高中化学全程考评特训卷课练16

第六单元化学反应与能量

课练16化学反应中的能量变化

刷小题•夯基础

KUANGSHUAXIAOTIHANGJICHU

保基础

1.

[_太阳能、

解傕而沪、

电,

H2oIIH2,O2

、^发电机//

燃料电池

为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳

能制取氢能的构想，原理如图所示。下列说法不正确的是()

A.过程I中太阳能转化为化学能

B.过程H中化学能转化为电能

C.2molH2与1mol02的能量之和小于2molH2O的能量

D.H2O的分解反应是吸热反应

2.已知：©S(g)+O2(g)=SO2(g)AM;

②S(S)+O2(g)=SO2(g)A%;

③2H2s(g)+C)2(g)=2S⑸+2比0(1)AW3

④2H2s(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O⑴A%;

⑤SO2(g)+2H2s(g)=3S(s)+2H2O⑴AW5o

下列关于上述反应焙变的判断不正确的是()

A.\H\<\H2

B.A//3<A//4

C.A”5=A“3-A”2

D.2AH5=3A/6-

3.下列关于热化学反应的描述中正确的是()

-

A.已知H\aq)+OH(aq)=H2O(l)△4=-57.3kJ-mol则H2sO&和Ba(OH)2反应：

1

H2so4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2。(1)的反应热△，=2X(—57.3)kJ-moP

B.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH.QH(g)+TO2(g)=CO2(g)

1

+2H2(g)A//=-192.9kJ-mol,则CH30H(g)的燃烧热为192.9klmo「

1

C.Hz(g)的燃烧热是285.8kJ-moP,则2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)AH=+57I.6kJ-mol

1

D.葡萄糖的燃烧热是2800kJ-mol,则|C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(1)

\H=-\400kJ-mol-1

4.1mol白磷(P4,s)和4mol红磷(P,s)与氧气反应过程中的能量变化如图(E表示能

量)。下列说法正确的是()

反应过程

A.P4(白磷，s)=4P(红磷，s)A//>0

B.以上变化中，白磷和红磷反应的活化能相等

C.白磷比红磷稳定

D.红磷燃烧的热化学方程式是4P(红磷，s)+502(g)=P40io(s)

1

A/7=-(E2-£3)kJ-mol

栋演)考

5.[2021•浙江卷6月，21]相同温度和压强下，关于反应的下列判断正确的是()

O8)+"®-0

(g)+2H2(g)--

O(g)+3H(g)―►0AH,

2

(g)+H,(g>―-(g)

A.A//|>O,△42>0

B.△H3=A”|+A42

C.△”1>A42，△〃3>A42

D.A//2—Aft+A/74

6.[2021•浙江卷1月，20]已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:

共价键H—HH—O

键能/(kJ-moL)436463

2H2(g)+O2(g)=2HO(g)

热化学方程式2

A//=-482kJ-mol-1

则2O(g)=O2(g)的AH为()

A.428kJ-mol1B.-428kJ-mol1

C.498kJ-mol1D.-498kJ-mol1

7.[2021•全国甲卷，28(1)]二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。

回答下列问题：

二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：

CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

该反应一般认为通过如下步骤来实现：

@CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)

△Hi=+41kJ-moF1

@CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)

-1

AH2=-90kJ-mol

总反应的△"=kJ-mol'；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应

能量变化的是(填标号)，判断的理由是

A

反应进程

CD

8.[2021•广东卷，19(节选)]我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。

CH4与CO?重整是CO?利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：

a.CH4(g)+CO2(g)-2CO(g)+2H2(g)AM

b.CO2(g)+H2(g)wCO(g)+H2O(g)△小

c.CH4(g)-C(s)+2H2(g)A//3

d.2co(g)wCCh(g)+C(s)AW4

e.CO(g)+H2(g)-H2O(g)+C(s)A//5

(1)根据盖斯定律，反应a的AH尸(写出一个代数式即可)。

(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有o

A.增大CO2与CFU的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加

B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动

C.加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率

D.降低反应温度，反应a〜e的正、逆反应速率都减小

(3)一定条件下，CE分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分步进行，

其中，第步的正反应活化能最大。

9.[2021•湖南卷，16(1)(2)]氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、

易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。

方法1.氨热分解法制氢气

相关化学键的键能数据

化学键NNH—HN—H

键能E/（kJ-mo「）946436.0390.8

在一定温度下，利用催化剂将N%分解为N2和H2。回答下列问题:

