专题四-化学反应与热能(原卷版)(人教2019必修第二册)

专题四化学反应与热能一、选择题（25小题）1．（2021·全国高一期末）下列反应属于吸热反应且是氧化还原反应的是A．乙醇在氧气中燃烧的反应 B．氢氧化钠溶液与盐酸的中和反应C．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应 D．木炭与二氧化碳高温反应2．（2021·浙江舟山市·高一期末）在298K、1.01×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反应，测得反应放出xkJ的热量。已知在该条件下，1molCO2通入1L2mol·L-1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是A．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)

ΔH=-(2y-x)kJ·mol-1B．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)

ΔH=-(2x-y)kJ·mol-1C．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)

ΔH=-(4x-y)kJ·mol-1D．CO2(g)＋2NaOH(l)=2NaHCO3(l)

ΔH=-(8x-2y)kJ·mol-13．（2021·浙江高一期末）已知气体A和B发生反应生成C，其分子结构模型如图所示，下列说法不正确的是A．由图可知，该化学反应属于化合反应B．该化学反应不属于氧化还原反应C．由图可知，化学反应过程中，包含着反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成D．气体A、B、C可能分别为H2、Cl2和HCl4．（2021·上海市向明中学高一期末）已知：4g甲烷完全燃烧生成液态水时放出热量222.6kJ，下列热化学方程式正确的是A．CH4＋2O2＝CO2＋2H2＋890.4kJB．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)＋222.6kJC．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)＋890.4kJD．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)-890.4kJ5．（2021·上海市向明中学高一期末）属于吸热反应的是A．乙醇燃烧 B．碳酸钙分解C．氢氧化钠溶液与盐酸反应 D．生石灰与水混合6．（2021·浙江绍兴市·高一期末）纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2，过程如图所示。下列说法中，不正确的是A．过程I的反应：2Fe3O4=6FeO+O2↑B．Fe3O4、FeO以太阳能为热源分解水制H2过程中的催化剂C．过程I、Ⅱ的总反应：2H2O=2H2↑+O2↑D．整个过程实现了太阳能向化学能的转化7．（2021·全国高一期末）化学反应A2＋B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是（）A．该反应是吸热反应B．断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ的能量C．断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量8．（2021·全国高一期末）下列过程属吸热过程的是A．镁与盐酸反应放出氢气B．氢氧化钠与盐酸的反应C．浓硫酸与蔗糖混合D．Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应9．（2021·许昌市第三高级中学高一期末）化学能可与热能、电能等相互转化。下列表述不正确的是A．化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成B．能量变化是化学反应的基本特征之一C．图I所示的装置能将化学能转变为电能D．图II所示的反应为放热反应10．（2021·菏泽思源学校高一期末）已知N2和H2合成氨的反应是放热反应，破坏1molN≡N键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molH-H键消耗的能量为Q2kJ，形成1molN-H键放出的能量为Q3kJ，下列关系式中正确的是（）A．Q1+3Q2＞6Q3 B．Q1+3Q2＜6Q3 C．Q1+Q2＜Q3 D．Q1+Q2=Q311．（2020·西藏拉萨市·拉萨那曲第二高级中学高一期末）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．12．（2020·浙江金华市·高一期末）为解决日益加剧的温室效应等问题，科学家正在研究建立如图所示的二氧化碳新循环体系：上述关系图能反映的化学观点或化学思想有①化学变化中元素种类是守恒的；②燃烧时化学能可以转化为热能；③光能或电能可以转化为化学能；④无机物和有机物可以相互转化；⑤二氧化碳也是一种重要的资源。A．①②③ B．①②④⑤ C．①④⑤ D．①②③④⑤13．（2020·上林县中学高一期末）下列反应中属吸热反应的是A．镁与盐酸反应放出氢气 B．氢氧化钠与盐酸的反应C．硫在空气或氧气中燃烧 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应14．（2020·内蒙古赤峰市·高一期末）已知反应：X+Y=M+N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的能量B．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量C．因为该反应为吸热反应，一定要加热反应才能进行D．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量15．（2020·江苏省昆山中学高一期末）单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化，如图所示，下列说法不正确的是A．单斜硫和正交硫互为同素异形体B．单斜硫比正交硫稳定C．1molSO2(g)分解成1molS(s，单斜)和1molO2时会吸收热量D．S(s，单斜)=S(s，正交)△H=-0.33kJ/mol16．（2020·揭西县河婆中学高一期末）N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，该反应属于放热反应。下列说法正确的是A．催化剂仅起到吸附N2和H2的作用，对化学反应速率没有影响B．②→③过程，是放热过程C．③→④过程，N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3D．合成氨反应中，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量17．（2020·吉林高一期末）下列图示变化为吸热反应的是A． B．C． D．18．（2020·南昌市新建区第二中学高一期末）2SO2(g)十O2(g)2SO3(g)

