2021高考化学一轮复习课练17化学反应中的能量变化含解析 17页

课练17　化学反应中的能量变化 ‎——————————[狂刷小题　夯基础]——————————‎ ‎[练基础]‎ ‎1．下列变化过程，属于放热反应的是(　　)‎ ‎①工业合成氨　②酸碱中和反应　③水蒸气变成液态水　④固体NaOH溶于水　⑤Na在Cl2中燃烧　⑥食物腐败　⑦浓H2SO4稀释 A．①③④⑦ B．②③④⑤‎ C．①②⑤⑥ D．①②⑤⑦‎ ‎2．H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1‎ 已知：‎ ‎(a、b、c均大于零)‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．反应物的总能量高于生成物的总能量 B．断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量大于断开2 mol H—I键所需能量 C．断开2 mol H—I键所需能量约为(c＋b＋a)kJ D．向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2(g)，充分反应后放出的热量小于2a kJ ‎3．已知，由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．该反应中断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 B．该反应正反应的活化能为209 kJ·mol－1‎ C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)‎ - 17 -‎ ΔH＝－139 kJ·mol－1‎ D．使用催化剂可降低反应的热效应，提高反应速率 ‎4．2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．相同条件下，K(s)的(ΔH′2＋ΔH′3)ΔH5‎ D．ΔH7<0，且该过程形成了分子间作用力 ‎5．已知A、B两种气体在一定条件下可以发生反应：2A＋BC＋3D，现将2 mol A气体与1 mol B气体充入一个密闭容器中，温度和压强恒定的情况下，测得反应达到平衡时气体体积为反应前的一半，放出的热量为198 kJ，则下列热化学方程式可能正确的是(　　)‎ A．2A(g)＋B(g)C(g)＋3D(g)　ΔH＝－264 kJ·mol－1‎ B．C(g)＋3D(l)2A(g)＋B(g)　ΔH＝＋198 kJ·mol－1‎ C．2A(g)＋B(g)C(g)＋3D(l)　ΔH＝－198 kJ·mol－1‎ D．C(g)＋3D(l)2A(g)＋B(g)　ΔH＝＋264 kJ·mol－1‎ ‎6．下列热化学方程式正确的是(　　)‎ 选项 已知条件 热化学方程式 A H2的燃烧热为 a kJ·mol－1‎ H2＋Cl22HCl ΔH＝－a kJ·mol－1‎ B ‎1 mol SO2、0.5 mol O2完 全反应后，放出热量98.3 kJ ‎2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)‎ ΔH＝－98.3 kJ·mol－1‎ C H＋(aq)＋OH－(aq)‎ ‎===H2O(l)‎ ΔH＝－57.3 kJ·mol－1‎ NH3·H2O(aq)＋HCl(aq) ===NH4Cl(aq)＋H2O(l)‎ ΔH＝－57.3 kJ·mol－1‎ D ‎31 g白磷(s)比31 g 红磷(s)能量多b kJ P4(s)===4P(s)‎ ΔH＝－4b kJ·mol－1‎ - 17 -‎ ‎7．(多选)已知：①H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1＝－57.3 kJ·mol－1，②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－241.8 kJ·mol－1，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．向含0.1 mol NaOH的溶液中加入一定体积的0.1 mol·L－1乙二酸，反应中的能量变化如图所示 B．H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1‎ C．氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol－1‎ D．若反应②中水为液态，则同样条件下的反应热：ΔH<ΔH2‎ ‎[练高考]‎ ‎1．[2017·天津]下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是(　　)‎ A．硅太阳能电池工作时，光能转化成电能 B．锂离子电池放电时，化学能转化成电能 C．电解质溶液导电时，电能转化成化学能 D．葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能 - 17 -‎ ‎2.[2016·海南](多选)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．由X→Y反应的ΔH＝E5－E2‎ B．由X→Z反应的ΔH<0‎ C．降低压强有利于提高Y的产率 D．升高温度有利于提高Z的产率 ‎3．[2015·上海]已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．加入催化剂，减小了反应的热效应 B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率 C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2―→H2O＋O2＋Q D．反应物的总能量高于生成物的总能量 ‎4．[2018·北京]我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%‎ B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂 C．