1、课时规范练6化学反应中的热效应(时间:45分钟满分:100分)课时规范练第12页一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列变化中,属于吸热反应的是()。液态水汽化将胆矾加热变为白色粉末浓硫酸稀释KClO3分解制O2生石灰与水反应生成熟石灰CaCO3高温分解CO2+C2COBa(OH)28H2O与固体NH4Cl混合C+H2O(g)CO+H2Al与HCl反应A.B.C.D.答案:B解析:液态水汽化,即水由液态到气态需要吸热,但是物理变化过程,故错误;胆矾加热失去结晶水变成白色粉末,需要吸热,故正确;浓硫酸稀释时放出大量的热,故错误;氯酸钾分解需要吸热,
2、故正确;生石灰与水反应生成熟石灰会放出大量的热,故错误;CaCO3高温分解是吸热反应,故正确;二氧化碳与碳反应是吸热反应,故正确;Ba(OH)28H2O与固体NH4Cl反应是吸热反应,故正确;碳与水反应是吸热反应,故正确;Al与HCl反应是放热反应,故错误。2.(2020云南云天化中学高三联考)下列反应中能量变化与如图所示图像一致的是()。A.酸碱中和反应B.氢气点燃C.铁与稀硫酸反应D.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应答案:D解析:酸碱中和反应为放热反应,故A项不符合题意。燃烧都是放热反应,故B项不符合题意。金属单质与酸反应生成氢气的反应为放热反应,故C项不符合题意。氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应
3、为吸热反应,故D项符合题意。3.(2020浙江)关于下列H的判断正确的是()。CO32-(aq)+H+(aq)HCO3-(aq)H1CO32-(aq)+H2O(l)HCO3-(aq)+OH-(aq)H2OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)H3OH-(aq)+CH3COOH(aq)CH3COO-(aq)+H2O(l)H4A.H10H20B.H1H2C.H30D.H3H4答案:B解析:碳酸氢根的电离属于吸热过程,则CO32-(aq)+H+(aq)HCO3-(aq)为放热反应,所以H10;OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应,为放热反应,所以H30;醋酸与强碱的中和反
4、应为放热反应,所以H4H3;综上所述,只有H1H2正确,故答案为B。4.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.CH4CH3COOH过程中,有CH键发生断裂C.放出能量并形成了CC键D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率答案:D解析:A项,由示意图可知反应的化学方程式为CO2+CH4CH3COOH,反应中原子的利用率为100%,正确;B项,由示意图可知CH4在催化剂作用下发生CH键断裂,正确;C项,的总能量高于,转化过程放出热量,并形成了CC键,正确;D项
5、,催化剂不能改变平衡的移动方向,不能提高转化率,错误。5.燃烧a g乙醇(液态),生成二氧化碳气体和27 g液态水,放出的热量为Q kJ,则表示乙醇燃烧热的热化学方程式书写正确的是()。A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H=-Q kJmol-1B.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H=-Q2 kJmol-1C.12C2H5OH(l)+32O2(g)CO2(g)+32H2O(l)H=-Q kJmol-1D.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H=-2Q kJmol-1答案:D解析:燃烧ag乙醇(液态),生成二氧
6、化碳气体和27g液态水,放出的热量为QkJ,根据热化学方程式的意义,即生成1.5mol液态水,放热是QkJ,如果生成3mol液态水,放热是2QkJ,燃烧热是完全燃烧1mol物质所放出的热,故D项正确。6.(2020天津)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是()。A.HCN比HNC稳定B.该异构化反应的H=+59.3 kJmol-1C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.使用催化剂,可以改变反应的反应热答案:D解析:根据图示,HCN的相对能量低于HNC的相对能量,故HCN较稳定,A项正确。HCN(g)HNC(g)
7、为吸热反应,H=+59.3kJmol-1,B项正确。根据图示可知,正反应的活化能明显大于逆反应的活化能,C项正确。使用催化剂,可以改变反应的活化能,但不能改变反应热,D项错误。7.(2020北京密云高三模拟)甲烷燃烧时的能量变化如图,有关说法正确的是()。图1图2A.图1中反应为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=+890.3 kJmol-1B.图2中反应为CH4(g)+32O2(g)CO(g)+2H2O(g)H=-607.3 kJmol-1C.由图可以推得:CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-283 kJmol-1D.由图可以推知:等物质的量的CO2和CO,CO
8、2具有的能量高答案:C解析:根据图像分析,反应物的总能量高于生成物的总能量,则图1中反应为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3kJmol-1,A项错误。根据图像分析,生成物水的状态是液态,则图2中反应为CH4(g)+32O2(g)CO(g)+2H2O(l)H=-607.3kJmol-1,B项错误。CO(g)+12O2(g)CO2(g)的焓变可根据CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3kJmol-1和CH4(g)+32O2(g)CO(g)+2H2O(l)H=-607.3kJmol-1求出焓变H=-283kJmol-1,C项正确。C
9、O(g)+12O2(g)CO2(g)H=-283kJmol-1,该反应放热,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以等物质的量的CO2和CO,CO具有的能量高,D项错误。8.(2020湖南衡阳高三模拟)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应过程的关系如图所示。下列叙述正确的是()。A.、三步均属于加成反应B.总反应速率由第步反应决定C.第步反应的中间体比第步反应的中间体稳定D.总反应不需要加热就能发生答案:B解析:根据乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理可知只有第步属于加成反应,故A项错误。活化能越大,反应速率越慢,决定总反应的反应速率,由图可知,第步反应的活化能最大,总反应速率由第步反应
