大单元4 第9章 第26讲 化学反应的热效应(课时作业)-【优化探究】2027年高考化学一轮复习高考总复习配套课件(人教版 双选)
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习课件聚焦反应热、焓变计算、热化学方程式等核心考点,依据高考评价体系梳理能量变化、键能应用、实验测定三大考查维度,通过真题分析明确“焓变计算”“热化学方程式书写”等高频考点权重,归纳选择、填空等常考题型,体现备考针对性。
课件亮点在于“真题解析+科学思维培养”策略,如以湖北卷真题为例,用“键能法”突破焓变计算,结合中和热测定实验培养科学探究能力,提供“燃烧热与反应热辨析”等易错点分析,帮助学生掌握答题技巧,教师可据此精准指导,助力高效复习。
内容正文:
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一、选择题(每小题仅有一个选项符合题意)
1.能源的开发与利用促进了人类发展和社会进步,下列有关能源及利用说法正确的是( )
A.古代曾使用木炭、铁矿石熔炼铸铁,其中木炭的作用只是燃烧供热
B.《世说新语》记载“……用蜡烛作炊”,其中蜡烛的主要成分是油脂,属于天然高分子化合物
C.植物油、煤油等都曾用于提供照明,二者组成元素相同,其中煤油主要来自煤的干馏
D.天然气不仅是一种清洁的化石燃料,还可作为化工原料用于合成氨和生产甲醇等
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解析:A.古代曾使用木炭、铁矿石熔炼铸铁,木炭燃烧放热,木炭不完全燃烧产生的CO把铁矿石还原为铁单质,故A错误;B.蜡烛的主要成分是固体烷烃,故B错误;C.植物油、煤油等都曾用于提供照明,植物油的组成元素是C、H、O,煤油的组成元素是C、H,二者组成元素不相同,其中煤油主要来自石油的分馏,故C错误;D.天然气主要成分是甲烷,可作为化工原料用于合成氨和生产甲醇等,故D正确。
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2.下列需要吸收热量的是( )
①Cl2―→2Cl ②2F―→F2
③SO3+H2O===H2SO4 ④2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
⑤KOH+CH3COOH===H2O+CH3COOK ⑥C+H2O(g)CO+H2
⑦食物腐败 ⑧液氨汽化
A.①⑥⑧ B.①③⑥⑧
C.③④⑥⑦ D.①⑥⑦⑧
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解析:Cl2―→2Cl需要断键,断键时吸收热量,①符合题意;2F―→F2形成化学键,放出热量,②不符合题意;SO3+H2O===H2SO4是放热反应,③不符合题意;2Na+2H2O===2NaOH+H2↑是放热反应,④不符合题意;中和反应是放热反应,⑤不符合题意;C+H2O(g) CO+H2是吸热反应,⑥符合题意;食物腐败过程中发生放热反应,⑦不符合题意;液氨汽化会吸收大量的热,⑧符合题意。
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3.“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”,主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放方式正在被现代科学技术所改变。下面有关生物质能的说法,不正确的是( )
A.利用生物质能就是间接利用太阳能
B.生物质能是可再生的能源
C.生物质能是解决农村能源的重要途径
D.生物质能的缺点是严重污染环境
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解析:生物质能具有的能量是植物光合作用形成的,故A正确;生物质能取之不尽、用之不竭,是可再生能源,故B正确;农村有丰富的生物质能,生物质能是解决农村能源的重要途径,故C正确;生物质能是一种优良的可再生能源,可代替一部分煤、天然气等燃料,有利于改善环境、节约能源、减少污染,故D错误。
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4.(2026·山东威海期中测试)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是( )
A.实验(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D.实验(c)中若用NaOH固体测定,则测定数值偏高
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解析:A.金属与酸的反应为放热反应,氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应为吸热反应,中和反应为放热反应,A错误;B.等质量的铝片和铝粉与盐酸反应放出的热量相同,只是铝粉参与反应速率加快,B错误;C.铁的导热性良好,换用铁质搅拌棒后会有热量损失,导致测定的数值偏低,C错误;D.氢氧化钠固体溶于水时放热,会使测定的数值偏高,D正确。
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5.一定条件下,在水溶液中每摩尔含氯微粒的相对能量大小如图所示,
B―→A+C反应的热化学方程式为3ClO-(aq)===Cl(aq)+2Cl-(aq) ΔH,ΔH为( )
A.+117 kJ·mol-1 B.-117 kJ·mol-1
C.+7 kJ·mol-1 D.-7 kJ·mol-1
解析:ClO-、Cl、Cl-中氯元素化合价分别为+1、+5、-1价,则反应的焓变为2×0 kJ·mol-1+63 kJ·mol-1-3×60 kJ·mol-1=-117 kJ·mol-1。
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6.(2026·安徽六安月考)借助盐酸与NaOH溶液反应,用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法不正确的是( )
A.所需的玻璃仪器有烧杯、温度计、玻璃搅拌器、量筒
B.为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,
计算所得反应热ΔH偏大
D.溶液混合后,直至温度长时间不再改变时,测量并记录反应后体系的温度
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解析:A.中和反应的反应热测定时,烧杯用作反应容器,玻璃搅拌器用于搅拌混合液体,温度计用于测量温度变化,量筒用于量取一定体积的酸、碱溶液,故A正确;B.为了测定数据更准确,采用稍过量的NaOH溶液,使HCl完全反应,故B正确;C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验,由于醋酸电离吸热,反应放热更少,则计算所得反应热ΔH偏大,故C正确;D.需要测定并记录的实验数据有反应前盐酸、氢氧化钠溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度,故D错误。
