2019届高考化学二轮复习专题五化学反应中的热效应备考备查清单学案

2019届高考化学二轮复习专题五化学反应中的热效应备考备查清单学案

备考备查清单 [知识体系] 化学反应中的能量变化 [规律方法] 1.热化学方程式书写与正误判断的步骤 （1）书写一般“四步”。 一写 方程式 ―→ 二标 状态 ―→ 三标 ΔH ―→ 四标 数值 （2）正误判断“五审” 2.对比“三热”跳出误区 答题模板 关键信息 答题步骤（要点） 第一步：对比 “三热”概念， 谨防误区 反应热：化学反应过程中放出或吸收的热量；燃烧热：在 25℃、 101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出 的热量；中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成 1 mol H2O时所放出的热量 第二步：抓住要 点，作出判断 反应热 反应放热时，ΔH<0；反应吸热时，ΔH>0。ΔH的数 值大小与方程式的化学计量数成正比 中和热 （1）必须是酸和碱的稀溶液；（2）生成的水为 1 mol， 且生成的水为液态；（3）若溶液中存在浓酸或者弱 酸（弱碱），均影响中和热 燃烧热 （1）以 1 mol可燃物为标准；（2）可燃物燃烧必须 生成稳定的氧化物 一、选择题 1.（2017·绿色联盟联考）根据能量变化示意图得出的结论正确的是（ ） A.1 mol C完全燃烧生成 CO2时放出的热量为 393.5 kJ B.2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－221.0 kJ/mol C.2CO2 （g）===2CO（g）＋O2（g） ΔH＝＋283.0 kJ/mol D.C（s）＋O2（g）===CO2 （g） ΔH＝＋393.5 kJ/mol 解析 由题图可知：C（s）＋O2（g）===CO2 （g） ΔH＝－393.5 kJ/mol 2CO （g）＋O2（g）===2CO2 （g） ΔH＝－566.0 kJ/mol，C、D两项都错误，而 A 项未标出状态，由盖斯定律可知：2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－221.0 kJ/mol，B项正确。 答案 B 2.（2018·余姚中学高三模拟）H2O2（l）在有MnO2条件下和无MnO2条件下分 解的能量变化如图所示。下列说法正确是（ ） A.有MnO2条件下的反应曲线是 a曲线 B.该反应能量变化类型与 CaCO3分解反应相同 C.加催化剂后，正反应速率加快，逆反应速率减小 D.b 曲线的热化学方程式为：H2O2（l）===H2O（l）＋1/2O2（g） ΔH＝（E1 －E2） kJ·mol－1 解析 A.催化剂降低反应活化能而改变反应速率，但不影响平衡移动，则焓变不 变，所以有MnO2条件下的反应曲线是 b曲线，故 A错误；B.该反应物能量高， 生成物能量低，为放热反应，CaCO3分解是吸热反应，故 B错误；C.加催化剂后 正逆反应速率同时增大，故 C错误；D.该反应的焓变为ΔH＝（E1－E2） kJ·mol －1，故 D正确；本题选 D。 答案 D 3.实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出 285.8 kJ的热量； 1 mol CH4完全燃烧生成液态水和 CO2，放出 890.3 kJ的热量。下列热化学方程 式的书写正确的是（ ） ①CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1 ②CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 ③CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 ④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 A.仅有② B.仅有②④ C.仅有②③④ D.全部符合要求 解析 书写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点：（1）生 成物的稳定状态，H2O为液态，C的稳定化合物为 CO2；（2）单位是 kJ·mol－1， 不是 kJ；（3）数值，ΔH的数值要与热化学方程式中化学计量数保持一致；（4） 符号，吸热用“＋”标注，放热用“－”标注。仅②④符合要求。 答案 B 4.（2018·浙江嘉兴市第一中学高三）已知：H2（g）＋F2（g）===2HF（g） ΔH ＝－270 kJ·mol－1。下列说法正确的是（ ） A.在相同条件下，1 mol H2（g）与 1 mol F2（g）的能量总和小于 2 mol HF（g） 的能量 B.1 mol H2（g）与 1 mol F2（g）反应生成 2 mol液态 HF放出的热量大于 270 kJ C.该反应的逆反应是放热反应 D.该反应过程的能量变化可用下图来表示 解析 A.根据 H2（g）＋F2（g）===2HF（g） ΔH＝－270 kJ·mol－1可知，该反 应为放热反应，则在相同条件下，1 mol H2（g）与 1 mol F2（g）的能量总和大 于 2 mol HF（g）的能量，故 A错误；B.物质由气态变为液态时放出能量，则 1 mol H2（g）与 1 mol F2（g）反应生成 2 mol液态 HF放出的热量大于 270 kJ，故 B 正确；C.因该反应的正反应为放热反应，所以逆反应是吸热反应，故 C错误；D. 由反应方程式可知，该反应的ΔH＜0，为放热反应，说明反应物的总能量大于生 成物的总能量，故 D错误；答案选 B。 