1、反应热焓变(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分)1中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs)，能利用太阳光高效分解水，原理如下图所示。下列说法不正确的是()A通过该催化反应，实现了太阳能向化学能的转化B反应中涉及非极性键的断裂和极性键的形成C反应为2H2O22H2O O2D总反应为2H2O2H2 O2【解析】选B。由题给反应机理图示可知，利用太阳光实现高效分解水的过程分为两步，反应为水在C3N4的催化作用下反应生成过氧化氢和氢气，反应的化学方程式为2H2OH2O2H2，反应为H2O2在CQDs的催化作用下反应生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O
2、22H2OO2，总反应方程式为2H2O2H2O2。该过程利用太阳光实现高效分解水，实现了太阳能向化学能的转化，故A正确；反应为水在C3N4的催化作用下反应生成过氧化氢和氢气，没有涉及非极性键的断裂，故B错误；反应为H2O2在CQDs的催化作用下反应生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O O2，故C正确；反应的化学方程式为2H2OH2O2H2，反应的化学方程式为2H2O22H2O O2，则总反应方程式为2H2O2H2O2，故D正确。2(2021武汉高二检测)下列变化过程，属于放热反应的是()NH4Cl固体溶于水炸药爆炸食物因氧化而腐败铝热反应酸碱中和反应煅烧石灰石制生石灰溴蒸气液化A
3、BC D【解析】选C。NH4Cl固体溶于水是吸热的物理过程，故错误；炸药爆炸是放热反应，故正确；食物因氧化而腐败是放热反应，故正确；铝热反应是剧烈的放热反应，故正确；酸碱中和反应是放热反应，故正确；煅烧石灰石制生石灰是化合物的分解，是吸热反应，故错误；溴蒸气液化是放热的物理过程，故错误。3(2021北京东城区高二检测)H2和 I2在一定条件下能发生反应：H2(g)I2(g) 2HI(g)Ha kJmol1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 HH 键所需能量小于断开1 mol II键所需能量C断开 2 mol HI键所需能量
4、约为(cba) kJD向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于 2a kJ【解析】选B。H2和I2在一定条件下能发生反应为H2(g)I2(g) 2HI(g)Ha kJmol1 ，该反应为放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，故A正确；一般而言，键长越短，键能越大，图中显示HH键长短于II键长，HH键能大于II键能，故B错误；H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 kJmol1c kJmol12EHIa kJmol1，得到断开2 mol HI键所需能量约为(abc)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
5、器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ，故D正确。4(2021北京通州高二检测)强酸与强碱的稀溶液发生中和反应：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。向1 L 0.5 molL1的NaOH溶液中加入下列物质：稀醋酸，稀盐酸，浓硫酸，恰好完全反应时对应的热效应H1、H2、H3的关系正确的是()AH1H3H2 BH1H2H3CH1H2H3 DH1H3H2【解析】选B。强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，分别向1 L 0.5 molL1的NaOH溶液中加入：稀醋酸、稀盐酸
6、、浓硫酸，醋酸的电离吸热，浓硫酸溶于水放热，则恰好完全反应时的放出的热量为，所以H1H2H3。5(双选)根据如图所得判断正确的是()已知：I2(g)=I2(s)H62.4 kJmol1A图1反应为吸热反应B图2反应的热化学方程式为2HI(g) H2(g)I2(g)H9.4 kJmol1C图2中若I2的状态为固态，则能量变化曲线可能为D断裂1 mol H2(g)和1 mol I2(g)中化学键需要的能量小于断裂2 mol HI(g)中化学键需要的能量【解析】选B、D。图1中反应物具有的能量大于生成物具有的能量，则该反应为放热反应，故A错误；由图1可知，反应的热化学方程式为H2(g)I2(g) 2
7、HI(g)H9.4 kJmol1，则其逆反应的热化学方程式为2HI(g) H2(g)I2(g)H9.4 kJmol1，故B正确；由选项B可知2HI(g) H2(g)I2(g)H9.4 kJmol1，I2(g)=I2(s)H62.4 kJmol1，则2HI(g) H2(g)I2(s)H53 kJmol1，为放热反应，不可能是曲线的吸热反应，故C错误；焓变H反应物的总键能生成物的总键能，反应H2(g)I2(g) 2HI(g)放热，即反应物的总键能小于生成物的总键能，则断裂1 mol H2(g)和1 mol I2(g)中化学键需要的能量小于断裂2 mol HI(g)中化学键需要的能量，故D正确。【总
