人教版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)練15化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)含答案

考點(diǎn)規(guī)范練15化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)一、選擇題1.下列說法正確的是()。A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B.任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能發(fā)生C.反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小決定了反應(yīng)是放熱還是吸熱D.吸熱反應(yīng)只能在加熱的條件下才能進(jìn)行答案:C解析:需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),如木炭的燃燒是放熱反應(yīng),但需要點(diǎn)燃,點(diǎn)燃的目的是使其達(dá)到著火點(diǎn),A項(xiàng)錯(cuò)誤。放熱反應(yīng)在常溫下不一定能發(fā)生,如鋁熱反應(yīng)2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe是放熱反應(yīng),但需在高溫條件下進(jìn)行以保證有足夠的熱量引發(fā)氧化鐵和鋁粉反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤。若反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量,則反應(yīng)放熱,反之,反應(yīng)吸熱,C項(xiàng)正確。吸熱反應(yīng)在不加熱的條件下也可能發(fā)生,如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl在常溫下就能發(fā)生反應(yīng),而該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.甲烷燃燒時(shí)的能量變化如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是()。圖1圖2A.圖1中反應(yīng)為CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=+890.3kJ·mol-1B.圖2中反應(yīng)為CH4(g)+32O2(g)CO(g)+2H2O(g)ΔH=-607.3kJ·mol-1C.由圖可以推得:CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-283kJ·mol-1D.由圖可以推知:等物質(zhì)的量的CO2和CO,CO2具有的能量高答案:C解析:根據(jù)圖1分析,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,則圖1中反應(yīng)為CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1,A項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)圖2分析,生成物水的狀態(tài)是液態(tài),則圖2中反應(yīng)為CH4(g)+32O2(g)CO(g)+2H2O(l)ΔH=-607.3kJ·mol-1,B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)蓋斯定律,由CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1和CH4(g)+32O2(g)CO(g)+2H2O(l)ΔH=-607.3kJ·mol-1相減,可得CO(g)+12O2(g)CO2(g)ΔH=-283kJ·mol-1,該反應(yīng)放熱,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,所以等物質(zhì)的量的CO2和CO,CO具有的能量高,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(雙選)工業(yè)上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2],該可逆反應(yīng)分兩步進(jìn)行,整個(gè)過程中的能量變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()。A.NH2COONH4為合成尿素反應(yīng)的中間產(chǎn)物B.反應(yīng)Ⅰ逆反應(yīng)的活化能>反應(yīng)Ⅱ正反應(yīng)的活化能C.反應(yīng)Ⅱ在熱力學(xué)上進(jìn)行趨勢(shì)很大D.2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的焓變?chǔ)=E1-E2答案:CD解析:由題圖可知,合成尿素的過程中生成了NH2COONH4,其為合成尿素反應(yīng)的中間產(chǎn)物,A項(xiàng)正確。由題圖可知,反應(yīng)Ⅰ逆反應(yīng)的活化能>反應(yīng)Ⅱ正反應(yīng)的活化能,B項(xiàng)正確。反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng),在熱力學(xué)上進(jìn)行趨勢(shì)較小,C項(xiàng)錯(cuò)誤。2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)為放熱反應(yīng),ΔH=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量<0,即ΔH=E2-E1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.