高考化学总复习单元检测十三 化学反应中的热效应.docx
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高考化学总复习单元检测十三化学反应中的热效应
单元检测(十三) 化学反应中的热效应
一、基础落实训练
1.(2017·4月选考)下列物质放入水中,会显著放热的是( )
A.食盐 B.蔗糖
C.酒精D.生石灰
解析:
选D 只有生石灰遇水放出大量的热。
2.“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。
在“绿色化学”工艺中,理想状态是反应物中原子全部转化为目标产物,即原子利用率为100%。
利用以下各种化学反应类型的合成过程最符合绿色化学的是( )
A.取代反应B.水解反应
C.加聚反应D.缩聚反应
解析:
选C 取代反应、水解反应和缩聚反应中生成物均是不止一种,不符合绿色化学;加聚反应中生成物只有一种,符合绿色化学。
3.(2019·浙江兰溪检测)能源与人类的生活和社会发展密切相关。
下列关于能源开发和利用的说法不正确的是( )
A.用酒精代替汽油作汽车燃料
B.随着科技的发展,氢气将会成为主要能源
C.在农村提倡利用沼气作生活燃料
D.尽量使用含12C的产品,减少使用含13C或14C的产品符合“促进低碳经济”宗旨
解析:
选D 使用含12C的产品未减少二氧化碳的排放,不符合“促进低碳经济”宗旨,故D项错误。
4.下列反应中不属于放热反应的是( )
A.酸碱中和反应
B.NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体反应
C.镁条的燃烧
D.活泼金属与酸的反应
解析:
选B 中和反应是放热反应,A项错误;Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应是吸热反应,B项正确;燃烧都是放热反应,C项错误;活泼金属与酸的反应都是放热反应,D项错误。
5.如图为反应Br+H2HBr+H的能量反应过程的示意图,下列叙述中正确的是( )
A.此反应一定要加热后才能发生
B.反应物总能量低于生成物总能量
C.人类利用的能源都是通过化学反应获得的
D.升高温度可增大正反应速率,降低逆反应速率
解析:
选B 从图示分析出反应物的能量低于生成物,Br+H2HBr+H是个吸热过程,但与是否需要加热无关,故A项错误、B项正确;C项,人类利用的能源如太阳能就不是通过化学反应获得的,错误;D项,升高温度时正逆反应速率都要增大,错误。
6.H2是一种很有前途的能源,以水为原料大量制取H2,最理想的途径是( )
A.在光分解催化剂存在下,利用太阳能分解水制H2
B.以焦炭和水为原料制水煤气后再分离出H2
C.以金属钠与水反应生成H2
D.由热电站提供电力电解水产生H2
解析:
选A A项,利用太阳能分解水,太阳能环保,资源相当丰富,太阳能直接使水分解制氢气是最理想的途径,符合题意;以焦炭和水为原料制水煤气后分离出氢气与由热电厂提供电力电解水制氢气,在制取过程中,均要消耗另一种能源,也会对环境造成污染,故B、D项不符合题意;C项,用Na和水反应制氢气,反应速率快,不易控制,安全系数小,且消耗Na成本高,不符合题意。
7.对于反应中的能量变化,下列表述正确的是( )
A.形成化学键的过程会吸收能量
B.氧化反应均为吸热反应
C.加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.放热反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量
解析:
选D 形成化学键会放出能量,A项错误;燃烧都是氧化反应,并且都是放热反应,B项错误;反应条件与反应是吸热还是放热没有必然联系,燃烧都是放热反应,但需要加热到着火点,C项错误;当反应物的总能量大于生成物的总能量时反应放热,D项正确。
8.氮是地球上含量较丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、日常生活中有着重要作用。
如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化示意图,下列说法正确的是( )
A.2NO2(g)+4CO(g)===N2(g)+4CO2(g)
ΔH=+234kJ·mol-1
B.1molNO2(g)和1molCO(g)断键放出热量134kJ
C.反应物总能量高于生成物总能量
D.反应物总键能高于生成物总键能
解析:
选C A项,根据图示,298K条件下1molNO2和1molCO反应生成1molCO2和1molNO的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-(368-134)kJ·mol-1=-234kJ·mol-1,错误;B项,化学键断裂应该吸收能量,错误;C项,从图示分析知反应物的总能量高于生成物,正确;D项,反应物总键能低于生成物总键能,错误。
9.(2015·10月选考)已知1molCH4气体完全燃烧生成气态CO2和液态H2O,放出890.3kJ热量,则表示该反应的热化学方程式正确的是( )
A.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=+890.3kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=+890.3kJ·mol-1
D.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH=-890.3kJ·mol-1
解析:
选B 反应放热,ΔH应为“-”,A、C项错误;生成的水应为液态,D项错误。
10.工业生产水煤气的反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=131.4kJ·mol-1,下列判断正确的是( )
A.反应物能量总和大于生成物能量总和
B.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(l)ΔH=-131.4kJ·mol-1
C.水煤气反应中生成1molH2(g)吸收131.4kJ热量
D.水煤气反应中生成1体积CO(g)吸收131.4kJ热量
解析:
选C A项,该反应是吸热反应,故反应物的总能量小于生成物的总能量,错误;B项,应生成H2O(g),错误;C项,由题干反应可知生成1mol氢气即2g氢气吸收的热量为131.4kJ,正确;D项,由题干反应可知生成1molCO吸收的热量为131.4kJ,而1体积CO物质的量不是1mol,错误。
