第19讲 化学反应的热效应
基础知识训练
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列符合未来新能源标准的是( )
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能 A．①②③④ C．③⑤⑥⑦⑧ 答案 B
解析 天然气、煤、石油都是化石能源，不可再生，因此不属于未来新能源，①②④不符合；核能使用不当的话对环境有污染，且不可再生，故核能不属于未来新能源，③不符合；太阳能、生物质能、风能资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，属于未来新能源，⑤⑥⑦符合、氢能可以再生，燃烧产物是水，氢气的原料为水，属于未来新能源，⑧符合，因此符合未来新能源标准的是⑤⑥⑦⑧，B项正确。 2．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( )
B．⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧
A．因该反应为放热反应，故不加热就可发生
B．相同条件下，2 mol H2(g)的能量或1 mol CO(g)的能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量 C．相同条件下，反应物2 mol H2(g)和1 mol CO(g)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CH3OH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；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，B错误、C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。
3．“钙基固硫”是将煤中的硫元素以CaSO4的形式固定脱硫，而煤炭燃烧过程中产生的CO又会发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，导致脱硫效率降低。某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是( ) 反应Ⅰ：CaSO4(s)＋CO(g)反应Ⅱ：CaSO4(s)＋4CO(g)
CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH1＝218.4 kJ·mol CaS(s)＋4CO2(g) ΔH2＝－175.6 kJ·mol
－1
－1
答案 A
解析 反应Ⅰ为吸热反应，说明反应Ⅰ生成物的总能量比反应物的总能量高，排除B、C选项；反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则说明反应Ⅰ的活化能较小，反应Ⅱ的活化能较大，排除D选项，选项A正确。
4．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 ②焦炭与水反应制氢：C(s)＋ H2O(g)===CO(g)＋ H2(g) ΔH2＝131.3 kJ·mol ③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋ H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3＝206.1 kJ·mol 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 答案 D
解析 反应①中是光能转化为化学能，A错误；反应②中ΔH>0，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③－②获得，ΔH＝206.1 kJ·mol－131.3 kJ·mol＝74.8 kJ·mol，D正确。
5．(2020·许昌高三模拟)25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ
·mol，辛烷的燃烧热为5 518 kJ·mol。下列热化学方程式书写正确的是( ) A．2H(aq)＋SO4(aq)＋Ba(aq)＋2OH(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol 11－1B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol
2225－1
C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－5 518 kJ·mol
2D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol
－1
＋
2－
2＋
－
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－1
－1
－1
－1
－1－1－1
答案 B
解析 A项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和热是指反应生成1 mol H2O(l)时的反应热，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应放出的热量会增加，生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ，错误；C项，燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量，产物中的水应为液态水，错误；D项，当2 mol辛烷完全燃烧时，产生的热量为11 036 kJ，且辛烷应为液态，错误。
6．(2020·周口教学质量检测)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：CH2==CH2(g)＋H2O(g)===CH3CH2OH(g) ΔH。已知几种共价键的键能如下表所示：
化学键 键能/kJ·mol
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，ΔH＝－96 kJ·mol 答案 D
解析 题述反应式中，ΔH＝615 kJ·mol＋413 kJ·mol×4＋463 kJ·mol×2－348 kJ·mol－413 kJ·mol×5－463 kJ·mol－351 kJ·mol＝－34 kJ·mol，D项错误。 7．(2019·浙江4月选考，23)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)： M(g)＋CO3(g) M(g)＋O(g)＋CO2(g) ↑ΔH1 ↓ΔH3
MCO3(s)MO?s?＋CO2(g)
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( ) A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0 B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO) D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3 答案 C
解析 根据盖斯定律，得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，又易知Ca半径大于Mg半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3，CaO的离子键强度弱于MgO。A项，ΔH1表示断裂CO3和M的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，正确；B项，ΔH2表示断裂CO3中共价键形成O和CO2吸收的能量，与M无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，正确；C项，由上可知ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO
2－
2－
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2－
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2＋
2－
2＋
2－
－1
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－1
－1C—H 413 C==C 615 H—O 463 C—C 348 C—O 351 离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)>0，错误；D项，由以上分析可知ΔH1＋ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，正确。
8．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1 3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH2 3
2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
23
2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
2
2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) A．ΔH1<0，ΔH3>0 B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3 C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 答案 B
解析 大多数化合反应为放热反应，而放热反应的反应热(ΔH)均为负值，故A错误；铝热反33
应为放热反应，故ΔH5<0，而2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3③，2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)
22ΔH4④，由④－③可得：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，可得ΔH4<ΔH3、ΔH3＝ΔH4－ΔH5，故B正确、D错误；已知：3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g) 32
ΔH2②，2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3③，将(②＋③)×可得：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
232
ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)，故C错误。
3二、非选择题
9．(2019·成都模拟)(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH>0，则稳定性：金刚石________(填“>”“<”)石墨。
(2)已知：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2
则ΔH1________(填“>”或“<”)ΔH2。
(3)“嫦娥”五号预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：
①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝10.7 kJ·mol
－1
②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－543 kJ·mol
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：_______________________________________。 (4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则CO的燃烧热为ΔH＝________。
(5)0.50 L 2.00 mol·L H2SO4溶液与2.10 L 1.00 mol·L KOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中和热ΔH＝________。
(6)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的热化学方程式是_________________________________。 答案 (1)< (2)<
(3)2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 096.7 kJ·mol (4)－282.6 kJ·mol (5)－57.3 kJ·mol (6)N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol
－1
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－1
－1
－1
－1
解析 (1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH>0，说明该反应是吸热反应，因此石墨的总能量低于金刚石的总能量，而能量越低，物质越稳定，故稳定性：金刚石<石墨。
(2)ΔH1表示碳完全燃烧的反应热，ΔH2表示碳不完全燃烧的反应热，碳完全燃烧放热多，且放热越多ΔH越小。因此，ΔH1<ΔH2。 (3)根据盖斯定律，由2×②－①得： 2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝2×(－543 kJ·mol)－(＋10.7 kJ·mol)＝－1 096.7 kJ·mol。
(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ的热量，则1 mol CO(即28 g CO)完全燃烧放出的热量是141.3 kJ×2＝282.6 kJ，即CO的燃烧热ΔH＝－282.6 kJ·mol
－1
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－1
－1
。
2NH3(g) ΔH＝E(N≡N)＋
－1
(6)N2与H2反应生成NH3的热化学方程式可表示为N2(g)＋3H2(g)
－1
－1
3E(H—H)－2×3E(N—H)＝946 kJ·mol＋3×436 kJ·mol－6×391 kJ·mol＝－92 kJ·mol
－1
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2021高考化学一轮复习第6章化学反应与能量转化第19讲化学反应的热效应精练含解析
