内容正文:
第一节 综合训练
1.(2026·福建高二月考)下列诗句包含的化学反应过程中的能量变化与图相符的是( )
①野火烧不尽,春风吹又生。
②春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干。
③千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。
④爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏。
A.①③ B.③
C.④ D.②④
解析:B 由题图可知,生成物总能量高于反应物总能量,为吸热反应。①“野火烧不尽,春风吹又生”存在物质的燃烧,属于放热反应;②“蜡炬成灰泪始干”指蜡烛燃烧的过程,属于放热反应;③“千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲”中涉及碳酸钙的分解,属于吸热反应;④“爆竹声中一岁除”中涉及火药的燃烧,属于放热反应。
2.(2026·浙江温州高二月考)下列说法正确的是( )
A.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同
B.S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH2;ΔH1>ΔH2
C.一定条件下,将1 mol NH3(g)置于密闭容器中充分反应生成N2(g)和H2(g),吸收热量19.3 kJ,其热化学方程式可表示为2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH=+38.6 kJ·mol-1
D.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含1 mol HCl的盐酸与含1 mol NH3·H2O的氨水混合,放出的热量等于57.3 kJ
解析:A 反应热ΔH=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量,只与物质的始、末状态有关,与反应条件无关,所以同温同压下,在光照和点燃条件下的ΔH相等,A项正确;固态硫燃烧时要先变为气态硫,需要吸收热量,因此气态硫燃烧比固态硫燃烧产生的热量多,燃烧反应为放热反应,因此ΔH1<ΔH2,B项错误;2NH3(g)N2(g)+3H2(g)为可逆反应,不能进行到底,因此ΔH>+38.6 kJ·mol-1,C项错误;NH3·H2O是弱碱,存在电离平衡,电离过程是吸热过程,若将含1 mol HCl的盐酸与含1 mol NH3·H2O的氨水混合,放出的热量小于57.3 kJ,D项错误。
3.利用太阳能促使燃料循环使用的构想如图,下列说法错误的是( )
A.反应Ⅱ的ΔH2<0
B.燃烧时,CH4仅发生极性键的断裂
C.过程Ⅰ中能量的转化形式为太阳能转化为化学能
D.反应Ⅰ的热化学方程式为2N2+10H2O4NH3+4H2+5O2 ΔH1
解析:D 由题图可知,反应Ⅰ的热化学方程式为10H2O(g)+2N2(g)4NH3(g)+5O2(g)+4H2(g) ΔH1,反应Ⅱ的热化学方程式为CH3OH(g)+CH4(g)+O2(g)2CO2(g)+4H2O(g) ΔH2。反应Ⅱ为燃料(如CH4、CH3OH)的燃烧反应,燃烧反应均为放热反应,故ΔH2<0,A正确;CH4中仅含C—H极性键,因此燃烧时,CH4仅发生极性键的断裂,B正确;过程Ⅰ利用太阳能将N2、H2O转化为NH3、H2等燃料,能量转化形式为太阳能转化为化学能,C正确;反应Ⅰ中N2和H2O在太阳能作用下生成NH3、H2和O2,方程式配平正确,但热化学方程式中不仅要体现物质的变化,还要体现物质的聚集状态,D错误。
4.(链接教材P5“探究”)在实验室中测定稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的焓变,下列有关说法错误的是( )
A.大、小烧杯之间塞满碎泡沫,目的是减少热量损失
B.测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度
C.为了使酸碱充分反应,应当缓慢、分次倒入NaOH溶液并搅拌
D.若用同浓度同体积的醋酸代替盐酸,测得的ΔH变大
解析:C 大、小烧杯之间塞满碎泡沫,目的是减少热量损失,减小测量误差,A项正确;充分反应,放出热量最多时,温度最高,测量终止温度时,应当记录混合溶液的最高温度,B项正确;为了防止热量散失,应当快速、一次性倒入溶液并搅拌,C项错误;醋酸是弱酸,其电离过程吸热,使反应放出的热量减少,测得的ΔH变大,D项正确。
5.下列实验现象或图像信息能充分说明是放热反应的是( )
说明:装置③④气密性均良好。
A.图①温度计的水银柱上升
B.图②中生成物总能量大于反应物总能量
C.图③中反应停止一段时间后,针筒活塞向左移动
D.图④中反应开始一段时间后,甲处液面高于乙处液面
解析:C 温度计的水银柱上升,表明浓硫酸溶于水放出热量,但不属于化学反应,选项A不符合题意;反应物总能量低于生成物总能量,说明相应的化学反应是吸热反应,选项B不符合题意;Zn与稀硫酸反应生成氢气,氢气使针筒活塞向右移动,反应停止一段时间后,针筒活塞向左移动,说明气体温度降低,压强减小,充分说明相应的化学反应是放热反应,选项C符合题意;反应开始后,甲处液面高于乙处液面,说明装置内压强减小,温度降低,反应为吸热反应,选项D不符合题意。
6.(2026·北京高二质检)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.HCN比HNC稳定
B.该过程为化学变化
C.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1
D.HCN转化为HNC,反应条件一定要加热
解析:D 能量越低越稳定,根据能量图,HCN的能量低于HNC,因此HCN更稳定,A正确;HCN和HNC之间的转化涉及化学键的断裂和形成,属于化学变化,B正确;反应焓变ΔH=59.3 kJ·mol-1-0.0 kJ·mol-1=+59.3 kJ·mol-1,C正确;HCN转化为HNC为吸热反应,但吸热反应的发生不一定要加热,D错误。
7.(2026·浙江湖州高二检测)如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的相对能量变化的示意图。
下列说法错误的是( )
A.工业上由MgCl2制Mg是吸热反应
B.四种卤化镁中,MgF2的热稳定性最大
C.1 mol不同的卤素单质(X2)的能量是相同的
D.反应Mg(s)+Cl2(g)MgCl2(s) ΔH=-641 kJ·mol-1
解析:C Mg(s)与Cl2(g)的总能量高于MgCl2(s)的总能量,则由MgCl2制取Mg是吸热反应,故A不符合题意;物质的能量越低越稳定,根据图像数据分析,化合物的热稳定性顺序为MgI2<MgBr2<MgCl2<MgF2,故四种卤化镁中,MgF2的热稳定性最大,故B不符合题意;1 mol不同的卤素单质(X2)的能量是不相同的,故C符合题意;依据图像可知,Mg(s)+Cl2(g)MgCl2(s) ΔH=-641 kJ·mol-1,故D不符合题意。
8.溴与氢气在一定条件下反应的热化学方程式如下:①Br2(g)+H2(g)2HBr(g) ΔH=-Q1 kJ·mol-1;②Br2(l)+H2(g)2HBr (g) ΔH=-Q2 kJ·mol-1(Q1、Q2均大于零)。下列说法正确的是( )
