2023届新高考化学选考一轮总复习训练-第19讲　化学反应的热效应

专题六化学反应与能量第19讲化学反应的热效应课时训练选题表知识点题号反应热、热化学方程式3,6,7,8燃烧热、中和热、能源1,4反应热的相关图像2,5,11,12盖斯定律及应用9,10,131.一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法中错误的是(C)A.氢能为绿色能源B.图中能量转化的方式至少有6种C.太阳能电池的供电原理与燃料电池相同D.太阳能、风能、氢能都属于新能源解析:氢能的产物为水,环保无污染,A项正确;题图中涉及的能量转化方式有太阳能、风能、水能转化为电能,电能转化为化学能、光能,化学能转化为电能等,B项正确;太阳能电池的供电原理是将太阳能转化为电能,而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能,所以两者供电原理不相同,C项错误;太阳能、风能、氢能都属于新能源,D项正确。2.如图分别表示HCl、N2O4(g)、N2O4(l)的能量变化图,有关说法不正确的是(A)A.①中步骤Ⅰ和Ⅱ的变化过程都会放出热量B.由②可以看出化学反应中能量变化的大小与物质的状态有关C.化学键的断裂与形成是化学反应发生能量变化的主要原因D.化学反应中的能量变化取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小解析:①中步骤Ⅰ化学键断开吸热,步骤Ⅱ化学键形成放热,故A错误;化学反应中的能量变化取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,由②可以看出生成N2O4(g)和N2O4(l)的能量不同,放出的热量不同,则化学反应中能量变化的大小与物质的状态有关,故B、D正确;化学反应中发生能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成,故C正确。3.下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是(B)A.稀醋酸与0.1mol/LNaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ/molB.密闭容器中,9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6g时,放出19.12kJ热量。则Fe(s)+S(s)FeS(s)ΔH=-95.6kJ/molC.已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ,则水分解的热化学方程式:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+285.5kJ/molD.已知2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221kJ/mol,则可知C的燃烧热ΔH=-110.5kJ/mol解析:A.醋酸是弱酸,主要以电解质分子存在,不能写成H+,且CH3COOH电离吸热,ΔH不为-57.3kJ/mol,因此不能用该热化学方程式表示反应热,错误;B.Fe与S混合加热反应产生FeS,反应方程式为Fe+SFeS,9.6g硫粉的物质的量是0.3mol,11.2g铁粉物质的量是0.2mol,两者反应时物质的量之比是1∶1,故应以不足量的Fe为标准,反应产生0.2molFeS,放出热量是19.12kJ,则反应产生1molFeS时放出热量为Q=19.12kJ0.2mol×1mol=95.6kJ,故Fe与S反应产生FeS的热化学方程式为Fe(s)+S(s)FeS(s)ΔH=-95.6kJ/mol,正确;C.1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ,2mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为571kJ,即2H2O(l)2H2(g)+O24.下列有关测定中和反应反应热实验的说法正确的是(A)A.用铜丝代替玻璃搅拌器,测得的ΔH偏大B.强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1molH2O的ΔH均为-57.3kJ·mol-1C.完成一次中和反应反应热测定实验,温度计需要使用2次,分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度D.某同学通过实验测出稀盐酸和稀NaOH溶液反应生成1molH2O反应热ΔH=-52.3kJ·mol-1,造成这一结果的原因不可能是用测量过稀盐酸温度的温度计直接测量稀NaOH溶液的温度解析:A.铜为热的良导体,容易导致热量散失,使测得的ΔH偏大,正确;B.部分强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应不仅生成H2O,还生成沉淀,如一定量的稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1molH2O时还有0.5molBaSO4沉淀生成,Ba2+与SO42-结合生成BaSO4时放热,则该反应的ΔH≠-57.3kJ·5.(2022·浙江1月选考,18)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示:下列推理不正确的是(A)A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性解析:A.