2020版高考化学新增分大一轮复习第6章第18讲化学反应的热效应精讲义优习题（含解析）鲁科版.docx

1、1第 18 讲 化学反应的热效应考纲要求 1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4.了解焓变( H)与反应热的含义。5.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。6.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。考点一 焓变、热化学方程式1反应热(焓变)(1)概念：在恒压条件下进行的反应的热效应。符号： H。单位：kJmol 1 或 kJ/mol。(2)表示方法吸热反应： H0；放热反应： H” “”或“” ，下同)

2、 H2。答案 解析 因为 C(g)=C(l) H30则 H3 H2 H1， H2 H1。(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)O 2(g)=SO2(g) H10S(s)O 2(g)=SO2(g) H20则 H1 H2。答案 解析 H2 H3 H1，则 H3 H1 H2，又 H30，所以 H1 H2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O 2(g)=CO2(g) H10C(s) O2(g)=CO(g) H2012则 H1 H2。答案 解析 根据常识可知，CO(g) O2(g)=CO2(g) H30，又因为 H2 H3 H1，所以12 H2 H1。2已知：2H 2(g)O 2(g)=2H2O(

3、g) H13H2(g)Fe 2O3(s)=2Fe(s)3H 2O(g) H22Fe(s) O2(g)=Fe2O3(s) H3322Al(s) O2(g)=Al2O3(s) H4322Al(s)Fe 2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s) H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )A H10B H50，为吸热反应，B 错误；催化剂只降低反应的活化能，不影响反应的焓变，C 错误；根据盖斯定律，目标反应可由反应获得， H206.1kJmol 1 131.3kJmol 1 74.8kJmol 1 ，D 正确。32018全国卷，27(1)CH 4CO2催化重整反应为 CH4(g)CO 2(g)=2

4、CO(g)2H 2(g)。已知：C(s)2H 2(g)=CH4(g) H75kJmol 1C(s)O 2(g)=CO2(g) H394kJmol 1C(s) O2(g)=CO(g) H111kJmol 112该催化重整反应的 HkJmol 1 。答案 247解析 C(s)2H 2(g)=CH4(g) H75 kJmol 1 20C(s)O 2(g)=CO2(g) H394 kJmol 1 C(s) O2(g)=CO(g) H111 kJmol 112运用盖斯定律，2可得 CH4(g)CO 2(g)=2CO(g)2H 2(g) H(1112)(75)(394) kJmol 1 247 kJmol

5、 1 。42017全国卷，28(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为、 ，制得等量 H2所需能量较少的是。答 案 H2O(l)=H2(g) O2(g) H 286 kJmol 1 H2S(g)=H2(g) S(s) H 20 12kJmol1 系统()解析 隔离分析两个系统，分别将每个系统中的三个方程式相加，即可得到所需答案。52016全国卷，27(4)已知下列反应：SO2(g)2OH (aq)=SO (aq)H 2O(l) H123ClO (aq)SO (aq)=SO (aq)Cl (aq) H2

6、23 24CaSO4(s)=Ca2 (aq)SO (aq) H324则反应 SO2(g)Ca 2 (aq)ClO (aq)2OH (aq)=CaSO4(s)H 2O(l)Cl (aq)的 H。答案 H1 H2 H3解析 将题中的 3 个反应依次标记为、，根据盖斯定律，即得所求的反应， H H1 H2 H3。1下列说法不正确的是( )A化学能可以转变成为热能、电能等B化学反应必然伴随发生能量变化C化学反应中的能量变化主要是由化学键的变化引起的D化学反应中能量变化的多少与反应物的质量无关答案 D21解析 化学反应的实质是旧化学键断裂、新化学键形成，一定伴随能量变化；化学变化过程中产生的能量可以转化

7、为热能、电能等，且化学反应中，反应物的质量(或物质的量)的多少及物质的聚集状态，影响着反应中能量变化的多少。2根据如图所示的反应，判断下列说法中错误的是( )ACO 2(g)和 CaO(s)的总能量大于 CaCO3(s)的总能量B该反应的焓变大于零C该反应中既有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量D由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应答案 D解析 因为碳酸钙受热分解是吸热反应，所以 CO2(g)和 CaO(s)的总能量大于 CaCO3(s)的总能量，焓变大于零，A、B 两项均正确；在 CaCO3中，Ca 2 和 CO 之间存在离子键，CO23中 C 与

8、 O 之间存在共价键，故反应中既有离子键断裂也有共价键断裂，断键吸收能量，23成键放出能量，C 项正确；需要加热才发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧反应就是放热反应，D 项错误。3已知 2H2(g)CO(g) CH3OH(g)为放热反应，对该反应的下列说法正确的是 ( )A因该反应为放热反应，故不加热就可发生B相同条件下，2molH 2的能量或 1molCO 的能量一定高于 1molCH3OH 的能量C 相 同 条 件 下 ， 反 应 物 2 mol H2和 1 mol CO 的 总 能 量 一 定 高 于 生 成 物 1 mol CH3OH 的 总 能 量D达到平衡时，CO 的浓度与 C