①→②放出能量并形成了C—C键 - 17 -‎ D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 ‎5．[2016·江苏]通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是(　　)‎ ‎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 A．反应①中电能转化为化学能 B．反应②为放热反应 C．反应③使用催化剂，ΔH3减小 D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8 kJ·mol－1‎ ‎[练模拟]‎ ‎1．[2019·福州质量抽测]已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(s)的能量变化如图所示，下列叙述正确的是(　　)‎ A．该反应可以自发进行 B．ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1‎ C．使用催化剂可以减小a、b的差值 D．1 mol A2和1 mol B2完全分解为气态原子需放出a kJ能量 ‎2．[2019·山东八校联考]利用H2和O2制备H2O2的原理如下：‎ Ⅰ.H2(g)＋A(l)===B(l)　ΔH1‎ Ⅱ.O2(g)＋B(l)===A(l)＋H2O2(l)　ΔH2‎ 已知：①A、B均为有机物，两个反应在一定条件下均能自发进行；‎ ‎②I为快反应，Ⅱ为慢反应；‎ ‎③ΔH1<ΔH2。‎ 则下列说法正确的是(　　)‎ - 17 -‎ A．ΔH1<0；ΔH2>0‎ B．A、B均为该反应的催化剂 C．总反应的活化能等于两个分步反应的活化能之和 D．该反应的历程可用如图表示 ‎3．[2019·资阳期末]下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)‎ A．CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol－1，则CH3OH(g)燃烧热的热化学方程式是CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ·mol－1‎ B．OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)‎ ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1(中和热)‎ C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1(反应热)‎ D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(反应热)‎ ‎4．[2019·厦门月考]在25℃、101 kPa下，0.1 mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量72.58 kJ，下列热化学方程式正确的是(　　)‎ A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)‎ ΔH＝＋725.8 kJ·mol－1‎ B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)‎ ΔH＝－725.8 kJ·mol－1‎ C．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)‎ ΔH＝－725.8 kJ·mol－1‎ D．2CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH＝－1 451.6 kJ·mol－1‎ ‎—————————[综合测评　提能力]—————————‎ 一、选择题：本题共7小题，每小题2分，共14分。每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1．已知一些燃料的燃烧热数据如下：‎ 燃料 一氧化碳 甲烷 异辛烷(C8H18)‎ 乙醇 燃烧热 ‎283.0 kJ ‎·mol－1‎ ‎891.0 kJ ‎·mol－1‎ ‎5 461 kJ ‎·mol－1‎ ‎1 306.8 kJ ‎·mol－1‎ 使用上述燃料，最不符合“低碳经济”理念的是(　　)‎ - 17 -‎ A．一氧化碳 B．甲烷 C．异辛烷 D．乙醇 ‎2．反应Ⅰ：CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g)　ΔH1＝－175.6 kJ·mol－1；反应Ⅱ：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH2＝＋218.4 kJ·mol－1。假设某温度下，反应I的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是(　　)‎ ‎3．NO与CO在金属铑(Rh)的催化下发生反应2NO(g)＋CO(g)N2O(g)＋CO2(g)ΔH，该反应需要经历如下两步：‎ Ⅰ.NO(g)＋CO(g)＋Rh(s)RhN(s)＋CO2(g)‎ ΔH1＝－33.44 kJ·mol－1‎ Ⅱ.RhN(s)＋NO(g)Rh(s)＋N2O(g)‎ ΔH2＝－319.35 kJ·mol－1‎ 如图所示为该反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应过程的能量关系：‎ 下列有关判断正确的是(　　)‎ A．ΔH＝－352.79 kJ·mol－1，一定条件下2 mol NO(g)和1 mol CO(g)充分反应放出的热量为352.79 kJ B．E1为反应2NO(g)＋CO(g)N2O(g)＋CO2(g)的活化能 C．ΔH＝E3－(E1＋E2)‎ D．使用催化剂可降低反应的活化能，提高反应速率 ‎4．