11.(2019·杭州市富阳中学月考)25℃、101kPa下:
①2Na(s)+
O2(g)===Na2O(s)ΔH1=-414kJ·mol-1
②2Na(s)+O2(g)===Na2O2(s)ΔH2=-511kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等
B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同
C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O,随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D.25℃、101kPa下,Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s) ΔH=-317kJ·mol-1
解析:
选D A项,①和②产物中阳离子均为Na+,阴离子分别为O2-、O
,则阴阳离子个数比均为1∶2,错误;B项,①和②生成等物质的量的产物,由Na元素的化合价变化可知转移电子数相同,错误;C项,加热生成Na2O2,随温度升高生成Na2O的速率减小,错误;D项,由盖斯定律可知,①×2-②可得Na2O2(s)+2Na(s)===2Na2O(s),则ΔH=(-414kJ·mol-1)×2-(-511kJ·mol-1)=-317kJ·mol-1,正确。
12.已知下列反应:
SO2(g)+2OH-(aq)===SO
(aq)+H2O(l) ΔH1
ClO-(aq)+SO
(aq)===SO
(aq)+Cl-(aq) ΔH2
CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO
(aq) ΔH3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH为( )
A.ΔH1+ΔH2-ΔH3B.ΔH1+2ΔH2-ΔH3
C.ΔH1+ΔH3-ΔH2D.ΔH1+ΔH2+ΔH3
解析:
选A 将题中的3个反应依次标记为①、②、③,根据盖斯定律,①+②-③即得所求的反应,ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。
13.在25℃、101kPa时,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的标准燃烧热分别为393.5kJ·mol-1、285.8kJ·mol-1、870.3kJ·mol-1,则2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为( )
A.-488.3kJ·mol-1B.+488.3kJ·mol-1
C.-191kJ·mol-1D.+191kJ·mol-1
解析:
选A 由题意知表示各物质标准燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1;②H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1;③CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-870.3kJ·mol-1。
根据盖斯定律由①×2+②×2-③得:
ΔH=-488.3kJ·mol-1。
14.某同学设计如图的实验方案来探究NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应中的能量变化。
(1)小烧杯中发生反应的化学方程式是_________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)步骤④中溶液中产生的现象是___________________________________________。
(3)由上述实验现象可知NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应为____________反应(填“吸热”或“放热”)。
说明该反应中反应物的总能量____________生成物的总能量(填“>”“<”或“=”)。
解析:
(1)氯化铵属于铵盐,能和强碱氢氧化钡反应生成氨气、水以及氯化钡,化学方程式为Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O。
(2)用稀硫酸吸收氨气以防止污染,硝酸钾的溶解度随着温度的降低明显下降,故应有白色晶体析出。
(3)步骤④中现象说明氢氧化钡和氯化铵的反应是吸热反应,即反应物的总能量小于生成物的总能量。
答案:
(1)Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O
(2)白色晶体析出 (3)吸热 <
二、能力提升训练
1.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
已知:
化学键
C—H
C—C
C===C
H—H
键能/kJ·mol-1
412
348
612
436
上述反应的ΔH是( )
A.248kJ·mol-1B.240kJ·mol-1
C.120kJ·mol-1D.124kJ·mol-1
解析:
选D 设“C”部分的化学键键能为akJ·mol-1,则ΔH=(a+348+412×5)kJ·mol-1-(a+612+412×3+436)kJ·mol-1=124kJ·mol-1。
2.已知化学反应A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中不正确的是( )
A.每生成2molAB吸收(a-b)kJ能量
B.该反应热ΔH=-(a-b)kJ·mol-1
C.该反应中生成物的总能量高于反应物的总能量
D.断裂1molA—A和1molB—B键,吸收akJ能量
解析:
选B B项,反应热ΔH=反应物能量总和-生成物能量总和,所以反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1,错误。
3.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量的变化如图所示。
已知1molSO2(g)与0.5molO2(g)反应生成1molSO3(g)的ΔH=-99kJ·mol-1。
下列说法不正确的是( )
A.图中A点、C点的数值分别表示反应物总能量、生成物总能量
B.E的大小对该反应的反应热无影响
