2025人教版新教材化学高考第一轮基础练--第29讲　反应热　热化学方程式（含答案）

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2025人教版新教材化学高考第一轮
第29讲 反应热　热化学方程式
层次1基础性
1.(2023·湖北卷,1)2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国航天事业进入高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是(　　)
A.液氮—液氢 B.液氧—液氢
C.液态NO2—肼 D.液氧—煤油
2.(2023·广东广州联考)中华传统文化蕴含着丰富的化学知识,下列诗句中主要涉及吸热反应的是 (　　)
A.白居易《赋得古原草送别》:“野火烧不尽,春风吹又生。”
B.苏轼《石炭》:“投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍。”
C.于谦《咏煤炭》:“爝火燃回春浩浩,烘炉照破夜沉沉。”
D.李商隐《相见时难别亦难》:“春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干。”
3.(2024·湖南长沙高三模拟)工业合成三氧化硫的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-198 kJ·mol-1,反应过程可用如图模拟(代表O2分子,代表SO2分子,代表催化剂)。下列说法正确的是(　　)
A.过程Ⅰ和过程Ⅳ决定了整个反应进行的程度
B.过程Ⅱ为放热反应,过程Ⅲ为吸热反应
C.1 mol SO2和1 mol O2反应,放出的热量小于99 kJ
D.催化剂可降低整个反应的活化能,因此使ΔH发生变化
4.(2023·广东广州检测)关于下图的说法不正确的是 (　　)
A.1 mol I2(s)与1 mol H2(g)化合生成2 mol HI(g)时,需要吸收5 kJ的能量
B.2 mol HI(g)分解生成1 mol I2(g)与1 mol H2(g)时,需要吸收12 kJ的能量
C.1 mol I2(s)变为1 mol I2(g)时需要吸收17 kJ的能量
D.I2(g)与H2(g)生成2HI(g)的反应是吸热反应
5.汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化如图所示:
下列说法不正确的是(　　)
A.上述反应中N、O元素的化合价均有变化
B.N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)时吸收183 kJ能量
C.1 mol气态氮原子转化成N2(g)时,能放出945 kJ能量
D.从图中数据可知N2比O2更稳定
6.1,2-丁二烯(CH2CCHCH3)与1,3-丁二烯(CH2CHCHCH2)之间进行转化时的能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.相同条件下,1,3-丁二烯比1,2-丁二烯稳定
B.曲线a对应的活化能高于曲线b
C.1,2-丁二烯转化成1,3-丁二烯的反应是放热反应
D.加入催化剂,反应的反应热(ΔH)减小
7.(2024·四川资阳模拟)我国科学家成功研发了甲烷和二氧化碳的共转化技术(产物为气态),助力“碳中和”目标。该催化反应历程如图所示:
已知部分化学键的键能数据如下:
共价键 C—H CO O—H C—O C—C
413 497 462 351 348
下列说法不正确的是(　　)
A.该催化反应历程中没有非极性键断裂
B.催化剂的使用降低了该反应的活化能和焓变
C.总反应的原子利用率为100%
D.该反应的热化学方程式为CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)　ΔH=-251 kJ·mol-1
层次2综合性
8.(2023·广东惠州第三次调研)N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其总反应为N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)　ΔH,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是(　　)
甲
乙
A.N2O为氧化剂
B.ΔH=-226 kJ·mol-1
C.由图乙知该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.为了实现转化,需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2
9.(2023·河北邢台检测)N2O是一种温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解对环境保护有重要意义。
途径Ⅰ:2N2O(g)2N2(g)+O2(g)　ΔH>0
途径Ⅱ:向盛有N2O的容器中通入少量碘蒸气
①I2(g)2I(g)(快反应)
②I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g)(慢反应)
③2IO(g)+2N2O(g)2N2(g)+2O2(g)+I2(g)(快反应)
下列说法不正确的是(　　)
A.途径Ⅰ为吸热反应
B.反应②的活化能比反应③的小
C.IO为反应的中间产物
D.途径Ⅱ中I2为催化剂
