2024版新高考版化学总复习专题九化学反应的热效应习题部分

北京曲一线图书策划有限公司2024版《5年高考3年模拟》A版第第页专题九化学反应的热效应基础篇考点一化学反应中能量变化的有关概念1.(2023届山西长治9月质检,14)化学反应中的能量变化,通常主要表现为热量的变化。下列相关表述正确的是()A.一定条件下,将0.5molH2和0.5molI2(g)置于密闭容器中充分反应生成HI放热akJ,其热化学方程式为H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH=-2akJ/molB.在101kPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ/molC.S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH1S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH2ΔH1>ΔH2D.HCl和NaOH反应的中和反应反应热ΔH=-57.3kJ/mol,则0.5molH2SO4和足量Ba(OH)2溶液反应的ΔH=-57.3kJ/mol答案B2.(2022上海崇明二模,5)有关反应的热效应说法正确的是()A.常温下自发进行的反应也可以是吸热反应B.氧化还原反应都属于放热反应C.有催化剂参与的反应是放热反应D.有化学键断裂的反应是吸热反应答案A3.(2020天津,10,3分)理论研究表明,在101kPa和298K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是()A.HCN比HNC稳定B.该异构化反应的ΔH=+59.3kJ·mol-1C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.使用催化剂,可以改变反应的反应热答案D4.(2022上海徐汇二模,19改编)氢气是一种清洁能源,下图是H2和O2反应生成H2O的能量变化示意图,由图可知下列说法中正确的是()A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1B.生成2molH2O(g)需要吸收483.6kJ的能量C.H2和O2具有的总能量比H2O所具有的总能量高D.H2O(g)→H2O(l),断键吸收的能量小于成键释放的能量答案A5.(2023届重庆一中10月月考,13)BaSO3和盐酸反应:BaSO3(s)+2HCl(aq)SO2(g)+H2O(l)+BaCl2(aq)ΔH。该反应的反应历程和部分物质的相对能量如下图所示。①BaSO3(s)BaSO3(aq)ΔH1②BaSO3(aq)Ba2+(aq)+SO32-(aq)ΔH③SO32-(aq)+H+(aq)HSO3-(aq)④HSO3-(aq)+H+(aq)H2SO3(aq)ΔH⑤H2SO3(aq)H2O(l)+SO2(aq)ΔH5⑥SO2(g)SO2(aq)ΔH6下列说法正确的是()A.盐酸与BaSO3反应较与Na2SO3反应慢,与c(SO32-B.ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6C.一定温度下,BaSO3饱和溶液中,加入BaCl2固体,c(Ba2+)·c(SO32-D.SO32-(aq)+2H+(aq)H2O(l)+SO2(g)ΔH=(c-a)kJ·mol答案A6.(2022河南洛阳二模,11)我国科研人员提出了由小分子X、Y转化为高附加值产品M的催化反应历程。该历程可用示意图表示如下。下列说法正确的是()A.由X、Y生成M的总反应原子利用率为100%B.①→②过程属于吸热反应C.X、Y、M分别为甲烷、二氧化碳和乙醇D.反应过程中有C—H键、C—C键、O—H键形成答案A7.(2020浙江1月选考,22,2分)在一定温度下,某反应达到了化学平衡,其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是()A.Ea为逆反应活化能,Ea'为正反应活化能B.该反应为放热反应,ΔH=Ea'-EaC.所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量D.温度升高,逆反应速率加快幅度大于正反应速率加快幅度,使平衡逆移答案D8.(2022天津南开期末,10)碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示。①H2(g)+I2(?)2HI(g)ΔH=-9.48kJ/mol②H2(g)+I2(?)2HI(g)ΔH=+26.48kJ/mol下列判断正确的是()A.HI(g)比HI(s)热稳定性更好B.1mol固态碘升华时将吸热17kJC.①中的I2为固态,②中的I2为气态D.①的反应物总能量比②的反应物总能量高答案D9.(2022海南中部六市县一模,11)(双选)以CO和H2为原料合成甲醇是工业上的成熟方法,直接以CO2为原料生产甲醇是目前的研究热点。我国科学家用CO2人工合成淀粉时,第一步就需要CO2转化为甲醇。已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1=-90.5kJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH2=-41.1kJ·mol-1③2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH3=-483.6kJ·mol-1下列说法正确的是()A.若温度不变,反应①中生成1molCH3OH(l)时,放出的热量大于90.5kJB.对于②反应,选用高效催化剂,可降低反应的焓变C.CO2与H2合成甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.4kJ·mol-1D.以CO2和H2O为原料合成甲醇,同时生成O2,该反应放出能量答案AC10.(2022河北秦皇岛三模,12)在催化剂表面CO2与H2反应的部分历程如图所示,吸附在催化剂表面的物种用“·”标注,Ts表示过渡态。下列说法错误的是()A.物质吸附在催化剂表面时通常比其形成的过渡状态稳定B.②→③是图中①至⑥的历程中的决速步骤C.③→④的过程中断裂了非极性共价键D.反应·CO2+H2(g)·CO+H2O(g)的ΔH<0答案C考点二热化学方程式盖斯定律1.(2022重庆育才中学二模,13)“世上无难事,九天可揽月”,我国的航空航天事业取得了举世瞩目的成就。碳酰肼类化合物[Mn(L)3](ClO4)2是一种优良的含能材料,可作为火箭推进剂的组分,其相关反应的能量变化如图所示,已知ΔH2=-299kJ/mol,则ΔH1为()A.-1703kJ/molB.-1389kJ/molC.-1334kJ/molD.-1160kJ/mol答案A2.(2020北京,12,3分)依据图示关系,下列说法不正确的是()A.石墨燃烧是放热反应B.1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多C.C(石墨)+CO2(g)2CO(g)ΔH=ΔH1-ΔH2D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关答案C3.(2019海南单科,5,2分)根据图中的能量关系,可求得C—H键的键能为()A.414kJ·mol-1B.377kJ·mol-1C.235kJ·mol-1D.197kJ·mol-1答案A4.(2022河北,16节选)氢能是极具发展潜力的清洁能源,以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。(1)298K时,1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ,1molH2O(l)蒸发吸热44kJ。表示H2燃烧热的热化学方程式为。

