課時規(guī)范練20化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)一、選擇題:本題共9小題,每小題只有一個選項符合題目要求。1.(2024廣西北海模擬)丙烷與溴原子能發(fā)生以下兩種反應(yīng):①CH3CH2CH3(g)+Br·(g)CH3CH2CH2·(g)+HBr(g)②CH3CH2CH3(g)+Br·(g)CH3CH·CH3(g)+HBr(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是()A.反應(yīng)①與②均為吸熱反應(yīng)B.反應(yīng)②使用了催化劑C.產(chǎn)物中CH3CH2CH2·(g)的含量比CH3CH·CH3(g)低D.CH3CH2CH2·(g)轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3CH·CH3(g)放出熱量2.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述,正確的是()A.1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱B.由N2O4(g)2NO2(g)ΔH=-56.9kJ·mol-1,可知將1molN2O4(g)置于密閉容器中充分反應(yīng)后放出熱量為56.9kJC.由H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,可知含1molCH3COOH的溶液與含1molNaOH的溶液混合,放出熱量為57.3kJD.已知101kPa時,2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221kJ·mol-1,則1mol碳完全燃燒放出的熱量大于110.5kJ3.熱化學(xué)離不開實驗,更離不開對反應(yīng)熱的研究。下列有關(guān)說法正確的是()甲乙丙A.向甲的試管A中加入某一固體和液體,若注射器的活塞右移,說明A中發(fā)生了吸熱反應(yīng)B.將甲虛線框中的裝置換為乙裝置,若注射器的活塞右移,說明鋅粒和稀硫酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)C.用丙裝置進行中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗時,NaOH要緩緩倒入稀硫酸中D.用丙裝置進行中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗時,每次實驗要測量并記錄三次溫度數(shù)值4.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1mol純物質(zhì)的相對能量及解離為氣態(tài)原子時所消耗的能量如下表所示:物質(zhì)O2(g)N2(g)NO(g)C(s,石墨)CH4(g)CO2(g)相對能量00x0-75-393.5解離總耗能/kJ4989466327171656y下列說法正確的是()A.x=180B.逐級斷開CH4(g)中的每摩爾C—H所消耗的能量均為414kJC.解離每摩爾C(s,石墨)中的碳碳鍵平均耗能為239kJD.根據(jù)4NO(g)+CH4(g)CO2(g)+2N2(g)+2H2O(g)的ΔH可計算出H—O鍵能5.(2024廣西來賓模擬)已知NaHCO3溶液與鹽酸反應(yīng)生成CO2吸熱,Na2CO3溶液與鹽酸反應(yīng)生成CO2放熱。下列關(guān)于ΔH的判斷正確的是()CO32-(aq)+H+(aq)HCO3-(aq)HCO3-(aq)+H+(aq)H2CO3(aq)ΔHH2CO3(aq)H2O(l)+CO2(g)ΔH3OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)ΔH4A.ΔH1<0ΔH2>0B.ΔH2+ΔH3>0C.ΔH1+ΔH2+ΔH3>0D.ΔH2<ΔH46.已知斷裂1mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ):N≡N為942、OO為500、N—N為154、O—H為452.5,則斷裂1molN—H所需的能量(kJ)是()A.194 B.316 C.391 D.6587.(2024廣西梧州模擬)鎂和氯氣反應(yīng)生成氯化鎂的能量關(guān)系圖如圖所示。已知:氣態(tài)的鹵素原子得電子生成氣態(tài)的鹵素離子是放熱過程。下列說法正確的是()A.ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5B.Ca(g)-2e-Ca2+(g)ΔH7,則ΔH7>ΔH3C.I(g)+e-I-(g)ΔH8,則ΔH8>12ΔH4D.MgCl2(s)Mg2+(aq)+2Cl-(aq)ΔH9,則ΔH9>ΔH58.苯與鹵素發(fā)生取代反應(yīng)可細分為①C6H6(苯)+·X+X2C6H5·+X2+HXΔH1②C6H5·+X2+HXC6H5X+HX+·XΔH2圖1、2表示反應(yīng)中部分物質(zhì)的含量(測量反應(yīng)過程中多個時間點的各物質(zhì)含量,去除開始時與結(jié)束前的極端值后取平均值),已知圖1為使用催化劑前,圖2為使用催化劑后,下表為相關(guān)ΔH的數(shù)據(jù)。圖1圖2XClBrΔH1/(kJ·mol-1)1020ΔH2/(kJ·mol-1)-111-100下列說法正確的是()A.可推知H—Cl的鍵能比H—Br的鍵能大10kJ·mol-1B.1mol苯與1mol氯氣反應(yīng)將會向環(huán)境釋放101kJ熱量C.使用催化劑后會改變ΔH1,但不會改變ΔH1+ΔH2D.反應(yīng)②為總反應(yīng)的決速步,催化劑的機理為降低反應(yīng)②的活化能9.乙二醛(OHCCHO)與O2的反應(yīng)歷程中所涉的反應(yīng)物(OHCCHO、O2)、過渡態(tài)、中間體及產(chǎn)物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)相對能量如圖。下列說法錯誤的是()A.乙二醛氧化歷程中涉及極性鍵和非極性鍵的斷裂B.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)C.乙二醛氧化歷程中,若加入催化劑,能提高乙二醛的平衡轉(zhuǎn)化率D.乙二醛與氧氣反應(yīng)生成乙二酸的控速步驟為反應(yīng)物→TS1二、非選擇題:本題共2小題。10.金剛石和石墨均為碳的同素異形體,它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳,充分燃燒時生成二氧化碳,反應(yīng)中放出的熱量如圖所示。(1)在通常狀況下,金剛石和石墨中(填“金剛石”或“石墨”)更穩(wěn)定,石墨的燃燒熱ΔH為。

