第21讲 化学反应的热效应（练习）（解析版）

第21讲化学反应的热效应（模拟精练+真题演练）完卷时间：50分钟一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5分）1．（2023·浙江·校联考三模）标准状态下，气态反应物、生成物及活化分子[A(B)表示“A＋B→产物”的活化分子]的相对能量如表所示：物质相对能量/91.333.2-296.8-395.70142.7237.2-96.1下列说法不正确的是A．

B．反应不能自发进行C．相同条件下，比速率快D．1mol(g)的总键能大于1molNO(g)总键能【答案】C【解析】A．ΔH=生成物总能量-反应物总能量=91.3kJ/mol+（-395.7kJ/mol）-[33.2kJ/mol+（-296.8kJ/mol）]=-40.8kJ/mol，故A正确；B．H=生成物总能量-反应物总能量=+285.4kJ/mol＞0，且S＜0，则任何温度下H-TS＞0，即反应不能自发进行，故B正确；C．反应的活化能=活化分子能量-反应物总能量=-96.1kJ/mol-（-296.8kJ/mol+142.7kJ/mol）=58kJ/mol，反应的活化能为237.2kJ/mol-（91.3kJ/mol+142.7kJ/mol）=3.2kJ/mol＜58kJ/mol，反应的活化能越高，反应速率越慢，则相同条件下，比速率慢，故C错误；D．反应ΔH=生成物总能量-反应物总能量=2×33.2kJ/mol-2×91.3kJ/mol-0kJ/mol=-116.2kJ/mol，为放热反应，焓变△H=反应物总键能-生成物总键能，则该反应反应物总键能＜生成物总键能，即1molNO(g)和0.5molO2总键能＜1molNO2(g)的总键能，所以1molNO2(g)的总键能大于1molNO(g)总键能，故D正确；故选：C。2．（2023·辽宁·模拟预测）工业上利用和制备，相关化学键的键能如下表所示：键键能745436462.8413.4351已知：①温度为时，；②实验测得：，为速率常数。下列说法不正确的是A．反应的B．时，密闭容器充入浓度均为的，反应至平衡，则体积分数为C．时，D．若温度为时，，则【答案】D【分析】T1℃时，反应达到平衡时，正逆反应速率相等，则，反应的平衡常数K==，设平衡时生成甲酸的浓度为amol/L，由题意可建立如下三段式：由平衡常数可得：a(1-a)(1-a)=2，解得a=0.5，反应的平衡常数K==2。【解析】A．由反应热与反应物的键能之和和生成物的键能之和的差值相等可知，反应△H=(745kJ/mol×2+436kJ/mol)-(745kJ/mol+426kJ/mol+413.4kJ/mol+351kJ/mol)<0，故A正确；B．由分析可知，甲酸的体积分数为，故B正确；C．由分析可知，反应的平衡常数K==2，则k逆=0.5k正，故C正确；D．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，由温度为T2℃时，k正=2.1k逆可知，反应的平衡常数K＇==2.1＞K，则反应温度T2℃＜T1℃，故D错误；故选：D。3．（2023·河北唐山·统考三模）我国首创光伏发电——固态储氢技术，解决了“绿电”与“绿氢”灵活转换的难题。下列说法不正确的是A．该技术直接将光能转换成化学能储存起来B．规模化使用氢能有助于实现“碳达峰”C．“绿电”电解水制氢成本比煤炭等化石燃料制氢成本低D．固态储氢技术使新能源汽车电池加氢更加便捷【答案】A【解析】A．光伏发电将光能转化为电能，利用光伏发电产生的电能电解水将电能转化为化学能，而不是将光能直接转化为化学能储存起来，A错误；B．规模化使用氢能，可以有效减少化石能源的使用，有助于实现“碳达峰”，B正确；C．用“绿电”电解水制氢的能源利用率高，故用“绿电”电解水制氢的成本比煤炭等化石燃料制氢成本低，C正确；D．气体难于存在且气体大，故固态储氢技术使新能源汽车电池加氢更加便捷，D正确；故答案为：A。4．（2023·北京房山·统考二模）碳酸钠晶体()失水可得到或，两个化学反应的能量变化示意图如下：下列说法不正确的是A．B．碳酸钠晶体()失水是化学变化C．向中滴加几滴水，温度升高D．失水生成：【答案】D【解析】A．1mol和9molH2O(g)的总能量大于1mol(s)的能量，故，故A正确；B．碳酸钠晶体()失水生成新物质，是化学变化，故B正确；C．1mol和9molH2O(g)的总能量大于1mol(s)，向中滴加几滴水，放出能量，温度升高，故C正确；D．根据盖斯定律②－①得，故D错误；选D。5．（2023·辽宁·校联考模拟预测）下列有关及应热和热化学方程式的描述不正确的是A．已知：，则稀氨水和稀溶液完全反应生成时，放出热量少于B．热化学方程式各物质前的化学计量数既可以是整数也可以是分数，既表示分子数也表示物质的量C．，20℃和25℃时，的燃烧热不同D．键能数值为平均值，用键能求出的反应热是估算值【答案】B【解析】A．已知：，由于氨水是弱碱，属于弱电解质，其在水溶液中边反应边电离，电离是一个吸热过程，则稀氨水和稀溶液完全反应生成时，放出热量少于，A正确；B．热化学方程式各物质前的化学计量数用于表示其物质的量，而不是其分子数，故热化学方程式各物质前的化学计量数既可以是整数也可以是分数，B错误；C．燃烧热与外界的压强和温度有关，相同质量的物质在不同温度下具有的总能量不同，故101kpa，20℃和25℃时，CH4的燃烧热不同，C正确；D．化学反应的微观本质为旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，可以用反应物的总键能减去生成物的总键能来估算反应热，即键能数值为平均值，用键能求出的反应热是估算值，D正确；故答案为：B。6．（2023·天津河西·统考三模）一定条件下与HCl反应，有两种加成产物：①和②其反应历程如下图所示。下列说法正确的是

