高考化学一轮复习61化学反应中的热效应1含解析

化学反应中的热效应

，一题组训练画降，

题组1夕考查反应热与能量变化的关系

1.(2020•北京西城区模拟)甲烷与氯气光照条件卜.发生取代反应的部分反应历程和能量变化

如下：

第一步：Cb(g)^=2C1•(g)AH产+242kJ•mol-1

第二步：CHi(g)+Cl-(g)~CH?・(g)+HCl(g)

AH2=+7.5kJ・mol'*

第三步：CL-(g)+Ck(g)^~CH3cl(g)+Cl•(g)

1

AH3=-112.9kJ-mol'……

(其中Cl­表示氯原子，C匕-表示甲某)

下列说法不正确的是()

A.由题可知，甲烷和氯气在室温暗处较难反应

=-1

B.CH4(g)+Cl2(g)=BH3cl(g)+HCl(g)AH=-105.4kJ-mol

C.形成1molCH3CI中C-Cl键放出的能量比拆开1molCk中化学键吸收的能量多

D.若是甲烷与BR发生取代反应，则第二步反应AFK+7.5kJ-mor'

【解析】选D。光照下发生取代反应，常温下不能反应，故A正确；由第二步与第三步相加得

到CH4(g)+Ck(g)=一CH3Cl(g)+HCl(g)AH=-105.4kJ，no『，故B正确；由第三步反应可知,

形成C-C1键,拆开CL中化学键,且为放热反应,则形成1molCH3cl中C-C1键放出的能量

比拆开1molCL中化学键吸收的能量多，故C正确；若是甲烷与Be发生取代反应，。比Br

的能量高,则第二步反应AH>+7.5kJ-mof',故D错误。

2.(2020•北京师大附中模拟)中国学者在水煤气变换［CO(g)+H/O(g)^_C0Ag)+

H2(g)AH］中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题，该过程是基丁双功能

催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下：

33

口^■催化剂。HOC•()

下列说法正确的是()

A.过程I、过程in均为放热过程

B.过程in生成了具有极性共价键的也、co,

C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的AH

D.图示过程中的电0均参与了反应过程

【解析】选D。根据反应过程示意图，过程I中水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,

故A错误;过程III中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气,乩中的化学健为

非极性键，故B错误;催化剂不能改变反应的AH,故C错误;根据反应过程示意图，过程【中

水分子中的化学犍断裂,过程II也是水分子中的化学键断裂的过程,过程III中形成了水分子,

因此H2()均参与了反应过程，故I)正确。

题组2s烙变、反应热的图象分析

3.(双选)由N2()和NO反应生成N?和N()2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是

()

A.反应生成1molN2时转移4mole

B.反应物能量之和大于生成物能量之和

-

C.N20(g)+N0(g)==N2(g)+N02(g)AH=-139kJ•mol'

D.断键吸收能量之和大于成键释放能量之和

S

【解析】选A、DoN2O和NO反应生成必和NO?的化学方程式为N20+N0_N2+NO2,反应生成1

mol岫时转移2mole,A不正确；根据图示，反应物能量之和大于生成物能量之和,B正确；

该反应的反应热AH=(209-348)kJ•mor1=-139kJ-mol_1,C正确；由于该反应放热，所以断键

吸收能量之和小丁成键释放能量之和，D错误。

4.炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧,活化过程的能量变

化模拟计算结果如图所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是()

8

>

96

・O.4

髭O.2

我O.

哭O.0

一O.2

4).

A.氧分子的活化包括0-0裾的断裂与C-0键的生成

B.每活化一个氧分子放出0.29eV的能量

C.水可使氧分子活化反应的活化能降低().42eV

D.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂

［解析］选Co由题图可知,氟分子的活化是0-0键的断裂与C-0键的生成过程,A正确;由题

图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此每活化一个氧分子放出0.29eV的能量,B

止确；由题图川知，水川使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV,C错误；活化氧可以快速氧

化二氧化硫，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三

氧化硫的催化剂,D正确。

【加固训练】

最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到C0与0在催化剂表面形成化学键的过

程。反应过程的示意图如下：

状态【状态口状态m

•表示CO表示OR7R7Z”表示催化剂

下列说法正确的是()