答案(1)H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-15.(2022天津河西一模,16节选)人们不断探索将燃油汽车尾气中的NO与CO进行无毒转化,并将CO2进行甲烷化实现碳中和,请结合相关信息按要求回答下列问题。(2)在Ni-CeO2负载型金属催化作用下,可实现CO2在低温下甲烷化。反应分如下三步进行:反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ·mol-1反应Ⅱ:ΔH2

反应Ⅲ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH3=-165kJ·mol-1写出反应ⅡCO(g)和H2(g)反应生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式:。

答案CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)ΔH2=-206kJ·mol-16.(2022安徽合肥三模,28节选)甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题:(1)已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=-885kJ/mol2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)ΔH2=-2600kJ/mol2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH3=-572kJ/mol则2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)ΔH=kJ/mol

(2)①若用、、和分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示,从吸附到解吸的过程中,能量状态最高的是(填标号)。

答案(1)+388(2)①B7.(2021河北,16节选)当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。(1)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下表: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。

答案(1)6C(石墨,s)+3H2(g)C6H6(l)ΔH=+49.1kJ·mol-18.(2022河北唐山二模,16节选)甲醇和甲醛是重要的化工原料。利用气态甲醇在催化剂条件下脱氢制备甲醛的主要反应为CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),反应机理图示如下:(其中虚线部分为副反应)回答下列问题:(1)主要反应的最大能垒为kJ·mol-1。

(2)副反应的热化学方程式为。

(3)已知H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH1=-240.2kJ·mol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH2=-283kJ·mol-1则CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=kJ·mol-1。

答案(1)73.2(2)CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)ΔH=+90.4kJ·mol-1(3)-673