△H=-198kJ·mol-1，在V2O5存在时，该反应机理为：Ⅰ：V2O5+SO2→2VO2+SO3(快)

Ⅱ：4VO2+O2→2V2O5(慢)，下列说法正确的是A．该反应逆反应的活化能小于198kJ/molB．改变催化剂，可改变该反应的活化能C．2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应能放出198kJ的热量D．VO2在反应中起催化剂的作用降低了反应活化能加快反应速率19．（2020·北京师范大学万宁附属中学高一期末）中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。已知：几种物质中化学键的键能如表所示。化学键H2O中H-O键O2中O=O键H2中H-H键H2O2中O-O键H2O2中O-H键键能kJ/mol463496436138463若反应过程中分解了2mol水，则下列说法不正确的是A．总反应为2H2O2H2↑+O2↑ B．过程I吸收了926kJ能量C．过程II放出了574kJ能量 D．过程Ⅲ属于放热反应20．（2020·黑龙江大庆市·铁人中学高一期末）已知：（1）H2(g)+O2(g)═H2O(g)ΔH=akJ/mol（2）2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH=bkJ/mol（3）H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=ckJ/mol（4）2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)ΔH=dkJ/mol下列关系式中正确的是()A．a＜c＜0 B．b＞d＞0 C．2a=b＜0 D．2c=d＞021．（2020·忻州市第二中学校高一期末）下列变化过程，属于放热反应的是：①NaOH固体溶于水②炸药爆炸③食物因氧化而腐败④铝热反应⑤酸碱中和反应⑥煅烧石灰石制生石灰⑦盐酸溶液中插入打磨过的铝片A．②③④⑤⑦ B．①②④⑤ C．②③④⑤ D．①②③⑥⑦22．（2020·新疆阿勒泰地区·高一期末）下列反应属于放热反应的是A．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应B．能量变化如图所示的反应C．化学键断裂吸收的热量比化学键生成放出的热量多的反应D．燃烧反应和中和反应23．（2020·湖北武汉市·高一期末）甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)，1gCH4(g)完全反应可释放15.46kJ的热量，下图中能表示该反应过程的能量变化的是()A．B．C．D．24．（2020·湖北武汉市·高一期末）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。能量关系图如图所示下列有关说法中，正确的是：A．图中所示反应为吸热反应B．该反应需要加热或获取其它形式的能量才能发生C．该反应的焓变ΔH＝(E1－E2)KJ/molD．上图中虚线表示使用了催化剂，且反应物的活化能大于生成物的活化能25．（2020·湖北武汉市·高一期末）下列物质的变化过程中：①H2在Cl2中燃烧②碳酸钙分解③铝热反应④酸碱中和反应⑤缓慢氧化⑥H2O分解⑦NaOH固体溶于水⑧铁和稀H2SO4反应⑨Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应⑩工业合成氨，说法正确的是：A．属于放热反应的有：①③④⑤⑦⑧⑩B．反应⑨在搅拌的过程中有刺激性气味的气体产生可以证明该反应是吸热反应C．擦拭过机器的废旧棉纱在不通风的角落里自燃的现象可以证明缓慢氧化是放热反应D．目前科学研究的前沿是寻找合适的催化剂，降低反应⑥的焓变，从而使水的分解更容易二、填空题26．（2021·全国高一期末）为了研究A＋B=C＋D反应的能量变化情况，某同学设计了如图所示装置。当向盛有A的试管中滴加试剂B时，看到U形管中甲处液面下降乙处液面上升。试回答下列问题：（1）物质中的化学能通过___________转化成___________释放出来。（2）A和B的总能量比C和D的总能量___________(填“高”或“低”)。（3）该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。（4）反应物化学键断裂吸收的能量___________(填“高”或“低”)于生成物化学键形成放出的能量。（5）写出一个符合题中条件的化学方程式：___________。三、实验题27．（2021·全国高一期末）为了探究化学反应的热效应，某兴趣小组进行了实验：（1）将纯固体物质X分别装入有水的锥形瓶里(发生化学反应)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。图1图2①若如图1所示，发生的反应(假设没有气体生成)是___________(填“放热”或“吸热”)反应，X可以是___________(填化学式，只填一种即可)。②若如图2所示，发生的反应(假设没有气体生成)是___________(填“放热”或“吸热”)反应，以下选项中与其能量变化相同的是___________(填字母)。A．CO还原CuO的反应B．CaCO3的分解反应C．Al和Fe2O3的反应（2）如图3所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块铝片，再滴入5mLNaOH溶液。试回答下列问题：图3实验中观察到的现象是：铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、___________，产生上述现象的原因是___________。四、原理综合题28．（2020·浙江绍兴市·高一期末）化学是人类利用自然资源和应对环境问题的重要科学依据。请回答以下问题：（1）含硫煤燃烧会产生大气污染物，为防治该污染，某工厂设计了新的治污方法，同时可得到化工产品，该工艺流程如图所示。请写出该过程中涉及反应的离子方程式：_______。（2）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：①正(阳)极区发生的电极反应式为_______。②电路中转移1mol电子需消耗氧气_______L(在标准状况下)。（3）开发和利用清洁、高效的新能源已成为人类共同关注的重大课题。①已知标准状况下11.2L甲烷完全燃烧生成液态水时放出445kJ的热量，请写出甲烷燃烧的热化学方程式_______。②煤制合成天然气是煤气化的一种重要方法。其工艺核心是合成过程中的甲烷化。涉及的主要反应有：反应ICO+3H2⇌CH4+H2O反应IICO2+4H2⇌CH4+2H2O在300℃时，容积为2L的密闭容器中进行有关合成天然气实验，相关数据记录如下：CO/molCO2/molH2/molCH4/molH2O/mol0min4320005min22a34则：a=_______；请用CO2表示反应在0～5min内的反应速率，v(CO2)=_______。29．（2020·长沙市·湖南师大附中高一期末）（1）用CO2催化加氢可制取乙烯：。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的_______(用含a、b的式子表示)。已知：几种化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的，则表中的_______。化学键C=OH-HC=CC-HH-O键能/()803436x414464（2）甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整两个过程。向反应系统中同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应如下表，则在初始阶段，蒸汽重整的反应速率_______(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷氧化的反应速率。反应过程化学方程式焓变△H/(kJ·mol-1)活化能Ea/(kJ·mol-1)甲烷氧化CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)-802.6125.6CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)-322.0172.5蒸汽重整CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)+206.2240.1CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)+158.6243.9（3）CO2在Cu-ZnO催化下，可同时发生如下的反应Ⅰ、Ⅱ，其可作为解决温室效应及能源短缺问题的重要手段。Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-57.8kJ/molⅡ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ/mol某温度时，若反应Ⅰ的速率v1大于反应Ⅱ的速率v2，则下列反应过程的能量变化正确的是_______(填字母代号)。

