2024届新高考一轮复习化学反应原理特训卷 化学能与热能

化学能与热能1.意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的分子。分子结构与相似，已知断裂1molN—N吸收167kJ热量，生成1molN≡N放出942kJ热量。根据以上信息和数据，下列说法正确的是()A.属于一种新型的化合物B.沸点比（白磷）高C.与互为同素异形体D.1mol气体转变为将吸收882kJ热量2.已知下列反应的热化学方程式：；；；则反应的为()A. B.C. D.3.已知：（1）（2）（3）（4）（5）下列关于上述反应的焓变的判断正确的是()A. B.C. D.4.最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法中正确的是()A.CO和O生成是吸热反应B.在该过程中，CO断键形成C和OC.CO和O生成了具有极性共价键的D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与反应的过程5.下列说法正确的是()A.如图可以表示水分解过程中的能量变化B.若，则碳参与的反应均放热C.需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应D.已知Ⅰ：反应，Ⅱ：，且a、b、c均大于零，则断开1molH—Cl键所需的能量为6.已知3.6g碳在6.4g氧气中燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量。又知12.0g碳完全燃烧放出热量。则热化学方程式中Q等于()A. B.C. D.7.已知：①②③④下列说法正确的是()A.的燃烧热为571.6B.C.相同质量的和完全燃烧，放出的热量多D.8.已知反应中，每生成2molHI时会有的能量放出，有关化学键的键能如下，下列说法正确的是()A.键的键能为B.1mol的能量比2molH的能量高C.是吸热变化D.将1mol与1mol混合，充分反应后放出的热量为9.反应A+B→C（ΔH>0）分两步进行：①A+B→X（ΔH<0）；②X→C（ΔH>0）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()A. B.C. D.10.粮食安全是“国之大者”，合成氨对我国粮食安全贡献巨大。合成氨反应的能量变化及微观历程的示意图如下图所示（*表示物质吸附在催化剂表面的形态）。下列说法不正确的是()A.图2中②→③的过程吸收能量B.由图1可知，该反应的反应热C.③④的过程可表示为：D.其他条件相同，使用催化剂会改变单位时间内合成氨反应放出的热量11.Ⅰ.用50mL盐酸与50mLNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是；由图可知此装置除了两烧杯没有填满碎泡沫塑料外，还有何不妥之处，应如何改正；(2)用相同浓度和体积的氨水()代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。Ⅱ.回答下列问题(3)已知：①，②，③。则反应的=(用含的式子表示)。(4)某些化学键的键能如表所示：化学键键能/()ab试回答下列问题：已知，则N-H键的键能是kJ/mol(用含有a、b、c的式子表示)。(5)1mol气体和1molCO气体反应生成气体和NO气体过程中的能量变化如图所示，请写出与CO反应的热化学方程式：。(6)家用液化气的主要成分之一是丁烷()。常温常压条件下，1g丁烷气体完全氧化生成气体和液态水时放出热量50kJ，则表示丁烷燃烧热的热化学方程式为。12.“绿水青山就是金山银山”，运用化学反应原理研究NO的反应对缓解环境污染具有重要意义。回答下列问题：（1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1mol和1mol完全反应生成NO会______（填“吸收”或“放出”）______kJ能量。（2）工业上可利用甲烷还原NO减少氮氧化物的排放。向2L恒容密闭容器中通入2mol（g）、4molNO（g），一定条件下发生反应：，测得（g）与（g）的物质的量随时间变化的关系如下：01020304050（g）21.71.51.351.251.25（g）00.61.01.31.51.5①下列措施能够加快该反应速率的是________（填标号）。a.使用催化剂b.降低温度c.及时分离水②下列叙述中能说明该反应已达平衡状态的是________。a.b.混合气体的密度不再变化c.容器内气体的压强不再变化d.单位时间内生成1mol，同时消耗2mol③0~10min内，用表示该反应的平均反应速率为________。④30min时，的物质的量浓度为________。⑤平衡时，的体积分数为________。（3）一种NO—空气燃料电池的工作原理如图所示。①通入的电极为电池的________极（填“正”或“负”）。②写出通入NO电极的电极反应式________。13.二十大报告提出坚决深入推进环境污染防治。对等污染物的研究具有重要意义。（1）工业上一般采用硫铁矿或硫黄粉为原料制备硫酸。①已知298K，101kPa下：则反应_______，该反应能自发进行的条件是___________。②两种方法在制备工艺上各有其优缺点，下列选项正确的是___________。A.制备阶段，硫铁矿法产生较多矿渣，生成的气体净化处理比硫黄粉法复杂得多B.两种方法产生的气体都不需要干燥C.转化为阶段，控温500℃左右主要是为了提高反应速率和平衡转化率D.将原料粉碎后送入沸腾炉中，可以提高反应速率和原料的利用率（2）接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化。①催化氧化的反应过程可分为三步，请写出步骤Ⅰ的化学方程式：步骤Ⅰ：__________步骤Ⅱ：步骤Ⅲ：②不同温度下，具在一定能量的分子百分数与分子能量的关系如图所示，E表示温度下分子的平均能量，是活化分子具有的最低能量，阴影部分的面积反映活化分子的多少，则图中______（填“>”或“<”）。若温度下使用催化剂，请在图中画出相应的变化。（3）和碘水会发生如下两步反应：。①一定条件下，分别加入到体积相同、浓度不同的碘水中，体系达到平衡后，的物质的量随的变化曲线如图（忽略反应前后的体积变化）。有同学认为X点的浓度小于Y点，你认为该观点是否正确_________，原因是_____________。②化学兴趣小组拟采用下述方法来测定的平衡常数（室温条件下进行，实验中溶液体积变化忽略不计）：已知：和不溶于；一定温度下，碘单质分配在四氯化碳和水中的浓度比值是一个常数（用表示，称为分配系数），室温条件下。实验测得上层溶液中，下层液体中。结合上述数据，计算室温条件下的平衡常数_________（保留三位有效数字）。14.化学反应伴随着能量变化。根据所学知识，回答下列问题：（1）和均是有害气体，可在表面转化为无害气体，其反应原理如下：。有关化学反应的能量变化过程如图所示。①图中反应是___________（填“放热”或“吸热”）反应，该正反应的活化能为___________。该反应的___________。②若在反应体系中加入作为该反应的催化剂，则___________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），___________。（2）利用还原法可将还原为进行脱除。已知：。若有0.5molNO被还原，则该反应___________（填“释放”或“吸收”）的能量为___________。（3）生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂是一种温室气体，在大气中寿命可达740年之久。①已知：键能是指断开（或生成）1mol化学键所需要吸收（或放出）的能量。部分键能数据如下表所示。化学键键能/（）941.7154.8283.0则___________②已知：在25℃，101kPa时。反应I.；反应II.。写出与Na反应生成的热化学方程式：___________。15.热能在生产生活中有重大用途，某化学兴趣小组计划测定化学反应中热量的变化。

