2021高考化学一轮复习 核心素养测评十九 化学反应中的热效应（含解析）苏教版

化学反应中的热效应一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)1.(2020北京平谷区模拟)中国研究人员研制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,主要过程如图所示:下列说法不正确的是()a.整个过程实现了光能向化学能的转化b.过程放出能量并生成了oo键c.总反应2h2o2h2+o2d.过程属于分解反应也是吸热反应【解析】选d。a.由图可知,利用太阳光在催化剂表面实现水分解为氢气和氧气,光能转化为化学能,故a正确;b.过程生成了oo键,释放能量,故b正确;c.该过程的总反应是水分解为氢气和氧气,故c正确;d.由图可知,过程既有oh键断裂,也有hh键形成,由能量高、不稳定的h2o2,转化为能量低、稳定的h2、o2,释放能量,故d错误。2.标准状况下,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知hh、ho和oo键的键焓h分别为436 kjmol-1、463 kjmol-1和495 kjmol-1。下列热化学方程式正确的是()a.h2o (g)h2(g)+12o2(g)h= -485 kjmol-1b.h2o (g)h2(g)+12o2(g)h=+485 kjmol-1c.2h2(g)+ o2 (g)2h2o(g)h = +485 kjmol-1d.2h2(g)+ o2(g)2h2o(g)h=-485 kjmol-1【解析】选d。1 mol的气态水分解产生1 mol的氢气和12 mol 的氧气的能量变化是2463 kj-436 kj-12495 kj=242.5 kj,因此热化学方程式为h2o(g)h2(g)+12o2(g)h=+242.5 kjmol-1,a、b错误;2 mol的气态水分解产生2 mol的氢气和1 mol的氧气的能量变化是485 kj,物质分解吸收的热量与产物燃烧放出的热量数值相等,即热化学方程式是2h2(g)+o2(g)2h2o(g)h=-485 kjmol-1,c错误,d正确。3.(2020乌鲁木齐模拟)下列热化学方程式正确的是()a.ch4的燃烧热为890 kjmol-1:ch4(g)+2o2(g)co2(g)+2h2o(g)h=-890 kjmol-1b.中和热h=-57.3 kjmol-1:ch3cooh(aq)+naoh(aq)h2o(l)+ch3coona(aq)h=-57.3 kjmol-1c.一定条件下,0.5 mol n2与1.5 mol h2充分反应后放出35.5 kj的热量:n2(g)+3h2(g)2nh3(g)h=-71 kjmol-1d.96 g o2的能量比96 g o3的能量低b kj:3o2(g)2o3(g)h=+b kjmol-1【解析】选d。表示燃烧热时,生成的水必须为液态, a错误;强酸强碱的稀溶液反应只生成1 mol液态水时放出的热量叫中和热,醋酸为弱酸, b错误;可逆反应不能彻底,0.5 mol n2与1.5 mol h2充分反应后放出35.5 kj的热量,则1 mol n2与3 mol h2充分反应后放出的热量比71 kj要大,c错误;反应热与化学计量数成正比关系,反应物总能量比生成物低则为吸热反应,3o2(g)2o3(g)h=+b kjmol-1, d正确。4.(双选)根据表中的信息判断下列说法错误的是()物质外观熔点燃烧热/(kjmol-1)金刚石无色,透明固体?395.4石墨灰黑,不透明固体?393.5a.由表中信息可得如图所示的图象b.由表中信息知c(石墨,s)c(金刚石,s)h=+1.9 kjmol-1c.由表中信息可推知相同条件下金刚石的熔点高于石墨的熔点d.表示石墨燃烧热的化学方程式为c(石墨,s)+12o2(g)co(g)h=-393.5 kjmol-1【解析】选c、d。c(金刚石,s)+o2(g)co2(g)h=-395.4 kjmol-1,c(石墨,s)+o2(g)co2(g)h=-393.5 kjmol-1,-得出:c(金刚石,s)c(石墨,s)h=-1.9 kjmol-1,此反应属于放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,故a、b正确;等物质的量金刚石和石墨,石墨能量低于金刚石,能量越低越稳定,石墨中层内共价键的键长比金刚石的键长短,因此石墨的熔点比金刚石高,故c错误;燃烧热:1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,c转化成二氧化碳更稳定,故d错误。