第1章 化学反应的热效应 高考真题演练-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1作业与测评课件PPT（人教版2019）

第一章　化学反应的热效应 高考真题演练 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2．(2022·浙江6月选考)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表： 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 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析 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；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，B正确；因为HOO(g)===HO(g)＋O(g)，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；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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 3．(2021·浙江1月选考)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表： 则2O(g)===O2(g)的ΔH为(　　) A．428 kJ·mol－1 B．－428 kJ·mol－1 C．498 kJ·mol－1 D．－498 kJ·mol－1 共价键 H—H H—O 键能/(kJ·mol－1) 436 463 热化学方程式 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－482 kJ·mol－1 解析 解析　根据题表所给热化学方程式得，2×436 kJ·mol－1＋E(O===O)－2×2×463 kJ·mol－1＝－482 kJ·mol－1，故E(O===O)＝＋498 kJ·mol－1，故ΔH＝－498 kJ·mol－1。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4．(2021·浙江高考)相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是(　　)   A．ΔH1>0，ΔH2>0 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2 D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析 解析　一般的烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应，故ΔH1<0、ΔH2<0，且ΔH1>ΔH2，但是由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性，苯与氢气发生加成反应生成环己烷时，破坏了苯环结构的稳定性，因此该反应放出的热量少于1，3­环己二烯发生加成反应生成环己烷放出的热量，故ΔH3>ΔH2。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5．(1)(2023·重庆卷)在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据下图所示，回答下列问题： ①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为________kJ/mol。 ②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为_________________________________。 答案 83　 EO(g)===AA(g)　ΔH＝－102 kJ/mol 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (2)(2023·北京卷)二十世纪初，工业上以 CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿 素。反应分两步： ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4； ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。 结合反应过程中能量变化示意图，下列 说法正确的是________(填序号)。 a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应 c．CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)　ΔH＝E1－E4 答案 　 ab 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析 解析　(2)反应ⅰ的活化能是E1，反应ⅱ的活化能是E3，E1<E3，a正确；从题图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ放热，反应ⅱ吸热，b正确；总反应的ΔH＝E1－E2＋E3－E4，c错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6．(2023·广东卷)化学反应常伴随热效应。 某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可 通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公 式Q＝cρV总·ΔT计算获得。 (1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液， 加入指示剂，用0.5000 mol·L－1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00 mL。 ①上述滴定操作用到的仪器有________。 ②该盐酸浓度为___________mol•L－1。 (2)热量的测定：取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为______________J(c和ρ分别取4.18 J·g－1·℃－1和1.0 g·mL－1，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。 答案 AD 0.5500 418(T1－T0) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。 ①温度：b________c(填“>”“<”或“＝”)。 ②ΔH＝___________________________________________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。 答案 > －20.9(b－a) kJ•mol－1或－41.8(c－a) kJ•mol－1 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 ⅰ 0.20 mol·L－1 CuSO4溶液100 mL 1．20 g Fe粉 a b ⅱ 0．56 g Fe粉 a c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变。 查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是________________。 提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。 验证猜想：用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和__________________ (用离子方程式表示)。 实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。 教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。 答案 抑制Fe3＋水解 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为_____________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用______________________________________。 将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量 反应热，计算得到反应Cu(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===CuSO4(aq)＋2FeSO4(aq)的焓ΔH1；根据(3)中实验计算得到反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===Cu(s)＋FeSO4(aq)的焓变ΔH2；根据盖斯定律计算得到反应Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变为ΔH1＋ΔH2 答案 燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 7．