回答下列问题：

（1）NaOH溶液浓度的测定

（1）移取待测液，加入酚酞做指示剂，用酸式滴定管盛装稀盐酸至0刻度处后滴定，当__________，则到达滴定终点。此时酸式滴定管液面位置如图所示，则该溶液浓度为______________（保留四位有效数字）。（2）下列滴定有关操作正确的是_______（填选项字母）。A.移液时排碱式滴定管内的气泡B.应将凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套内的c端C.滴定过程中观察滴定终点（2）热量的测定取上述稀盐酸和溶液在保温装置中进行反应，测得反应前后的温度分别为，则该过程放出的热量为_____________J（已知，所有涉及溶液的密度均视为，比热容，忽略水以外各物质吸收的热量，下同）。（3）借鉴（2）的方法，甲同学尝试利用足量溶液和测定反应的焓变，已知反应后溶液质量约为，实验结果如表所示：实验序号反应前温度/℃反应后温度/℃125.030.2224.933.1325.530.7___________（4）乙同学借鉴实验（2）的方法，测定反应的焓变，实验过程中发现，有气泡产生，请结合化学用语解释产生气泡的原因：________________________；由于以上现象的产生，会使得乙同学所测数据有误差，请优化该实验方案：____________________。

（5）请说出一种热能在生活中的应用：____________________。

答案以及解析1.答案：C解析：A错误，是由氮元素组成的单质。B错误，与结构相似，相对分子质量大，其熔、沸点相对较高。C正确。D错误，1mol转变为2mol时，应放出热量。2.答案：A解析：试题分析：已知：①；，②；，③；，由盖斯定律：10×②+12×③－2×①得：；；故选A。3.答案：B解析：A、物质的燃烧反应是放热的，焓变小于零，，故A错误；B、利用盖斯定律计算，将（2）×2+（3）-（1），可得，反应热随之相加减，可求得反应热，即，故B正确；C、物质的燃烧反应是放热的，焓变小于零，所以，故C错误；D、根据盖斯定律，反应（4）不能是（1）-2×（3）得到，故D错误。故选：B。4.答案：C解析：A.根据能量--反应过程的图像知，状态Ⅰ的能量高于状态Ⅲ的能量，故该过程是放热反应，A错误；B.根据状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，故B错误；C.由图Ⅲ可知，生成物是，具有极性共价键，故C正确；D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程，故D错误。故选C。5.答案：A解析：A项，反应物总能量低于生成物总能量催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，但不改变反应烩变，正确。6.答案：C解析：根据题意得两个热化学方程式：①；②。由（①-②）得：，即。7.答案：C解析：本题易错之处：一是对燃烧热的概念认识不清，二是不清楚中和反应反应热的适用范围。A项，由热化学方程式①可知，的燃烧热为，A项错误。B项，该反应有生成，与结合生成时会放出热量，所以该反应放出的热量多于57.3kJ，即，B项错误。C项，相同质量的和，的物质的量大于，依据热化学方程式①、②计算可知，完全燃烧放出的热量多，C项正确。D项，根据盖斯定律，由可得，，D项错误。8.答案：A解析：A.中，每生成2molHI时会有的能量放出，设键的键能为x，则，，故A正确；B.断键吸热，1mol的能量比2molH的能量低，故B错误；C.形成化学键，是放热变化，故C错误；D.反应可逆，将1mol与1mol混合，生成HI的物质的量小于2mol，充分反应后放出的热量小于，故D错误；故选A。9.答案：A解析：①A+B→X（ΔH<0）反应放热，A、B总能量大于X；②X→C（ΔH>0）反应吸热，X的能量小于C；A+B→C（ΔH>0）反应吸热，A、B总能量小于C；故选A。