综合篇综合反应热的计算方法与大小比较1.(2021浙江1月选考,20,2分)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-1)436463热化学方程式2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-482kJ·mol-1则2O(g)O2(g)的ΔH为()A.428kJ·mol-1B.-428kJ·mol-1C.498kJ·mol-1D.-498kJ·mol-1答案D2.(2022重庆南开中学第九次质检,11)ΔfHmθ为标准摩尔生成焓,其定义为标准状况下,由稳定相态的单质生成1mol该物质的焓变,而稳定相态单质的ΔfHmθ为零。根据下表数据计算CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)的反应热(ΔH)为(物质CH4(g)H2O(g)CO2(g)ΔfHmθ/(-74.8-241.8-393.5A.+76.9kJ/molB.+164.9kJ/molC.-76.9kJ/molD.-164.9kJ/mol答案B3.(2021重庆,10,3分)“天朗气清,惠风和畅。”研究表明,利用Ir+可催化消除大气污染物N2O和CO,简化中间反应进程后,相对能量变化如图所示。已知CO(g)的燃烧热ΔH=-283kJ·mol-1,则2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的反应热ΔH(kJ·mol-1)为()A.-152B.-76C.+76D.+152答案A4.(2023届安徽江淮十校联考一,9)下列关于反应热的说法正确的是()A.a.A(g)+B(g)C(g)ΔH1;b.A(s)+B(g)C(g)ΔH2,若a、b反应均放热,则ΔH1<ΔH2B.已知2CH4(g)+4O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1780.6kJ·mol-1,则甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1C.A4(s)4A(s)ΔH=-29.2kJ·mol-1,则常温下A4(s)比A(s)更稳定D.2X(g)+Y(g)3Z(g)ΔH>0,恒温恒压下达平衡后加入X,上述反应ΔH增大答案A5.(2019江苏单科,11,4分)氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是()A.一定温度下,反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)能自发进行,该反应的ΔH<0B.氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e-4OH-C.常温常压下,氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2,转移电子的数目为6.02×1023D.反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的ΔH可通过下式估算:ΔH=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和答案A6.(2021黑龙江哈尔滨期中,18)室温下,将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH1;将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH2,CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是()A.ΔH1<0,ΔH1>ΔH3B.ΔH2>0,ΔH2+ΔH3=ΔH1C.ΔH1+ΔH2>ΔH3D.ΔH3>0,ΔH2<ΔH3答案D7.(2018浙江11月选考,21,2分)已知:H2O(g)H2O(l)ΔH1C6H12O6(g)C6H12O6(s)ΔH2C6H12O6(s)+6O2(g)6H2O(g)+6CO2(g)ΔH3C6H12O6(g)+6O2(g)6H2O(l)+6CO2(g)ΔH4下列说法正确的是()A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0答案B8.(2022浙江6月选考,18,2分)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:物质(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/kJ·mol-1249218391000-136-242可根据HO(g)+HO(g)H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol-1。下列说法不正确的是()A.H2的键能为436kJ·mol-1B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍C.解离氧氧单键所需能量:HOO<H2O2D.H2O(g)+O(g)H2O2(g)ΔH=-143kJ·mol-1答案C9.(2019浙江4月选考,23,2分)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):M2+(g)+CO32-(g)M2+(g)+O2-(g)+CO2(gMCO3(s)MO(s)+CO2(g)已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是()A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3答案C10.(2021浙江6月选考,21,2分)相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断正确的是()A.ΔH1>0,ΔH2>0B.ΔH3=ΔH1+ΔH2C.ΔH1>ΔH2,ΔH3>ΔH2D.ΔH2=ΔH3+ΔH4答案C11.(2018天津理综,10节选)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:化学键C—HCOH—HC←O(CO)键能/kJ·mol-14137454361075则该反应的ΔH=。

答案+120kJ·mol-112.(2022黑龙江齐齐哈尔二模,28节选)含氯化合物的反应在化学工业中具有重要的地位。回答下列问题:(1)次氯酸钠氧化法可以制备Na2FeO4。已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH=akJ·mol-1NaCl(aq)+H2O(l)NaClO(aq)+H2(g)ΔH=bkJ·mol-14Na2FeO4(aq)+10H2O(l)4Fe(OH)3(s)+3O2(g)+8NaOH(aq)ΔH=ckJ·mol-1反应2Fe(OH)3(s)+3NaClO(aq)+4NaOH(aq)2Na2FeO4(aq)+3NaCl(aq)+5H2O(l)的ΔH=kJ·mol-1。

答案(1)-3213.(2018江苏单科,20节选)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq)ΔH=-116.1kJ·mol-13HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)ΔH=75.9kJ·mol-1反应3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=kJ·mol-1。

答案-136.214.(2022福建龙岩三模,13节选)CO2-CH4催化重整是减缓温室效应、实现碳中和的重要方式,其主反应为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH,反应体系还涉及以下副反应:ⅰ.CH4(g)C(s)+2H2(g)ΔH1=+75.0kJ/molⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.0kJ/molⅲ.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)ΔH3=-131.0kJ/mol(1)主反应的ΔH=kJ/mol。

(2)我国学者对催化重整的主反应进行理论研究,提出在Pt-Ni或Sn-Ni合金催化下,先发生甲烷逐级脱氢反应,其反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。不同催化剂的甲烷脱氢反应历程与相对能量的关系①该历程中最大能垒E(正)=eV。

答案(1)+247(2)3.80915.(2021全国甲,28节选)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:①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ·mol-1②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90kJ·mol-1总反应的ΔH=kJ·mol-1;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。