C.该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高
D.图中ΔH=-198kJ·mol-1
解析:
选C B项,反应热可表示为AB段、BC段能量之差,即反应热与活化能的大小无关,正确;C项,E为不加催化剂的活化能,使用催化剂可使反应的活化能降低,故加V2O5会使图中B点降低,错误;D项,因1molSO2(g)与0.5molO2(g)反应生成1molSO3(g)的ΔH=-99kJ·mol-1,所以2molSO2(g)与1molO2(g)反应生成2molSO3(g)的ΔH=-198kJ·mol-1,正确。
4.对热化学方程式C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1最准确的理解是( )
A.1mol固体碳和1mol水蒸气反应生成1molCO(g)和1molH2(g),同时吸收131.3kJ热量
B.1mol碳和1mol水反应生成1molCO和1molH2,同时放出131.3kJ热量
C.固体碳和水蒸气反应吸收131.3kJ热量
D.1个碳原子和1个水分子反应,吸热131.1kJ
解析:
选A 该热化学方程式是指1mol固体碳和1mol水蒸气反应生成1molCO(g)和1molH2(g),同时吸收131.3kJ热量,A项正确;反应是吸热反应,B项错误;未指明物质的量和生成物,C项错误;热化学方程式的化学计量数表示物质的量,D项错误。
5.(2019·杭州模拟)根据热化学方程式:
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-QkJ·mol-1,下列分析正确的是( )
A.1molS(g)与1molO2(g)的总能量比1molSO2(g)的总能量低QkJ
B.1molS(g)与1molO2(g)反应生成1molSO2(g)放出QkJ的热量
C.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH<-QkJ·mol-1
D.1个S(g)与1个O2(g)完全反应可以放出QkJ的热量
解析:
选B 该热化学方程式的含义为1molS(g)与1molO2(g)反应生成1molSO2(g)放出QkJ的热量,B项正确、D项错误;反应物的总能量比生成物总能量高,A项错误;因为S(s)―→S(g)是吸热的,所以,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH>-QkJ·mol-1,C项错误。
6.在同温同压下,下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是( )
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2
B.C(s)+
O2(g)===CO(g) ΔH1
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2
C.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2
D.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1
H2(g)+
Cl2(g)===HCl(g) ΔH2
解析:
选B 物质的燃烧反应是放热的,所以焓变是负值,液态水变为气态水的过程是吸热的,则ΔH1<ΔH2,A项错误;碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热,且该反应的焓变是负值,则ΔH1>ΔH2,B项正确;物质的燃烧反应是放热的,所以焓变是负值,固态硫变为气态硫需要吸收热量,所以ΔH1<ΔH2,C项错误;化学反应方程式的系数加倍,焓变数值加倍,该化合反应是放热的,所以焓变值是负值,ΔH1=2ΔH2,ΔH1<ΔH2,D项错误。
7.已知:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH2
4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH4
2NH3(g)+3Cl2(g)===N2(g)+6HCl(g) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )
A.ΔH1>0,ΔH2>0B.ΔH3>0,ΔH4>0
C.ΔH2=ΔH4+ΔH5D.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
解析:
选D 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)属于放热反应,故ΔH1<0。
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)属于放热反应,故ΔH2<0。
4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g)属于放热反应,故ΔH3<0。
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)属于放热反应,故ΔH4<0,故A、B错误;根据盖斯定律,ΔH2=(ΔH4+ΔH5)×
,故C错误;根据盖斯定律,ΔH3=ΔH1-2ΔH2,故D正确。
8.在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应
H2S(g)+
O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1
2H2S(g)+SO2(g)===
S2(g)+2H2O(g) ΔH2
H2S(g)+
O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A.ΔH4=
(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
B.ΔH4=
(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)
C.ΔH4=
(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)
D.ΔH4=
(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)
解析:
选A 根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系。
