第16讲化学反应中的热效应-2023年高考化学一轮复习四点卓越讲义

第16讲化学反应中的热效应（精准检测卷）时间：50分钟一、选择题（12个小题，每小题只有一个正确选项，每题5分，共60分）1．下列图示与对应的叙述相符的是A．(a)图可表示锌和稀硫酸反应过程中的能量变化B．通过(b)图可知石墨比金刚石更稳定C．由(c)图可知，2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)△H=(b-a)kJ·mol-1D．(d)图是某反应A→C的能量曲线图(E表示能量)，反应中△H=E4-E1-E2-E3【答案】B【解析】A．反应物的总能量低于生成物的总能量，反应为吸热反应，锌和稀硫酸反应为放热反应，图示不符，故A错误；B．通过(b)图可知石墨能量低于金刚石能量，能量越低物质越稳定，则石墨比金刚石更稳定，故B正确；C．该反应为吸热反应，△H=(a-b)kJ·mol-1，故C错误；D．反应A→C的△H=(E1-E2)+(E3-E4)=E1+E3-E2-E4，故D错误；故选：B。2．关于化学反应中的能量变化，下列说法中错误的是A．化学反应中的能量变化，主要是由化学键的变化引起的B．对于可逆反应：，如果正反应是放热反应，逆反应一定是吸热反应C．氢气燃烧生成水是一个放热反应，说明1mol的能量高于1mol的能量D．加热才能发生的反应，不一定是吸热反应【答案】C【解析】A．化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，化学反应中的能量变化主要由化学键的断裂和生成引起的，故A正确；B．因为正反应放热，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，而逆反应则是将总能量低的生成物转化为总能量高的反应物，则逆反应一定是吸热，故B正确；C．氢气燃烧放热，说明氢气和氧气的能量和比水高，不能说明氢气比氧气能量高，故C错误；D．反应条件与反应的吸热、放热无关，则需加热才能发生的反应可能为吸热反应，也可能为放热反应，即不一定是吸热反应，故D正确；故选C。3．环己烷(C6H12)有椅型、半椅型、船型、扭船型等多种结构，不同结构的势能不同，它们的相对势能如图所示。下列说法不正确的是A．上述四种结构中，半椅型结构最不稳定B．C6H12)(船型)→C6H12)(椅型)△H=-28.9kJ·mol-1C．相同条件下，椅型转化成扭船型的速率比逆向转化的慢D．升温不利于椅型转化成扭船型【答案】D【解析】A．由环己烷各结构的相对势能图可知，半椅型结构的能量最高，结合能量越高越不稳定可知，半椅型结构最不稳定，A正确，不符合题意；B．由环己烷各结构的相对势能图可知，般型结构能量高于椅型结构，所以为放热反应，且，B正确，不符合题意；C．由环己烷各结构的相对势能图可知，椅型转化成扭船型的活化能为，而扭船型转化成椅型的活化能为，即椅型转化成扭船型所需活化能更高，反应速率更慢，C正确，不符合题意；D．由环己烷各结构的相对势能图可知，椅型转化成扭船型为吸热反应，升高温度，平衡向着吸热反应移动，所以有利于椅型转化成扭船型，D错误，符合题意；故合理选项为D。4．下列热化学方程式中，正确的是A．甲烷的燃烧热，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：B．在101kPa时，2g完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，燃烧的热化学方程式表示为C．HCl和NaOH反应的中和热，则和反应的中和热D．500℃、30MPa下，已知热化学方程式：，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热38.6kJ【答案】B【解析】A．在101kPa时，1mol物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量叫作该物质的燃烧热，甲烷燃烧生成气态水，不是稳定的化合物，故A错误；B．n==1mol，放出285.8kJ热量，2molH2要放出571.6kJ，即2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，故B正确；C．在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热。H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，故C错误；D．N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)是可逆反应，不能进行到底，具体反应到什么程度题目没给，ΔH无法计算，故D错误；故答案为：B。5．已知：反应。现分别取50mL0.50mol/L醋酸溶液与50mL0.55mo/LNaOH溶液进行反应，用如图实验装置测定该反应的反应热，下列说法错误的是A．小烧杯和大烧杯的杯口应相平B．使用环形玻璃搅拌棒是为了使反应更充分C．为了让反应充分进行，NaOH分三次倒入D．该实验测得的反应热【答案】C【解析】A．两烧杯的杯口应该平齐，便于塑料板密封防止热量散失，A项正确；B．使用环形玻璃搅拌棒搅拌使物质充分混合反应刚充分，B项正确；C．为了防止热量散失，应快速将NaOH倒入且一次性倒入，C项错误；D．醋酸电离吸热，所以消耗一部分能量，ΔH>−57.3kJ/mol，D项正确；故选C。6．下列热化学方程式中的△H能表示可燃物燃烧热的是A．B．C．D．【答案】A【解析】A．CO的燃烧热是1molCO完全燃烧生成二氧化碳气体放出的能量，能表示CO的燃烧热，故选A；B．CH4的燃烧热是1molCH4完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出的能量，所以不能表示甲烷的燃烧热，故不选B；C．H2的燃烧热是1molH2完全燃烧生成液态水放出的能量，不能表示氢气的燃烧热，故不选C；D．C2H5OH的燃烧热是1molC2H5OH完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出的能量，不能表示乙醇的燃烧热，故不选D；选A。7．下列说法均与盖斯定律有关，正确的个数为①化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关②盖斯定律的重要意义在于可将某些不易直接测定的反应热计算出来③盖斯定律是能量守恒定律的具体体现④能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的A．1 B．2 C．3 D．4【答案】D【解析】①一个化学反应不管是一步完成的，还是多步完成，其热效应总是相同的，反应热只与反应体系的始态和终态有关，故①正确；②利用盖斯定律定律可以从已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应，故②正确；③反应物和生成物能量一定，变化过程中的能量变化是依据能量守恒的体现，盖斯定律是能量守恒定律的具体体现，故③正确；④物质发生化学反应的焓变=生成物总焓-反应物总焓计算反应吸热和放热，故④正确；选D。