答案-49AΔH1为正值,ΔH2和ΔH为负值,反应①活化能大于反应②的16.(2021山西运城期中,20节选)利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3回答下列问题:(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下:化学键H—HC—OH—OC—HE/(kJ·mol-1)4363431076465413由此计算ΔH1=kJ·mol-1,已知ΔH2=-58kJ·mol-1,则ΔH3=kJ·mol-1。

(2)科学家提出制备“合成气”反应历程分两步:反应①:CH4(g)C(ads)+2H2(g)(慢反应)反应②:C(ads)+CO2(g)2CO(g)(快反应)上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如图所示:CH4与CO2制备合成气的热化学方程式为。

答案(1)-99+41(2)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+(E3-E1)kJ·mol-117.(2021山东,20节选)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加剂。在催化剂作用下,可通过甲醇与烯烃的液相反应制得,体系中同时存在如下反应:反应Ⅰ:+CH3OHΔH1反应Ⅱ:+CH3OHΔH2反应Ⅲ:ΔH3回答下列问题:(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T变化关系如图所示。据图判断,A和B中相对稳定的是(用系统命名法命名);ΔH(填标号)。

A.<-1B.-1~0C.0~1D.>1答案2-甲基-2-丁烯D

应用篇应用反应历程与能量图像分析1.(2022河北保定一模,6)苯亲电取代反应中卤代反应的反应进程与能量变化曲线如图所示,下列说法正确的是()A.反应分三步进行,且各步均为吸热反应B.决速步的能垒是ΔE2C.总反应的ΔH=ΔE1+ΔE2+ΔE3D.升温既能加快反应速率,又能提高该卤代反应的平衡转化率答案B2.(2023届黑龙江哈尔滨学业监测,13)顺-2-丁烯、反-2-丁烯分别与氢气加成制备丁烷的焓的变化如图所示。下列说法正确的是()A.上述反应均为吸热反应B.顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定C.1mol顺-2-丁烯转化为1mol反-2-丁烯放热4.2kJD.发生加成反应时,顺-2-丁烯断键吸收的能量高于反-2-丁烯断键吸收的能量答案C3.(2022海南中学第9次月考,12)苯的亲电取代反应分两步进行,可表示为。苯的亲电取代反应进程和能量的关系如图。下列说法错误的是()A.反应过程中,环上碳原子的杂化类型发生了变化B.反应速率:Ⅰ<ⅡC.平均能量:中间体>反应物D.E1与E2的差值为总反应的焓变答案D4.(2022北京东城二模,10)下图是计算机模拟的在催化剂表面上水煤气变化的反应历程。吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。下列说法正确的是()A.①表示CO和H2O从催化剂表面脱离的过程B.②和④中化学键变化相同,因此吸收的能量相同C.由图可知CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)为吸热反应D.本历程中的催化剂通过改变水煤气变化反应的焓变,来实现改变其反应速率答案B5.(2023届河南豫西名校开学考,11)利用CO2与CH4制备合成气(CO、H2),可能的反应历程如图所示:下列说法正确的是()A.制备合成气的反应为CH4(g)C(ads)+2H2(g)ΔH=(E1-E3)kJ·mol-1B.若E3+E2<E4+E1,则决定速率的步骤为E1→E2C.使用催化剂,CO和H2的平衡产率不变D.增加吸附性活性炭[C(ads)]的表面积,可提高CO、H2的产率答案C6.(2022安徽蚌埠质检四,11)CO与N2O在铁催化剂表面进行如下两步反应:第一步:Fe*+N2OFeO*+N2第二步:FeO*+COFe*+CO2其相对能量与反应历程如下图所示。下列说法不正确的是()A.总反应是放热反应,化学方程式为CO+N2OCO2+N2B.在反应过程中,有极性键和非极性键的断裂和形成C.总反应的反应速率由第一步反应决定D.Fe*为反应的催化剂,FeO*为中间产物答案B7.(2022福建漳州三模,5)某种含二价铜的催化剂[CuⅡ(OH)(NH3A.该脱硝过程总反应的焓变ΔH>0B.由状态①到状态⑤所发生的反应均为氧化还原反应C.由状态③到状态④的变化过程有极性键的断裂和形成D.总反应的化学方程式为4NH3+2NO+2O23N2+6H2O答案C8.(2022福建宁德5月质检,8)我国科学家采用磷化硼(BP)纳米颗粒成功地实现了高选择性电还原CO2制CH3OH,CO