下列说法不正确的是(　　)‎ - 17 -‎ A．已知冰的熔化热为6.0 kJ·mol－1，冰中氢键键能为20 kJ·mol－1，假设1 mol冰中有2 mol氢键，且熔化热完全用于破坏冰的氢键，则最多只能破坏冰中15%的氢键 B．已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为a，电离常数Ka＝。若加水稀释，则CH3COOHCH3COO－＋H＋向右移动，a增大，Ka不变 C．甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ D．500℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1‎ ‎5．某同学按照课本实验要求，用50 mL 0.50 mol·L－1的盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热。下列说法中正确的是(　　)‎ A．实验过程中没有热量损失 B．图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒 C．烧杯间填满碎纸条的作用主要是固定小烧杯 D．若将盐酸的体积改为60 mL，理论上所求中和热不相等 ‎6．实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红，每生成160 g固体铁红放出130 kJ热量，则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是(　　)‎ A．2FeCO3(l)＋O2(g)===Fe2O3(s)＋2CO2(g)‎ ΔH＝－130 kJ·mol－1‎ B．4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)‎ ΔH＝＋260 kJ·mol－1‎ C．4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)‎ ΔH＝－260 kJ·mol－1‎ D．4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)‎ ΔH＝＋130 kJ·mol－1‎ ‎7．下列说法正确的是(　　)‎ A．氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则分解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2‎ - 17 -‎ ‎(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1‎ B．密闭容器中，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成17.6 g FeS时，放出19.12 kJ热量，则Fe(s)＋S(s)===FeS(s)　ΔH＝－95.6 kJ·mol－1‎ C．500℃、30 MPa时，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放出19.3 kJ热量，则N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1‎ D．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则0.5 mol H2SO4和0.5 mol Ba(OH)2反应放出57.3 kJ热量 二、选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得1分，有选错的得0分。‎ ‎8．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)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－284.2 kJ·mol－1‎ ‎9．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．H2O的分解反应是放热反应 B．氢能源已被普遍使用 C．2 mol液态H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 D．氢气不易贮存和运输，但发展前景广阔 - 17 -‎ ‎10．HI被O2氧化依次发生如下三步反应：‎ ‎①HI(g)＋O2(g)===HOOI(g)‎ ‎②HOOI(g)＋HI(g)===2HOI(g)‎ ‎③HOI(g)＋HI(g)===H2O(g)＋I2(g)‎ ‎1 mol HI(g)被氧化为I2(g)放出a kJ热量，反应进程中的能量变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．步骤①的化学反应速率最慢 B．三步反应均为放热反应 C．氧化性：O2>I2‎ D．热化学方程式为4HI(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2I2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1‎ 三、非选择题：本题共3小题。‎ ‎11．(6分)写出或完成下列热化学方程式。‎ ‎(1)0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时，放出445 kJ的热量。写出CH4燃烧的热化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)1840年瑞士的化学家盖斯(Hess)在总结大量实验事实(热化学实验数据)的基础上提出：“定压或定容条件下的任意化学反应，在不做其他功时，不论是一步完成的还是几步完成的，其热效应总是相同的(反应热的总值相等)。”