A．稳定性：B．得到加成产物①的反应为放热反应C．得到加成产物②反应的焓变等于D．得到加成产物②的速率比①的速率快【答案】B【解析】A．能量越高越不稳定，能量：CH3CHClCH3＜CH3CH2CH2Cl,则稳定性：CH3CHClCH3＞CH3CH2CH2Cl，故A错误；B．得到加成产物①时，反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，故B正确；C．焓变=生成物总能量-反应物总能量，根据图中数据无法计算加成产物②反应的焓变，故C错误；D．活化能越小，反应速率越快，活化能：加成产物②大于加成产物①，所以得到加成产物①的速率比②的速率快，故D错误；故选：B。7．（2023·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考模拟预测）乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理、能量与反应进程的关系如图所示。下列说法正确的是

A．由图可知，总反应为放热反应，所以不需加热就能进行B．第①步反应只断裂非极性键C．增大催化剂酸的浓度，可以加快总反应速率D．中间体i比中间体ii更稳定【答案】C【解析】A．由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，反应热与反应条件无关，故A错误；B．由图可知，第①步反应中有O-H键和C-C键发生断裂，即断裂非极性键，又断裂极性键，故B错误；C．总反应速率由慢反应决定，第①步的活化能最大，反应速率最慢，因此增大催化剂酸的浓度，可以加快总反应速率，故C正确；D．第①步反应的中间体比第②步反应的中间体能量高，能量越高越不稳定，则中间体i不如中间体ii稳定，故D错误；故选：C。8．（2023·浙江·校联考三模）甲酸常用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO和，在无、有催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法不正确的是