下列關(guān)于ΔH的判斷不正確的是()。Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(g)ΔH1Si(s)+2Br2(g)SiBr4(g)ΔH2Cu(OH)2(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l)ΔH32H2O(l)+Cu2+(aq)Cu(OH)2(s)+2H+(aq)ΔH4A.ΔH1<0,ΔH2<0B.ΔH1<ΔH2C.ΔH3<0,ΔH4>0D.ΔH3>ΔH4答案:D解析:多數(shù)化合反應(yīng)為放熱反應(yīng),則ΔH1<0,ΔH2<0,A項(xiàng)正確。氧化性:Cl2>Br2,所以Cl2與Si的反應(yīng)更劇烈,放熱更多,則ΔH1<ΔH2,B項(xiàng)正確。Cu(OH)2(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l)為酸堿中和反應(yīng),應(yīng)為放熱反應(yīng),則ΔH3<0,2H2O(l)+Cu2+(aq)Cu(OH)2(s)+2H+(aq)為水解反應(yīng),應(yīng)為吸熱反應(yīng),則ΔH4>0,C項(xiàng)正確。ΔH3<0,ΔH4>0,則ΔH3<ΔH4,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.肼(N2H4)在不同條件下的分解產(chǎn)物不同,200℃時(shí)在Cu表面分解的機(jī)理如圖1所示。已知200℃時(shí),反應(yīng)Ⅰ:3N2H4(g)N2(g)+4NH3(g)ΔH1=-32.9kJ·mol-1,反應(yīng)Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)2NH3(g)ΔH2=-41.8kJ·mol-1,下列說法不正確的是()。圖1圖2A.圖1所示過程①②都是放熱反應(yīng)B.反應(yīng)Ⅱ的能量過程示意圖如圖2所示C.斷開3molN2H4(g)中的化學(xué)鍵吸收的能量小于形成1molN2(g)和4molNH3(g)中的化學(xué)鍵釋放的能量D.200℃時(shí),肼分解生成氮?dú)夂蜌錃獾臒峄瘜W(xué)方程式為N2H4(g)N2(g)+2H2(g)ΔH=+50.7kJ·mol-1答案:A解析:題圖所示過程①對(duì)應(yīng)反應(yīng)Ⅰ,為放熱反應(yīng),過程②為氨氣分解生成氮?dú)夂蜌錃?根據(jù)蓋斯定律,由Ⅰ-3×Ⅱ即可判斷反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤。反應(yīng)Ⅱ?yàn)榉艧岱磻?yīng),反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,能量過程示意圖正確,B項(xiàng)正確。反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),則斷開3molN2H4(g)中的化學(xué)鍵吸收的能量小于形成1molN2(g)和4molNH3(g)中的化學(xué)鍵釋放的能量,C項(xiàng)正確。200℃時(shí),根據(jù)蓋斯定律,肼分解生成氮?dú)夂蜌錃獾姆磻?yīng)為Ⅰ-2×Ⅱ,可得到N2H4(g)N2(g)+2H2(g)ΔH=+50.7kJ·mol-1,D項(xiàng)正確。6.已知25℃、101kPa下,1mol水蒸發(fā)為水蒸氣需要吸熱44.01kJ。2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.66kJ·mol-1C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.29kJ·mol-1則反應(yīng)C(s)+12O2(g)CO(g)的反應(yīng)熱為()。A.ΔH=-396.36kJ·mol-1B.ΔH=-198.55kJ·mol-1C.ΔH=-154.54kJ·mol-1D.ΔH=-110.53kJ·mol-1答案:D解析:根據(jù)題目信息:①2H2O(l)2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.66kJ·mol-1②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.29kJ·mol-1③H2O(l)H2O(g)ΔH=+44.01kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律可知目標(biāo)方程式可由②+③-12×①得到,ΔH=[+131.29+(+44.01)-12×(+571.66)]kJ·mol-1=-110.53kJ·mol-17.N2O和CO是環(huán)境污染性氣體,可在Pt2O+表面轉(zhuǎn)化為無害氣體,其反應(yīng)原理為N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)變化過程及能量變化過程如下。下列說法不正確的是()。A.ΔH=ΔH1+ΔH2B.ΔH=-226kJ·mol-1C.該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能D.為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化需不斷向反應(yīng)器中補(bǔ)充Pt2O+和Pt2O答案:D解析:①N2O+Pt2O+Pt2O2++N2ΔH1,②Pt2O2++COPt2O++CO2ΔH2,結(jié)合蓋斯定律計(jì)算①+②得到N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2,A項(xiàng)正確。由圖示分析可知,反應(yīng)物能量高于生成物能量,反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)焓變?chǔ)=134kJ·mol-1-360kJ·mol-1=-226kJ·mol-1,B項(xiàng)正確。