‎ 已知：Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH1‎ ‎3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH2‎ Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH3‎ 请写出CO还原FeO的热化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)在恒温(500 K)、体积为1.0 L的密闭容器中通入1.0 mol N2和1.0 mol H2，发生合成氨反应N2＋3H22NH3,20 min后达到平衡，测得反应放出的热量为18.4 kJ，混合气体的物质的量为1.6 mol，该反应的热化学方程式为________________________。‎ ‎12．(8分)红磷[P(s)]和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。‎ - 17 -‎ 根据图像，回答下列问题：‎ ‎(1)P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式是________________________________。‎ ‎(2)PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式是________________________________。‎ ‎(3)P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1 mol PCl5(g)的ΔH3＝________；P(s)和Cl2(g)一步反应生成1 mol PCl5(g)的ΔH4________ΔH3(填“大于”“小于”或“等于”)。‎ ‎13．(8分)按要求回答下列问题：‎ ‎(1)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为______________________________________。‎ ‎(2)已知：①碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1；‎ ‎②S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1；‎ ‎③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1，则S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)的ΔH＝________。‎ ‎(3)已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)‎ ΔH＝－393.5 kJ·mol－1‎ ‎②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)‎ ΔH＝－242 kJ·mol－1‎ ‎③CO(g)＋O2(g)===CO2(g)‎ ΔH＝－283.0 kJ·mol－1‎ 写出煤气化(碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气)的热化学方程式：________________________________________________________________________。‎ 计算10 m3(标准状况)水煤气完全燃烧生成CO2(g)和H2O(g)放出的热量约为________kJ。‎ - 17 -‎ 课练17　化学反应中的能量变化 ‎[狂刷小题　夯基础]‎ ‎[练基础]‎ ‎1．C　①属于放热反应；②属于放热反应；③不属于化学反应；④不属于化学反应；⑤属于放热反应；⑥属于放热反应；⑦不属于化学反应。故选C。‎ ‎2．B　H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，反应是放热反应，反应物能量高于生成物，故A正确；断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，反应是放热反应，所以形成化学键放出的能量大于断裂化学键吸收的能量，断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量小于断开2 mol H—I键所需能量，故B错误；ΔH＝反应物断裂化学键需要的能量－生成物形成化学键放出的能量＝(b＋c) kJ·mol－1－2(H—I键键能)＝－a kJ·mol－1，得到断开2 mol H—I键所需能量约为(a＋b＋c) kJ，故C正确；反应是可逆反应，不能进行彻底，依据焓变意义分析，向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2(g)，充分反应后放出的热量小于2a kJ，故D正确。‎ ‎3．D　A项，依题图可知此反应是放热反应，因此断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，正确；B项，根据能量变化图可知，该反应正反应的活化能为209 kJ·mol－1，正确；C项，根据能量变化图，N2O(g)＋NO(g)===N2(g) ＋NO2(g)　ΔH＝(209－348) kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1，正确；D项，使用催化剂可降低反应的活化能，加快化学反应速率，但不影响反应的热效应，错误。‎ ‎4．D　K比Na活泼，相同条件下K更易失去电子，则K(s)的(ΔH′2＋ΔH′3)Br，故相同条件下，2Br(g)的ΔH′5>ΔH5，C项正确；NaCl为离子化合物，不能形成分子间作用力，D项错误。‎ ‎5．D　设平衡时B气体转化的物质的量为x mol，则 ‎　　　　 2A　＋　B　　C　＋　3D 起始/mol: 2 1 0 0‎ 变化/mol: 2x x x 3x 平衡/mol: 2－2x 1－x x 3x 恒温恒压下，体积之比为物质的量之比，平衡时气体体积为反应前的一半，说明D为液态或固态，因此有＝2，x＝，消耗1 mol B放出的热量为198×kJ＝264 kJ，因此热化学反应方程式可能为2A(g)＋B(g)C(g)＋3D(l)　ΔH＝－264 kJ·mol－1，故D可能正确。