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7.工业生产硫酸过程中,SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体,已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器充分反应后,放出热量98.3 kJ,此时测得SO2的转化率为50%,则下列热化学方程式正确的是( )
A.2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g) ΔH=+196.6 kJ·mol-1
B.2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
C.SO2(g)+O2(g)⥫⥬SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
D.SO2(g)+O2(g)⥫⥬SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
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解析:将2 mol SO2、1 mol O2充入恒容密闭容器中,达平衡时,SO2的转化率为50%,则反应1 mol SO2,放出热量98.3 kJ,故热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1或SO2(g)+O2(g)⥫⥬SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1。
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二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)
8.已知:298 K时,相关物质的相对能量如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566 kJ·mol-1
B.H2的燃烧热ΔH=-242 kJ·mol-1
C.C2H6比C2H4稳定
D.CO(g)+H2O(g)⥫⥬CO2(g)+H2(g)是吸热反应
BD
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解析:A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=[(-393
×2)-(-110×2+0)] kJ·mol-1=-566 kJ·mol-1,A正确;B.H2的燃烧热ΔH=[(-286)
-(0+×0)] kJ·mol-1=-286 kJ·mol-1,B错误;C.C2H6的相对能量为-84 kJ·
mol-1,C2H4的相对能量为52 kJ·mol-1,物质具有的能量越低,稳定性越强,因此C2H6比C2H4稳定,C正确;D.CO(g)+H2O(g)⥫⥬CO2(g)+H2(g) ΔH=[(-393
+0)-(-110-242)] kJ·mol-1=-41 kJ·mol-1,是放热反应,D错误。
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9.依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
选项 热化学方程式 结论
A 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ/mol 氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol
B OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol 稀NaOH溶液与CH3COOH生成1 mol水放出57.3 kJ热量
C CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-889.6 kJ/mol 甲烷的热值为55.6 kJ/g
D 2SO3(g)⥫⥬2SO2(g)+O2(g) ΔH=+196 kJ/mol 2 mol SO3充分反应,吸收196 kJ热量
C
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解析:A.氢气的燃烧热必须是生成液态水的过程所放出的热量,液态水变为气态水是吸热的,氢气的燃烧热大于285.8 kJ/mol,故A错误;B.醋酸是弱酸,电离吸热,稀NaOH溶液与CH3COOH生成1 mol水放出的热量小于
57.3 kJ,故B错误;C.甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)===
CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-889.6 kJ/mol,甲烷的摩尔质量为16 g/mol,甲烷的热值为=55.6 kJ/g,故C正确;D.2SO3(g)⥫⥬2SO2(g)+O2(g) ΔH=+196 kJ/mol为可逆反应,2 mol SO3充分反应,吸收的热量小于196 kJ,故D错误。
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10.(2026·山东青岛模拟)如表为某些化学键的键能:
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示:
化学键 N—N O==O N≡N N—H
键能(kJ·mol-1) 154 500 942 a
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且N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1,则下列说法正确的是( )
A.表中的a=391
B.相同条件下O2比N2稳定
C.N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH < -534 kJ·mol-1
D.图中的ΔH3=-2 218 kJ·mol-1
AC
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解析:A.根据能量变化可知,ΔH3=(-ΔH2)-(-ΔH1)=+(2 752-534) kJ·mol-1=
+2 218 kJ·mol-1;结合肼与氧气反应断键可知,ΔH3=(154+4a+500) kJ·mol-1
=+2 218 kJ·mol-1,则a=391,A正确;B.根据表中数据,O==O的键能小于N≡N的键能,键能越大,共价键越牢固,分子越稳定,则相同条件下N2比O2稳定,
B错误;C.反应N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的焓变,相当于反应N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)和反应2H2O(g)===2H2O(l)的焓变相加,