【加固训练】已知:1 mol晶体硅中含有2 mol sisi键。si(s)+o2(g)sio2(s)h,其反应过程与能量变化如图所示。化学键siooosisi断开1 mol共价键所需键能/kj460500176下列说法中正确的是()a.晶体硅光伏发电是将化学能转化为电能b.二氧化硅的稳定性小于硅的稳定性c.h=-988 kjmol-1d.h=a-c【解析】选c。晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能,a项错误;根据化学键的键能判断,断裂1 mol二氧化硅中的sio键需要的能量为4460 kj=1 840 kj,断裂1 mol晶体硅中的sisi键需要的能量为2176 kj=352 kj,故二氧化硅的稳定性大于硅的稳定性,b项错误;si(s)+o2(g)sio2(s)h=(1762+500-4604) kjmol-1=-988 kjmol-1,c项正确;根据图中信息可知,h=-c,d项错误。二、非选择题(本题包括2小题,共26分)5.(12分)(1)(2019南通模拟)消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。已知:n2(g)+o2(g)2no(g)h=a kjmol-12no(g)+o2(g)2no2(g)h=b kjmol-14nh3(g)+5o2(g)4no(g)+6h2o(l)h=c kjmol-1反应8nh3(g)+6no2(g)7n2(g)+12h2o(l)h=_kjmol-1。(2)(2018衡水高三检测)h2是一种清洁能源,在冶金、电力、材料等领域应用广泛。请回答下列问题:用h2和co合成甲醇的热化学方程式为co(g)+2h2(g)ch3oh (g)h1。已知:co2(g)+3h2(g)ch3oh(g)+h2o(g)h2=-49.0 kjmol-1;co(g)+h2o(g)co2(g)+h2(g)h3=-41.1 kjmol-1。则h1=_kjmol-1。(3)已知下列两个热化学方程式:h2(g)+12o2(g)h2o(l) h=-285.8 kjmol-1c3h8(g)+5o2(g)3co2(g)+4h2o(l) h=-2 220.0 kjmol-1实验测得h2和c3h8的混合气体共5 mol,完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kj,则混合气体中h2和c3h8的体积之比约为_。已知:h2o(l)h2o(g)h=+44.0 kjmol-1,求丙烷燃烧生成co2和气态水的h为_。【解析】(1)n2(g)+o2(g)2no(g) h=a kjmol-12no(g)+o2(g)2no2(g)h=b kjmol-14nh3(g)+5o2(g)4no(g)+6h2o(l)h=c kjmol-1盖斯定律计算2-7-3得到反应8nh3(g)+6no2(g)7n2(g)+12h2o(l)h=(2c-7a-3b) kjmol-1;(2)设已知反应方程式分别为a和b,所求co(g)+2h2(g)ch3oh(g)为c,则方程式c=a+b,则h1=h2+h3=-90.1 kjmol-1。(3)设氢气和丙烷的物质的量分别为x mol和y mol,则有x+y=5285.8x+2 220.0y=6 262.5,解得x2.5,y2.5,故xy11。h2o(l)h2o(g)h=+44.0 kjmol-1,c3h8(g)+5o2(g)3co2(g)+4h2o(l)h=-2 220.0 kjmol-1,根据盖斯定律,由上面第一个热化学方程式4+上面第二个热化学方程式可得出丙烷燃烧生成co2和h2o(g)的热化学方程式为c3h8(g)+5o2(g)3co2(g)+4h2o(g)h=-2 044.0 kjmol-1。答案:(1)2c-7a-3b(2)-90.1(3)11-2 044.0 kjmol-16.(14分)(2020九江模拟)已知e1=134 kjmol-1、e2=368 kjmol-1,请参考题中图表,按要求填空:(1)图甲是1 mol no2(g)和1 mol co(g)反应生成co2(g)和no(g)过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率加快,e1的变化是_(填“增大”“减小”或“不变”,下同),h的变化是_。请写出no2和co反应的热化学方程式:_。