‎ ‎6．D　选项A中符合已知条件的应是H2和O2反应，A错；ΔH应为－196.6 kJ·mol－1，B错；选项C中NH3·H2 O电离需要吸热，放出的热量小于57.3 kJ，C错。‎ ‎7．AD　乙二酸是弱酸，向含0.1 mol NaOH的溶液中加入一定体积的0.1 mol·L－1乙二酸放出热量小于5.73 kJ，故A正确；H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)，由于有硫酸钡沉淀生成，放出的热量大于114.6 kJ，故B错误；氢气的燃烧热是生成液态水放出的热量，故C错误；若反应②中水改为液态，则同样条件下的反应热ΔH<ΔH2，故D正确。‎ ‎[练高考]‎ ‎1．A　A项，硅太阳能电池，是直接将太阳能转化为电能的装置，不涉及氧化还原反应，正确；B项，锂离子电池放电时为原电池，原电池的基本要素之一是有自发的氧化还原反应发生，错误；C项，电能转化为化学能的装置为电解池装置，该过程涉及氧化还原反应，错误；D项，葡萄糖为人类生命活动提供能量时，是葡萄糖在人体内的氧化还原反应过程，错误。‎ ‎2．BC　A项，由图像可知，由X→Y反应的ΔH＝E3－E2，错误；B项，由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，ΔH<0，正确；C项，根据化学反应2X(g)3Y(g)，该反应是气体体积增加的反应，降低压强，平衡正向移动，Y的产率升高，正确；D项，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，Z的产率降低，错误。‎ ‎3．D　A项，加入催化剂，对反应的热效应无影响，错误；B项，加入催化剂，只能改变反应速率，不能使平衡移动，故无法提高H2O2的平衡转化率，错误；C项，热化学方程式需标明物质的状态，错误；D项，由图像知，该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，正确。‎ ‎4．D　观察图形，发生的反应是二氧化碳和甲烷化合生成醋酸，故原子利用率为100%，A正确；甲烷生成醋酸过程中，有C—H键断裂，B正确；观察图形，①→②物质的能量降低，故反应放出能量，且形成了C—C键，C正确；催化剂只能改变反应速率，不影响平衡的转化率，D错误。‎ - 17 -‎ ‎5．D　A项，反应①是光能转化为化学能，错误；B项，反应②的焓变为正值，属于吸热反应，错误；C项，催化剂不改变反应焓变，错误；D项，用“反应③－反应②”得所求反应的焓变为206.1 kJ·mol－1－131.3 kJ·mol－1＝74.8 kJ·mol－1，正确。‎ ‎[练模拟]‎ ‎1．B　该反应为吸热反应，ΔH>0，反应后气体分子数减小，ΔS<0，则ΔH－T·ΔS>0，故该反应不能自发进行，A项错误；该反应为吸热反应，ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1，B项正确；使用催化剂可以降低正、逆反应的活化能，但反应热不变，即a、b的差值不变，C项错误；1 mol A2(g)和1 mol B2(g)完全分解为气态原子需吸收a kJ能量，D项错误。‎ ‎2．D　A项，从两个反应特点(ΔS<0)以及“均能自发”确定两个反应的ΔH<0，均为放热反应，错误。B项，考生容易混淆催化剂与中间产物。催化剂的特点为“先消耗，后生成”，而物质B的特点为“先生成，后消耗”，属于中间产物，错误。C项，总反应的活化能与分步反应的活化能没有必然联系，错误。D项，反应速率快慢取决于活化能大小：活化能越小，反应速率越快；反应热的大小取决于反应物和生成物总能量的差值。由信息②可知活化能Ⅰ<Ⅱ；由信息③可知反应物和生成物总能量的差值Ⅰ>Ⅱ，图像正确。‎ ‎3．C　应生成液态的水而不是氢气，A错误；中和反应是放热反应，B错误；D项没有注明物质的状态，D错误。‎ ‎4．C　由题意知，1 mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量725.8 kJ。A中，放热反应的ΔH应小于0，故A错；B中ΔH＝－1 451.6 kJ·mol－1，B错；反应生成的水应为液态，故D错。‎ ‎[综合测评　提能力]‎ ‎1．A　最能体现“低碳经济”理念的即为生成1 mol二氧化碳放出热量最多的燃料，根据一氧化碳、甲烷、异辛烷及乙醇这4种燃料的燃烧热，则生成1 mol二氧化碳放出热量分别为283.0 kJ、891.0 kJ、kJ＝682 kJ、 kJ＝683.4 kJ，所以生成1 mol二氧化碳放出热量最少的为一氧化碳，故选A。‎ ‎2．D　本题考查反应中能量变化、活化能对反应速率的影响等。反应Ⅰ是放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量；反应Ⅱ是吸热反应，反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，B、C错误；由题意可知，反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2)，则反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ的活化能，故D正确，A错误。‎ ‎3．D　应用盖斯定律，Ⅰ＋Ⅱ可得2NO(g)＋CO(g)N2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－352.79 kJ·mol－1，但该反应为可逆反应，反应不能进行到底，所以2 mol NO(g)和1 mol CO(g)在一定条件下充分反应放出的热量小于352.79 kJ，A项错误；E1为反应2NO(g)＋CO(g)N2O(g)＋CO2(g)不使用催化剂和使用催化剂时的活化能之差，B项错误；在不使用催化剂时，正反应的活化能为E1＋E2，逆反应的活化能为E3‎ - 17 -‎ ‎，反应的焓变为正反应活化能减去逆反应活化能，ΔH＝(E1＋E2)－E3，C项错误；使用合适的催化剂可降低反应的活化能，从而提高反应速率，D项正确。