答案 B 5.（2018·浙江新高考研究联盟）根据如图的能量图，下列说法正确的是（ ） A.A2（g）＋B2（g）===2AB（g）是一个放热反应 B.2 mol AB的总能量大于 1 mol A2和 1 mol B2的能量之和 C.1 mol A2（g）和 1 mol B2（g）的能量之和为 a kJ D.2AB（g）===A2（l）＋B2（l） ΔH<（b－a）kJ/mol 解析 A.根据能量图，反应物总能量小于生成物总能量，即此反应为吸热反应， 故 A 错误；B.没有指明物质的状态，故 B 错误；C.a kJ·mol－1为活化能，不是 A2（g）和 B2（g）总能量，故 C错误；D.A2（g）===A2（l）、B2（g）===B2（l） 属于吸热过程，因此 2AB（g）===A2（l）＋B2（l） ΔH<（b－a）kJ/mol，故 D正确。 答案 D 6.（2017·浙江湖州期末）下列关于吸热反应的分析正确的是（ ） A.生成物化学键形成时也会吸收热量 B.生成物的总能量高于反应物的总能量 C.一定需要加热条件下才能实现 D.使用催化剂可以降低吸热反应的热效应 解析 A.形成化学键放出能量，故 A错误；B.生成物的总能量高于反应物的总 能量，为吸热反应，故 B正确；C.吸热反应不一定加热才能进行，如氢氧化钡和 氯化铵的反应，常温下可以进行，故 C错误；D.催化剂不能改变反应热，故 D 错误。 答案 B 7.（加试题）黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为： S（s）＋2KNO3（s）＋3C（s）===K2S（s）＋N2（g）＋3CO2（g） ΔH＝x kJ·mol －1 已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1 S（s）＋2K（s）===K2S（s） ΔH2＝b kJ·mol－1 2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s） ΔH3＝c kJ·mol－1，则 x为（ ） A.3a＋b－c B.c－3a－b C.a＋b－c D.c－a－b 解析 由碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1，得①C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1 ＝a kJ·mol－1，将另外两个热化学方程式进行编号：②S（s）＋2K（s）===K2S （s） ΔH2＝b kJ·mol－1，③2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s） ΔH3 ＝c kJ·mol－1，运用盖斯定律，目标反应可由①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1 ＋ΔH2－ΔH3，即 x＝3a＋b－c。 答案 A 8.（加试题）（2017·浙江嵊州高二期末）下列有关化学反应与能量变化的说法正 确的是（ ） A.甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为： CH4（g）＋ 3 2 O2（g）===CO（g）＋2H2O（g） ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 B.相同条件下，氢气和氧气反应生成液态水比生成等量的气态水所放出的热量少 C.根据下图金刚石在一定条件下转化成石墨提供的信息，可知生成物比反应物稳 定，向外界放出的热量为 E2－E3 D.同温同压下，H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH相 同 解析 A.燃烧热指的是 1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量， 注意生成的水应为液态而不能为气态，故 A 错误；B.液态水的能量比等量的气 态水的能量低，而氢气在氧气中燃烧为放热反应，故当生成液态水时放出的热量 高于生成气态水时的热量，故 B错误；C.放出的热量＝反应物的总能量－生成物 的总能量＝E1－E3，故 C错误；D.反应的热效应取决于反应物和生成物的总能量 的差值，与反应条件无关，故 D正确。 答案 D 9.（2017·浙江省嘉兴一中高二期末）已知化学反应 A2（g）＋B2（g）===2AB （g）的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是（ ） A.每生成 2分子 AB吸收 b kJ热量 B.断裂 1 mol A—A和 1 mol B—B键，放出 a kJ能量 C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D.该反应热ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1 解析 A.依据图像分析判断 1 mol A2和 1 mol B2反应生成 2 mol AB，每生成 2 mol AB吸收（a－b） kJ的热量，故 A错误；B.断裂 1 mol A—A和 1 mol B—B键， 吸收 a kJ能量，故 B错误；C.依据能量图像分析可知反应物能量低于生成物能 量，故 C错误；D.反应热ΔH＝反应物能量总和－生成物能量总和，所以反应热 ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1，故 D正确。 答案 D 10.