A．可以通过和计算HCOOH的总键能B．C．途径Ⅱ中参与反应，通过改变反应途径加快反应速率D．途径Ⅰ未使用催化剂，但途径Ⅱ与途径Ⅰ甲酸平衡转化率相同【答案】A【解析】A．由图可知，可以通过E1和E2计算甲酸转化为一氧化碳和水的正反应活化能，但不能计算甲酸的总键能，故A错误；B．催化剂能改变反应途径，但不能改变反应的焓变，则甲酸转化为一氧化碳和水的焓变△H=，故B正确；C．由图可知，途径Ⅱ中氢离子先做反应物，后做生成物，是改变反应途径的催化剂，能加快反应速率，故C正确；D．催化剂能改变反应途径，但不能改变平衡的移动方向，则途径Ⅱ与途径Ⅰ甲酸平衡转化率相同，故D正确；故选A。9．（2023·天津南开·南开中学校考模拟预测）下列有关实验操作的叙述错误的是A．滴定管上标有使用温度和“0”刻度，使用前用水洗净，直接加入待装液B．配制溶液时，容量瓶底部有少量蒸塯水对实验无影响C．测中和反应的反应热时，温度计测完盐酸温度后，应冲洗干净并擦干，再测氢氧化钠溶液的温度D．萃取后的分液操作中，下层液体从分液漏斗下端放出，上层液体从上口倒出【答案】A【解析】A．滴定管使用应先水洗再润洗，否则会对标准液稀释，产生误差，故A错误；B．配制溶液时，开始在烧杯中溶解或稀释，后还需在容量瓶中加水，所以容量瓶中有少许水无影响，故B正确；C．测定中和热，温度计会沾有盐酸，不洗会和碱反应，再次测量会引起误差，故C正确；D．为防止液体污染，分液时，分液漏斗中下层液体下口放出，上层液体上口倒出，故D正确；故选A。10．（2023·浙江·校联考模拟预测）标准状态下，(g)与HCl(g)反应生成(g)和(g)的反应历程与相对能量的示意图如下。下列说法正确的是

A．B．其他条件不变，往反应体系中加入适量(g)可有效提高反应速率C．其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中的比例D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：

【答案】C【分析】过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；【解析】A．、对应两者的反应物、生成物均不同，故反应的焓变不同，故，A错误；B．由图可知，历程Ⅰ、历程Ⅱ的决速步均为第一步，故其他条件不变，往反应体系中加入适量(g)不会有效提高反应速率，B错误；C．由图可知，反应历程Ⅱ的最大活化能更大，受温度的影响程度更大，故其他条件不变，适当升高温度可提高加成产物中的比例，C正确；D．由图可知，历程Ⅰ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：

；历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：

，D错误；故选C。11．（2023·江苏南京·南京师大附中校考模拟预测）在298K、101kPa下，由稳定的单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的标准摩尔生成热△fHmθ。氧族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据如图。下列判断正确的是A．沸点：H2O>H2S>H2Se>H2TeB．H2S(g)＋O2(g)＝S(s)＋H2O(1)

△H＝－265kJ/molC．H2Se(g)＝Se(g)＋H2(g)

△H＝＋81kJ/molD．反应Te(s)＋H2(g)H2Te(g)达平衡后升温，平衡常数将减小【答案】B【解析】A．分子间形成氢键，其沸点最高，其余氢化物随相对分子质量增加而增大，故沸点：，A错误；B．由题中信息可得热化学方程式：，，由盖斯定律可知反应可由：II-I得到，则，反应热化学方程式为：，B正确；C．的摩尔生成焓为：∆H=，则反应的，C错误；D．该反应为吸热反应，生成高温平衡正向移动，平衡常数增大，D错误；故选B。12．（2023·江苏连云港·连云港高中校考模拟预测）的燃烧热为。下列化学反应表示正确的是A．在空气中煅烧的反应：B．在弱碱性条件下，FeS与反应：C．FeS与反应的离子方程式：D．的燃烧：