‎ ‎4．D　1 mol冰熔化时，熔化热能破坏的氢键的物质的量为：＝0.3 mol，占冰中氢键的百分数为×100%＝15%，A项正确；醋酸溶液加水稀释，电离平衡向正反应方向移动，电离度增大，由于电离常数只与温度有关，Ka保持不变，B项正确；甲烷的标准燃烧热表示25 ℃、101 kPa时1 mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出的热量，该热化学方程式正确，C项正确；合成氨的反应为可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2不能完全反应，生成的NH3小于1 mol，放热19.3 kJ，而热化学方程式N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH对应生成2 mol NH3，故放出热量大于38.6 kJ，ΔH<－38.6 kJ·mol－1，D项错误。‎ ‎5．B　本题考查中和热的测定实验。该装置中大、小烧杯之间填充碎纸条，烧杯用硬纸板盖住，可减少但无法完全消除热量损失，A错误；根据题图可知，实验装置缺少环形玻璃搅拌棒，B正确；烧杯间填满碎纸条的作用除固定小烧杯外，主要是保温，减少热量的损失，C错误；中和热是以生成1 mol H2O作为基准的，若将盐酸的体积改为60 mL，生成水的量[n(H2O)]将增大，放出的热量(Q放)将增多，但所求中和热理论上不变，D错误。‎ ‎6．C　本题考查热化学方程式的书写及判断。FeCO3和O2反应生成铁红放出热量，该反应是放热反应，则ΔH<0，B、D错误。反应物FeCO3是固体，书写热化学方程式时表示为FeCO3(s)，A错误。160 g固体铁红(Fe2O3)的物质的量为1 mol，生成1 mol Fe2O3放出130 kJ热量，则反应4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)的ΔH＝－260 kJ·mol－1，C正确。‎ ‎7．B　本题考查燃烧热、中和热及热化学方程式的判断。氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，据此可得2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，根据热化学方程式的书写规则及方法，分解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1，A错误；9.6 g硫粉和11.2 g铁粉的物质的量分别为0.3 mol、0.2 mol，二者充分反应生成0.2 mol FeS(硫粉有剩余)，放出19.12 kJ热量，则生成1 mol FeS(s)时放出的热量为19.12 kJ×5＝95.6 kJ，B正确；N2和H2合成氨的反应是可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应放热19.3 kJ，此时生成的NH3(g)的物质的量小于1 mol，故N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH<－38.6 kJ·mol－1，C错误；0.5 mol H2SO4和0.5 mol Ba(OH)2反应生成1 mol H2O，同时生成0.5 mol BaSO4，生成BaSO4也会放热，故反应放出的热量大于57.3 kJ，D错误。 ‎ ‎8．BD　生成H2O(g)中的1 mol H—O键能放出462.8 kJ的能量，则断裂1 mol H2O(g)中的化学键需要吸收热量462.8 kJ×2＝925.6 kJ，但并未说明水的状态，故A项错误；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝(436.4 kJ/mol)×2＋(498 kJ/mol)－2×2×(462.8 kJ/mol)＝－480.4 kJ·mol－1，故B项正确；2H2O(g)===2H2O(l)　ΔH＝－88 kJ/mol，则2H2‎ - 17 -‎ ‎(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－568.4 kJ/mol，可知2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋568.4 kJ·mol－1，故C错误；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－568.4 kJ/mol，则H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－284.2 kJ·mol－1，故D项正确；故选BD。‎ ‎9．CD　2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)是吸热反应，说明2 mol液态H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。‎ ‎10．AC　活化能越大，反应速率越慢，由题图可知，步骤①反应的活化能最大，则步骤①的反应速率最慢，故A正确；反应物总能量大于生成物总能量时，反应为放热反应，否则为吸热反应，由题图可知，第①步反应中反应物总能量小于生成物总能量，为吸热反应，故B错误；总反应的化学方程式为4HI(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2I2(g)，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，所以氧化性：O2>I2，故C正确；1 mol HI(g)被氧化为I2(g)放出a kJ热量，则4 mol HI(g)被氧化成I2(g)放出4a kJ热量，则总反应的热化学方程式为4HI(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2I2(g)　ΔH＝－4a kJ·mol－1，故D错误。