2019高三化学一轮课时分层训练19　化学反应的热效应

课时分层训练(十九)化学反应的热效应(建议用时：45分钟)(对应学生用书第290页)A级基础达标1．下列关于燃料与能源的说法不正确的是()A．将煤通过物理变化液化后再作为能源，可减少PM2.5引起的危害B．生物质能、风能、水能是可再生能源C．“开发利用新能源”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量D．煤、石油、天然气为不可再生的化石燃料A[煤液化为化学变化。]2．(2018·池州模拟)下列关于热化学反应的描述中正确的是()【导学号：95160141】A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出57.3kJ的热量B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0)kJ·mol－1C．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1B[A项，醋酸为弱酸，电离时要吸热，放出的热量应小于57.3kJ；C项，甲烷的燃烧热指的是CH4燃烧生成液态H2O；D项，反应中的ΔH应为－285.8×2kJ·mol－1。]3．(2018·三门峡联考)一定条件下，在水溶液中1molCl－，ClOeq\o\al(－,x)(x＝1,2,3,4)的能量(kJ/mol)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是()A．c是ClOeq\o\al(－,3)B．2b=a＋c反应的ΔH为40kJ/molC．a、b、c、d、e中c最稳定D．b→a＋d反应的热化学方程式为3ClO－(aq)=ClOeq\o\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－116kJ/molD[A项，c的化合价为＋3，应为ClOeq\o\al(－,2)；B项，2b=a＋c的ΔH为(0＋100－2×60)kJ/mol＝－20kJ/mol；C项，能量越低越稳定，a最稳定；D项，ΔH＝(64＋0－3×60)kJ/mol＝－116kJ/mol。]4．化学反应的ΔH等于反应物的总键能与反应产物的总键能之差。化学键Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C键能/(kJ·mol－1)460360436431176347工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH为()【导学号：95160142】A．＋412kJ·mol－1 B．－412kJ·mol－1C．＋236kJ·mol－1 D．－236kJ·mol－1C[Si是原子晶体，呈正四面体结构，1个Si原子与周围的4个Si形成4个Si—Si，所以1molSi的共价键有2mol，即1molSi中含有2molSi—Si。由反应的化学方程式可知，该反应的ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－2E(Si—Si)－4E(H—Cl)＝(4×360＋2×436—2×176－4×431)kJ·mol－1＝＋236kJ·mol－1。]5．(2018·名校联考)最近某网站报道美国科学家发明了一种新型的燃料电池，其原电池总反应式为2H2(g)＋O2(g)=2H＋(aq)＋2OH－(aq)的ΔH为[已知H2(g)的燃烧热为285.8kJ·mol－1，中和热为57.3kJ·mol－1]()【导学号：95160143】A．＋686.2kJ·mol－1 B．＋457.0kJ·mol－1C．－457.0kJ·mol－1 D．－686.2kJ·mol－1C[根据已知条件可知：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH1＝－57.3kJ·mol－1①，2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH2＝＋571.6kJ·mol－1②，根据盖斯定律，由－(①×2＋②)求得2H2(g)＋O2(g)=2H＋(aq)＋2OH－(aq)ΔH＝－(ΔH1×2＋ΔH2)＝－(－114.6kJ·mol－1＋571.6kJ·mol－1)＝－457.0kJ·mol－1，故C项正确。]6．(2016·江苏高考)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝571.6kJ·mol－1②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131.3kJ·mol－1③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝206.1kJ·mol－1A．反应①中电能转化为化学能B．反应②为放热反应C．反应③使用催化剂，ΔH3减小D．反应CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8kJ·mol－1D[反应①是太阳能转化为化学能，A不正确；反应②中ΔH2>0，是吸热反应，B不正确；反应③使用催化剂不能改变反应的焓变，ΔH不变，C不正确；D项中，由盖斯定律，反应③－②可得CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH＝74.8kJ·mol－1，D正确。]7．下列有关能量的判断和表示方法正确的是()A．由C(s，石墨)=C(s，金刚石)ΔH＝＋1.9kJ，可知：石墨比金刚石更稳定B．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多C．由H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，可知：含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量等于57.3kJD．2gH2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－285.8kJA[石墨转化为金刚石的过程是吸热反应，金刚石能量高，石墨比金刚石稳定，A正确；等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，固体硫变为蒸气需要吸收热量，前者放出热量更多，B错误；含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，醋酸为弱酸，溶于水电离需要吸热，放出热量小于57.3kJ，C错误；2gH2的物质的量为1mol，此反应为放热反应，ΔH<0，故氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝2×(－285.8kJ·mol－1)＝－571.6kJ·mol－1，D错误。]8．已知：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋130kJ·mol－1,2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－220kJ·mol－1。断开1molH—H、O=O分别需要吸收436kJ、496kJ的热量，则断开1molO—H需要吸收的热量为()【导学号：95160144】A．332kJ B．118kJC．462kJ D．360kJC[将第一个热化学方程式乘以2，再减去第二个热化学方程式，得2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋480kJ·mol－1，故断开1molO—H需要吸收的热量为(436kJ×2＋496kJ＋480kJ)÷4＝462kJ，C项正确。]9．