【答案】B【解析】A．空气中煅烧时，铁被氧气氧化生成Fe2O3，正确的方程式为：,故A错误。B．FeS具有还原性，具有氧化性，铁被氧化为+3价，铬被还原为+3价，弱碱性条件下分别生成对应的氢氧化物，离子方程式为，故B正确。C．FeS是难溶物，不能拆，正确的离子方程式为：，故C错误。D．H2S的燃烧热表示1molH2S完全燃烧生成液态水时释放出的热量，选项中生成的水为气态水，>-，故D错误。故选B。二、主观题（共3小题，共40分）13．（14分）（2022·四川泸州·四川省泸县第二中学校联考一模）氮和氮的化合物与人类有密切关系。(1)下列属于氮的固定的是(填序号)。①工业上N2和H2合成NH3②N2和O2放电条件下生成NO③NH3催化氧化生成NO写出反应③的化学方程式。(2)①治理NO污染通常是在氧化剂作用下，将NO氧化成溶解度高的NO2，然后用水或碱液吸收脱氮。下列物质可以用于氧化NO的是(填序号)。ANaCl溶液B．K2Cr2O7溶液C．Na2CO3溶液D．KMnO4溶液②NO也可用NaClO碱性溶液氧化并将其转化为硝酸盐化肥，写出该反应的离子方程式：。③目前处理柴油车尾气中NOx和PM2.5等的方法之一，是用车用尿素[CO(NH2)2]溶液在选择性催化还原系统中将NOx无害化处理，写出该系统无害化处理NO的化学方程式：。(3)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应，用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下：①过程I为过程(填“吸热”或“放热”)。该反应中氧化产物为，当生成1molN2时，转移电子mol。②已知过程I的焓变(lmolCO参加)为akJ/mol，过程II的焓变为bkJ/mol，则该反应的热化学方程式为。【答案】(除标注外，每空2分)(1)①②4NH3+5O24NO+6H2O（1分）(2)BD2NO+3ClO-+2OH-=2+3Cl-+H2O2CO(NH2)2+6NO=5N2+2CO2+4H2O(3)吸热（1分）CO2（1分）4（1分）2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g)

ΔH=+2(a+b)kJ/mol【解析】（1）固氮是指将游离态的氮元素转化为化合态的氮元素，N2和H2合成NH3，N2和O2放电条件下生成NO，符合固氮的定义，故选：①②；反应③NH3催化氧化生成NO和水，反应的化学方程式；（2）①氧化NO需要氧化剂，NaCl溶液、Na2CO3溶液均不与NO反应，K2Cr2O7、KMnO4溶液具有强氧化性，可以氧化NO，故选：BD；②NO也可用NaClO碱性溶液氧化并将其转化为硝酸盐化肥，该反应的离子方程式：2NO+3ClO-+2OH-=2+3Cl-+H2O；③尿素[CO(NH2)2]溶液与NO反应生成氮气和二氧化碳，化学方程式：2CO(NH2)2+6NO=5N2+2CO2+4H2O；（3）①过程I断裂化学键需要吸热，该反应方程式为2C0+2NO=N2+2CO2，C元素化合价升高，氧化产物为CO2，氮元素从+2降低至0价，有2个N原子降价，当生成1molN2时，转移电子4mol；②反应的热效应为过程I和过程II的热效应之和，则反应的热化学方程式为2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g)

ΔH=+2(a+b)kJ/mol。14．（12分）（2022·河北衡水·河北衡水中学校考模拟预测）根据所学知识，回答下列问题。(1)向的NaOH溶液中分别加入下列物质：①浓硫酸；②稀硝酸；③稀醋酸。恰好反应完全时的热效应(对应反应中各物质的化学计量数均为1)分别为、、，则三者由大到小的顺序为。(2)已知：①

②

③

碳与水制氢气总反应的热化学方程式是。(3)已知CO与合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示：下表为断裂1mol化学键所需的能量数据：化学键H—HH—OC—O断裂1mol化学键所需的能量/kJ4361084465343则甲醇中C—H键的键能为。(4)一定条件下，在水溶液中、的相对能量(kJ)大小如图所示：①D是(填离子符号)。②反应B→A+C的热化学方程式为(用离子符号表示)。(5)汽车发动机工作时会引发和反应，其能量变化示意图如下：写出该反应的热化学方程式：。【答案】（每空2分）(1)(2)

(3)413(4)

(5)

【解析】（1）反应中放出热量越多，越小，与1LNaOH溶液反应时，与稀硝酸相比，浓硫酸稀释时放出大量热，醋酸电离时吸收热量，故。（2）根据盖斯定律，①+②+③得碳与水制氢气的总反应，则，故热化学方程式为

。（3）由题图可知，CO与合成的反应热，设甲醇中键的键能为，则，解得。（4）①由题图可知，D点对应氯元素的化合价为价，则D为；②由题图可知，A为、B为、C为，则转化为和的方程式为，，即热化学方程式为，。（5）由题图可知，该反应的，故其热化学方程式为

。15．（14分）（2022·河北廊坊·霸州市第一中学校考模拟预测）低碳经济已成为人们一种新的生活理念，二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。回答下列问题：(1)用催化加氢可以制取乙烯：，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)。相关化学键的键能如下表，实验测得上述反应的，则表中反应过程的。化学键C=OH-HC=CC-HH-O键能()x436764414464(2)工业上用和反应合成二甲醚。已知：