(2)捕碳技术(主要指捕获co2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前nh3和(nh4)2co3已经被用作工业捕碳剂,它们与co2可发生如下可逆反应:反应:2nh3(l)+h2o(l)+co2(g)(nh4)2co3(aq)h1反应:nh3(l)+h2o(l)+co2(g)nh4hco3(aq)h2反应:(nh4)2co3(aq)+h2o(l)+co2(g)2nh4hco3(aq)h3则h3与h1、h2之间的关系是h3=_。(3)下表所示是部分化学键的键能参数。化学键pppooopo键能/kjmol-1abcx已知p4(g)+5o2(g)p4o10(g)h=-d kjmol-1,p4及p4o10的结构如图乙所示。表中x=_ kjmol-1。(用含a、b、c、d的代数式表示)【解析】(1)加入催化剂,降低反应的活化能,即e1减小,反应的焓变不变。由图示知,1 mol no2(g)与1 mol co(g)反应的焓变h=e1-e2=-234 kjmol-1,由此可写出反应的热化学方程式。(2)由盖斯定律知,反应=2反应-反应,故h3=2h2-h1。(3)p4(g)+5o2(g)p4o10(g)h=-d kjmol-1,由“反应焓变=反应物键能之和生成物键能之和”可得-d=6a+5c-(12b+4x),解得x=14(d+6a+5c-12b)。答案:(1)减小不变no2(g)+co(g)co2(g)+no(g)h=-234 kjmol-1(2)2h2-h1(3)14(d+6a+5c-12b)一、选择题(本题包括2小题,每题9分,共18分)1.(2020余姚模拟)已知在 25,1.01105 pa 下,1 mol h2o 分解生成 h2(g)和 o2(g)的能量变化如图所示,下列说法正确的是()a.甲为气态水,乙为液态水b.甲、乙、丙、丁中物质所具有的能量大小关系为丙丁乙甲c.h2 的标准燃烧热为 245 kjmol-1d.形成 1 mol h2o(g)中的化学键需吸收 930 kj 的能量【解析】选b。乙聚集状态变为甲聚集状态放热,水蒸气变为液态水为液化放热,所以甲为液态水,乙为气态水, a错误;甲为液态水,乙为气态水,气态水比液态水的能量高,具有的总能量大小关系为乙甲,形成新键释放能量,由图可知,具有的总能量大小关系为丙丁,由乙到丙,断裂化学键吸收能量,所以,甲、乙、丙、丁物质所具有的总能量大小关系为丙丁乙甲, b正确;焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量,则热化学方程式为2h2(g)+o2(g)2h2o(g)h=(436 kjmol-12+249 kjmol-12-930 kjmol-12)=-490 kjmol-1,h2的标准燃烧热是完全燃烧1 mol物质生成最稳定的化合物为液态水,标准燃烧热应大于为245 kjmol-1, c错误;图示可知,形成 1 mol h2o(g)中的化学键需放出 930 kj 的能量,d错误。【加固训练】已知:co(g)+2h2(g)ch3oh(g) h1=-116 kjmol-1h2(g)+12o2(g)h2o(g) h2=-242 kjmol-1co具有类似n2结构,某些化学键的键能数据如表:化学键chhhcoho键能/kjmol-1413436358463下列叙述正确的是()a.co键的键能为728 kjmol-1b.可求ch3oh(g)+32o2(g)co2(g)+2h2o(g)的反应热hc.oo键的键能为496 kjmol-1d.h2的燃烧热为242 kjmol-1【解析】选c。由co(g)+2h2(g)ch3oh(g)h1=-116 kjmol-1,焓变=反应物键能之和-生成物键能之和,依据图表提供的化学键的键能计算得到:h1=eco+2eh-h-3ec-h-ec-o-eh-o=eco+2436 kjmol-1-(3413 kjmol-1+358 kjmol-1+463 kjmol-1)=-116 kjmol-1,可得co键的键能为1 072 kjmol-1,a错误;要求ch3oh(g)+32o2(g)co2(g)+2h2o(g)的反应热h,利用化学键的键能计算,则需co键的键能数据。若要利用盖斯定律计算,需要知道co(g)+12o2(g)co2(g)的反应热h,要求此反应的h,也需co键的键能数据,b错误;h2(g)+12o2(g)h2o(g)h2=-242 kjmol-1,焓变=反应物键能之和-生成物键能之和,依据图表提供的化学键的键能计算得到:h2=eh-h+12-2eh-o=436 kjmol-1+12eo=o-2463 kjmol-1=-242 kjmol-1,可得oo键的键能为496 kjmol-1,c正确;由燃烧热的定义知,d错误。2.查阅资料:na2co3(aq)与盐酸反应过程中的能量变化示意图如图。(注:碳酸钠与碳酸氢钠的溶解过程的热效应忽略不计)下列说法错误的是()a.h1hco3-【解析】选c。