(2015·全国Ⅱ卷，改编)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－58kJ/mol③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3回答下列问题：已知反应①中相关的化学键键能数据如下：化学键H—HC—OCOH—OC—HE/(kJ·mol－1)4363431076465413(1)ΔH1＝__________________________________________________________________________(写出计算式及其值)，反应①为________热反应(填“吸”或“放”)，1molCO(g)和2molH2(g)的总能量与1molCH3OH(g)的总能量________较高(填“前者”或“后者”)。(2)将反应①中的CH3OH(g)改为CH3OH(l)，反应中的ΔH1________(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)将反应②中的化学计量数缩小eq\f(1,2)，则ΔH2＝________kJ/mol。(4)ΔH3与ΔH1、ΔH2的关系式为___________________________________，ΔH3＝________kJ/mol。(5)已知CH3OH(l)的燃烧热为akJ/mol，则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)1076kJ/mol＋2×436kJ/mol－3×413kJ/mol－343kJ/mol－465kJ/mol＝－99kJ/mol放前者(2)变小(3)－29(4)ΔH3＝ΔH2－ΔH1＋41(5)CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－akJ/molB级专项突破10．(2013·全国Ⅱ卷)在1200℃H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)ΔH12H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O(g)ΔH2H2S(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=S(g)＋H2O(g)ΔH32S(g)=S2(g)ΔH4则ΔH4的正确表达式为()【导学号：95160145】A．ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)B．ΔH4＝eq\f(2,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)C．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)A[根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系。将前三个热化学方程式分别标为①、②、③，根据盖斯定律，由eq\f(2,3)×①＋eq\f(2,3)×②－2×③可得：2S(g)=S2(g)ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。]11.物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是()A．A→F，ΔH＝－ΔH6B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1C．C→F，|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|D．|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|B[由图示可知ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，故B项错误。]12．(2018·哈尔滨师大附中模拟)已知HCN(aq)与NaOH(aq)反应生成1mol正盐的ΔH＝－12.1kJ·mol－1；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于()【导学号：95160146】A．－69.4kJ·mol－1 B．－45.2kJ·mol－1C．＋69.4kJ·mol－1 D．＋45.2kJ·mol－1D[由题意可写出热化学方程式：①HCN(aq)＋OH－(aq)=CN－(aq)＋H2O(l)ΔH＝－12.1kJ·mol－1；②H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，由①－②可得HCN(aq)CN－(aq)＋H＋(aq)ΔH＝(－12.1kJ·mol－1)－(－57.3kJ·mol－1)＝＋45.2kJ·mol－1，故D项正确。]13．火箭推进器常以联氨(N2H4)为燃料、过氧化氢为助燃剂。已知下列各物质反应的热化学方程式：N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－533.23kJ·mol－1H2O(g)=H2O(l)ΔH2＝－44kJ·mol－12H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g) ΔH3＝－196.4kJ·mol－1则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为()【导学号：95160147】A．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋817.63kJ·mol－1B．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.63kJ·mol－1C．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－641.63kJ·mol－1D．N2H4(g)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－817.63kJ·mol－1B[将题中的反应编号①、②、③，生成液态水时的反应热＝①＋③＋2×②，生成气态水的反应热＝①＋③－2×②，可求出B正确。]14．(2016·试题调研)已知：①CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1；②C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2；③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH3；④2CO2(g)＋4H2(g)=CH3COOH(l)＋2H2O(l)ΔH4；⑤2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)ΔH5。下列关于上述反应的焓变的判断正确的是()A．ΔH1>0，ΔH2<0B．ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1C．ΔH3>0，ΔH5<0D．ΔH4＝ΔH1－2ΔH3B[根据题给热化学方程式知，反应①、反应②和反应③都是放热反应，故ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，A、C项错误；由②×2＋③－①得反应⑤，故ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1，B项正确；由③×2－①可得反应④，则ΔH4＝2ΔH3－ΔH1，D项错误。]15．(2018·山西名校联考)(1)在化工生产过程中，少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒，常用SO2将CO氧化，SO2被还原为S。