A.C0和0生成CO?是吸热反应

B.在该过程中,C0断键形成C和0

C.C0和0生成了具有极性共价键的C02

D.状态I-状态III表示CG与反应的过程

【解析】选C。由题干上图可知状态HI的能量低于状态I的能量，因此该过程是放热过程,A

项错误；由题干下图可知该过程中CO的化学键没有断开,B项错误;CO与0生成的CO?具有极

性共价键,C项正确;状态I到状态HI表示CO与0生成CO?的过程,D项错误。

【归纳提升】

图解反应热与活化能的关系

(1)在无催化剂的情况,Ei为正反应的活化能,Ez为逆反应的活化能，AH-E.-E2O

(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响燧变的大小。

题组33利用键能计算

5.断裂1mol化学键所需的能量如表，火箭燃料阴(H?N—NHJ的有关化学反应的能量变化如图

所示,则下列说法错误的是()

化学建N-N00N三NN—H

键能(kJ)154500942a

能置

假想中间产2N(g)+4H(g)+2O(g)

物的总能置

△性!

：AHr=-2752kJmol-'

反应物的:,：

总能量NM(g)+O乂g)|

A//1=-534Umo|-';

生成物的

总能量W+2H殃)

A.N2(g)比()2(g)稳定

B.NN(g)+02(g)~N2(g)-2H20(g)AHi=-534kJ-mof

C.图中的△出二+2218kJ•mol-1

D.表中的a=194

【解析】选D0由表中数据可知,N三M键的键能大于00键的键能，则NKg)比OKg)稳定,A正

确；由能量变化图示可知，反应N2H4(g)+()2(g)==N2(g)+2H20(g)KjAH尸-534正

确;根据盖斯定律，反应N2H4(g)H)2(g)・一=M(g)+2H20(g)的AH)=AH2+AH3=(-2752

1

kJ・mor)+AH；1=-534kJ•mof*,贝ijAH；F+2218kJ•

mol'C正确;N2H4(g)+O2(g)，==2N(g)+4H(g)+20(g)的AH3=+2218kJ-mo『,根据反应热与

键能的关系可得AH：F(4akJ,mor'+154kJ,moL+500kJ,moll)=

+2218kJ解得a=391,D错误。

6.(2019•重庆高三检测)二甲雄又称甲醛，简称DME,熔点T41.5℃,沸点

-24.9℃与石油液化气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料"。制备原理如下:

I.由天然气催化制备二甲醛：

①2cHi(g)+O2(g)-CH3OCH3(g)+H?0(g)AHi

H.由合成气制备二甲醛：

②C0(g)+2H2(g)-CHQH[g)

AH产-90.7kJ-mol-1

③2cH30H(g)30cH3(g)+H>O(g)AH：)

回答下列问题：

若甲烷和二甲醛的燃烧热分别是890.3kJ•mol-l>1453.0kj・mo『；lmol液态水变为气

态水要吸收44.0kJ的热量。反应③中的相关的化学键键能数据如表：

化学键H—Hc—0H—0(水)H—0(醇)।C—H

E/(kJ,mol1)436343465453413

贝U△H]=kJ,mol”;△H3=kJ,moT'o

【解析】甲烷燃烧的热化学方程式为

;

©CH,(g)+202(g)~CO?(g)+2HQ(1)

AH=-890.3kJ•mor1;

二甲醛燃烧的热化学方程式为

©OLOCH：,(g)十30?(g)—2cCh(g)+3H?0(1)

AH=-1453.0kJ-mor1;

1

@H20(l)-----ll20(g)AH=+44.0kJ・mor;

对应反应2CH1(g)+02(g)—CHQCHa(g)+H2O(g)

△H产①X2一②+③=—890.3kJ・mol'1X2+1453.0kJ*mo『+44.0kJ・moT-

-283.6kJ•mof;

反应的婚变二反应物总键能-生成物总键能,而反应

2CH；l0H(g)-CMOCHs(g)+HQ(g)

AHrfX(3X413kJ・01。「4343kJ・mo『+453kJ-mor1)-6X413kJ^01-2X343kJ・mc『—2

X465kJ,moll=-24kJ,mol'o

答案:-283.6-24

【加固训练】

根据如图能量关系示意图，下列说法正确的是()

能

量

1molC(s>*1molOjg)

1molCO(8计0.5mo!O：(g)

1

393.5kJmol't转化u

［转化I282.9kJmol-'

|ImolCO^g)

反应过程

A.1