由co32-(aq)+h+(aq)hco3-(aq)h10hco3-(aq)+h+(aq)h2co3(aq)h20则有h10,是一个吸热反应,因该反应的熵增效应大于吸热效应,故该反应在常温常压下能够自发进行,b项正确;+可得:co32-(aq)+2h+(aq)co2(g)+h2o(l)h=(h1+h2+h3) kjmol-1,c项错误;co32-(aq)与h+(aq)需两步反应产生二氧化碳,而hco3-(aq)与h+(aq)只需一步即可生成二氧化碳,相同条件下,co32-结合h+的能力强,d项正确。【加固训练】下列图示与对应的叙述相符的是()a.图甲中的h1h2b.图乙表示可逆反应a(s)+3b(g)2c(g)h0c.图丙表示充满no2气体的试管,倒置于水槽中,向其中缓慢通入氧气直至试管中全部充满水,假设溶质不扩散,溶质的物质的量浓度与通入氧气的体积关系d.由图丁可说明烯烃与h2的加成反应是放热反应,虚线表示在有催化剂的条件下进行【解析】选c。h1、h2、h3均小于零,且h1=h2+h3,故a错误;平衡常数不会随压强的改变而改变,故b错误;试管中发生的总反应为4no2+o2+2h2o4hno3,所以随氧气通入,溶质的物质的量浓度不变,故c正确;催化剂会降低反应的活化能,故d错误。二、非选择题(本题包括2小题,共32分)3.(16分)(2019石家庄模拟)碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题:(1)有机物m经过太阳光照射可转化成n,转化过程如下:该反应的h=+88.6 kjmol-1。则m、n相比,较稳定的是_。(2)已知ch3oh(l)的燃烧热h=-726.5 kjmol-1,ch3oh(l)+12o2(g)co2(g) +2h2(g)h=-a kjmol-1,则a_(填“”“”或“=”)726.5。(3)使cl2和h2o(g)通过灼热的炭层,生成hcl和co2,当有1 mol cl2参与反应时释放出145 kj热量,写出该反应的热化学方程式:_。(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4al(s) + 3tio2(s)+3c(s)2al2o3(s)+3tic(s)h=-1 176 kjmol-1,反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为_。【解析】(1)有机物m经过太阳光照射可转化成n,该反应的h=+88.6 kjmol-1,是吸热反应,n在暗处转化为m,是放热反应,物质的能量越低越稳定,说明m较稳定。(2)燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,甲醇燃烧生成co2(g)和h2(g)属于不完全燃烧,放出的热量小于燃烧热。(3)已知有1 mol cl2参与反应时释放出145 kj热量,则2 mol氯气参与反应放热290 kj,故cl2和h2o(g)通过灼热的炭层发生反应的热化学方程式为2cl2(g) +2h2o(g) +c(s)4hcl(g) +co2(g)h=-290 kjmol-1。(4)由4al(s) +3tio2(s) +3c(s)2al2o3(s)+3tic(s)h=-1 176 kjmol-1,可知转移12 mol电子放热1 176 kj,则反应过程中,每转移1 mol电子放热98 kj。答案:(1)m(2)(3)2cl2(g)+2h2o(g)+c(s)4hcl(g) +co2(g)h=-290 kjmol-1(4)98 kj4.(16分) (1)下列三个反应在某密闭容器中进行:反应:fe(s)+co2(g)feo(s)+co(g)h1=a kjmol-1反应:2co(g)+o2(g)2co2(g)h2=b kjmol-1反应:2fe(s)+o2(g)2feo(s)h3=_ kjmol-1(用含a、b的代数式表示)。(2)焦炭与co、co2、h2均是重要的化工原料,由co2制备甲醇的过程可能涉及的反应如下:反应:co2(g)+3h2(g)ch3oh(g)+h2o(g)h1=-49.58 kjmol-1反应:co2(g)+h2(g)co(g)+h2o(g)h2=+41.19 kjmol-1反应:co(g)+2h2(g)ch3oh(g)h3则反应的h3=_ kjmol-1。(3)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以caso4的形式固定下来,但产生的co又会与caso4发生化学反应,相关的热化学方程式如下:caso4(s)+co(g)cao(s)+so2(g)+co2(g)h