已知：①C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g) ΔH1＝－126.4kJ·mol－1②C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1③S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH3＝－296.8kJ·mol－1则SO2氧化CO的热化学方程式为_________________________________________________________________________________________________。(2)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。其中，反应①为2HCl(g)＋CuO(s)=H2O(g)＋CuCl2(s)ΔH1反应②生成1molCl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。(3)将CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，可发生反应：①CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)，该反应的ΔH＝＋206kJ·mol－1已知：②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802kJ·mol－1，写出由CO2和H2O(g)生成CO的热化学方程式________________________________________________________________________________________________。(4)工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：①用焦炭跟水反应：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO(g)＋H2(g)；②用天然气跟水蒸气反应：CH4(g)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温),\s\do7(催化剂))CO(g)＋3H2(g)已知有关反应的能量变化如下图所示，则方法②中反应的ΔH＝________。【解析】(1)由盖斯定律可知，待求反应式可通过反应2×②－2×①－③得到，进而求出待求反应的ΔH。(2)反应②的热化学方程式为CuCl2(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)＋Cl2(g)ΔH2。故总反应2HCl(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)＋Cl2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2。(3)由①式－②式得CO2(g)＋3H2O(g)=2O2(g)＋CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206－(－802)kJ·mol－1＝＋1008kJ·mol－1。(4)由图可知：Ⅰ.CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g) ΔH＝－akJ·mol－1；Ⅱ.eq\f(1,2)O2(g)＋H2(g)=H2O(g) ΔH＝－bkJ·mol－1；Ⅲ.CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－ckJ·mol－1。根据盖斯定律可知反应②的ΔH为(－c＋3b＋a)kJ·mol－1。【答案】(1)SO2(g)＋2CO(g)=S(s)＋2CO2(g)ΔH＝－237.4kJ·mol－1(2)2HCl(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)＋Cl2(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH2(3)CO2(g)＋3H2O(g)=2O2(g)＋CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋1008kJ·mol－1(4)(a＋3b－c)kJ·mol－1C级能力提升16．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知：①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1下列说法不正确的是()【导学号：95160148】A．反应①②均为放热反应B．等物质的量的甲烷分别发生反应①②，转移电子数相同C．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－akJ·mol－1，a<574D．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJC[A项正确，反应①②的ΔH均小于0，均为放热反应；B项正确，两个反应中碳元素的化合价均由－4升高到＋4，等物质的量的CH4分别参加反应①、②，转移的电子数相同；C项错误，H2O(g)→H2O(l)放热，由反应①推知当生成液态水时，会放出更多热量，ΔH会更小，a>574；D项正确，根据盖斯定律(①＋②)/2可得CH4(g)＋2NO2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g)ΔH＝－867kJ·mol－1，标准状况下4.48LCH4的物质的量为0.2mol，则放出的热量为0.2mol×867kJ·mol－1＝173.4kJ。]17．过渡态理论认为：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是从反应物到反应产物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图1是1molNO2与1molCO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。【导学号：95160149】图1图2(1)试写出NO2和CO反应的热化学方程式：_________________________________________________________________________________________，该反应的活化能是________kJ·mol－1。(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________________，该反应的活化能为________kJ·mol－1。(3)图2是某同学模仿图1画出的NO(g)＋CO2(g)=NO2(g)＋CO(g)的能量变化示意图。则图中E3＝________kJ·mol－1，E4＝________kJ·mol－1。【解析】(1)图中E1是正反应的活化能，即该反应的活化能为134kJ·mol－1。正反应的活化能和逆反应的活化能之间的能量差即为反应热。(2)可逆反应逆反应的反应热应该与正反应的反应热的数值相等，但符号相反。(3)E3即该反应的活化能，等于E2，E4是反应物与反应产物的能量之差，即反应热。【答案】(1)NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1134(2)NO(g)＋CO2(g)=NO2(g)＋CO(g)ΔH＝＋234kJ·mol－1368(3)3682341．(2018·昆明模拟)已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－394kJ·mol－1②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH2＝－242kJ·mol－1③2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3＝－2510kJ·mol－1④2C(s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH4下列说法正确的是()A．反应①放出197kJ的热量