由题图可知,碳碳双键加氢放出的热量与双键是独立双键()还是共轭双键()有关,故错误;B.由ΔH2<ΔH3可知,能量低于,故单双键交替(共轭)的两个碳碳双键使体系能量更低,物质更稳定,正确;C.3ΔH3<ΔH4,说明破坏苯环结构与破坏三个独立双键所需能量不同,故苯中不存在三个完全独立的碳碳双键,正确;D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0说明苯的能量低,结构稳定,正确。6.已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出XkJ热量。已知单质碳的燃烧热ΔH=-YkJ/mol,则C与1molO2反应生成CO时的反应热ΔH为(D)A.-YkJ/mol B.+(10X-Y)kJ/molC.-(5X-0.5Y)kJ/mol D.-(10X-Y)kJ/mol解析:已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,则生成0.2molCO和0.1molCO2,放出XkJ热量;已知单质碳的燃烧热为-YkJ/mol,即生成1molCO2时,释放YkJ的热量,则生成0.2molCO释放的热量为(X-0.1Y)kJ,C与1molO2反应生成2molCO时,释放(10X-Y)kJ,则焓变为-(10X-Y)kJ/mol。7.已知在25℃、1.01×105Pa下,1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如图所示,下列有关说法不正确的是(B)A.热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-490kJ·mol-1B.乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将小于930kJC.H2O分解为H2与O2时吸收热量D.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙解析:A.根据能量变化关系可知,H2(g)和12O2(g)反应共释放(930-436-249)kJ=245kJ的能量,则热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-490kJ·mol-1,正确;B.水由气态变为液态时,将释放热量,故乙→丙的过程中若生成液态水,释放的能量将大于930kJ,错误;C.O2和H2化合生成H2O时释放热量,因此H2O分解为H2与O2时吸收热量,正确;D.甲→乙吸收能量,乙→丙释放能量,甲→丙释放能量,因此甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙,正确。8.M经光照可转化成N,转化过程如图所示:ΔH=+88.6kJ/mol,下列说法正确的是(C)A.N的能量低,N相比M更稳定B.M生成N的过程中会形成过渡态,过渡态和N的能量差就是该反应的活化能C.碳碳单键的键能为akJ/mol,碳碳双键的键能为bkJ/mol,ΔH=(2b-4a)kJ/molD.M和N的燃烧热相同解析:A项,M转化成N是吸热反应,能量越低越稳定,M较稳定,错误;B项,过渡态和N的能量差是逆反应的活化能,错误;C项,反应过程中,反应物断开2mol碳碳双键,生成4mol碳碳单键,故ΔH=(2b-4a)kJ/mol,正确;D项,M和N的燃烧热不同,错误。9.已知将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低。关于下列ΔH的判断不正确的是(D)CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)ΔH1CuSO4(s)CuSO4(aq)ΔH2CuSO4(aq)Cu2+(aq)+SO42-CuSO4·5H2O(s)Cu2+(aq)+SO42-(aq)+5H2A.ΔH1>ΔH4 B.ΔH1>0ΔH2<0C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4 D.ΔH2+ΔH3>ΔH1解析:CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s),为吸热反应,ΔH1>0,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,ΔH2+ΔH3<0,CuSO4(aq)电离需要吸收热量,则ΔH3>0,ΔH2<0,由盖斯定律可知ΔH4=ΔH1+ΔH2+ΔH3,已知1molCuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,则ΔH4>0。A.ΔH1>0,ΔH2+ΔH3<0,ΔH4=ΔH1+ΔH2+ΔH3,则ΔH1>ΔH4,正确;B.分析可知,ΔH1>0,ΔH2<0,正确;C.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4,正确;D.ΔH2+ΔH3<0,ΔH1>0,ΔH2+ΔH3<ΔH1,错误。10.(2021·嘉兴教学测试)已知离子电荷相同时,离子半径越小,离子键越强。根据M/M2O(M=Li、Na)体系的能量循环图,下列判断正确的是(B)A.ΔH3<0ΔH4>0B.ΔH1>ΔH4+ΔH5+ΔH6C.ΔH6(Na2O)<ΔH6(Li2O)D.ΔH5(Na2O)>ΔH5(Li2O)解析:A.金属由固态转化为气态的过程吸热,则ΔH3>0,原子得电子产生阴离子的过程放热,则ΔH4<0,错误;B.