正反應(yīng)活化能Ea=134kJ·mol-1小于逆反應(yīng)活化能Eb=360kJ·mol-1,C項(xiàng)正確。由①N2O+Pt2O+Pt2O2++N2ΔH1和②Pt2O2++COPt2O++CO2ΔH2可知,反應(yīng)過程中Pt2O+和Pt2O2+8.我國學(xué)者研究了均相NO-CO的反應(yīng)過程,反應(yīng)過程中每一階段內(nèi)各駐點(diǎn)的能量均為相對(duì)于此階段內(nèi)反應(yīng)物的能量之差,下列說法正確的是()。A.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH>0B.均相NO-CO反應(yīng)經(jīng)歷了三個(gè)過渡態(tài)和六個(gè)中間體C.整個(gè)反應(yīng)分為三個(gè)基元反應(yīng)階段,總反應(yīng)速率由第一階段反應(yīng)決定D.NO二聚體()比N2O分子更難與CO發(fā)生反應(yīng)答案:C解析:整個(gè)反應(yīng)分為三個(gè)基元反應(yīng)階段,①NO(g)+NO(g)(g)ΔH=+199.2kJ·mol-1;②(g)+CO(g)CO2(g)+N2O(g)ΔH=-513.5kJ·mol-1;③CO(g)+CO2(g)+N2O(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-307.6kJ·mol-1,由于①所需活化能最高,總反應(yīng)速率由第一階段反應(yīng)決定,故C項(xiàng)正確。①+②+③得2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),ΔH=+199.2kJ·mol-1-513.5kJ·mol-1-307.6kJ·mol-1=-621.9kJ·mol-1,A項(xiàng)錯(cuò)誤。均相NO-CO反應(yīng)經(jīng)歷了TS1、TS2、TS3三個(gè)過渡態(tài),IM1、、IM2、N2O、IM3五個(gè)中間體,B項(xiàng)錯(cuò)誤。從②(g)+CO(g)CO2(g)+N2O(g)ΔH=-513.5kJ·mol-1;③CO(g)+CO2(g)+N2O(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-307.6kJ·mol-1,②反應(yīng)的活化能比③反應(yīng)的低,放出的能量更多,生成物能量更低,NO二聚體()比N2O(g)分子更容易與CO發(fā)生反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。9.一氧化碳甲烷化反應(yīng)為CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。下圖是使用某種催化劑時(shí)轉(zhuǎn)化過程中的能量變化(部分物質(zhì)省略)。下列說法不正確的是()。A.步驟①只有非極性共價(jià)鍵斷裂B.步驟②的原子利用率為100%C.過渡態(tài)Ⅱ能量最高,因此其對(duì)應(yīng)的步驟③反應(yīng)速率最小D.該方法可以清除有毒氣體CO,從而保護(hù)環(huán)境答案:C解析:步驟①是H2中非極性共價(jià)鍵斷裂,CO中極性共價(jià)鍵未斷裂,A項(xiàng)正確。步驟②反應(yīng)物中原子全部進(jìn)入生成物中,因此原子利用率為100%,B項(xiàng)正確。根據(jù)圖中信息,過渡態(tài)Ⅰ的能量差最高,因此其對(duì)應(yīng)的步驟①反應(yīng)速率最小,C項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)反應(yīng)的歷程可知,有毒的一氧化碳與氫氣反應(yīng)最終轉(zhuǎn)化為無毒的甲烷,該方法可以清除劇毒氣體CO,從而保護(hù)環(huán)境,D項(xiàng)正確。10.(2023新課標(biāo)卷改編)“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物為催化中心,可將NH2OH與NH3轉(zhuǎn)化為肼(NH2NH2),其反應(yīng)歷程如下所示。下列說法錯(cuò)誤的是()。A.NH2OH、NH3和H2O均為極性分子B.反應(yīng)涉及N—H、N—O斷裂和N—N生成C.催化中心的Fe2+被氧化為Fe3+,后又被還原為Fe2+D.將NH2OH替換為ND2OD,反應(yīng)可得ND2ND2答案:D解析:NH2OH、NH3、H2O分子中正負(fù)電中心不重合,三種分子均為極性分子,A項(xiàng)正確;從反應(yīng)歷程看,NH2OH中存在N—O斷裂、NH3分子中存在N—H斷裂,NH2NH2中存在N—N的生成,B項(xiàng)正確;反應(yīng)過程中,Fe2+先失去電子轉(zhuǎn)移至NH2OH的N原子上,又被NH2-還原,C項(xiàng)正確;根據(jù)反應(yīng)歷程可知,產(chǎn)物中兩部分—NH2分別來自NH2OH和氨氣,將NH2OH替換為ND2OD反應(yīng)得到ND2NH2二、非選擇題11.氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn);氫氣也是重要的化工原料。(1)納米級(jí)的Cu2O可作為太陽能分解水的催化劑。一定溫度下,在2L密閉容器中加入納米級(jí)Cu2O并通入0.10mol水蒸氣發(fā)生反應(yīng):2H2O(g)2H2(g)+O2(g)ΔH=+484kJ·mol-1,不同時(shí)段產(chǎn)生O2的量見表格:時(shí)間20406080n0.00100.00160.00200.0020上述反應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化形式為光能轉(zhuǎn)化為能,達(dá)平衡過程中至少需要吸收光能kJ(保留三位小數(shù))。