10.工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2],该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物
B.反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能
C.反应Ⅱ在热力学上进行趋势较小
D.2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的焓变ΔH=E1-E2
11.已知:在标准压强(100 kPa)、298 K,由最稳定的单质合成1 mol物质B的反应焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓,用ΔH(kJ·mol-1)表示。有关物质的ΔH有如图所示关系。下列有关判断正确的是(　　)
A.2 mol NO(g)的键能大于1 mol N2(g)与1 mol O2(g)的键能之和
B.H2O(l)的ΔH>-241.8 kJ·mol-1
C.N2H4(l)燃烧热ΔH为-534.2 kJ·mol-1
D.NH3比N2H4稳定
12.分析图像书写热化学方程式。
(1)图甲表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据,根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素,试写出硒化氢在热力学标准状态下,发生分解反应的热化学方程式: 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)图丙表示一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、Cl(x=1,2,3,4)的能量相对大小。
①D是　　　　　　　　　　(填离子符号)。
②反应BA+C的热化学方程式为 　　　　　　　　　　　(用离子符号表示)。
13.(1)已知在25 ℃、101 kPa下:甲醇(l)的燃烧热ΔH为-727 kJ·mol-1,CO(g)的燃烧热ΔH为-283 kJ·mol-1,H2O(g)H2O(l)　ΔH=-44 kJ·mol-1。则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和水蒸气的热化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)已知几种物质的燃烧热(kJ·mol-1)数据如下:
物质 CH4(g) C2H2(g) C2H4(g) H2(g)
-890.3 -1 299.5 -1 411.0 -285.8
能表示C2H2(g)燃烧热的热化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　。
层次3创新性
14.(1)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH=-726.5 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)　ΔH=-a kJ·mol-1,则a　　　(填“>”“<”或“=”)726.5。
(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 　 　　　　　　　　　　。
(3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料:4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)2Al2O3(s)+3TiC(s)　ΔH=-1 176.0 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为　　　　　。
(4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示:
化学键
436 326 803 464 414
写出该反应的热化学方程式: 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)CO2催化加氢制CH3OH的一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注,如C表示CO2吸附在催化剂表面)。
该反应历程中决速步反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　。
第29讲　反应热　热化学方程式
1.A　解析 虽然氮气在一定条件下可以与氢气反应,而且是放热反应,但是N≡N键能很大,该反应的速率很慢,氢气不能在氮气中燃烧,在短时间内不能产生大量的热量和大量的气体,因此,液氮—液氢不能作为火箭推进剂,A符合题意;氢气可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧—液氢能作为火箭推进剂,B不符合题意;肼和NO2在一定条件下可以发生剧烈反应,该反应放出大量的热,且生成大量气体,因此,液态NO2—肼能作为火箭推进剂,C不符合题意;煤油可以在氧气中燃烧,反应速率很快且放出大量的热、生成大量气体,因此,液氧—煤油能作为火箭推进剂,D不符合题意。综上所述,本题选A。
2.B　解析 A项,体现了植物中的有机物燃烧产生CO2、H2O,反应过程放出热量,反应为放热反应;B项,以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应为吸热反应,高温时碳与水蒸气的反应为吸热反应;C项,体现了煤燃烧产生CO2,同时放出大量热量,使周围温度升高;D项,该诗句体现了蜡烛燃烧放出大量的热量,反应是放热反应;故选B。