8．硫酸工业中的钒催化剂参与反应的相对能量变化如图所示，下列热化学方程式错误的是A．B．C．D．【答案】B【解析】A．由反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，则，A正确；B．途径2的∆H=24-(-176)=200kJ/mol，，B错误；C．途径1的反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，2molV2O5反应放出能量为2×176=352kJ，则，C正确；D．根据盖斯定律，由反应加上可得，则，D正确；故选：B。9．通常条件下，已知如下反应：①②③下列说法正确的是A．CO的燃烧热为B．C．D．在一定条件下，与充分反应，吸收热量【答案】B【解析】A．燃烧热必须是1mol反应物，因此CO的燃烧热应该为，A错误；B．反应①可由反应②+反应③得到，根据盖斯定律可知，a=b+c，若a<，则有b>2a，即a+c<0，反应①+反应③为，ΔH=a+ckJ/mol，该反应为放热反应，所以a+c<0，由此得证a<，B正确；C．根据盖斯定律可知，b+c=a，所以C错误；D．该反应为可逆反应，反应不能完全进行，吸收热量小于ckJ，D错误；故答案选B。10．已知反应：，其它相关数据如下表：化学键H—HCl—ClH—Cl1mol化学键断裂时吸收的能量kJ436a431下列说法正确的是A．(g)和(g)的总能量小于HCl(g)B．(g)的燃烧热是183kJ/molC．a=243D．点燃和光照条件下，a的数值不同【答案】C【解析】A．ΔH=E(生成物总能量)-E(反应物的总能量)<0，则反应物的总能量大于生成物的总能量，A项错误；B．燃烧热是1mol燃料完全燃烧形成稳定产物所放出的热量，则H2的燃烧是指1molH2变为H2O(l)所放出的热量，上述反应不是燃烧热反应，B项错误；C．ΔH=E(反应物总键能)-E(生成物的总键能)=436+a-2×431=-183，则a=243kJ/mol，C项正确；D．a为Cl-Cl的键能是物质本身的性质与反应条件无关，D项错误；故选C。11．N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是A．使用催化剂可以降低活化能B．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和C．N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g)△H=+139kJ·mol-1D．反应物能量之和大于生成物能量之和【答案】C【解析】A．催化剂能降低反应的活化能，从而使单位体积内活化分子数增大，化学反应速率加快，故A正确；B．由图示可知，该反应为放热反应，即断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，故B正确；C．由于该反应的正反应为放热反应，则N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g)△H=-139kJ·mol-1，故C错误；D．该反应为放热反应，即反应物能量之和大于生成物能量之和，故D正确；答案选C。12．相同温度和压强下，关于反应的△H，下列判断不正确的是①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H1②CH4(g)C(s)+2H2(g)△H2③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3④2CO(g)C(s)+CO2(g)△H4⑤CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)△H5A．△H4=△H2-△H1B．△H2＞0，△H4＞0C．△H5=△H2+△H3-△H1D．△H3＞H5【答案】B【解析】A．已知①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H1②CH4(g)C(s)+2H2(g)△H2根据盖斯定律，将②-①，整理可得2CO(g)C(s)+CO2(g)△H=△H2-△H1=△H4，A正确；B．②CH4(g)C(s)+2H2(g)的正反应为吸热反应，△H2＞0，④2CO(g)C(s)+CO2(g)的正反应为放热反应，△H4＜0，B错误；C．已知①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)△H1②CH4(g)C(s)+2H2(g)△H2③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3根据盖斯定律，将②+③-①，整理可得CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)△H=△H2+△H3-△H1，即△H5=△H2+△H3-△H1，C正确；D．③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的正反应是吸热反应，△H3＞0，⑤CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)的正反应是吸热反应，△H5＞0，③-⑤整理可得CO2(g)CO(g)+C(s)为吸热反应，△H3-△H5＞0，故△H3＞H5，D正确；故合理选项是B。二、非选择题（共4小题，共40分）13．H2与O2、F2均能发生反应，如图为H2与F2发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。请回答下列问题：(1)完成转化Ⅰ、Ⅱ___(填“吸收”或“放出”，下同)能量，完成转化Ⅲ___能量。(2)H2和F2反应的热化学方程式为___。(3)H2在O2中燃烧的过程主要是___能转化为____能的过程。(4)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为TiO2→TiCl4Ti。已知：Ⅰ.C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ•mo1-1Ⅱ.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566kJ•mo1-1Ⅲ.TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g)△H3=+141kJ•mo1-1IVTiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TIiCl4(S)+2CO(g)的△H4=___。②反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是__。【答案】(1)