则

。(3)用表示阿伏加德罗常数的值，在(g)完全燃烧生成和液态水的反应中，每有5个电子转移时，放出650kJ的热量。的热值为。(4)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由制取C的太阳能工艺如图。①工艺过程中的能量转化形式为。②已知“重整系统”发生的反应中，则(y＜8)的化学式为，“热分解系统”中每转移2mol电子，需消耗mol。【答案】（每空2分）(1)803(2)(3)50KJ·g-1(4)太阳能转化为化学能1【解析】（1）根据反应热等于正反应活化能-逆反应的活化能分析，该反应热为。根据反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和计算，有，解x=803。（2）根据盖斯定律分析，①

，②

，有①×2-②得

-53.7×2-23.4=-130.8。（3）表示阿伏加德罗常数的值，在(g)完全燃烧生成和液态水的反应中，每有5个电子转移时，说明有0.5mol乙炔反应，放出650kJ的热量，则1mol乙炔完全燃烧放出的热量为1300kJ，则的热值为。（4）①工艺过程中的能量转化形式为太阳能变化学能。②已知“重整系统”发生的反应中，根据反应中的质量守恒分析，则x:y=6:8,则(y＜8)的化学式为，反应方程式为,反应中转移4个电子，故“热分解系统”中每转移2mol电子，需消耗1mol。1．（2023·浙江·统考高考真题）一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下：

反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应I、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是A．反应焓变：反应I>反应ⅡB．反应活化能：反应I<反应ⅡC．增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ【答案】C【解析】A．反应I、Ⅲ为放热反应，相同物质的量的反应物，反应I放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量，反应放出的热量越多，其焓变越小，因此反应焓变：反应I>反应Ⅱ，故A正确；B．短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多，说明反应I的速率比反应Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应I<反应Ⅱ，故B正确；C．增加浓度，平衡正向移动，但平衡时产物Ⅱ和产物I的比例可能降低，故C错误；D．根据图中信息，选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ，故D正确。综上所述，答案为C。2．（2023·湖北·统考高考真题）2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是A．液氮-液氢 B．液氧-液氢 C．液态-肼 D．液氧-煤油【答案】A【解析】A．虽然氮气在一定的条件下可以与氢气反应，而且是放热反应，但是，由于键能很大，该反应的速率很慢，氢气不能在氮气中燃烧，在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体，因此，液氮-液氢不能作为火箭推进剂，A符合题意；B．氢气可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-液氢能作为火箭推进剂，B不符合题意；C．肼和在一定的条件下可以发生剧烈反应，该反应放出大量的热，且生成大量气体，因此，液态-肼能作为火箭推进剂，C不符合题意；D．煤油可以在氧气中燃烧，反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体，因此，液氧-煤油能作为火箭推进剂，D不符合题意；综上所述，本题选A。3．（2023·辽宁·统考高考真题）科技是第一生产力，我国科学家在诸多领域取得新突破，下列说法错误的是A．利用CO2合成了脂肪酸：实现了无机小分子向有机高分子的转变B．发现了月壤中的“嫦娥石[(Ca8Y)Fe(PO4)7]”：其成分属于无机盐C．研制了高效率钙钛矿太阳能电池，其能量转化形式：太阳能→电能D．革新了海水原位电解制氢工艺：其关键材料多孔聚四氟乙烯耐腐蚀【答案】A【解析】A．常见的脂肪酸有：硬脂酸(C17H35COOH)、油酸(C17H33COOH)，二者相对分子质量虽大，但没有达到高分子化合物的范畴，不属于有机高分子，A错误；B．嫦娥石因其含有Y、Ca、Fe等元素，属于无机化合物，又因含有磷酸根，是无机盐，B正确；C．电池是一种可以将其他能量转化为电能的装置，钙钛矿太阳能电池可以将太阳能转化为电能，C正确；D．海水中含有大量的无机盐成分，可以将大多数物质腐蚀，而聚四氟乙烯塑料被称为塑料王，耐酸、耐碱，不会被含水腐蚀，D正确；故答案选A。4．（2023·全国·统考高考真题（节选