将前三个热化学方程式分别标为①、②、③,根据盖斯定律,由
×①+
×②-2×③可得:
2S(g)===S2(g) ΔH4=
(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。
9.已知:
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH=-565.2kJ·mol-1,下列说法不正确的是( )
A.CO(g)+
O2(g)===CO2(g)ΔH=-282.6kJ·mol-1
B.2molCO(g)与1molO2(g)反应生成2molCO2(s)放出热量小于565.2kJ
C.相同条件下,2molCO(g)和1molO2(g)的总能量大于2molCO2(g)的总能量
D.拆开2molCO和1molO2中的化学键所需总能量低于形成2molCO2中化学键所放出的总能量
解析:
选B A项,反应热的大小与物质的量成正比,所以1molCO燃烧放出的热量为282.6kJ,则反应热的化学方程式为CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.6kJ·mol-1,正确;B项,气体变成固体要放出热量,所以2molCO(g)与1molO2(g)反应生成2molCO2(s)放出热量大于565.2kJ,错误;C项,正反应是放热反应,所以2molCO(g)和1molO2(g)的总能量大于2molCO2(g)的总能量,正确;D项,根据化学反应的实质,因为反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应,则拆开反应物所有化学键所吸收的总能量小于形成生成物所放出的总能量,正确。
10.根据能量变化示意图得出的结论正确的是( )
A.1molC完全燃烧生成CO2时放出的热量为393.5kJ·mol-1
B.2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1
C.2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)ΔH=+283.0kJ·mol-1
D.C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH=+393.5kJ·mol-1
解析:
选B 根据能量变化示意图,1molC完全燃烧生成CO2时放出的热量为393.5kJ,热量的单位错误,A项错误;由题图可知,1molC不完全燃烧生成CO时放热110.5kJ,则热化学方程式为2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221.0kJ·mol-1,B项正确;由题图可知,1molCO2分解生成1molCO和0.5mol氧气时吸收热量283.0kJ,则热化学方程式为2CO2(g)===2CO(g)+O2(g) ΔH=+566.0kJ·mol-1,C项错误;碳的燃烧反应是放热反应,焓变为负值,D项错误。
11.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+
O2(g)===CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.CH3OH的标准燃烧热为ΔH=-192.9kJ·mol-1
B.反应①中的能量变化如图所示
C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D.根据②推知反应:
CH3OH(l)+
O2(g)===CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9kJ·mol-1
解析:
选D A项,根据盖斯定律将②×3-①×2可得:
CH3OH(g)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-192.9kJ·mol-1×3-49kJ·mol-1×2=-676.7kJ·mol-1,所以甲醇的燃烧热为676.7kJ·mol-1,错误;B项,反应①的ΔH>0,而图示的ΔH=生成物总能量-反应物总能量<0,错误;C项,由已知可知,反应①为吸热反应,而反应②为放热反应,错误;D项,同物质的量的同种物质,气态能量最高,其次液态能量,固态能量最低,由②推知反应:
CH3OH(l)+
O2(g)===CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9kJ·mol-1,正确。
12.将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。
煤转化为水煤气的主要反应为C+H2O
CO+H2。
有关物质的燃烧热数据如下:
物 质
C
H2
CO
ΔH/(kJ·mol-1)
-393.5
-285.8
-283.0
已知:
1molH2O(g)转化为1molH2O(l)放出44.0kJ的热量。
回答下列问题:
(1)写出C完全燃烧的热化学方程式:
_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出煤转化为水煤气的主要反应的热化学方程式
________________________________________________________________________。
(3)现有H2或CO为燃料提供热能,你认为应该选择__________(填字母)作为燃料。
a.H2 b.CO c.均可以
理由是_________________________________________________________________。
答案:
(1)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
(2)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH=+131.3kJ·mol-1
(3)a 等质量的H2完全燃烧放出的热量比CO多,且H2燃烧产物为H2O,对环境无影响(或答案选b,理由是生产H2的成本比生产CO的成本高或答案选c,理由是综合考虑生产成本和热效应,且对CO燃烧产物CO2的回收利用,均可使用)
13.依据叙述,写出下列反应的热化学
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- 高考化学总复习单元检测十三 化学反应中的热效应 高考 化学 复习 单元 检测 十三 化学反应 中的 热效应