10.答案：B解析：A.图2中②→③的过程中化学键断裂，吸收能量，故A正确；B.由图1可知，该反应为放热反应，反应热，故B错误；C.③→④的过程为原子间成键形成氨气分子，故C正确；D.催化剂不改变反应热，故其他条件相同，使用催化剂不会改变合成氨反应放出的热量，但是会改变单位时间内合成氨反应放出的热量，故D正确；故选：B。11.答案：(1)环形玻璃搅拌棒小烧杯与大烧杯杯口应相平(2)偏小(3)(4)(5)(6)解析：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌棒；由图可知此装置除了两烧杯没有填满碎泡沫塑料外；装置中小烧杯与大烧杯杯口应该相平，防止热量散失，故不妥之处为小烧杯与大烧杯杯口应相平。（2）氨水为弱碱，在电离过程中会吸收一部分热量，导致测得的中和热的数值会偏小。（3）根据盖斯定律可知，的=×①－②+2③=，故填。（4）设键的键能为x，根据表格数据可知，，则。（5）由图可知，该反应反应物总能量大于生成物总能量，故该反应放出能量，，故热化学方程式为。（6）1g的物质的量为，则1mol完全氧化生成气体和液态水时放出热量，故丁烷燃烧热的热化学方程式为。12.答案：（1）吸收；180（2）①a；②d；③0.03；④0.325；⑤25%（3）①正；②解析：（1）由示意图可知，1mol和1mol完全反应断键共吸收1444kJ能量，生成2molNO成键共放出1264kJ能量，故反应吸收180kJ能量。（2）①使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，a项正确；降低温度，减慢反应速率，b项错误；及时分离水会减小生成物浓度，减慢反应速率，c项错误；②该反应生成和浓度之比为2:1，是定值，当并不能说明反应到平衡状态，a项错误；该反应前后气体的总质量恒定，反应容器的体积恒定，故混合气体的密度是定值，密度不再变化并不能说明反应到平衡状态，b项错误；该反应前后气体的化学计量数之和不变，故恒容条件下，该反应容器内气体的压强是定值，压强不再变化并不能说明反应达到平衡状态，c项错误；该反应生成1mol的同时会生成2mol，故单位时间内生成1mol，同时消耗2mol说明的浓度保持恒定，反应达到化学平衡状态，d项正确。③0～10min内，的物质的量增加0.6mol，。④根据方程式可推知，30min时，的物质的量为1.3mol，则的物质的量为0.65mol，浓度为0.325。⑤的体积分数等于其物质的量分数，根据三段式计算可得平衡时，、。（3）①根据燃料电池的工作原理可知，通入的电极为电池的正极；②通入NO后失电子转化为硝酸，故电极反应式为。13.答案：（1）①-98.9；低温②AD（2）①②<；（3）①不正确；图中b线表示，随着的值增大，平衡向正反应方向移动，平衡后浓度降低②961解析：（1）①已知Ⅰ.，Ⅱ.，根据盖斯定律，由Ⅱ-Ⅰ得到，该反应为气体分子数减小的放热反应，，，根据时反应才能自发进行，知能自发进行的条件是低温。②油硫铁矿和硫黄粉的组成知，在制备阶段，硫铁矿法产生较多的矿渣，所得气体净化处理比硫黄粉法复杂得多，A正确；二氧化硫在催化剂条件下生成的与水反应生成，会腐蚀设备，且为了防止催化剂中毒，两种方法产生的气体都需要净化、干燥，B错误；转化为的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡转化率下降，所以控制温度在500℃左右的主要原因是为了提高反应速率，提高生产效率，C错误；将原料粉碎后送入沸腾炉中，反应物接触面积增大，反应更充分，D正确。（2）①由总反应结合步骤Ⅱ、Ⅲ可知，步骤Ⅰ的化学方程式为。②升高温度活化分子数增加，阴影部分面积会增加，所以；若温度下使用催化剂，由于催化剂会降低反应的活化能，活化分子数会增加。（3）①根据题中反应步骤，推出a为，b为，c为，随着的增加，第三步反应的平衡向正反应方向动，的浓度降低，因此该观点不正确。②平衡常数只受温度的影响，四氯化碳的