30．（2020·长沙市·湖南师大附中高一期末）工业上利用合成气(CO、CO2和H2)来生产甲醇，有关反应的化学方程式及其在不同温度下的化学平衡常数如下表所示。化学反应平衡常数500℃700℃800℃Ⅰ．2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)ΔH1K12．50．340．15Ⅱ．H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g)ΔH2K21．01．702．52Ⅲ．3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3K3（1）若合成气为H2和CO2，仅按反应Ⅲ合成甲醇。请回答：①由H2(g)和CO2(g)合成CH3OH(g)的ΔH3=_______。(用ΔH1、ΔH2表示)②下列措施能使反应Ⅲ的平衡体系中时增大的是_______(字母代号)。A．水蒸气从体系中分离出去B．恒压时充入氮气C．升高温度D．恒容时再充入一定量H2③500℃测得反应Ⅲ在10min时，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为2mol/L、1.0mol/L、0.6mol/L、0.6mol/L，则此时v正_______(填“＞”“=”或“＜”)v逆。从开始到该时刻，用H2表示反应的平均速率为v(H2)=_______。（2）若用合成气H2、CO和CO2生产甲醇，当时，体系中CO平衡转化率[α(CO)]与温度和压强关系的一些散点如图所示。520K、压强为p时，α(CO)处于C点。①若保持温度不变，增大压强，则可能是图中的_______点(填字母代号，下同)。②若保持压强不变，升高温度，则可能是图中的_______点。五、计算题31．（2020·辽源市第五中学校高一期末）（1）已知：1molH2燃烧反应过程中能量变化如图，且H2O(g)=H2O(l)ΔH=-ckJ·mol-1，请写出H2燃烧热的热化学方程式：___。（2）如果向100mL0.4mol·L-1的稀盐酸中加入足量氢氧化钡溶液充分反应后，放出2.2kJ的热量，请写出稀盐酸与氢氧化钡溶液中和热的热化学方程式：___。（3）利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，反应如下：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H已知反应中的相关的化学键键能数据如下：化学键H-HC-OCOH-OC-HE/（kJ•mol-1）4363431076465413由此计算△H=___kJ•mol-1。（4）氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知：①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-akJ·mol-1(a＞0)②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H