PAGE8-化學反應的熱效應(建議用時：35分鐘)A級基礎達標1．下列說法不正確的是()A．自然氣、沼氣都是比較清潔的能源，它們的主要成分都是烴類B．安裝煤炭燃燒過程的“固硫”裝置，主要是為了提高煤的利用率C．光合作用實現了光能轉化為化學能的轉化D．利用太陽能制氫燃料可達到節能減排的目的B[“固硫”是為了清除SO2，防止污染環境，不是為了提高煤的利用率。]2．(2024·貴陽模擬)某反應過程中，體系的能量變更如圖所示(圖中E1表示正反應的活化能，E2表示逆反應的活化能)。下列有關敘述正確的是()A．該反應的正反應為放熱反應B．催化劑可以變更反應的焓變C．催化劑能降低反應的活化能D．逆反應的活化能大于正反應的活化能C[該反應中反應物的總能量小于生成物的總能量，其為吸熱反應，A項錯誤；催化劑可以降低反應的活化能，但不變更反應的焓變，B項錯誤，C項正確；該反應的正反應的活化能大于逆反應的活化能，D項錯誤。]3．(2024·福州模擬)H2O2分解反應過程中能量變更如圖所示，以下相關敘述正確的是()A．1molH2O2(l)的鍵能總和比1molH2O(l)＋0.5molO2(g)的鍵能總和大(E2－E1)B．該反應是吸熱過程C．運用MnO2作催化劑，E3將降低D．2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝E1－E2C[依據圖示，該反應為放熱反應，故反應物總鍵能小于生成物總鍵能，A、B項錯誤；運用MnO2作催化劑，可以降低活化能，C項正確；依據題圖可得熱化學方程式：H2O2(l)=H2O(l)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝E1－E2，D項錯誤。]4．(2024·池州模擬)下列關于熱化學反應的描述中正確的是()A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則含40.0gNaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和，放出57.3kJ的熱量B．CO(g)的燃燒熱是283.0kJ·mol－1，則2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)反應的ΔH＝＋(2×283.0)kJ·mol－1C．1mol甲烷燃燒生成氣態水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱D．在101kPa時，2gH2完全燃燒生成液態水，放出285.8kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學方程式表示為2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1B[A項，醋酸為弱酸，電離時要吸熱，放出的熱量應小于57.3kJ；C項，甲烷的燃燒熱指的是CH4燃燒生成液態H2O；D項，反應中的ΔH應為－285.8×2kJ·mol－1。]5．(2024·三門峽聯考)肯定條件下，在水溶液中1molCl－，ClOeq\o\al(－,x)(x＝1,2,3,4)的能量(kJ·mol－1)相對大小如圖所示。下列有關說法正確的是()A．c是ClOeq\o\al(－,3)B．2b=a＋c反應的ΔH為40kJ·mol－1C．a、b、c、d、e中c最穩定D．b→a＋d反應的熱化學方程式為3ClO－(aq)=ClOeq\o\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－116kJ·mol－1D[A項，c的化合價為＋3，應為ClOeq\o\al(－,2)；B項，2b=a＋c的ΔH為(0＋100－2×60)kJ·mol－1＝－20kJ·mol－1；C項，能量越低越穩定，a最穩定；D項，ΔH＝(64＋0－3×60)kJ·mol－1＝－116kJ·mol－1。]6．已知CaSO4·2H2O脫水過程的熱化學方程式如下：CaSO4·2H2O(s)=CaSO4·eq\f(1,2)H2O(s)＋eq\f(3,2)H2O(g)ΔH1＝＋83.2kJ·mol－1CaSO4·eq\f(1,2)H2O(s)=CaSO4(s)＋eq\f(1,2)H2O(g)ΔH2又知：CaSO4·2H2O(s)=CaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH3＝＋26kJ·mol－1H2O(g)=H2O(l)ΔH4＝－44kJ·mol－1則ΔH2為()A．＋30.8kJ·mol－1 B．－30.8kJ·mol－1C．＋61.6kJ·mol－1 D．－61.6kJ·mol－1A[將題中四個已知熱化學方程式依次編號為①、②、③、④，依據蓋斯定律得①＋②＝③－2×④，則ΔH2＝ΔH3－2ΔH4－ΔH1＝[26－2×(－44)－83.2]kJ·mol－1＝＋30.8kJ·mol－1。]7．化學反應的ΔH等于反應物的總鍵能與生成物的總鍵能之差?；瘜W鍵Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C鍵能/(kJ·mol－1)460360436431176347工業上高純硅可通過下列反應制?。篠iCl4(g)＋2H2(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Si(s)＋4HCl(g)，該反應的反應熱ΔH為()A．＋412kJ·mol－1 B．－412kJ·mol－1C．＋236kJ·mol－1 D．－236kJ·mol－1C[Si是原子晶體，呈正四面體結構，1個Si原子與四周的4個Si形成4個Si—Si，所以1molSi的共價鍵有2mol，即1molSi中含有2molSi—Si。