(2)12g石墨在一定量空氣中燃燒,生成氣體36g,該過程放出的熱量為。

(3)已知:N2、O2分子中化學(xué)鍵的鍵能分別是946kJ·mol-1、497kJ·mol-1,N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+180.0kJ·mol-1,則NO分子中化學(xué)鍵的鍵能為kJ·mol-1。

(4)綜合上述有關(guān)信息,請寫出CO與NO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:

。

11.(1)近年來,隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展,氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。因此,將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點。Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行:CuCl2(s)CuCl(s)+12Cl2(g)ΔH1=+83kJ·mol-1CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+12Cl2ΔH2=-20kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121kJ·mol-1則4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=kJ·mol-1。

(2)多晶硅是制作光伏電池的關(guān)鍵材料。回答下列問題:Ⅰ.硅粉與HCl在300℃時反應(yīng)生成1molSiHCl3氣體和H2,放出225kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

。

Ⅱ.將SiCl4氫化為SiHCl3有三種方法,對應(yīng)的反應(yīng)依次為①SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)ΔH1>0②3SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)ΔH2<0③2SiCl4(g)+H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g)ΔH3反應(yīng)③的ΔH3=(用ΔH1、ΔH2表示)。

參考答案課時規(guī)范練20化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1.B解析催化劑能改變反應(yīng)途徑,降低反應(yīng)的活化能,加大化學(xué)反應(yīng)速率。反應(yīng)②的活化能低,反應(yīng)速率大,但反應(yīng)①與②同時發(fā)生,不能確定反應(yīng)②是否使用催化劑,B說法錯誤。2.D解析1mol甲烷燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱,A項錯誤;N2O4(g)2NO2(g)ΔH=-56.9kJ·mol-1,這是一個可逆反應(yīng),1molN2O4(g)不完全反應(yīng),放出的熱量小于56.9kJ,B項錯誤;醋酸是弱電解質(zhì),電離的過程要吸收熱量,因此1molCH3COOH的溶液與含1molNaOH的溶液混合,放出熱量要小于57.3kJ,C項錯誤;已知101kPa時,2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221kJ·mol-1,1mol碳完全燃燒生成1molCO2,放出的熱量大于110.5kJ,D項正確。3.D解析向甲的試管A中加入某一固體和液體,若注射器的活塞右移,說明氣體受熱膨脹,A中發(fā)生了放熱反應(yīng)或溶解過程放熱,A錯誤;將甲虛線框中的裝置換為乙裝置,由于鋅粒與稀硫酸反應(yīng)生成H2,生成的H2可使注射器的活塞右移,不能說明鋅粒和稀硫酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng),B錯誤;用丙裝置進行中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗時,為了減少熱量損失,NaOH要迅速倒入稀硫酸中,C錯誤;進行中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗時,每次實驗要測量并記錄酸溶液的溫度、堿溶液的溫度、酸堿混合后溶液的最高溫度,D正確。4.D解析焓變=生成物總能量-反應(yīng)物總能量,則N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=2xkJ·mol-1,焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,即498+946-632×2=2x,x=90,A錯誤;逐級斷開CH4(g)中的每摩爾C—H所消耗的能量不相等,B錯誤;石墨晶體中每個碳原子形成3個共價鍵,每個共價鍵被兩個C原子共用,則1mol石墨含有1.5molC—C,解離每摩爾C(s,石墨)中的碳碳鍵平均耗能為478kJ,C錯誤;焓變=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,根據(jù)C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)的ΔH可計算出y值,再根據(jù)4NO(g)+CH4(g)CO2(g)+2N2(g)+2H2O(g)的ΔH可計算出H—O鍵能,D正確。