A.Q1<Q2
B.向1 mol Br2(g)中加入1 mol H2(g),在该条件下充分反应,放出Q1 kJ热量
C.相同条件下,Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)
ΔH>-Q1 kJ·mol-1
D.1 mol HBr(g)具有的能量大于1 mol HBr(l)具有的能量
解析:D 溴蒸气的能量比液溴高,故Q2<Q1,A不符合题意;向1 mol Br2(g)中加入1 mol H2(g),在题述条件下充分反应,因反应是可逆反应,反应存在限度,故放出的热量小于Q1 kJ,B不符合题意;氯气的非金属性强于Br2,则Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)反应放出的热量更多,故ΔH<-Q1 kJ·mol-1,C不符合题意;等量的同一种物质,气态时的能量比液态时高,故1 mol HBr(g)具有的能量大于1 mol HBr(l)具有的能量,D符合题意。
9.已知SO2(g)+O2(g)SO3(g)反应过程的能量变化如图所示:
(1)由图可知SO3(g)O2(g)+SO2(g)为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)图中C点表示 。
(3)反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的ΔH= kJ·mol-1。
(4)25 ℃、101 kPa时,11 g丙烷(C3H8)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量是555.0 kJ,则表示丙烷燃烧热的热化学方程式是
。
(5)某实验小组取45 mL NaOH溶液和40 mL盐酸进行实验,实验数据如下表所示。近似认为0.50 mol·L-1NaOH溶液和0.50 mol·L-1盐酸的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.2
23.3
2
20.2
20.4
23.3
3
20.5
20.5
23.6
4
21.1
21.3
25.2
依据该学生的实验数据计算,该实验生成1 mol水的反应热为ΔH= kJ·mol-1(计算结果保留一位小数)。
答案:(1)吸热
(2)1 mol SO3(g)的能量
(3)-198
(4)C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220.0 kJ·mol-1
(5)-55.1
解析:(1)由题图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,SO2(g)+O2(g)SO3(g)为放热反应,则逆反应SO3(g)O2(g)+SO2(g)为吸热反应。(2)图中C点表示1 mol SO3(g)所具有的能量。(3)由题图可知,①SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-99.0 kJ·mol-1,①×2得反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1。(4)25 ℃、101 kPa时,11 g丙烷(C3H8)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量是555.0 kJ,则1 mol丙烷(C3H8)完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量是×1 mol=2 220.0 kJ,表示丙烷燃烧热的热化学方程式是C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2 220.0 kJ·mol-1。(5)四次实验反应前后的温差分别为℃=3.2 ℃、℃=3.0 ℃、(23.6-)℃=3.1 ℃、(25.2-)℃=4.0 ℃,第四次温差误差较大,取前三次平均值为℃=3.1 ℃,根据Q=cmΔt=4.18 J·g-1·℃-1×(40+45)mL×1 g·cm-3×3.1 ℃=1 101.43 J=1.101 43 kJ;ΔH=-=-≈-55.1 kJ·mol-1。
10.能源是国民经济发展的重要基础。请根据所学知识回答下列问题:
Ⅰ.家用天然气的主要成分为CH4。
(1)已知CH4的燃烧热为ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则CH4的热值是 kJ·g-1。(单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值,结果保留一位小数)
(2)下列常见燃料的热化学方程式中的ΔH能表示燃烧热的是 (填字母)。
A.C(s)+O2(g)CO(g) ΔH
B.H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH
C.N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH
D.2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH
Ⅱ.第19届亚运会在杭州奥体中心“大莲花”盛大开幕。此次杭州亚运会主火炬的燃料首次使用废碳再生的绿色甲醇,实现了循环内的零排放。我国科学家在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化为清洁液态燃料——甲醇(CH3OH)。甲醇的结构式为。二氧化碳转化为甲醇的方法如下:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH。
已知:
化学键
C—H
C—O
CO
H—H
O—H
键能/
(kJ·mol-1)
413
358
745
436
463
(3)CO2转化为甲醇反应的ΔH= 。
答案:(1)55.6 (2)C (3)-188 kJ·mol-1
解析:(1)单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量称为该燃料的热值,已知CH4的燃烧热为ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则CH4的热值是≈55.6 kJ·g-1。(2)燃烧热是在100 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,如C→CO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g),热化学方程式中可燃物系数为1表示1 mol可燃物,可知N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(l) ΔH中的ΔH能表示燃烧热,故选C。(3)二氧化碳的结构式为OCO,根据ΔH=反应物键能之和一生成物键能之和=[2×745+3×436-(3×413+358+463)-(2×463)] kJ·mol-1=-188 kJ·mol-1。
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