10、决定,故B项正确。由图可知,第步反应的中间体比第步反应的中间体的能量高,所以第步反应的中间体稳定,故C项错误。总反应是否需要加热与反应的能量变化没有关系,故D项错误。二、非选择题(本题共3个小题,共52分)9.(17分)氢气是一种清洁能源,氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点;氢气也是重要的化工原料。(1)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10 mol水蒸气发生反应:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)H=+484 kJmol-1,不同时段产生O2的量见表格:时间/min20406080n(O2)/mol0.001 00.0
11、01 60.002 00.002 0上述反应过程中能量转化形式为光能转化为能,达平衡过程中至少需要吸收光能 kJ(保留三位小数)。(2)氢气是合成氨工业的原料,合成塔中每产生2 mol NH3,放出92.2 kJ热量。已知:则1 mol NH键断裂吸收的能量约等于。(3)已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJmol-1N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H=+67.7 kJmol-1则H2还原NO2生成水蒸气和氮气反应的热化学方程式是。答案:(1)化学0.968(2)391 kJ(3)4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)H=-1 034.9 kJ
12、mol-1解析:(1)题述反应过程中能量转化形式为光能转化为化学能,达平衡时,生成氧气0.002mol,至少需要吸收的光能为0.002mol484kJmol-1=0.968kJ。(2)3H2(g)+N2(g)2NH3(g),反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量=3436kJmol-1+945.8kJmol-1-6E(NH)=-92.2kJmol-1,E(NH)=391kJmol-1。(3)反应4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)可以由2-得到,故H=(-483.6kJmol-1)2-67.7kJmol-1=-1034.9kJmol-1。10.(2
13、0分)工业上合成反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),其反应过程的能量变化如图所示:已知:1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H=-99 kJmol-1。请回答下列问题:(1)图中A、C分别表示、,E的大小对该反应的反应热(填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点(填“升高”或“降低”),理由是。(2)图中H= kJmol-1。(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物,四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式:。(4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol(Lmin)-
14、1,则v(O2)=mol(Lmin)-1、v(SO3)=mol(Lmin)-1。(5)已知单质硫的标准燃烧热为-296 kJmol-1,计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的H=。答案:(1)反应物总能量生成物总能量无降低因为催化剂改变了反应历程,使活化能E降低(2)-198(3)SO2+V2O5SO3+2VO2、4VO2+O22V2O5(4)0.0250.05(5)-1 185 kJmol-1解析:(1)图中A表示反应物总能量,C表示生成物总能量,E为活化能,与反应热无关,但使用催化剂可以降低活化能。(2)图中表示的是2molSO2(g)的反应,因此H=-99kJmol-12=-198
15、kJmol-1。(3)V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物VO2,可写出相关反应的化学方程式。(4)依据化学反应速率之比等于化学计量数之比可进行计算。(5)S(s)+O2(g)SO2(g)H1=-296kJmol-1SO2(g)+12O2(g)SO3(g)H2=-99kJmol-1由3+3得:3S(s)+92O2(g)3SO3(g)H=(H1+H2)3=-1185kJmol-111.(15分)(高考组合题)(1)(2020全国节选)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+12O2(g)SO3(g)H=-98 kJmol-1。回答下列
16、问题:钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为。(2)(2020浙江)100 mL 0.200 molL-1 CuSO4溶液与1.95 g锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为20.1 ,反应后最高温度为30.1 。已知:反应前后,溶液的比热容均近似为4.18 Jg-1-1、溶液的密度均近似为1.00 gcm-3,忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算:反应放出的热量Q= J。反应Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s)的H= kJmol-1(列式计算)。答案:(1)2V2O5(s)+
17、2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=-351 kJmol-1(2)4.18103-4.1810310-310010-30.200=-209解析:(1)观察图,可得出以下两个热化学方程式:V2O4(s)+2SO3(g)2VOSO4(s)H1=-399kJmol-1,V2O4(s)+SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)H2=-24kJmol-1,由-2得2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=-351kJmol-1。(2)反应放出的热量Q=cmt=100mL1.00gcm-3(30.1-20.1)4.18Jg-1-1=4.18103J。由题意知:n(Zn)=1.95g65gmol-1=0.03mol,n(CuSO4)=0.1L0.200molL-1=0.02mol,CuSO4的量不足,按不足量的CuSO4来计算,即0.02molCuSO4完全反应放热4.18103J。Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s)1molH0.02mol-4.18103JH=-4.1810310-310.02kJmol-1=-209kJmol-1。