(2)氫氣是合成氨工業(yè)的原料,合成塔中每產(chǎn)生2molNH3,放出92.2kJ熱量。已知:則1molN—H鍵斷裂吸收的能量約等于。

(3)已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1;②N2(g)+2O2(g)2NO2(g)ΔH=+67.7kJ·mol-1。則H2還原NO2生成水蒸氣和氮?dú)夥磻?yīng)的熱化學(xué)方程式是

。

答案:(1)化學(xué)0.968(2)391kJ(3)4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1034.9kJ·mol-1解析:(1)題述反應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化形式為光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,達(dá)平衡時(shí),生成氧氣0.0020mol,至少需要吸收的光能為0.0020mol×484kJ·mol-1=0.968kJ。(2)3H2(g)+N2(g)2NH3(g),反應(yīng)的焓變=反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的能量-生成物形成化學(xué)鍵放出的能量=3×436kJ·mol-1+945.8kJ·mol-1-6×E(N—H)=-92.2kJ·mol-1,E(N—H)=391kJ·mol-1。(3)反應(yīng)4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)可以由①×2-②得到,故ΔH=(-483.6kJ·mol-1)×2-67.7kJ·mol-1=-1034.9kJ·mol-1。12.乙烯可用作合成纖維、合成橡膠、塑料的原料?；卮鹣铝袉栴}。(1)實(shí)驗(yàn)室用乙醇和五氧化二磷制取乙烯的過程如下:P2O5+3H2O2H3PO4;H3PO4+C2H5OHC2H5OPO(OH)2(磷酸單乙酯)+H2O;170~200℃時(shí),C2H5OPO(OH)2會(huì)分解生成乙烯和磷酸。C2H5OPO(OH)2分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)用CrO3作催化劑,CO2重整C2H6制乙烯的反應(yīng)過程如下:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH1;3H2(g)+2CrO3(s)3H2O(g)+Cr2O3(s)ΔH2;Cr2O3(s)+3CO2(g)3CO(g)+2CrO3(s)ΔH3。①反應(yīng)C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)的ΔH=(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數(shù)式表示)。

②已知部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示,則ΔH1=kJ·mol-1。

化學(xué)鍵C—CCCC—HH—H鍵能348615413436答案:(1)C2H5OPO(OH)2CH2CH2↑+H3PO4(2)①3ΔH1解析:(1)170~200℃時(shí),C