由反應的化學方程式可知，該反應的ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－2E(Si—Si)－4E(H—Cl)＝(4×360＋2×436－2×176－4×431)kJ·mol－1＝＋236kJ·mol－1。]8．已知：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋130kJ·mol－1,2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－220kJ·mol－1。斷開1molH—H、O=O分別須要汲取436kJ、496kJ的熱量，則斷開1molO—H須要汲取的熱量為()A．332kJ B．118kJC．462kJ D．360kJC[將第一個熱化學方程式乘以2，再減去其次個熱化學方程式，得2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋480kJ·mol－1，故斷開1molO—H須要汲取的熱量為(436kJ×2＋496kJ＋480kJ)÷4＝462kJ，C項正確。]9．(2024·試題調研)已知：①CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1；②C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2；③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH3；④2CO2(g)＋4H2(g)=CH3COOH(l)＋2H2O(l)ΔH4；⑤2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)ΔH5。下列關于上述反應的焓變的推斷正確的是()A．ΔH1>0，ΔH2<0B．ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1C．ΔH3>0，ΔH5<0D．ΔH4＝ΔH1－2ΔH3B[依據題給熱化學方程式知，反應①、反應②和反應③都是放熱反應，故ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，A、C項錯誤；由②×2＋③－①得反應⑤，故ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1，B項正確；由③×2－①可得反應④，則ΔH4＝2ΔH3－ΔH1，D項錯誤。]10．(2024·昆明模擬)已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－394kJ·mol－1②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH2＝－242kJ·mol－1③2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(g)ΔH3＝－2510kJ·mol－1④2C(s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH4下列說法正確的是()A．反應①放出197kJ的熱量時，轉移4mol電子B．由反應②可知1mol液態水分解所放出的熱量為242kJC．反應③表示C2H2燃燒熱的熱化學方程式D．ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2－eq\f(1,2)ΔH3D[1molC參加反應①時，放出的熱量為394kJ，轉移電子為4mol，故放出197kJ熱量時，轉移2mol電子，A項錯誤；液態水分解須要汲取熱量，B項錯誤；表示燃燒熱的熱化學方程式中可燃物的系數必需為1，且生成物應為穩定的化合物，H2O的穩定狀態應是液態，而不是氣態，C項錯誤；應用蓋斯定律，由①×2＋②－③×eq\f(1,2)＝④可知，D項正確。]11．(2024·試題調研)已知氫氣的燃燒熱為286kJ·mol－1，N2與O2反應的熱化學方程式為N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180kJ·mol－1，且N2(g)與H2(g)在鐵催化劑表面反應生成NH3(g)的過程如圖所示。則氨氣的催化氧化反應4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(l)的ΔH為()A．＋1540kJ·mol－1 B．－1540kJ·mol－1C．＋1172kJ·mol－1 D．－1172kJ·mol－1D[由氫氣的燃燒熱可寫出熱化學方程式①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－286kJ·mol－1；由合成氨的能量變更圖像可得合成氨反應②eq\f(3,2)H2(g)＋eq\f(1,2)N2(g)NH3(g)ΔH2＝1127kJ·mol－1－(324＋389＋460)kJ·mol－1＝－46kJ·mol－1；結合題給反應③N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH3＝＋180kJ·mol－1，依據蓋斯定律，由①×6－②×4＋③×2，即得4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(l)ΔH＝ΔH1×6－ΔH2×4＋ΔH3×2＝－1172kJ·mol－1。]B級實力提升12．過渡態理論認為：化學反應并不是通過簡潔的碰撞就能完成的，而是從反應物到生成物的過程中經過一個高能量的過渡態。