)+O2(g)　ΔH2=+327 kJ·mol-1 反应Ⅲ:2HI(aq)H2(g)+I2(g)　ΔH3=+172 kJ·mol-1 A.该过程实现了太阳能到化学能的转化 B.SO2和I2对总反应起到了催化作用 C.总反应的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+286 kJ·mol-1 D.用该制氢方法生成1 mol H2(g)的反应热与直接电解水生成1 mol H2(g)的反应热相等 二、非选择题:本题共4小题,共58分。 15.(14分)利用化学原理解决环境问题是科学家研究的重要领域,处理NO、N2O、NO2等含氮气体是环保热点之一。 (1)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh作催化剂时该反应的过程示意图如图。 ①过程Ⅰ为　　　　　　(填“吸热”或“放热”)过程。过程Ⅱ生成的化学键有　　　　　　(填“极性键”、“非极性键”或“极性键和非极性键”)。 ②已知过程Ⅰ的焓变为a kJ·mol-1,过程Ⅱ的焓变为b kJ·mol-1,则该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　。 ③在101 kPa、25 ℃时,由元素最稳定的单质生成1 mol 化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。已知CO(g) 、CO2(g)、NO(g) 的标准摩尔生成焓分别为-110.5 kJ·mol-1 、-393.5 kJ·mol-1 、+90.25 kJ·mol-1,则②中ΔH的具体数值为　　　　kJ·mol-1。 (2)101 kPa、25 ℃下发生反应CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),该过程的能量变化如图所示。 ①该反应的ΔH=　　　　,若加入催化剂,ΔH将　　　　(填“升高”、“降低”或“不变”)。 ②该反应中正反应活化能　　　　(填“>”或“<”)逆反应活化能。 ③该条件下,结合(1)③问数据,写出NO2(g)和CO(g)反应生成两种无污染的气态物质的热化学方程式:　。 16.(14分)化学反应的变化通常表现为热量的变化,反应热的研究对于化学学科的发展具有重要意义。 (1)“即热饭盒”为生活带来便利,它可利用　　　　(填字母)反应放出的热量来加热食物。 A.浓硫酸和水 B.生石灰和水 C.纯碱和水 D.食盐和白醋 (2)1-甲基萘(1-MN)可制备四氢萘类物质(MTLs,包括1-MTL和5-MTL)。反应过程中伴有生成1-MD的副反应,涉及反应如图1。已知一定条件下反应R1、R2、R3的焓变分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则反应R4的焓变为　　　　(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。 (3)图2表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1 mol 气态氢化物时的焓变数据,根据焓变数据写出硒化氢在热力学标准状态下,发生分解反应的热化学方程式:　　　　　　　　　。 (4)研究和深度开发CO2的综合应用,实现碳循环是解决温室问题的有效途径,对构建生态文明社会具有重要意义。CO2可实现以下转化: ①2CO2(g)+2H2O(l)C2H4(g)+3O2(g)　ΔH=a kJ·mol-1 ②C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH(l)　ΔH1=b kJ·mol-1 2CO2(g)+3H2O(l)C2H5OH(l)+3O2(g)正反应的活化能为c kJ·mol-1,则逆反应的活化能为　　　　　　kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表示)。 (5)已知,在25 ℃ 和101 kPa 下,部分化学键的键能(kJ·mol-1 )数据如表所示。 化学键 键能 436 391 a 498 413 745 462 193 ①在25 ℃和101 kPa下,工业合成氨每生成1 mol NH3(g)放出46 kJ热量。在该条件下,向某容器中加入2 mol N2(g)、6 mol H2(g)及合适的催化剂,充分反应后测得其放出的热量小于92 kJ,原因可能是　　　　　　　　　　,表中的a= 　　　　。 ②科学家发现一种新的气态分子N4()。在25 ℃和101 kPa下N4(g)转化为N2(g)的热化学方程式为　　　　　　　　。由此可知,N4(g)与N2(g)中更稳定的是　　　　　　(填化学式)。 17.(15分)甲烷既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。 (1)CH4和H2O(g) 在一定条件下可制得H2和CO,相关反应如下: ①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1=-165 kJ·mol-1 ②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41 kJ·mol-1 则CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH3=　　　　。 (2)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2和H2O。已知CH4和S的燃烧热ΔH分别为a kJ·mol-1和b kJ·mol-1,CH4和SO2反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　(ΔH用含a、b的代数式表示)。 (3)沼气的主要成分为CH4。常温下,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态水时,放出445 kJ热量,则CH4燃烧热的热化学方程式为　　　　　　,若充分燃烧一定量CH4,完全吸收它生成的CO2并恰好转化成酸式盐需100 mL 6 mol·L-1 NaOH溶液,则燃烧一定量CH4放出的热量为　　　　kJ。 (4)甲烷裂解制氢的反应为CH4(g)C(s)+2H2(g)　ΔH=+75 kJ·mol-1,Ni和活性炭均可作该反应的催化剂。CH4在催化剂孔道表面反应,若孔道堵塞,则会导致催化剂失活。 ①Ni催化剂可用NiC2O4·2H2O晶体在氩气环境中受热分解制备,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活,其原因是　　　　　　。 ③使用Ni催化剂,且其他条件相同时,温度对Ni催化剂催化效果的影响随时间的变化如图所示。使用催化剂的最佳温度为　　　　。650 ℃条件下,1000 s后,催化效果快速下降的原因为　　　　　　　　　　　　。 18.(15分)“一碳化学”是指以分子中只含有一个碳原子的化合物为原料合成一系列化工产品的总称。研究“一碳化学”的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。已知:H2O(g)H2O(l)　ΔH=-44 kJ·mol-1。 (1)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下: ①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　ΔH=+49.0 kJ·mol-1 ②CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)　ΔH=-192.9 kJ·mol-1 则甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为　　　　　　　　　　　。 (2)我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程(如图所示),其中吸附在金催化剂表面上的物质用*标注。 可知水煤气变换反应的ΔH　　　(填“大于”、“等于”或“小于”)0,该历程中最大能垒(活化能)E正=　　　eV,写出该步骤的化学方程式:　。 (3)相关物质的燃烧热(1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时放岀的热量)数据如下表所示: 物质 C(s) CO(g) H2(g) 燃烧热/(kJ·mol-1) -393.5 -283 -286 写出C(s)与H2O(g)生成CO和H2的热化学方程式:　　　　　　　　　。 (4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合后在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)2Al2O3(s)+3TiC(s)　ΔH=-1176 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为　　　　。 　　 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A B D B A B C D B C B D B C 15.(1)①吸热(1分);极性键和非极性键(2分) ②2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH=(a-b) kJ·mol-1 (2分) ③-746.5(2分) (2)①-226 kJ·mol-1(2分);不变(1分) ②<(2分) ③2NO2(g)+4CO(g)4CO2(g)+N2(g)　ΔH=-1198.5 kJ·mol-1(2分) 16.(1)B(2分) (2)ΔH1+ΔH2-ΔH3 (1分)　 (3)H2Se(g)Se(s)+H2(g)　ΔH=-84 kJ·mol-1 (2分) (4)(c-a-b)(2分) (5)①该反应是可逆反应,2 mol氮气反应不完全,因此放出的热量小于92 kJ (2分);946(2分) ②N4(g)2N2(g)　ΔH=-734 kJ·mol-1(2分);N2(g)(1分) 17.(1)+206 kJ·mol-1(2分) (2)CH4(g)+2SO2(g)2S(s)+CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=(a-2b) kJ·mol-1(2分) (3)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890 kJ·mol-1(2分);534(2分) (4)①NiC2O4·2H2ONi+2CO2↑+2H2O(2分) ②水蒸气与碳反应生成CO(或CO2)与氢气,减少固体碳对孔道的堵塞(2分) ③600 ℃(1分);温度升高,反应速率加快,催化剂内积碳量增加,催化剂快速失活(2分) 18.(1)CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-764.7 kJ·mol-1(3分) (2)小于(2分);2.02(2分);COOH*+H*+H2O*COOH*+2H*+OH*(或H2O*H*+OH*)(3分) (3)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=+131.5 kJ·mol-1(3分) (4)98 kJ (2分) 第 11 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $$