2020届高考化学一轮复习（浙江）化学反应中的热效应作业

2020届高考化学一轮复习（浙江）化学反应中的热效应作业

第一单元　化学反应中的热效应 ‎1.下列热化学方程式中,ΔH能正确表示物质的燃烧热的是(　　)‎ A.CO(g)+‎1‎‎2‎O2(g) CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ/mol B.C(s)+‎1‎‎2‎O2(g) CO(g)　ΔH=-110.5 kJ/mol C.H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g) H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ/mol D.2C8H18(l)+25O2(g) 16CO2(g)+18H2O(l)　ΔH=-11 036 kJ/mol 答案　A　燃烧热是指25 ℃、101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。B项,C未完全燃烧;C项,H2O(g)不是稳定的氧化物,H2O(l)才是稳定的氧化物;D项,C8H18的物质的量不是1 mol。‎ ‎2.(2018浙江11月选考,21,2分)已知:‎ H2O(g) H2O(l)　ΔH1‎ C6H12O6(g) C6H12O6(s)　ΔH2‎ C6H12O6(s)+6O2(g) 6H2O(g)+6CO2(g)　ΔH3‎ C6H12O6(g)+6O2(g) 6H2O(l)+6CO2(g)　ΔH4‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4‎ B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0‎ C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0‎ D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0‎ 答案　B　在H2O(g) H2O(l)中,ΔH1<0;在C6H12O6(g) C6H12O6(s)中,ΔH2<0;在C6H12O6(s)+6O2(g) 6H2O(g)+6CO2(g)中,ΔH3<0;在C6H12O6(g)+6O2(g) 6H2O(l)+6CO2(g)中ΔH4<0,C6H12O6(s)转化为C6H12O6(g)需要吸收热量,所以ΔH3>ΔH4,故A不正确;根据盖斯定律可确定B正确,C和D都错误。‎ ‎3.用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl。利用如下反应,可实现氯的循环利用:‎ ‎4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH=-115.6 kJ/mol 下列说法正确的是(　　)‎ A.升高温度能提高HCl的转化率 B.加入催化剂,能使该反应的焓变减小 C.1 mol Cl2转化为2 mol Cl原子放出243 kJ热量 D.断裂H2O(g)中1 mol H—O键比断裂HCl(g)中1 mol H—Cl键所需能量多 答案　D　A项,正反应是放热反应,所以升高温度平衡逆向移动,HCl转化率降低,错误;B项,催化剂不改变反应的焓变,错误;C项,断键需要吸收能量,错误;D项,ΔH=‎ ‎4E(H—Cl键)+E(OO键)-2E(Cl—Cl键)-4E(H—O键),所以E(H—O键)-E(H—Cl键)==‎498 kJ/mol-2×243 kJ/mol-(-115.6 kJ/mol)‎‎4‎=31.9 kJ/mol,正确。‎ ‎4.已知反应H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g) H2O(g)的能量变化如图所示,a、b、c表示能量变化,为正值,单位为kJ,下列说法正确的是(　　)‎ A.H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g) H2O(g)　ΔH=c kJ·mol-1‎ B.2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=-2(a-b)kJ· mol-1‎ C.1 mol氢气与0.5 mol氧气总能量为a kJ D.2 mol氢气与1 mol氧气完全反应生成2 mol液态水放出的热量小于2(b-a)kJ 答案　B　A项中反应物的能量高于生成物,该反应为放热反应,ΔH=-c kJ·mol-1,A错误。2 mol H2O(g)分解时,先吸收2b kJ能量,又释放2a kJ能量得到产物,ΔH=-2(a-b)kJ· mol-1,B正确。题图中未给出1 mol H2与0.5 mol O2总能量的具体值,a kJ是反应物的活化能,C错误。反应生成液态水比生成气态水释放出更多的能量,所以2 mol H2与1 mol O2完全反应生成2 mol液态水放出的热量大于2(b-a)kJ,D错误。‎ ‎5.一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、ClOx‎-‎(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是(　　)‎ A.这些离子中结合H+能力最强的是E B.A、B、C、D、E五种微粒中C最稳定 C.C→B+D的反应,反应物的总键能大于生成物的总键能 D.B→A+D反应的热化学方程式为 ‎3ClO-(aq) ClO‎3‎‎-‎(aq)+2Cl-(aq)　ΔH=-116 kJ·mol-1‎ 答案　D　因HClO4为强酸,HClO为弱酸,故题述离子中结合H+能力最强的显然不是ClO‎4‎‎-‎,A错误;能量越低越稳定,故A、B、C、D、E五种微粒中C最不稳定,A最稳定,B错误;C→B+D的反应为2ClO‎2‎‎-‎(aq) ClO-(aq)+ClO‎3‎‎-‎(aq),ΔH=(60 kJ·mol-1+64 kJ·mol-1)-2×100 kJ·mol-1=-76 kJ· mol-1,反应放热,故反应物的总键能小于生成物的总键能,C错误;B→A+D反应的热化学方程式为3ClO-(aq) ClO‎3‎‎-‎(aq)+2Cl-(aq)　ΔH=(64 kJ·mol-1+2×0 kJ·mol-1)-3×60 kJ·mol-1=-116 kJ·mol-1,D正确。‎ ‎6.H2与O2发生反应的过程用模型图表示如下(“—”表示化学键):Ⅰ过程能量变化为a kJ,Ⅱ过程能量变化为b kJ。下列说法正确的是(　　)‎ A.过程Ⅰ是旧化学键断裂过程,只能通过吸热实现 B.过程Ⅱ一定是放热过程,且b大于a C.该反应的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=(a-b) kJ/mol D.加入催化剂不能改变a、b值的大小 答案　B　本题考查化学反应中的能量变化、热化学方程式的书写。A项,过程Ⅰ是旧化学键断裂过程,可以通过吸热、光照、电解等方式实现;B项,过程Ⅱ一定是放热过程,H2与O2的反应是放热反应,故b一定大于a;C项,该反应的热化学方程式为2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=[(a-b)NA/2]kJ/mol;D项,加入催化剂,改变了反应历程,a、b的值会受到影响。‎ ‎7.通过以下反应均可获取H2:‎ ‎①太阳光催化分解水制氢:‎ ‎2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH1=+571.6 kJ·mol-1‎ ‎②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH2=+131.3 kJ·mol-1‎ ‎③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH3=+206.1 kJ·mol-1‎ 下列有关说法正确的是(　　)‎ A.由反应①可知H2(g)的燃烧热为571.6 kJ·mol-1‎ B.将反应②中H2O(g)变为H2O(l),ΔH将变小 C.反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.8 kJ·mol-1‎ D.通过反应②③分别获取等物质的量的H2(g),前者吸收热量少 答案　C　A项,氢气的燃烧热指1 mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量,错误;B项,液态水能量低,由液态水到气态水也需要吸热,错误;C项,根据盖斯定律,将③式减去②式可得CH4(g) C(s)+2H2(g),则ΔH=206.1 kJ·mol-1-131.3 kJ·mol-1=+74.8 kJ·mol-1,正确;D项,反应②若获得3 mol氢气,吸收热量3×131.3 kJ=393.9 kJ>206.1 kJ,故前者吸热多,错误。‎ ‎8.(2017浙江4月选考,19,2分)已知断裂1 mol H2(g)中的H—H键需要吸收436.4 kJ的能量,断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量,生成H2O(g)中的1 mol H—O键能放出462.8 kJ的能量。下列说法正确的是(　　)‎ A.断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量 B.2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-480.4 kJ·mol-1‎ C.2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)　ΔH=471.6 kJ·mol-1‎ D.H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g) H2O(l)　ΔH=-240.2 kJ·mol-1‎ 答案　B　断裂1 mol H2O(g)中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量,A项中没说明状态,错误;B项,ΔH=2×436.4 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-4×462.8 kJ·mol-1=-480.4 kJ·mol-1,正确;由于H2O(g)H2O(l)的ΔH不知,故C、D错误。‎ ‎9.2A(g) B(g)　ΔH1(ΔH1<0);2A(g) B(l)　ΔH2。下列能量变化示意图正确的是(　　)‎ 答案　B　由2A(g) B(g)　ΔH1<0可得,该反应中反应物总能量大于生成物总能量,B(g)变成B(l)需放出能量,B(l)能量更低,故选B项。‎ ‎10.已知有以下四个热化学方程式:‎ ‎①C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g)　ΔH=-a kJ·mol-1‎ ‎②C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-b kJ·mol-1‎ ‎③2C3H8(g)+9O2(g)4CO2(g)+2CO(g)+8H2O(l)　ΔH=-c kJ·mol-1‎ ‎④‎1‎‎2‎C3H8(g)+‎5‎‎2‎O2(g)‎3‎‎2‎CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-d kJ·mol-1‎ 其中a、b、c、d中最大的是(　　)‎ A.a B.b C.c D.d 答案　C　①与②相比,生成液态水比生成气态水放出的热量多,所以b>a;④中各物质的物质的量均为①中的一半,所以d=‎1‎‎2‎a;③与②相比,2 mol C3H8燃烧生成4 mol CO2和2 mol CO,相当于此反应中有‎4‎‎3‎ mol C3H8完全燃烧,‎2‎‎3‎ mol C3H8不完全燃烧,故c大于b,所以c最大,选C。‎ ‎11.已知HI在催化剂作用下分解速率会加快,其能量随反应过程的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A.加入催化剂,减小了反应的活化能 B.加入催化剂,可提高HI的平衡转化率 C.降低温度,HI的分解速率加快 D.反应物的总能量大于生成物的总能量 答案　A　催化剂能降低反应的活化能,A项正确;催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,但不能使平衡发生移动,反应物的转化率不变,B项错误;降低温度,不论平衡如何移动,正、‎ 逆反应速率都减慢,C项错误;由题图可以直接看出反应物的总能量小于生成物的总能量,D项错误。‎ ‎12.已知:①C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1=-394 kJ·mol-1‎ ‎②H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g)H2O(g)　ΔH2=-242 kJ·mol-1‎ ‎③2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(g)　　ΔH3=-2 510 kJ·mol-1‎ ‎④2C(s)+H2(g)C2H2(g)　ΔH4‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.反应①放出197 kJ的热量时,转移4 mol电子 B.由反应②可知1 mol气态水分解所放出的热量为242 kJ C.反应③表示C2H2标准燃烧热的热化学方程式 D.ΔH4=2ΔH1+ΔH2-‎1‎‎2‎ΔH3‎ 答案　D　1 mol C参与反应①,放出的热量为394 kJ,转移4 mol电子,故放出197 kJ热量时,转移2 mol电子,A项错误;气态水分解需要吸收热量,B项错误;表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1,且生成物应为稳定的化合物,H2O的稳定状态应是液态,而不是气态,C项错误;应用盖斯定律,由①×2+②-③×‎1‎‎2‎=④可知D项正确。‎ ‎13.利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法,已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反应过程和能量变化的关系情况如下图所示,曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是(　　)‎ A.该反应的热化学方程式是CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=+91 kJ·mol-1‎ B.加入催化剂,该反应的ΔH变小 C.反应物的总能量大于生成物的总能量 D.如果该反应生成液态CH3OH,则ΔH增大 答案　C　由题图可知,反应物总能量大于生成物总能量,该反应放热,故A错误,C正确;加入催化剂,ΔH不变,故B错误;如果该反应生成液态CH3OH,则需要放出更多的热量,因此ΔH减小,故D错误。‎ ‎14.根据能量变化示意图,判断下列热化学方程式正确的是(　　)‎ A.‎3‎‎2‎Cl2(g)+P(s)PCl3(g)　ΔH=+306 kJ·mol-1‎ B.3Cl2(g)+2P(s)2PCl3(g)　ΔH=-306 kJ·mol-1‎ C.PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)　ΔH=+93 kJ·mol-1‎ D.PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)　ΔH=-93 kJ·mol-1‎ 答案　C　　根据能量变化示意图可知,ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,可得热化学方程式:‎3‎‎2‎Cl2(g)+P(s)PCl3(g)　ΔH=-306 kJ·mol-1,若反应从生成物开始,则能量数值相等,符号相反,故相应的热化学方程式是PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)　ΔH=+93 kJ·mol-1,故C正确。‎ ‎15.已知:①P4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g)　ΔH=a kJ·mol-1,②P4(g)+10Cl2(g) 4PCl5(g)　ΔH=b kJ·mol-1,又知P4具有正四面体形结构,PCl5(g)中P—Cl键的键能为c kJ·mol-1,PCl3(g)中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol-1。下列叙述正确的是(　　)‎ A.P—P键的键能大于P—Cl键的键能 B.可求Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(s)的反应热ΔH C.Cl—Cl键的键能为b-a+5.6c‎4‎ kJ·mol-1‎ D.P—P键的键能为‎5a-3b+12c‎8‎ kJ·mol-1‎ 答案　C　P—Cl键的键能大于P—P键的键能,A项错误;PCl5(g)→PCl5(s)的能量变化未知,无法求出B项反应的反应热,B项错误;设Cl—Cl键的键能为x,根据盖斯定律,反应②-①得到4PCl3(g)+4Cl2(g) 4PCl5(g)　ΔH=(b-a)kJ·mol-1,则(b-a)kJ·mol-1=1.2c ‎ kJ· mol-1×12+4x-c kJ·mol-1×20,x=b-a+5.6c‎4‎ kJ·mol-1,C项正确;同理可得P—P键的键能为‎5a-3b+12c‎12‎ kJ· mol-1,D项错误。‎ ‎16.最近几年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤烟气是造成空气污染的原因之一。‎ ‎(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图甲所示,据此判断:‎ 图甲 ‎①该反应的ΔH　　　　0(选填“>”“<”)。  ‎ ‎②当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在图甲中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。‎ ‎③研究表明在紫外线照射下,由于TiO2的催化作用,空气中的某些物质会产生OH自由基,如图乙所示,OH与NO2的反应为NO2+OH HNO3,写出NO与OH反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 图乙 ‎(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境污染问题。‎ 煤燃烧产生的烟气含氮氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。‎ CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-867.0 kJ·mol-1‎ ‎2NO2(g) N2O4(g)　ΔH=-56.9 kJ·mol-1‎ H2O(g) H2O(l)　ΔH=-44.0 kJ·mol-1‎ 写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)①<‎ ‎②‎ ‎③NO+3OH HNO3+H2O ‎(2)CH4(g)+N2O4(g) N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)‎ ΔH=-898.1 kJ·mol-1‎ 解析　 (1)①根据“先拐先平”规律知,T1、S1线对应反应先达到平衡,T1>T2,但平衡时T1条件下的c(CO2)小于T2条件下的c(CO2),所以该反应为放热反应,ΔH<0。②T2、S2条件下的反应速率应比T2、S1条件下的慢,但温度不变,故平衡时c(CO2)不变,据此可画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线(详见答案)。③由图乙分析可得NO和OH反应的化学方程式为NO+3OH HNO3+H2O。‎ ‎(2)已知:CH4(g)+2NO2(g) N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-867.0 kJ·mol-1①,2NO2(g) N2O4(g)　ΔH=-56.9 kJ·mol-1②,H2O(g) H2O(l)　ΔH=-44.0 kJ·mol-1③,由盖斯定律,①-②+③×2可得:CH4(g)+N2O4(g) N2(g)+2H2O(l)+CO2(g)　ΔH=-898.1 kJ·mol-1。‎