如圖1是1molNO2與1molCO恰好反應生成CO2和NO過程中的能量變更示意圖。圖1圖2(1)試寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：________________________________________________________________________________________，該反應的活化能是________kJ·mol－1。(2)在密閉容器中進行的上述反應是可逆反應，則其逆反應的熱化學方程式為___________________________________________________________________________________________________________________________________，該反應的活化能為________kJ·mol－1。(3)圖2是某同學仿照圖1畫出的NO(g)＋CO2(g)=NO2(g)＋CO(g)的能量變更示意圖。則圖中E3＝________kJ·mol－1，E4＝________kJ·mol－1。解析：(1)圖中E1是正反應的活化能，即該反應的活化能為134kJ·mol－1。正反應的活化能和逆反應的活化能之間的能量差即為反應熱。(2)可逆反應逆反應的反應熱應當與正反應的反應熱的數值相等，但符號相反。(3)E3即該反應的活化能，等于E2，E4是反應物與生成物的能量之差，即反應熱。答案：(1)NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1134(2)NO(g)＋CO2(g)=NO2(g)＋CO(g)ΔH＝＋234kJ·mol－1368(3)36823413．(2024·山西名校聯考)(1)在化工生產過程中，少量CO的存在會引起催化劑中毒。為了防止催化劑中毒，常用SO2將CO氧化，SO2被還原為S。已知：①C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1＝－126.4kJ·mol－1②C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1③S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH3＝－296.8kJ·mol－1則SO2氧化CO的熱化學方程式為_______________________________________________________________________________________________。(2)用O2將HCl轉化為Cl2，可提高效率，削減污染。傳統上該轉化通過如下圖所示的催化循環實現。其中，反應①為2HCl(g)＋CuO(s)=H2O(g)＋CuCl2(s)ΔH1反應②生成1molCl2的反應熱為ΔH2，則總反應的熱化學方程式為______________________________________________(反應熱用ΔH1和ΔH2表示)。(3)將CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應器，可發生反應：①CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)，該反應的ΔH＝＋206kJ·mol－1已知：②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802kJ·mol－1，寫出由CO2和H2O(g)生成CO的熱化學方程式______________________________________________________________________________________________。(4)工業上合成氨用的H2有多種制取的方法：①用焦炭跟水反應：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO(g)＋H2(g)；②用自然氣跟水蒸氣反應：CH4(g)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫),\s\do8(催化劑))CO(g)＋3H2(g)。已知有關反應的能量變更如下圖所示，則方法②中反應的ΔH＝________。解析：(1)由蓋斯定律可知，待求反應式可通過反應2×②－2×①－③得到，進而求出待求反應的ΔH。(2)反應②的熱化學方程式為CuCl2(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)＋Cl2(g)ΔH2。故總反應2HCl(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)＋Cl2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2。(3)由①式－②式得CO2(g)＋3H2O(g)=2O2(g)＋CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206kJ·mol－1－(－802)kJ·mol－1＝＋1008kJ·mol－1。(4)由圖可知：Ⅰ.CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－akJ·mol－1；Ⅱ.eq\f(1,2)O2(g)＋H2(g)=H2O(g)ΔH＝－bkJ·mol－1；Ⅲ.CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－ckJ·mol－1。依據蓋斯定律可知反應②的ΔH為(－c＋3b＋a)kJ·mol－1。答案：(