(1)反应2NH3(g^N2(g)+3H2(g)\H=kJmol'；

(2)已知该反应的AS=198.9Jmol'K在下列哪些温度下反应能自发进行？

(填标号)；

A.25℃B.125℃

C.225℃D.325℃

优模拟

10.[2022•南通一轮]关于中和热，下列说法正确的是()

A.在稀溶液中，任何酸与碱发生中和反应生成1molH2O⑴时放出的热量均为57.3kJ

B.测定中和热过程中，实验前用温度计测量NaOH溶液的温度后，立刻测定盐酸的温

度

C.1H2so4(叫)+；Ba(OH)2(aq)=1BaSO4(s)+H2O(l),该反应-57.3kJ-moL

D.中和热的测定实验中，可选择50mL0.5moi1-1稀盐酸和50mL0.55molL'NaOH

溶液进行实验

11.[2022•大连质检]化学工作者通过密度泛函数理论研究CF3(D2(一种自由基，结构可

F、

表示为F)与NO的反应机理，其三个反应路径与相对能量的关系如图所示，其中

TS为过渡态物质，IM为中间体。下列说法正确的是()

平、、幽一型「_

300反应路径③/CFQNOO

200

7/理

C_TS4//一、、、反应路径②

W100/—、JM3//、、、

2•zz7\

0

CFO+NO/'里'/纥_

533?

-100M赢薪出'四’'笠亦。2

-200

CFjONO,

反应历程

A.CF3O2中每个原子均满足8电子稳定结构

B.稳定性：NO2<NOO

C.制约反应路径③反应速率的步骤是IM3-TS5

D.反应路径②的产物能量最低，反应最易进行

12.[2022・连云港一轮]CO和H2在一定条件下可合成甲醇，发生反应CO(g)+2H2(g)；

CH30H(g),两种反应过程中能量的变化曲线如图中a、b所示，下列说法正确的是()

反应过程

A.该反应的活化能为510kJ・mol

B.题述反应的△H=-91kJmoL

C.曲线b对应的反应过程的反应速率：第H阶段〈第I阶段

D.曲线b对应的反应过程使用催化剂后降低了反应的活化能和

13.[2021•开封质检]氨的催化氧化是工业制硝酸的基础。已知下列热化学方程式：

①N2(g)+3H2(g)w2NH3(g)△从；

②N2(g)+O2(g)=2NO(g)A“2=+180.5kJ-moF1；

③4NH3(g)+5O2(g)为NO(g)+6H2O(g)^=akJ-moF'o

某条件下，合成氨反应的能量变化曲线如图所示，部分化学键的键能数据如表所示。

能量/(kJ・mor')

2NH3(g)

反应过程

化学键H—H0=0H—O

键能/(kJbmoL)436.0497.3462.8

下列说法正确的是()

A.升高温度有利于提高合成氨反应的产率和反应速率

B.氢气的燃烧热为240.95kJ-moL

C.a=-900.7

D.向密闭容器中充入4moiNH3和5moiO2，充分反应，放出的热量为同

kJ

合测评•提能力

ZONGHECEPING-TINENGLI»

一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题意。

1.[2021•重庆育才中学月考]已知中和热的数值是57.3kJmol'c下列反应物混合时，

产生的热量等于57.3kJ的是()

A.1mol-L1稀盐酸和1mol-L"'稀NaOH(aq)

B.500mL2.0mol-L1的HCI(aq)和500mL2.0mol-L1的NaOH(aq)

C.1L1moLL।HF(aq)和1L1mol-L-1稀氨水

D.500mL2.0mol-L1的HCN(aq)和500mL2.0mol-L-1的NaOH(aq)