3.C　解析 过程Ⅱ发生SO2、O2中共价键的断裂,过程Ⅲ形成SO3中的共价键,过程Ⅱ、Ⅲ决定了整个反应进行的程度,A项错误;过程Ⅱ为吸热过程,过程Ⅲ为放热过程,B项错误;2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应可逆,1 mol SO2和1 mol O2反应生成SO3小于1 mol,放出的热量小于99 kJ,C项正确;催化剂可降低整个反应的活化能,从而加快反应速率,但不能使ΔH发生变化,D项错误。
4.D　解析 由图可知,1 mol I2(s)和1 mol H2(g)吸收5 kJ能量生成2 mol HI(g),A正确;1 mol I2(g)和1 mol H2(g)生成2 mol HI(g)放出12 kJ能量,则2 mol HI(g)分解生成1 mol I2(g)与1 mol H2(g)时需要吸收12 kJ的能量,B正确;1 mol I2(g)变为1 mol I2(s)放出17 kJ的能量,则1 mol固态碘变为1 mol碘蒸气时需要吸收17 kJ的能量,C正确;1 mol I2(g)和1 mol H2(g)生成2 mol HI(g)放出12 kJ能量,应为放热反应,D错误。
5.C　解析 N2和O2反应生成NO的反应中,N、O元素的化合价均有变化,A项正确;1 mol N2(g)和1 mol O2(g)中化学键断裂吸收的能量为945 kJ+498 kJ=1 443 kJ,形成2 mol NO(g)中的化学键释放的能量为630 kJ×2=1 260 kJ,则N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)时吸收能量1 443 kJ-1 260 kJ=183 kJ,B项正确;1 mol气态氮原子转化成N2(g)时,能放出945 kJ÷2=472.5 kJ能量,C项错误;从图中数据可知,1 mol N2(g)中的化学键断裂需要吸收的能量大于1 mol O2(g),则N2比O2更稳定,D项正确。
6.D　解析 根据图示可知,在相同条件下,1,3-丁二烯比1,2-丁二烯的能量更低,故1,3-丁二烯比1,2-丁二烯更稳定,A正确;使用催化剂能够降低反应的活化能,使反应在较低条件下发生,因而反应速率加快,根据图示可知曲线a对应的活化能高于使用催化剂时曲线b的活化能,B正确;由于1,2-丁二烯比1,3-丁二烯的能量高,故1,2-丁二烯转化成1,3-丁二烯时会放出热量,该反应是放热反应,C正确;加入催化剂,只能改变反应途径,降低反应的活化能,但不能改变反应物、生成物的能量,因此反应的反应热(ΔH)不变,D错误。
7.B　解析 由图可知,该反应的反应物为二氧化碳和甲烷,生成物为乙酸,则该催化反应历程中存在极性键的断裂,不存在非极性键断裂,A正确;催化剂的使用能降低反应的活化能,但不能改变反应的焓变,B错误;由图可知,总反应为二氧化碳与甲烷在催化剂作用下反应生成乙酸,则反应的原子利用率为100%,C正确;由图可知,总反应为二氧化碳与甲烷在催化剂作用下反应生成乙酸,反应方程式为CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g),反应的焓变ΔH=(497 kJ·mol-1×2+413 kJ·mol-1×4)-(413 kJ·mol-1×3+348 kJ·mol-1+351 kJ·mol-1+497 kJ·mol-1+462 kJ·mol-1)=-251 kJ·mol-1,D正确。
8.D　解析 反应N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)中,N元素化合价降低,N2O为氧化剂,A正确;反应物能量高于生成物,反应为放热反应,反应焓变ΔH=Ea-Eb=134 kJ·mol-1-360 kJ·mol-1=-226 kJ·mol-1,B正确;由图乙知该反应正反应的活化能Ea小于逆反应的活化能Eb,C正确;Pt2O+和Pt2是催化剂,催化剂在化学反应前后的化学性质和质量是不变的,无需不断补充,D错误。
9.B　解析 途径Ⅰ为化学键断裂的过程,是吸热反应,A正确;途径Ⅱ中反应②的速率比反应③慢,则途径Ⅱ中反应②的活化能比反应③大,B错误;根据途径Ⅱ的反应历程可知,IO在中间生成又消耗,所以为反应的中间产物,C正确;途径Ⅱ中I2参与反应最终又生成I2,所以I2为催化剂,D正确。
10.D　解析 从图像可知,合成尿素的过程中生成了NH2COONH4,其为合成尿素反应的中间产物,A正确;活化能是指化学反应中反应物分子到达活化分子所需的最小能量,由图像可知,反应Ⅰ逆反应的活化能>反应Ⅱ正反应的活化能,B正确;反应Ⅱ为吸热反应,在热力学上进行趋势较小,C正确;2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)为放热反应,ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量<0,即ΔH=E2-E1,D错误。