由于水液化放热,所以反应N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(l)的焓变ΔH<
-534 kJ·mol-1,C正确;D.根据A中分析,图中的ΔH3=+2 218 kJ·mol-1,D错误。
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11.无催化剂作用下,以乙二醛和O2为原料制取乙醛酸、甲酸、乙二酸的可能反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,IM表示中间体,下列说法错误的是( )
A.反应很短一段时间内,IM4多于IM1
B.乙二醛制乙醛酸的最大能垒为322.5 kJ·mol-1
C.选择合适的催化剂可提高乙二酸的选择性
D.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸均为放热反应
B
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解析:A.反应很短一段时间内,生成IM1的能垒高于IM4,故IM4多于IM1,A正确;B.乙二醛制乙醛酸的最大能垒为295.4 kJ·mol-1,B错误;C.选择合适的催化剂可提高乙二酸的选择性,使反应向有利于生成乙二酸的方向进行,
C正确;D.由图可知,三个反应的生成物总能量均低于反应物总能量,均为放热反应,D正确。
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三、非选择题
12.回答下列问题:
(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH=-726.5 kJ·mol-1,
CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,则a (填“>”“<”或“=”)726.5。
<
解析:该反应未完全燃烧,生成的氢气燃烧还要放出热量,则a<726.5。
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(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量,写出该反应的热化学方程式:
。
2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290.0 kJ·mol-1
解析:当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量,该反应的热化学方程式:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-145.0 kJ·mol-1×2=
-290.0 kJ·mol-1。
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(3)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=-1 176.0 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为 。
98.0 kJ
解析: 4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176.0 kJ·
mol-1,每转移12 mol电子放出的热量为1 176.0 kJ,则反应过程中,每转移
1 mol电子放出的热量为 kJ=98.0 kJ。
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(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示:
写出该反应的热化学方程式:_____________________________________
。
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-46 kJ·mol-1
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解析:由反应图示可知图形与化学键对应关系为
则该反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g) ===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=反应物总键能-生成物总键能=2×803 kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-3×
414 kJ·mol-1-326 kJ·mol-1-3×464 kJ·mol-1=-46 kJ·mol-1。
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13.回答下列问题:
(1)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行CH4的裂解。若用 、
、 、 分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示,从吸附到解吸的过程中,能量状态最高的是 (填字母),其理由是______________________________
______________________________________________________________
。
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B
A→B是甲烷中的C—H断裂过程,断键吸热,A的能量小于B;B→C是形成化学键的过程,成键放热,B的能量大于C
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(2)(2021·湖北卷)反应Ⅰ(直接脱氢):C3H8(g)⥫⥬C3H6(g)+H2(g) ΔH1=
+125 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。
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解析:反应Ⅰ中断裂2 mol C—H、形成1 mol碳碳π键和1 mol H—H,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。
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(3)CO2与H2在催化剂的作用下反应历程如图所示:
反应历程中活化能(能垒)最大的化学方程式为
, CO2(g)+H2(g)===·CO+H2O(g)
ΔH= eV·mol-1。
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·CO2+·H+H2(g)===·HOCO+H2(g)
-2.05
化学键
键能/(kJ·mol-1)
436
326
803
464
414
H—H
C—O
C==O
O—H
C—H
$