9、H3OH 的浓度一定相等答案 C解析 A 项，放热反应与反应条件无关，可能需要加热才发生，错误；B 项，物质的能量与状态有关，由放热反应可知，相同条件下，2 mol H2(g)的能量与 1 mol CO(g)的能量和一定高于 1 mol CH3OH(g)的能量，错误；C 项，反应物总能量大于生成物总能量时，为放热反应，则相同条件下，反应物 2 mol H2和 1 mol CO 的总能量一定高于生成物 1 mol CH3OH 的总能量，正确；D 项，平衡时，各物质的浓度不变，浓度是否相等与起始量、转化率有关，错误。4(2018吉安二模)下列有关热化学方程式的叙述，正确的是( )A1mol 甲烷燃

10、烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热B由 N2O4(g)2NO2(g) H56.9kJmol 1 ，可知将 1molN2O4(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为 56.9kJ22C由：H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3kJmol 1 ，可知：含 1molCH3COOH 的溶液与含 1molNaOH 的溶液混合，放出热量为 57.3kJD已知 101kPa 时，2C(s)O 2(g)=2CO(g) H221kJmol 1 ，则 1mol 碳完全燃烧放出的热量大于 110.5kJ答案 D解 析 A项 ， 液 态 的 水 才 是 氢 的 稳 定 氧 化 物 ， 错

11、误 ；B项 ， N2O4(g)2NO2(g) H 56.9kJmol1 ，这是一个可逆反应，反应不可能完全，错误；C 项，醋酸是弱电解质，电离的过程要吸收热量 ， 因 此 1 mol CH3COOH 的 溶 液 与 含 1 mol NaOH 的 溶 液 混 合 ， 放 出热 量 要 小 于 57.3 kJ， 错 误。235N 2(g)3H 2(g)2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示。下列说法中错误的是 ( )A该反应的活化能为 E1 B该反应的 H E1 E2C该反应为放热反应 D图中表示温度 T1 T2答案 D解析 活化能是指化学反应中，由反应物分子到达活化分子所需的最小能量，故 A

12、 项正确；依据图像分析可知， H E1 E2，故 B 项正确；反应物的能量高于生成物的能量，该反应是放热反应，故 C 项正确；图中虚线、实线表示的是有无催化剂时，反应过程中的能量变化，反应的活化能与温度无关，故 D 项错误。6NO 与 CO 在金属铑(Rh)的催化下发生反应 2NO(g)CO(g) N2O(g)CO 2(g) H，该反应过程经历如下两步：反应：NO(g)CO(g)Rh(s) RhN(s)CO 2(g) H133.44kJmol 1 ；反应：RhN(s)NO(g) Rh(s)N 2O H2319.35kJmol 1 。如图所示为该反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应过程的能

13、量变化对比图：下列有关判断正确的是( )A H285.91kJmol 1B E1为反应 2NO(g)CO(g) N2O(g)CO 2(g)的活化能C E2为使用催化剂后降低的活化能D使用合适的催化剂可降低反应的活化能，提高反应速率答案 D解析 应用盖斯定律，反应反应可得反应 2NO(g)CO(g) N2O(g)CO 2(g) H H1 H2352.79 kJmol1 ，A 项错误； E1为 2NO(g)CO(g) N2O(g)CO 2(g)不使用催化剂和使用催化剂的活化能之差，B 项错误； E2为 2NO(g)CO(g) N2O(g)24CO 2(g)的焓变，C 项错误；使用合适的催化剂可降低

14、反应的活化能，从而提高反应速率，D 项正确。7(2018邯郸教学质量检测)工业上，在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。化学原理：CH 2=CH2(g)H 2O(g)=CH3CH2OH(g) H。已知几种共价键的键能如下表所示：化学键 CH C=C HO CC CO键能/kJmol1 413 615 463 348 351下列说法中错误的是( )A上述合成乙醇的反应是加成反应B相同时间段内，反应中用三种物质表示的反应速率相等C碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的 2 倍D上述反应式中， H96kJmol 1答案 D解析 题述反应式中， H615 kJmol1 413 kJmol1 4463 k

15、Jmol1 2348 kJmol1 413 kJmol1 5463 kJmol1 351 kJmol1 34 kJmol1 ，D 项错误。8(2018河南中原名校第五次联考)已知：1mol 晶体硅中含有 2molSiSi 键。Si(s)O 2(g)=SiO2(s) H，其反应过程与能量变化如图所示。化学键 SiO O=O SiSi断开 1mol 共价键所需键能/kJ 460 500 176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 H988kJmol 1D H a c答案 C25解析 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

