1、课时规范练20化学反应的热效应一、选择题:本题共9小题,每小题只有一个选项符合题目要求。1.(2021江苏南通模拟)反应2N2H4(l)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(l)H=-1 135.7 kJmol-1可为火箭发射提供能量。下列有关该反应的说法正确的是()A.反应消耗32 g N2H4(l)放出1 135.7 kJ的能量B.反应物中所有化学键键能之和大于反应产物中所有化学键键能之和C.每生成18 g水,反应中转移电子的物质的量为4 molD.常温下该反应可自发进行2.(2021重庆三模)硫是一种重要的非金属元素,正交硫是硫稳定存在的唯一形式,单斜硫是硫的同素异形体之一。下列说法不
2、正确的是()已知:S(正交,s)+O2(g)SO2(g)H1=-296.83 kJmol-1S(单斜,s)+O2(g)SO2(g)H2=-297.16 kJmol-1S(单斜,s)S(正交,s)H3A.硫黄是一种黄色晶体,不溶于水B.正交硫比单斜硫稳定C.H3=-0.66 kJmol-1D.1 mol S(单斜,s)和1 mol O2(g)的总能量高于1 mol SO2(g)的能量3.(2021北京西城二模)碳酸钠晶体(Na2CO310H2O)失水可得到Na2CO3H2O(s)或Na2CO3(s),两个化学反应的能量变化示意图如下:下列说法正确的是()A.H10B.H2H3C.H3H1D.H2
3、=H1+H36.(2021河北邯郸三模)已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ):NN键为942、OO键为500、NN键为154、OH键为452.5,则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是()A.194B.316C.391D.6587.(2021北京房山二模)我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应,计算机模拟单个CO分子在金催化剂表面的反应历程如图所示(其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注)。下列说法不正确的是()A.催化剂能够改变反应历程B.H2O*转化为H*和OH*时需要吸收能量C.反应过程中,过渡态1比过渡态2更难达到D.总反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)C
4、O2(g)+H2(g)H=-0.72NA eVmol-18.某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程,该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法错误的是()A.HAP能提高HCHO与O2的反应速率,但不影响平衡转化率B.HCHO在反应过程中,C原子杂化形式发生改变C.根据图示信息,CO2分子中的氧原子全部来自O2D.该反应可表示为HCHO+O2CO2+H2O9.(2021湖南衡阳二模)乙二醛(OHCCHO)与O2的反应历程中所涉的反应物(OHCCHO、O2)、过渡态、中间体及产物(OHCCOOH、HCOOH、HOOCCOOH)相对能
5、量如图。下列说法错误的是()A.乙二醛氧化历程中涉及极性键和非极性键的断裂B.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸的反应均为放热反应C.乙二醛氧化历程中,若加入催化剂,能提高乙二醛的平衡转化率D.乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物TS1二、非选择题:本题共2小题。10.(2021浙江温州模拟)金刚石和石墨均为碳的同素异形体,它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,充分燃烧时生成二氧化碳,反应中放出的热量如图所示。(1)在通常状况下,金刚石和石墨中(填“金刚石”或“石墨”)更稳定,石墨的标准摩尔燃烧焓H为。(2)12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g,该过程放出的热量为。(3)已知:
6、N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJmol-1、497 kJmol-1,N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+180.0 kJmol-1,则NO分子中化学键的键能为 kJmol-1。(4)综合上述有关信息,请写出CO与NO反应的热化学方程式:。11.(1)(2019全国卷,28节选)近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g)H1=+83 kJmol-1CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g)H2=-2
7、0 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121 kJmol-1则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的H=kJmol-1。(2)(2019天津卷,10节选)多晶硅是制作光伏电池的关键材料。回答下列问题:.硅粉与HCl在300 时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2,放出225 kJ热量,该反应的热化学方程式为。.将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法,对应的反应依次为:SiCl4(g)+H2(g)SiHCl3(g)+HCl(g)H103SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)H202SiCl4(g)+