2.合成氨原料中的Ph可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。部分1mol物质完全

燃烧生成常温下稳定氧化物的数据如下表：

物质△，/(kJ.mol-1)

H2(g)-285.8

CO(g)一283.0

CH4(g)-890.3

已知1molH2O(g)转化生成1mol氏0⑴时放出热量44.0kJ。下列C%和水蒸气在高温

下反应得到H2和CO的热化学方程式正确的是()

A.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

△Hi=+206.1kJ-mol1

B.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

1

A//2=-206.1kJ-moP

c.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

△H3=+365.5kJ-moL

D.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)

△H4=-365.5kJ-moL

3.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：2H2。⑴=2H2(g)+C)2(g)A/7i=571.6kJ-mol1

1

②焦炭与水反应制氢：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)A//2=131.3kJ-mol

1

③甲烷与水反应制氢：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)Aft=206.1kJ-moP

A.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，△为减小

D.反应CHMg)=C(s)+2H2(g)的△H=74.8kJ-moF'

4.化学反应放出或吸收的能量称为反应热。反应热(A”)又因化学反应的分类给予不同

的名称。如我们学过的燃烧热(A2)，又如由稳定单质化合生成1mol纯物质的热效应称为

生成热(AH「)，断裂化学键时，所吸收的能量称为键能(八%)。下面两个图中的数据分别表示

水与二氧化碳各1mol分解时能量变化的示意图，图中的各数据均以kJ为单位，下列说法

正确的是()

2H®+O(g)C(s)+20(g)

247—2H(g)+为2。

494

C(s)4-O2(g)

CO(g)4o(g)

436.1092

H2(g)+202(fi)

以()285

2431ogCO2(g)

图11mol水分解时的图2ImolCOz分解

能量变化时的能量变化

-1

A.H2O(g)的生成热:AHf=243kJ-mol

B.CO(g)的燃烧热：A//c--570kJ-mol

1

C.O—H键的键能:A/7b=436kJ-moP

D.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)

A//=-42kJ-moP'

5.335℃时，在恒容密闭反应器中1.00molGoHi8⑴催化脱氢的反应过程如下：

反应1：CioH18(l)-CloH12(l)+3H2(g)&H\

反应2：C1oH12(l)-CloH8(l)+2H2(g)\H2

测得C10H12和C10H8的产率XI和尤2(以物质的量分数计)随时间的变化关系及反应过程中

能量的变化如图所示。下列说法错误的是()

若

/\/^^C10H8(l)+5H2(g)

/14同#)+3坨&)

1cMs(1)

°反应过程

A.使用催化剂能改变反应历程

B.更换催化剂后△”］、也会随之改变

C.8h时，反应1、2都未处于平衡状态

D.X.显著低于念，是由于反应2的活化能比反应1的小，反应1生成的GoHn很快转

变成CioHg

6.以TiCh为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,

该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示：

®

@

下列说法正确的是()

A.过程①中钛氧键断裂会释放能量

B.该反应中，光能和热能转化为化学能

C.使用TiCh作催化剂可以降低反应的焰变，从而提高化学反应速率

D.CO2分解反应的热化学方程式为

1

2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)AW=+30kJ-mol*

7.工业制氢气的一个重要反应是：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)o已知在25℃时:

①C(s)+gO2(g)=CO(g)AWi=-111kJ-moF'

-1

@H2(g)+1O2(g)=H2O(g)A/72=-242kJ-mol

1

@C(s)+O2(g)=CO2(g)A%=—394kJ-mol

下列说法不正确的是()

1

A.25℃时.，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)A/7=-41kJ-moP

B.增大压强，反应①的平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小

C.反应①达到平衡时，每生成1molCO的同时生成0.5molO2

D.反应②断开2mol比和1molO2中的化学键所吸收的能量比形成4molO—H键所

放出的能量少484kJ

8.挥发性有机物(VOCs)对环境易造成污染，VOCs催化燃烧处理技术具有净化率高、

燃烧温度低、无明火、不会有NO*等二次污染物产生等优点。图甲是VOCs处理过程中固

体催化剂的催化原理，图乙是反应过程中的能量变化图。下列叙述不正确的是（）

甲乙

A.图甲中固体催化剂表面既有化学键断裂，也有化学键形成

B.图甲中固体催化剂不能提高VOCs的平衡转化率

C.图乙中曲线H使用了固体催化剂，反应活化能降低

D.VOCs催化氧化过程中所有反应均为放热反应

9.氮及其化合物的转化过程如图1所示，其中图2为反应①过程中能量变化的曲线图。

下列分析合理的是（）

oH

•0

ON

Q催化剂a催化剂b一g

°N,①②°N0

图1

"能量/（kJ-mo『）

弼600

N2+3H2X

............................2NH；

反应过程

图2

A.N2和H2被吸附在催化剂a表面发生反应

B.反应①的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）A//=+92kJ-moP1

C.反应②中，转移1.25mol电子时消耗NH3的体积为5.6L

D.催化剂a、b能提高反应速率和平衡转化率

10.已知：1molC（s）燃烧生成CO（g）放出110.4kJ热量，C-O与。2反应的能量变化

如图所示。下列叙述正确的是（）

反应过程

A.C(s)的燃烧热为110.4kJ-mo「

B.lmolCuO分解生成Cu2O放出73kJ热量

C反应2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)的活化能为640kJ-mol1

D.足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为C(s)+2CUO(S)=CU2O(S)+CO(g)

A//=+35.6kJ-mol-1

二、非选择题：本题共3小题。

11.氯及其化合物在生产、生活中应用广泛。

(1)已知：①CL(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O⑴AWi=-101.1kJ-mol

②3NaC10(aq)=NaC103(aq)+2NaCl(aq)

A/72=-112.2kJ-mol-1

则反应3cb(g)+6NaOH(aq)=5NaCl(aq)+NaC103(aq)+3H2O(1)的\H=

kJ-mol'o

(2)几种含氯离子的相对能量如表所示:

CIO；(aq)

离子CP(aq)cicr(叫)Cio2(aq)C1O4(aq)

相对能量/(kJ-moP1)0601016338

①在上述五种离子中，最稳定的离子是(填离子符号，下同)，最不稳定的离子

是o

②写出CIO；反应生成CIO；和C「的热化学方程式：

(3)以HC1为原料，用。2氧化制取CL，可提rWi效益，减少污染。反应如F：

C21

4HCl(g)+O2(g)^^'2Cl2(g)+2H2O(g)A/7=-115.4kJ-mol

上述反应在同一反应器中，通过控制合适条件，分两步循环进行，可使HC1转化率接

近100%。其基本原理如图所示：

Cl2(g)02(g)

已知过程I的反应为2HCl(g)+CuO(s)筌吧CuC12(s)+H2O(g)

A//i=-120.4kJ-mol1

①过程II反应的热化学方程式为______________________________________________

_______________________________________________________________________________O

②过程I流出的气体通过稀NaOH溶液(含少量酚酷)进行检测，氯化初期主要为不含

HC1的气体，判断氯化结束时溶液的现象为___________________________________________

0

12.(1)以CCh和N%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(gKNH2COONH4(s)AM

1

反应II：NH2COONH4(SXCO(NH2)2(S)+H2O(g)A//2=+72.49kJ-mol

1

总反应：2NH3(g)+CO2(g)wCO(NH2)2(s)+H2O(g)AW3=-86.98kJ-moP

则反应I的△&=kJ-mol1»

(2)氢气可将CCh还原为甲烷，反应为

CO2(g)+4H2(g)-CH4(g)+2H2O(g)oShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果，研究了

在Pt/SiCh催化剂表面上CCh与H2的反应历程，前三步历程如图所示，其中吸附在Pt/SiCh

催化剂表面用标注，Ts表示过渡态。物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会

(填“放出热量”或“吸收热量”);反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程

式为o

G

能量/eV)

=

is

+Z3

HH

0.5X3

+・r

AGO(

0.0)OX