11.D　解析 NO(g)的标准摩尔生成焓为91.3 kJ·mol-1,故N2(g)+O2(g)2NO(g)的反应为吸热反应,即2 mol NO(g)的键能小于1 mol N2(g)与1 mol O2(g)的键能之和,A错误;同种物质气态的能量高于液态的能量,H2O(l)的ΔH<-241.8 kJ·mol-1,B错误;N2H4(l)的标准摩尔生成焓为50.6 kJ·mol-1,故①N2(g)+2H2(g)N2H4(l)　ΔH=+50.6 kJ·mol-1,H2O(g)的标准摩尔生成焓为-241.8 kJ·mol-1,故②O2(g)+2H2(g)2H2O(g)　ΔH=-483.6 kJ·mol-1,②-①可得N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(g),但是标准燃烧热是指生成液态水,根据题意无法计算,C错误;N2H4(l)的标准摩尔生成焓为50.6 kJ·mol-1,故①N2(g)+2H2(g)N2H4(l)　ΔH=+50.6 kJ·mol-1,NH3的标准摩尔生成焓为-45.9 kJ·mol-1,故②N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-91.8 kJ·mol-1,说明NH3的能量比N2H4低,故氨气较稳定,D正确。
12.答案 (1)NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1
(2)H2Se(g)Se(s)+H2(g)　ΔH=-81 kJ·mol-1
(3)①Cl　②3ClO-(aq)Cl(aq)+2Cl-(aq)　ΔH=-117 kJ·mol-1
解析 (1)根据图甲可知,此反应是放热反应,热化学方程式为NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)　ΔH=(134-368) kJ·mol-1=-234 kJ·mol-1。
(2)同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,其气态氢化物的稳定性逐渐降低,能量逐渐增大,则可确定a、b、c、d分别代表碲、硒、硫、氧元素。b代表硒元素,生成1 mol H2Se(g)的ΔH=+81 kJ·mol-1,则其分解反应的热化学方程式为H2Se(g)Se(s)+H2(g)　ΔH=-81 kJ·mol-1。
(3)D中氯元素的化合价为+7价,应为Cl;利用生成物的总能量减去反应物的总能量求得ΔH=(63-60×3) kJ·mol-1=-117 kJ·mol-1,写出热化学方程式即可。
13.答案 (1)CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)　ΔH=-356 kJ·mol-1
(2)C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-1 299.5 kJ·mol-1
解析 (1)目标反应为CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(g),反应热ΔH=-727 kJ·mol-1-(-283 kJ·mol-1)-(-44×2 kJ·mol-1)=-356 kJ·mol-1,则甲醇(l)不完全燃烧生成一氧化碳和水蒸气的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(g)　ΔH=-356 kJ·mol-1。
(2)在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量为此物质的燃烧热,C2H2(g)燃烧热为ΔH=-1 299.5 kJ·mol-1,表示C2H2(g)燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l)　ΔH=-1 299.5 kJ·mol-1。
14.答案 (1)<
(2)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g)　ΔH=-290.0 kJ·mol-1
(3)98.0 kJ
(4)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-46 kJ·mol-1
(5)CO2(g)+2H*+2H2(g)COOH*+H*+2H2(g)[或CO2(g)+2H*COOH*+H*或CO2(g)+H*COOH*]
解析 (1)所述反应未完全燃烧,生成的氢气燃烧还要放出热量,则a<726.5。
(2)当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量,该反应的热化学方程式:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)4HCl(g)+CO2(g)　ΔH=-145.0 kJ·mol-1×2=-290.0 kJ·mol-1。
(3)4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)2Al2O3(s)+3TiC(s)　ΔH=-1 176.0 kJ·mol-1,每转移12 mol电子放出的热量为1 176.0 kJ,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为 kJ=98.0 kJ。
(4)由反应图示可知图形与化学键对应关系为
H—H C—O CO O—H C—H
ΔH=反应物总键能-生成物总键能=2×803 kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-3×414 kJ·mol-1-326 kJ·mol-1-3×464 kJ·mol-1=-46 kJ·mol-1。
(5)据图可知CO2(g)+2H*+2H2(g)COOH*+H*+2H2(g)活化能最大,是决速步骤。
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