8、结归纳】化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。图示意义a表示正反应的活化能；b表示逆反应的活化能。c表示该反应的反应热。H图1：H(ab) kJmol1c kJmol1，表示放热反应图2：H(ab) kJmol1c kJmol1，表示吸热反应6(2021赣州高二检测)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应，为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。下列说法错误的是()A过程中吸收能量使钛氧键发生了断裂B该反应中，光能和热能转化为化学能C使用TiO2作催化剂可以提高化学反应速率D2 mol二氧化碳完全分解成2 mol一氧
9、化碳和1 mol氧气需要吸热30 kJ【解析】选D。断键吸收能量，则过程中钛氧键断裂会吸收能量，故A正确；该图中以TiO2为催化剂、光和热条件下分解CO2反应生成CO和O2，根据能量守恒定律知，该反应中，光能和热能转化为化学能，故B正确；催化剂降低反应所需活化能，增大活化分子数，提高化学反应速率，故C正确；CO2分解生成CO和O2，反应2CO2(g)=2CO(g)O2(g)H反应物总键能生成物总键能(1 59821 0722496) kJmol1556 kJmol1，即2 mol二氧化碳完全分解成2 mol一氧化碳和1 mol氧气需要吸热556 kJ，故D错。7(双选)已知：HH=H2H436
10、 kJmol1，则下列叙述正确的是()A2个H原子的能量高于1个H2的能量B2个H原子的能量低于1个H2的能量CH原子比H2分子稳定DH2分子比H原子稳定【解析】选A、D。H反应物能量生成物能量0DNF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应【解析】选B。断键的过程吸收能量，A错；成键的过程，放出能量，B正确；选项C中反应的H反应物的键能之和生成物的键能之和(941.73154.86283.0) kJmol1291.9 kJmol1，因此C错；若NF3吸收能量后没有化学键的断裂与生成，则是物理变化。化学反应过程中必有化学键的断裂与生成，所以D错。【特别提醒】熟记反应热H的基本
11、计算公式H生成物的总能量反应物的总能量H反应物的总键能之和生成物的总键能之和二、非选择题(本题包括2小题，共22分)9(10分)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。(1)该反应是_反应。(2)若生成1 mol N2，其H_ kJmol1。【解析】(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应。(2)由图可知，H209 kJmol1348 kJmol1139 kJmol1答案：(1)放热(2)13910.(12分)如图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将铝片加入小试管内，然后注入足量的浓NaOH溶液
12、，请根据要求回答下列问题：(1)有关反应的离子方程式是_，试管中看到的现象是_。(2)S形导管中液面A_(填“上升”或“下降”)，原因是_；说明此反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。(3)由实验推知，NaAlO2溶液和H2的总能量_(填“大于”“小于”或“等于”)铝片和NaOH溶液的总能量。(4)若小试管盛适量水，然后向其中加入适量NH4NO3晶体，则S形导管中液面A_(填“上升”或“下降”)，这说明NH4NO3溶于水是_(填字母)。a吸热反应b放热反应c吸热过程 d放热过程【解析】铝片与NaOH溶液的反应是放热反应，由于反应物的总能量高于生成物的总能量，放出的热量使锥形瓶内气压增大，导致S
13、形导管左端液面下降，右端液面上升。而NH4NO3溶于水是吸热过程，使锥形瓶内气体压强减小，所以液面A上升。答案：(1)2Al2OH2H2O=2AlO3H2铝片逐渐溶解，有气泡产生(2)下降反应放出的热量使锥形瓶内气压增大放热(3)小于(4)上升c【补偿训练】某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是()A.反应过程可表示为 BE1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能C正反应的热效应HE1E20，所以正反应为放热反应D此图中逆反应的热效应HE1E20，所以逆反应为放热反应【解析】选D。由图可知，正反应放热，H为负值；逆反应吸热，H为正值，D错误。(20分钟30分)一、选