(1)(2022·河北高考)298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为____________________ __________________。 (2)(2022·全国甲卷)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题： TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000 ℃时反应的热化学方程式如下： (ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝172 kJ·mol－1 (ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH2＝－51 kJ·mol－1 反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH为________kJ·mol－1。 答案 －223 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8．(2022•浙江6月选考)联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应：CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝1.8×102 kJ·mol－1，石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中，连续鼓入空气，使焦炭完全燃烧生成CO2，其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含CO2的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中，40%的CO2最终转化为纯碱。已知：焦炭的热值为30 kJ·g－1(假设焦炭不含杂质)。请回答： (1)每完全分解100 kg石灰石(含CaCO3 90%，杂质不参与反应)，需要投料________ kg焦炭。 (2)每生产106 kg纯碱，同时可获得________ kg CaO。 答案 10.8 70 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9．(1)(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： 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_____________________ _________________________________________。 答案 －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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (2)(2021·河北高考)大气中的二氧化碳主要来自于煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25 ℃时，相关物质的燃烧热数据如表： 则25 ℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为_________ _________________________________________________。 6C(石墨，s)＋3H2(g)===C6H6(l)　ΔH＝＋49.1 kJ·mol－1 答案 物质 H2(g) C(石墨，s) C6H6(l) 燃烧热ΔH(kJ·mol－1) －285.8 －393.5 －3267.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 271 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析 解析　(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：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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 　　　　　　　　　　　　　 R 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)＋eq \f(7,2)O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－1559.8 kJ·mol－1 解析　(1)②滴定时发生的反应为HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，故c(HCl)＝ eq \f(c（NaOH）·V（NaOH）,V（HCl）)＝eq \f(0.5000 mol·L－1×22.00 mL,20.00 mL)＝0.5500 mol·L－1。 (2)由Q＝cρV总·ΔT可得Q＝4.18 J·g－1·℃－1×1.0 g·mL－1×(50 mL＋50 mL)×ΔT＝418(T1－T0) J。 (3)①100 mL 0.20 mol·L－1 CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02 mol，1.20 g Fe粉和0.56 g Fe粉的物质的量分别为0.021 mol、0.01 mol，实验ⅰ中有0.02 mol CuSO4发生反应，实验ⅱ中有0.01 mol CuSO4发生反应，实验ⅰ放出的热量多，则b>c；②若按实验ⅰ进行计算，ΔH＝－eq \f(4.18×1.0×100×（b－a）,1000×0.02) kJ·mol－1＝－20.9(b－a) kJ·mol－1；若按实验ⅱ进行计算，ΔH＝－eq \f(4.18×1.0×100×（c－a）,1000×0.01) kJ·mol－1＝ －41.8(c－a) kJ·mol－1。 H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol－1 解析　(1)完全分解100 kg石灰石(含CaCO3 90%，杂质不参与反应)，需要吸收的热量是eq \f(100000 g×90%,100 g·mol－1)×180 kJ·mol－1＝1.62×105 kJ，焦炭的热值为30 kJ·g－1(假设焦炭不含杂质)，其热量有效利用率为50%，所以需要投料焦炭的质量是eq \f(1.62×105,30) g×2＝10800 g＝10.8 kg。 (2)根据(1)中计算可知消耗焦炭的物质的量是eq \f(10800 g,12 g·mol－1)＝900 mol，参加反应的碳酸钙的物质的量＝eq \f(100000 g×90%,100 g·mol－1)＝900 mol，这说明参加反应的碳酸钙和焦炭的物质的量之比为1∶1，由方程式可知CaCO3～CO2、C～CO2，所以每生产106 kg纯碱，同时获得氧化钙的质量是eq \f(106 kg×56 g·mol－1,106 g·mol－1×40%×2)＝70 kg。 (3)(2021·湖北高考)丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。 反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋125 kJ·mol－1 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－118 kJ·mol－1 已知键能：E(C—H)＝416 kJ·mol－1，E(H—H)＝436 kJ·mol－1，由此计算生成1 mol碳碳π键放出的能量为________ kJ。 (2)根据表格中燃烧热数据可知，存在反应①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1，②H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1，③C6H6(l)＋eq \f(15,2)O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH3＝－3267.5 kJ·mol－1，根据盖斯定律，①×6＋②×3－③得反应：6C(石墨，s)＋3H2(g)===C6H6(l)，ΔH＝(－393.5 kJ·mol－1)×6＋(－285.8 kJ·mol－1)×3－(－3267.5 kJ·mol－1)＝＋49.1 kJ·mol－1。 (3)反应Ⅰ中断裂2 mol C—H键、形成1 mol碳碳π键和1 mol H—H键，故416 kJ·mol－1×2－E(碳碳π键)－436 kJ·mol－1＝＋125 kJ·mol－1，解得E(碳碳π键)＝271 kJ·mol－1。 $$