8、H2(g)+Si(s)+HCl(g)3SiHCl3(g)H3反应的H3=(用H1、H2表示)。参考答案课时规范练20化学反应的热效应1.D解析2N2H4(l)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(l)H=-1135.7kJmol-1表示2molN2H4(l)参与反应放热1135.7kJ,则反应消耗32g即1molN2H4(l),应放出567.85kJ的能量,A错误;反应热H=反应物中所有化学键键能之和-反应产物中所有化学键键能之和,该反应的H0,A错误;失水过程有新物质生成,是化学变化,B错误;由题图1得Na2CO310H2O(s)Na2CO3H2O(s)+9H2O(g)H1,由题图2得Na
9、2CO310H2O(s)Na2CO3(s)+10H2O(g)H2,-得Na2CO3H2O(s)Na2CO3(s)+H2O(g)H=H2-H1,C错误;碳酸钠溶于水是典型的放热过程,向Na2CO3(s)中滴加几滴水,温度会升高,D正确。4.C解析Ni的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,属于d区元素,Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,属于ds区元素,故A正确;由图可知反应前有Ni和La2O3,反应后还有Ni和La2O3,则该循环中Ni和La2O3是该反应的催化剂,催化剂改变活化能,改变反应速率,但不能改变转化率,故B正确;H22H为断键的
10、过程,该过程为吸热过程,催化剂可以降低反应的活化能,但不能改变该反应的热效应,故C错误;CO2在催化剂的作用下与H2制备甲烷,该反应的总反应方程式为4H2+CO2CH4+2H2O,故D正确。5.C解析将CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,说明是吸热过程,H20,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,说明是放热过程,H30,则C项符合题意。6.C解析依据图像分析,反应为N2H4+O2N2+2H2O,反应的焓变H=-534kJmol-1,反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-反应产物形成化学键放出的能量,断裂化学键吸收的能量为2752kJmol-1-534kJmol-1=2218
11、kJmol-1,设断裂1molNH键吸收的能量为xkJ,则4x+154+500=2218,解得:x=391。7.C解析由反应历程图可知:在过渡态中,催化剂能够改变反应过程中的相对能量,改变的是反应的历程,但是反应物和最终反应产物不会改变,A正确;CO*+H2O(g)+H2O*的相对能量为-0.32eV;CO*+H2O(g)+H*+OH*的相对能量为1.25eV,所以H2O*转化为H*和OH*时需要吸收能量,B正确;反应过程中生成过渡态1的能垒(1.91eV)比过渡态2的能垒(2.02eV)小,所以过渡态1易达到,C错误;0.72eV为单个CO分子反应时放出的能量,则1molCO发生反应放出0.
12、72NAeV的能量,总反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-0.72NAeVmol-1,D正确。8.C解析从题干信息和示意图可知,HAP为反应的催化剂,可以加快化学反应速率,但不影响平衡转化率,A项正确;反应物HCHO中C原子为sp2杂化,反应产物CO2中C原子为sp杂化,B项正确;从示意图可以看出来,二氧化碳中只有1个氧原子来自于氧气,另外1个氧原子来自甲醛,C项错误;根据历程示意图,甲醛和O2在HAP催化下生成了CO2和H2O,D项正确。9.C解析乙二醛氧化历程中,涉及反应物O2中的OO非极性键及乙二醛中CH极性键的断裂,A正确;乙二醛氧化生成甲酸、乙醛
13、酸或乙二酸时,反应产物的总能量都小于反应物的总能量,发生反应放出热量,因此这些反应均为放热反应,B正确;催化剂只能改变反应途径,降低反应的活化能,但不改变化学平衡状态,因此催化剂不能提高乙二醛的平衡转化率,C错误;乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为活化能最大的步骤,反应物TS1的活化能最高,速率最慢,所以乙二醛与氧气反应生成乙二酸的控速步骤为反应物TS1,D正确。10.答案 (1)石墨-393.5 kJmol-1(2)252.0 kJ(3)631.5(4)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=-746.0 kJmol-1解析(1)由题图知石墨的能量比金刚石的低,所以石墨比
14、金刚石更稳定;石墨的标准摩尔燃烧焓H=H3+H2=-110.5kJmol-1+(-283.0kJmol-1)=-393.5kJmol-1。(2)36g气体为CO和CO2的混合气体,则n(CO)28gmol-1+n(CO2)44gmol-1=36g,n(CO)+n(CO2)=1mol,所以n(CO)=n(CO2)=0.5mol,放出的热量为110.5kJmol-10.5mol+393.5kJmol-10.5mol=252.0kJ。(3)设NO分子中化学键的键能为x,则946kJmol-1+497kJmol-1-2x=+180.0kJmol-1,x=631.5kJmol-1。(4)由题图知2CO(
15、g)+O2(g)2CO2(g)H=-566.0kJmol-1,将该式减去N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+180.0kJmol-1得:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H=-746.0kJmol-1。11.答案(1)-116(2).Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)H=-225 kJmol-1.H2-H1解析(1)由盖斯定律可知,将题给催化过程的三个反应直接相加可得:2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g)H=(+83-20-121)kJmol-1=-58kJmol-1,则H=2H=-116kJmol-1。(2).首先书写反应的化学方程式:Si+3HClSiHCl3+H2,然后加上状态和焓变得热化学方程式:Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)H=-225kJmol-1。.根据盖斯定律:反应-反应可得反应,则H3=H2-H1。