根据盖斯定律,ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6,金属由固态转化为气态的过程以及断开化学键的过程均吸热,则ΔH3>0、ΔH2>0,因此ΔH1>ΔH4+ΔH5+ΔH6,正确;C.Na2O和Li2O相比,离子电荷相同时,离子半径越小,离子键越强,锂离子的半径小于钠离子的半径,所以Li2O的离子键更强,则形成Li2O时放出的热量更多,放热焓变为负值,放热越多,焓变越小,则ΔH6(Na2O)>ΔH6(Li2O),错误;D.金属钠的半径大于金属锂的,金属锂失去一个电子时吸收的能量更多,吸热焓变为正值,吸热越多,焓变越大,ΔH5(Na2O)<ΔH5(Li2O),错误。11.活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点,HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示:下列说法正确的是(C)A.该反应为吸热反应B.产物的稳定性:P1>P2C.该历程中最大正反应的活化能E正=186.19kJ·mol-1D.相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:v(P1)<v(P2)解析:结合图示可知,反应物的总能量高于产物P1或P2的能量,该反应为放热反应,A错误;产物的能量越低,其稳定性越强,即稳定性P1<P2,B错误;据图可知中间产物Z→过渡态Ⅳ的正反应活化能最大,即E正=186.19kJ·mol-1,C正确;结合图示可知,中间产物Z生成P1的活化能比生成P2的活化能小,即反应速率为v(P1)>v(P2),D错误。12.(2021·诸暨适应性考试)氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物,是常用的饮用水二级消毒剂,主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2Cl、NHCl2和NCl3)。已知部分化学键的键能和化学反应的能量变化如表和图所示。下列说法中正确的是(A)化学键N—HN—ClH—Cl键能/(kJ·mol-1)391.3x431.8A.表中的x=191.2B.反应过程中的ΔH2=1405.6kJ·mol-1C.选用合适的催化剂,可降低反应过程中的ΔHD.NH3(g)+2Cl2(g)NHCl2(g)+2HCl(g)ΔH=-22.6kJ·mol-1解析:A.根据题图中物质转化关系,化学反应方程式为NH3(g)+Cl2(g)NH2Cl(g)+HCl(g),题中Cl—Cl键能未知,故用ΔH1绝对值代入来代替反应物键能和,生成物键能和=(2×391.3+x+431.8)kJ·mol-1,代入数据得,11.3kJ·mol-1=1416.9kJ·mol-1-(2×391.3+x+431.8)kJ·mol-1,解得x=191.2,正确;B.根据焓变计算式ΔH=ΔH1+ΔH2,代入已知数据,可得11.3kJ·mol-1=1416.9kJ·mol-1+ΔH2,解得,ΔH2=-1405.6kJ·mol-1,错误;C.催化剂通过改变反应进程而改变反应活化能,进而影响化学反应速率,但反应物总能量、生成物总能量没有改变,物质H未发生变化,所以反应的ΔH也不变,错误;D.ΔH1数值上与1molNH3与1molCl2键能和同值,设Cl—Cl键能为ykJ·mol-1,则有1416.9kJ·mol-1=(3×391.3+y)kJ·mol-1,解得y=243,再根据D项方程式计算相应焓变值,ΔH=[3×391.3+2×243-(391.3+2×191.2+2×431.8)]kJ·mol-1=22.6kJ·mol-1,错误。13.(1)工业上用CO2、CO和H2在催化剂作用下制取甲烷、甲醇、乙烯等有重要的意义。(1)已知①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-572kJ·mol-1③H2O(g)H2O(l)ΔH=-44kJ·mol-1④CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=akJ·mol-1则a=。

(2)(2021·河北选择性考试,节选)大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时,相关物质的燃烧热数据如表:物质H2(g)C(石墨,s)C6H6(l)燃烧热ΔH/(kJ·mol-1)-285.8-393.5-3267.5则25℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为。(3)制备硫酸可以有如下两种途径:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ·mol-1SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH=-41.8kJ·mol-1若CO的燃烧热ΔH=-283kJ·mol-1,则1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO的能量变化示意图中E2=kJ·mol-1。

解析:(1)由盖斯定律②×2-③×2-①得CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=-166kJ·mol-1,则a=-166。(2)根据表格燃烧热数据可知,存在反应①C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-393.5kJ·mol-1,②