吸收放出(2)(3)

化学热(4)

-80KJ/mol

防止高温下Mg（Ti）与空气中的氧气（二氧化碳、氮气）作用【解析】(1)由图示可知转化Ⅰ、Ⅱ分别为F—F、H—H的断裂形成F、H原子，为吸收能量的过程；转化Ⅲ为F和H原子结合反应生成HF为H—F的形成过程，需要放出能量，故答案为：吸收；放出；(2)由图示可知H2和F2反应的焓变，则其热化学方程式为，故答案为：(3)H2在O2中燃烧的过程中会释放出大量的热量，即H2在O2所具有的化学能转化为热能和光能，主要转化为热能，故答案为：化学；热；(4)由加合法可知目标方程IV=Ⅲ+2×I-Ⅱ，则；在高温下Mg、Ti会与空气中的氧气（二氧化碳、氮气）发生反应，会对反应反应TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti在造成干扰，所以在Ar其氛围中进行，故答案为：防止高温下Mg（Ti）与空气中的氧气（二氧化碳、氮气）作用。14．在化学反应的能量变化中，请认真观察如图，然后回答问题。(1)图中反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的ΔH=___________(用含E1、E2的代数式表示)。(2)已知常温下拆开1molH-H键，1molN-H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为：___________。(3)已知反应①CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH=-177.7kJ/mol②0.5H2SO4(l)+NaOH(l)=0.5Na2SO4(l)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol③C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol④CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ/mol⑤HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol上述热化学方程式中，不正确的有___________；(填序号，以下同)表示燃烧热的热化学方程式是___________；(4)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：①2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH=-90.8kJ·mol−1②2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-23.5kJ·mol−1③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.3kJ·mol−1总反应：3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=___________。【答案】(1)

放热

E2-E1(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol−1(3)

①②

③④(4)-246.4kJ·mol−1【解析】(1)由图可知反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应；反应的ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=E2-E1；(2)N2与H2反应生成NH3的化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ/mol；即N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol−1；(3)反应①是吸热反应，ΔH应为正；反应②中H2SO4、NaOH、Na2SO4的聚集态应为溶液(aq)，不为纯液体(l)；反应③④⑤均正确，即上述热化学方程式中，不正确的有①②；1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物使放出的热量称为燃烧热：则表示燃烧热的热化学方程式是③④；(4)①2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH=-90.8kJ·mol−1②2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-23.5kJ·mol−1③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.3kJ·mol−1根据盖斯定律，2×①+②+③得3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)，则ΔH=-246.4kJ·mol−1。15．1909年，化学家哈伯用N2和H2在高温高压条件下首次合成了氨气，反应原理为，该反应的能量变化如图所示(a、b均大于零)，回答下列问题：(1)根据图示可知，该反应为___________(填“吸热”或“放热”)反应，写出生成2molNH3时的热化学方程式：___________。(2)在500℃、30MPa下，断裂1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键需要吸收的能量分别为436kJ、391kJ、946.5kJ。①每消耗0.6molN2时，该反应放出的热量为___________。②向某一密闭容器中充入1.5molH2(g)和0.5molN2(g)，在催化剂条件下进行上述反应，此时断裂的H-H吸收的热是___________(填“＞”、“＜”或“=”)654kJ，原因是___________。③加入催化剂，该反应的___________(填“变大”、“变小”或“不变”)，原因是___________。【答案】(1)

放热(2)

54.9kJ

＜合成氨反应是可逆反应，1.5mol氢气不能完全反应，断裂的H-H吸收的热是小于654kJ

不变催化剂不能改变焓变，该反应的不变【解析】(1)根据图示可知反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应为放热反应，生成1mol氨气放出（b-a）kJ的能量，因此生成2molNH3时的热化学方程式为。(2)①在500℃、30MPa下，断裂1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键需要吸收的能量分别为436kJ、391kJ、946.5kJ，则生成2molNH3时的焓变为（3×436+946.5－2×3×391）kJ/mol＝-91.5kJ/mol，则每消耗0.6molN2时，该反应放出的热量为0.6mol×91.5kJ/mol＝54.9kJ。②由于合成氨反应是可逆反应，1.5mol氢气不能完全反应，因此断裂的H-H吸收的热是小于654kJ；③加入催化剂后，由于催化剂只能改变活化能，但不能改变焓变，因此该反应的不变。16．(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)⇌NH2COONH4(s)ΔH1反应Ⅱ：NH2COONH4(s)⇌CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH2＝＋72.49kJ·mol－1总反应：2NH3(g)＋CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－86.98kJ·mol－1则反应Ⅰ的ΔH1＝________kJ·mol－1。(2)氢气可将CO2还原为甲烷