（2018·浙江温州共美联盟）如图所示，ΔH1＝－393.5 kJ· mol－1，ΔH2＝－ 395.4kJ· mol－1，下列说法或表示式正确的是（ ） A.C（s、石墨）===C（s、金刚石） ΔH＝＋1.9 kJ· mol－1 B.石墨和金刚石的转化是物理变化 C.金刚石的稳定性强于石墨 D.石墨的总键能比金刚石的总键能小 1.9 kJ 解析 A项由图像可知石墨能量低，金刚石能量高，故 C（s、石墨）===C（s、 金刚石） ΔH＝＋（395.4－393.5）＝＋1.9 kJ· mol－1，正确；B项石墨和金刚 石的转化是同素异形体之间的化学变化，错误；C项，能量越低越稳定，故金刚 石的稳定性弱于石墨，错误；D项石墨能量低，更稳定，总键能比金刚石的总键 能大 1.9 kJ，错误。 答案 A 11.（2016·宁波市效实中学高一下期中）一定温度和压强条件下，已知下列三个 热化学方程式： ①2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH1＝－566 kJ·mol－1 ②N2（g）＋O2（g）===2NO（g） ΔH2＝＋180 kJ·mol－1 ③2CO（g）＋2NO（g） N2（g）＋2CO2（g） ΔH3＝a kJ·mol－1 下列叙述正确的是（ ） A.反应①和反应②转移相同的电子数时，放出的热量之比为 283∶90 B.反应②在高温和闪电两个条件下的反应热不同 C.反应③的 a＝－746 D.反应③的热量变化为 a kJ时，CO的转化率为 100% 解析 尽管反应①和反应②转移相同的电子数时，热量变化量之比为 283∶90， 但反应①放出热量，反应②吸收热量，A项错误；一个化学反应的反应热与反应 条件无关，B项错误；根据盖斯定律，③＝①－②，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－566 kJ·mol－1－180 kJ·mol－1＝－746 kJ·mol－1，C项正确；反应③为可逆反应，CO的 转化率不可能是 100%，D项错误。 答案 C 12.（加试题）（2017·名校协作高二下）如图是 298 K 时 N2与 H2反应过程中能 量变化的曲线图。下列叙述正确的是（ ） A.该反应的热化学方程式为：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g） ΔH＝＋92 kJ·mol －1 B.b曲线是升高温度时的能量变化曲线 C.加入催化剂， 该化学反应的活化能和反应热都改变 D.在温度体积一定的条件下， 通入 1 mol N2和 3 mol H2 反应后放出的热量为 Q1 kJ，若通入 2 mol N2和 6 mol H2 反应后放出的热量为 Q2 kJ，则 184>Q2 >2Q1 解析 A项中图像中未注明各物质的状态，热化学方程式不合理，且反应是放热 的，错误；B项中曲线 b是加入催化剂后的能量变化关系，错误；C项中加入催 化剂， 该化学反应的活化能改变，但反应热不变，错误；D项体积一定，投入 的原料为原来的两倍，则转化率更大，因此 Q2 >2Q1，但不能彻底反应因此 184>Q2，正确。 答案 D 13.（2018·温州市十校联盟）根据如下能量关系示意图分析，下列说法正确的是 （ ） A.1 mol C（g）与 1 mol O2（g）的能量之和为 393.5 kJ B.反应 2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）中，反应物的总键能小于生成物的总 键能 C.C→CO的热化学方程式为：2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－110.6 kJ/mol D.热值是指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO的热值ΔH ＝＋10.1 kJ/g 解析 A项，由图知 1 mol C（s）与 1 mol O2（g）的能量之和比 1 mol CO2（g） 的能量多 393.5 kJ，无法得出 1 mol C（g）与 1 mol O2（g）的能量之和，错误； B项，根据图示可写出热化学方程式：CO（g）＋ 1 2 O2（g）===CO2（g） ΔH ＝－282.9 kJ/mol，该反应为放热反应，断裂反应物中的化学键吸收的能量小于 形成生成物中化学键释放的能量，则反应物的总键能小于生成物的总键能，正确； C项，根据图示写出热化学方程式：C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－393.5 kJ/mol（①式），CO（g）＋ 1 2 O2（g）===CO2（g） ΔH＝－282.9 kJ/mol（②式）， 应用盖斯定律，①式－②式得 C（s）＋1 2 O2（g）===CO（g） ΔH＝－110.6 kJ/mol， 则 2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－221.2 kJ/mol，错误；D项，根据热 化学方程式：CO（g）＋ 1 2 O2（g）===CO2（g） ΔH＝－282.9kJ/mol，1 g CO 完全燃烧放出 10.1kJ热量，CO的热值ΔH＝－10.1 kJ/g，错误；答案选 B。 答案 B 二、填空题 14.（加试题）（2016·9月嘉兴选考测试，30节选）最近几年雾霾天气多次肆虐 我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。 （1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO（g）＋2CO（g） 催化剂 2CO2（g）＋ N2（g），在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积 （S）和时间（t）的变化曲线，如下图所示，据此判断： 图甲 ①该反应的ΔH 0（选填“>”、“<”）。 ②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的 表面积 S1>S2，在图甲中画出 c（CO2）在 T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲 线。 ③研究表明在紫外线照射下，由于 TiO2的催化作用，空气中的某些物质会产生 OH 自由基，如图乙所示，OH 与 NO2反应为 NO2＋OH===HNO3，写出 NO 与 OH反应的化学方程式__________________________________________。 图乙 （2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。 煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用 CH4催化还原 NOx可以消除氮氧化物的污 染。 CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－867 kJ·mol －1 2NO2（g） N2O4（g） ΔH＝－56.9 kJ·mol－1； H2O（g）===H2O（l） ΔH＝－44.0 kJ·mol－1 写出 CH4催化还原 N2O4（g）生成 N2（g）、CO2（g）和 H2O（l）的热化学方程 式___________________________________________________________。 解析 （1）根据图甲先拐先平规律知，T1、S1条件下先达到平衡，故 T1＞T2， 但 T1条件下 c（CO2）小于 T2条件下的 c（CO2），所以该反应为放热反应ΔH＜0。 T2、S2条件下应比 T2、S1条件下反应的慢，但温度不变故平衡后 c（CO2）不变。 答案 （1）①＜ ② ③NO＋3OH===HNO3＋H2O （2）CH4（g）＋N2O4（g）===N2（g）＋2H2O（l）＋CO2（g） ΔH＝－898.1 kJ/mol 15.（加试题）（2015·新课标全国Ⅱ节选）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃 料。利用合成气（主要成分为 CO、CO2和 H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发 生的主反应如下： ①CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）ΔH1 ②CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH2 ③CO2（g）＋H2（g） CO（g）＋H2O（g）ΔH3 回答下列问题：已知反应①中的相关的化学键键能数据如表： 化学键 H—H C—O H—O C—H E/（kJ·mol－1） 436 343 1 076 465 413 由此计算ΔH1＝ kJ·mol－ 1，已知ΔH2＝－58 kJ·mol－ 1，则ΔH3＝ kJ·mol－1。 解析 反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则根据方 程式 CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）可知ΔH1＝1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol －1－3×413 kJ·mol－1－343 kJ·mol－1－465 kJ·mol－1＝－99 kJ·mol－1。根据盖斯定 律可知②－①即可得到反应③，则ΔH3＝－58 kJ·mol－1＋99 kJ·mol－1＝＋41 kJ·mol－1。 答案 －99 ＋41 16.（2018·宁波北仑中学）（1）根据以下部分键能数据，以及热化学方程式 CH4 （g）＋4F2（g）===CF4（g）＋4HF（g） ΔH＝－1 940 kJ/mol，计算 H—F键 的键能为 。 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/（kJ/mol） 414 489 ？ 155 （2）0.1 mol的氯气和焦炭、TiO2固体完全反应，生成 TiCl4液体和一种还原性 的 气 体 ， 放 出 热 量 4.28 kJ ， 写 出 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 ___________________________________________________________ ___________________________________________________________。 解析 （1）根据断键吸收能量，成键放出能量计算焓变（设 H—F键的键能为 X）： ΔH＝414×4＋155×4－489×4－4X＝－1 940（kJ/mol），则 H—F键的键能为 565 kJ/mol。（2）配平方程式，反应需要氯气 2 mol，则放出的热量也应该扩大 20倍， 为 85.6 kJ，写出热化学方程式为：2Cl2（g）＋2C（s）＋TiO2（s）===TiCl4（l） ＋2CO（g） ΔH＝－85.6 kJ/mol。 答案 （1）565 kJ/mol （2）2Cl2（g）＋2C（s）＋TiO2（s）===TiCl4（l）＋2CO（g） ΔH＝－85.6 kJ/mol