14、择题(本题包括2小题，每小题5分，共10分)1运用中和反应反应热的测定方法，即保温、隔热的条件下，向盛有20 mL 2.08 molL1NaOH溶液的试管中分五次加入15 mL未知浓度的H2SO4溶液(边加边振荡，每次加入1 mL)后，测得溶液的温度分别是1.4 、2.5 、4.2 、5.2 、5.18 ，则该硫酸溶液的物质的量浓度约是()A20.8 molL1B6.9 molL1C5.2 molL1 D4.16 molL1【解析】选C。滴加硫酸时溶液的最高温度为酸碱恰好中和，此时用去硫酸4 mL。根据方程式计算解得c(H2SO4)5.2 molL1。2(双选)已知几种物质之间的能量关系如图所
15、示， 下列说法中正确的是()A.使用合适催化剂,不能改变反应的焓变B.(g)+H2(g)(g)H=+28.7 kJmol-1C.(g)+H2(g)(g)中,热能转化为产物内部的能量D.(g)+H2(g)(g),反应物的总能量低于生成物的总能量【解析】选A、B。使用合适催化剂可降低反应的活化能,但不能改变反应的焓变,故A正确;(g)+H2(g)(g)H=237.1 kJmol-1-208.4 kJmol-1=+28.7 kJmol-1,故B正确;(g)+H2(g)(g)H=119.6 kJmol-1-237.1 kJmol-1=-117.5 kJmol-1中,产物内部的能量转化为热能,故C错误;
16、(g)+H2(g)(g)H=-119.6 kJmol-1,反应为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,故D错误。二、非选择题(本题包括1小题，共20分)3下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436根据上述数据回答(1)(5)题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是()AH2BCl2CBr2DI2(2)下列氢化物中，最稳定的是()AHClBHBrCHI(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？答：_。(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I
17、)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是_。(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？答：_，你的根据是_。【解析】破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的原子形成1 mol该物质放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。(1)生成1 mol H2时放出的能量最多，为436 kJ；(2)在氢化物中，生成1 mol HCl时放出的能量最多，为432 kJ；(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：185 kJ、103 kJ和9 kJ。答案：(1)A(2)A(3)放热反应(4)Cl2(5)能元素的非金属性越强
18、，生成的氢化物越稳定，反应放出的热量就越多【补偿训练】1已知：在一定条件下，HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H12.1 kJmol1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H55.6 kJmol1。则HCN在水溶液中电离的H等于()A67.7 kJmol1B43.5 kJmol1C43.5 kJmol1 D67.7 kJmol1【解析】选C。强酸和强碱反应的中和热为55.6 kJmol1，当氢氰酸与氢氧化钠反应时，由于氢氰酸为弱酸，存在氢氰酸的电离反应，该反应为吸热反应，故两者反应时放出的热量较强酸和强碱反应放出的热量少，两者的差值(55.612.143.5)就是氢氰酸在水溶液中电离吸收
19、的热量的数值，电离反应吸热，H为正值，故C项正确。2在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下： (反应前) (反应后)(1)下列关于反应AB=CD的说法正确的是()A反应前后原子的种类和数目一定不变B该反应若有能量变化，则一定是氧化还原反应C若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行D反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且该反应遵循能量守恒(2)若E1E2，则该反应为_(填“吸热”或“放热”)反应，该反应的H_。【解析】每个反应都遵循质量守恒和能量守恒，故A、D两项正确；任何反应都伴随着能量变化，B项错误；某一反应是放热反应还是吸热反应与反应条件无关，加热是为了使旧化学键断裂，引发反应，C项错误。答案：(1)AD(2)吸热(E2E1) kJmol1