5.B解析由題意可知,碳酸氫鈉溶液與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),碳酸鈉溶液與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的反應(yīng)為放熱反應(yīng),將已知反應(yīng)依次編號為①②③④,由蓋斯定律可知,②+③可得HCO3-(aq)+H+(aq)H2O(l)+CO2(g)ΔH'=ΔH2+ΔH3>0,①+②+③可得CO32-(aq)+2H+(aq)H2O(l)+CO2(g)ΔH″=ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,②-④可得碳酸氫根離子的水解反應(yīng)HCO3-(aq)+H2O(l)H2CO3(aq)+OH-(aq),鹽類水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則ΔH?=ΔH2-ΔH4>0。由分析可知,ΔH2+ΔH3>0,ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,則ΔH1<0,碳酸的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH3>0,由ΔH2+ΔH3>0可知,ΔH2可能大于0,也可能小于0,A項錯誤;由分析可知,ΔH2+ΔH3>0,B項正確;由分析可知,ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,C項錯誤;由分析可知,ΔH2-ΔH4>0,則ΔH2>Δ6.C解析依據(jù)圖像分析,反應(yīng)為N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g),反應(yīng)的焓變ΔH=-534kJ·mol-1,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,斷裂化學(xué)鍵吸收的能量為2752kJ·mol-1-534kJ·mol-1=2218kJ·mol-1,設(shè)斷裂1molN—H吸收的能量為xkJ,則4x+154+500=2218,解得x=391。7.C解析根據(jù)蓋斯定律可知,ΔH6=ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4-ΔH5,A項錯誤;原子失去電子變?yōu)殡x子是吸熱過程,Ca和Mg屬于同主族元素,Ca的金屬性強于Mg的,Ca→Ca2+吸收的熱量小于Mg→Mg2+吸收的熱量,即ΔH7<ΔH3,B項錯誤;氣態(tài)鹵素原子得電子生成氣態(tài)鹵素離子是放熱過程,Cl的非金屬性強于I的,即Cl→Cl-放出的熱量比I→I-放出的熱量多,即ΔH8>12ΔH4,C項正確;MgCl2(s)Mg2+(g)+2Cl-(g)屬于吸熱過程,即ΔH5>0,Mg2+(g)、2Cl-(g)轉(zhuǎn)化成Mg2+(aq)、2Cl-(aq)要放出熱量,發(fā)生MgCl2(s)Mg2+(aq)+2Cl-(aq)吸收熱量比MgCl2(s)Mg2+(g)+2Cl-(g)的少,即ΔH9<ΔH5,D項錯誤。8.A解析從題目表中可以得出,ΔH1(Cl)-ΔH1(Br)=(10-20)kJ·mol-1=-10kJ·mol-1,兩個過程中其他鍵的斷裂情況相同,只有形成H—Cl和H—Br不同,由此可推知H—Cl的鍵能比H—Br的鍵能大10kJ·mol-1,A正確;利用蓋斯定律,將反應(yīng)①+②,可得出C6H6(苯)+X2C6H5X+HXΔH=ΔH1+ΔH2=-101kJ·mol-1,由于苯與氯氣發(fā)生的反應(yīng)為可逆反應(yīng),所以1mol苯與1mol氯氣反應(yīng)向環(huán)境釋放的熱量小于101kJ,B不正確;使用催化劑后,只能改變反應(yīng)的活化能,不能改變ΔH1和ΔH2,也不會改變ΔH1+ΔH2,C不正確;從題圖中可以看出,加入催化劑后,C6H5·的百分含量增大較少,而C6H5X的百分含量增大很多,則表明反應(yīng)①的反應(yīng)速率較小,反應(yīng)②的反應(yīng)速率較大,從而確定反應(yīng)①為總反應(yīng)的決速步,催化劑的機理為降低反應(yīng)①的活化能,D不正確。9.C解析乙二醛氧化歷程中,涉及反應(yīng)物O2中的OO非極性鍵及乙二醛中C—H極性鍵的斷裂,A正確;乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸時,生成物的總能量都小于反應(yīng)物的總能量,發(fā)生反應(yīng)放出熱量,因此這些反應(yīng)均為放熱反應(yīng),B正確;催化劑只能改變反應(yīng)途徑,降低反應(yīng)的活化能,但不改變化學(xué)平衡狀態(tài),因此催化劑不能提高乙二醛的平衡轉(zhuǎn)化率,C錯誤;乙二醛與氧氣反應(yīng)生成乙二酸的控速步驟為活化能最大的步驟,反應(yīng)物→TS1的活化能最高,速率最慢,所以乙二醛與氧氣反應(yīng)生成乙二酸的控速步驟為反應(yīng)物→TS1,D正確。10.答案(1)石墨-393.5kJ·mol-1(2)252.0kJ(3)631.5(4)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.0kJ·mol-1解析(1)由題圖知石墨的能量比金剛石的低,所以石墨比金剛石更穩(wěn)定;石墨的燃燒熱ΔH=ΔH3+ΔH2=-110.5kJ·mol-1+(-283.0kJ·mol-1)=-393.5kJ·mol-1。(2)36g氣體為CO和CO2的混合氣體,則n(CO)×28g·mol-1+n(CO2)×44g·mol-1=3