‎ ‎11．答案：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1‎ ‎(2)CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝ ‎(3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1‎ 解析：本题考查热化学方程式的书写，重点考查燃烧热、盖斯定律的应用，以及热化学方程式的特点。‎ ‎(1)0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时，放出445 kJ的热量，则1 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时，放出2×445 kJ的热量，因此CH4燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1。‎ ‎(2)将题给3个热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律可知即得到CO还原FeO的热化学方程式为CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝。‎ ‎(3)设参加反应的N2为x mol，对该反应列三段式：‎ ‎　　　　　　　N2　＋　3H22NH3‎ 起始量/mol 1 1 0‎ 转化量/mol x 3x 2x 平衡量/mol 1－x 1－3x 2x 则1－x＋1－3x＋2x＝1.6，解得x＝0.2，所以消耗1 mol氮气放出的热量是5×18.4 kJ＝92 kJ，则该反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1。‎ - 17 -‎ ‎12．答案：(1)P(s)＋Cl2(g)===PCl3(g)　ΔH＝－306 kJ·mol－1‎ ‎(2)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋93 kJ·mol－1‎ ‎(3)－399 kJ·mol－1　等于 解析：本题考查热化学方程式的书写、反应热的比较、盖斯定律的应用等。‎ ‎(1)由题图结合题给信息可知，P(s)和Cl2(g)反应生成1 mol PCl3(g)的ΔH1＝－306 kJ·mol－1，则反应的热化学方程式为P(s)＋Cl2(g)===PCl3(g)　ΔH1＝－306 kJ·mol－1。‎ ‎(2)PCl3(g)和Cl2(g)生成1 mol PCl5(g)的ΔH2＝－93 kJ·mol－1，则反应的热化学方程式为PCl3(g)＋Cl2(g)===PCl5(g)　ΔH2＝－93 kJ·mol－1。结合ΔH的数值与反应进行方向的关系推知，PCl5(g)分解成PCl3(g)＋Cl2(g)的热化学方程式为PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)‎ ΔH＝＋93 kJ·mol－1。‎ ‎(3)根据盖斯定律可知，P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1 mol PCl5(g)的ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(－306 kJ·mol－1)＋(－93 kJ·mol－1)＝－399 kJ·mol－1。根据盖斯定律可知，无论化学反应是一步完成还是分多步完成，其反应热是相同的，则有ΔH4＝ΔH3。‎ ‎13．答案：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1‎ ‎(2)(3a＋b－c) kJ·mol－1‎ ‎(3)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1　1.17×105‎ 解析：本题考查热化学方程式的书写，涉及燃烧热、盖斯定律的应用等。‎ ‎(1)N2与H2反应生成NH3的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，根据ΔH与键能的关系，可得该反应的ΔH＝(946 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1)－(6×391 kJ·mol－1)＝－92 kJ·mol－1。‎ ‎(2)①碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1，则有C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1。根据盖斯定律，由①×3＋②－③可得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)，则ΔH＝(3a＋b－c) kJ·mol－1。‎ ‎(3)碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，该反应为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)。根据盖斯定律，由①－②－③可得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，则该反应的ΔH＝(－393.5 kJ·mol－1)－(－242 kJ·mol－1)－(－283.0 kJ·mol－1)＝＋131.5 kJ·mol－1。标准状况下10 m3水煤气中CO(g)和H2(g)总物质的量为≈446.4 mol，则CO(g)和H2(g)总物质的量均约为223.2 mol，故完全燃烧放出的热量约为223.2 mol×(242 kJ·mol－1＋283.0 kJ·mol－1)＝117 180 kJ≈1.17×105 kJ。‎ - 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