16、的键能判断，断裂 1 mol 二氧化硅中的 SiO 键需要的能量为 4460 kJ1 840 kJ，断裂 1 mol 晶体硅中的SiSi 键需要的能量为 2176 kJ354 kJ，故二氧化硅的稳定性大于硅的稳定性，B 项错误；Si(s)O 2(g)=SiO2(s) H(17625004604) kJmol1 988 kJmol1 ，C 项正确；根据图中信息可知， H c，D 项错误。9在 25、101kPa 下，1mol 白磷(化学式为 P4)完全燃烧放出的热量和 4mol 红磷(化学式为 P)完全燃烧放出的热量关系如图所示：由此判断，下列说法正确的是( )A由红磷转化为白磷是吸热反应，等质

17、量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定B由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定C由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定D由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定答案 D解析 由图像知：白磷比红磷能量高，能量越高越不稳定，故红磷比白磷稳定，红磷转化为白磷时需要吸收能量，属于吸热反应。10(2018湖北联考)下列图示与对应的叙述相符的是( )A图甲中的 H1 H2B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26满水，假设

18、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加成反应是放热反应，虚线表示在有催化剂的条件下进行答案 C解析 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 4NO2O 22H 2O=4HNO3，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。11火箭推进器常以联氨(N 2H4)为燃料、过氧化氢为助燃剂。已知下列各物质反应及过程的热化学方程式：N2H4(g)O 2(g)=N2(g)2H 2O(g) H1533.23kJmol 1H2O

19、(g)=H2O(l) H244kJmol 12H2O2(l)=2H2O(l)O 2(g) H3196.4kJmol 1则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为( )AN 2H4(g)2H 2O2(l)=N2(g)4H 2O(l) H817.63kJmol 1BN 2H4(g)2H 2O2(l)=N2(g)4H 2O(g) H641.63kJmol 1CN 2H4(g)2H 2O2(l)=N2(g)4H 2O(l) H641.63kJmol 1DN 2H4(g)2H 2O2(l)=N2(g)4H 2O(g) H817.63kJmol 1答案 B解析 将题中的反应及过程依次编号为、，生成液态水时

20、的反应热2，生成气态水的反应热2，可求出 B 正确。12煤炭燃烧过程中会释放出大量的 SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以 CaSO4的形式固定，从而降低 SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)CO(g) CaO(s)SO 2(g)CO 2(g) H1218.4kJmol 1 (反应)CaSO4(s)4CO(g) CaS(s)4CO 2(g) H2175.6kJmol 1 (反应)请回答下列问题：(1)反应是放热反应还是吸热反应？，能否通过反应判断等物质的量的 CO、CO 2

21、具有能量的高低？。(2)已知 CO 转化成 CO2的能量关系如图所示。写出该反应的热化学方程式，则 CO 的燃烧热 H 为 kJmol1 。27(3)依据反应、确定反应 CaO(s)3CO(g)SO 2(g)=CaS(s)3CO 2(g) HkJmol1 。答案 (1)吸热反应 否(2)2CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H566kJmol 1 283 (3)394解析 (1)反应的 H10，故为吸热反应；通过反应只能判断反应物的总能量低于生成物的总能量，不能判断某一反应物与某一生成物之间的能量的相对大小。(2)由图可知 2CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H566kJmol 1

22、，CO 的燃烧热 H 为 (566) kJmol 1 283kJmol 1 。12(3)利用盖斯定律将反应减去反应可得目标方程式， H(175.6218.4)kJmol1 394kJmol 1 。13CH 4、H 2、C 都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式分别为CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H890.3kJmol 1 ；2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H571.6kJmol 1 ；C(s)O 2(g)=CO2(g) H393.5kJmol 1 。(1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与 O2作用产生的能量存活。甲烷细菌使1mol 甲烷

23、生成 CO2气体与液态水，放出的能量(填“” “”或“”)890.3kJ。(2)甲烷与 CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH 4CO 2=2CO2H 2,1gCH4完全反应可释放 15.46kJ 的热量，能表示该反应过程中能量变化的是(填字母)。(3)C(s)与 H2(g)不反应，所以 C(s)2H 2(g)=CH4(g)的反应热无法直接测量，但通过上述反应可求出其反应热 H。答案 (1) (2)D (3)74.8kJmol 1解析 (1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态，与中间过程无关，故甲烷细菌使 1mol 甲烷生成 CO2气体与液态水，放出的能量仍等于 890.3kJ。28(2)1gCH4完全反应释放 15.46kJ 的热量，则 1molCH4完全反应放出的热量为 247.36kJ，故 D项符合题意。(3)根据盖斯定律，即得 C(s)2H 2(g)=CH4(g) H74.8kJmol 1 。