專題四-化學反應與熱能(解析版)(人教2019必修第二冊)

專題四化學反應與熱能一、選擇題（25小題）1．（2021·全國高一期末）下列反應屬于吸熱反應且是氧化還原反應的是A．乙醇在氧氣中燃燒的反應 B．氫氧化鈉溶液與鹽酸的中和反應C．氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應 D．木炭與二氧化碳高溫反應【答案】D【詳解】A．有機物的燃燒放出熱量，是氧化還原反應，故A錯誤；B．氫氧化鈉溶液與鹽酸的中和反應是放熱反應，不是氧化還原反應，故B錯誤；C．Ba(OH)2與NH4Cl反應屬于吸熱反應，但不是氧化還原反應，故C錯誤；D．木炭與二氧化碳高溫反應屬于吸熱反應，C的化合價變化，是氧化還原反應，故D正確；故選：D。2．（2021·浙江舟山市·高一期末）在298K、1.01×105Pa下，將22gCO2通入750mL1mol·L-1NaOH溶液中充分反應，測得反應放出xkJ的熱量。已知在該條件下，1molCO2通入1L2mol·L-1NaOH溶液中充分反應放出ykJ的熱量，則CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學方程式正確的是A．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)

ΔH=-(2y-x)kJ·mol-1B．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)

ΔH=-(2x-y)kJ·mol-1C．CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)

ΔH=-(4x-y)kJ·mol-1D．CO2(g)＋2NaOH(l)=2NaHCO3(l)

ΔH=-(8x-2y)kJ·mol-1【答案】C【詳解】在298K、1.01×105Pa下，22gCO2通入750mL1mol·L－1的NaOH溶液中充分反應，測得反應放出xkJ的熱量，熱化學方程式為：①2CO2(g)＋3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l)ΔH＝－4xkJ·mol-1，1molCO2通入1L2mol·L－1的NaOH溶液中充分反應，放出ykJ的熱量，熱化學方程式為：②CO2(g)＋2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)ΔH＝-ykJ·mol-1，根據(jù)蓋斯定律可知，①-②可得CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學方程式為CO2(g)＋NaOH(aq)=NaHCO3(aq)，ΔH＝－4x-(－y)kJ·mol-1=－(4x－y)kJ·mol-1，C項符合題意。答案選C。3．（2021·浙江高一期末）已知氣體A和B發(fā)生反應生成C，其分子結(jié)構(gòu)模型如圖所示，下列說法不正確的是A．由圖可知，該化學反應屬于化合反應B．該化學反應不屬于氧化還原反應C．由圖可知，化學反應過程中，包含著反應物化學鍵的斷裂和生成物化學鍵的形成D．氣體A、B、C可能分別為H2、Cl2和HCl【答案】B【詳解】A．根據(jù)圖示可以將反應表示為A+B=2C，該反應屬于化合反應，A項正確；B．該反應為單質(zhì)與單質(zhì)生成化合物的反應，元素的化合價發(fā)生變化，屬于氧化還原反應，B項錯誤；C．由圖可知，反應物A、B分子中的化學鍵斷裂，形成新的化學鍵得到了化合物C，C項正確；D．A、B為單質(zhì)，通過化合反應得到了C，可能是H2與Cl2化合生成HCl，D項正確；答案選B。4．（2021·上海市向明中學高一期末）已知：4g甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出熱量222.6kJ，下列熱化學方程式正確的是A．CH4＋2O2＝CO2＋2H2＋890.4kJB．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)＋222.6kJC．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)＋890.4kJD．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)-890.4kJ【答案】C【詳解】1mol甲烷16g，根據(jù)4g甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出熱量222.6kJ，得到16g甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出熱量222.6kJ×4＝890.4kJ，因此熱化學方程式為CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)＋890.4kJ，故C正確。綜上所述，答案為C。5．（2021·上海市向明中學高一期末）屬于吸熱反應的是A．乙醇燃燒 B．碳酸鈣分解C．氫氧化鈉溶液與鹽酸反應 D．生石灰與水混合【答案】B【詳解】A．乙醇燃燒是燃燒反應，放出大量熱，是放熱反應，故A不符合題意；B．碳酸鈣分解是分解反應，是吸熱反應，故B符合題意；C．氫氧化鈉溶液與鹽酸反應是酸堿中和反應，是放熱反應，故C不符合題意；D．生石灰與水混合是化合反應，是放熱反應，故D不符合題意。綜上所述，答案為B。6．（2021·浙江紹興市·高一期末）納米級Fe3O4可用于以太陽能為熱源分解水制H2，過程如圖所示。下列說法中，不正確的是A．過程I的反應：2Fe3O4=6FeO+O2↑B．Fe3O4、FeO以太陽能為熱源分解水制H2過程中的催化劑C．過程I、Ⅱ的總反應：2H2O=2H2↑+O2↑D．整個過程實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉(zhuǎn)化【答案】B【詳解】A．根據(jù)圖示，過程I是在太陽能作用下四氧化三鐵分解為氧化亞鐵和氧氣，反應方程式是：2Fe3O4=6FeO+O2↑，故A正確；B．Fe3O4是以太陽能為熱源分解水制H2過程中的催化劑，故B錯誤；C．根據(jù)圖示，整個過程是太陽能為熱源分解水生成H2和氧氣，總反應為2H2O=2H2↑+O2↑，故C正確；D．根據(jù)圖示，整個過程是太陽能為熱源分解水生成H2和氧氣，實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉(zhuǎn)化，故D正確；選B。7．（2021·全國高一期末）化學反應A2＋B2=2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是（）A．該反應是吸熱反應B．斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵能放出xkJ的能量C．斷裂2molA—B鍵需要吸收ykJ的能量D．2molAB的總能量高于1molA2和1molB2的總能量【答案】C【詳解】A.因反應物的能量高于生成物的能量時，反應是放熱反應，A錯誤；B.化學鍵的斷裂需要吸收能量，而不是釋放能量，B錯誤；C.化學鍵的斷裂吸收能量，由圖可知斷裂2molA-B鍵需要吸收ykJ能量，C正確；D.由圖可知，1molA2和1molB2的總能量高于2molAB的總能量，D錯誤；答案選C。8．（2021·全國高一期末）下列過程屬吸熱過程的是A．鎂與鹽酸反應放出氫氣B．氫氧化鈉與鹽酸的反應C．濃硫酸與蔗糖混合D．Ba（OH）2?8H2O與NH4Cl反應【答案】D【詳解】常見的放熱反應有：所有燃燒或爆炸反應、酸堿中和反應、多數(shù)化合反應、活潑金屬與水或酸生成H2的反應、物質(zhì)的緩慢氧化、自發(fā)進行的氧化還原反應；常見的吸熱反應有：2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2+2NH3↑+10H2O、C+H2O(g)=CO+H2、C(s)+CO2(g)=2CO、多數(shù)的分解反應、特殊吸熱反應（C+CO2=2CO）、電離反應、鹽類水解。選項中A、B、C為放熱反應，D為吸熱反應，故選D。9．（2021·許昌市第三高級中學高一期末）化學能可與熱能、電能等相互轉(zhuǎn)化。下列表述不正確的是A．化學反應中能量變化的主要原因是化學鍵的斷裂與形成B．能量變化是化學反應的基本特征之一C．圖I所示的裝置能將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔蹹．圖II所示的反應為放熱反應【答案】C【詳解】A.化學反應中能量變化的主要原因是化學鍵的斷裂與形成，因為斷裂舊鍵要吸收能量、形成新鍵要放出能量，A正確；B.能量變化是化學反應的基本特征之一，B正確；C.圖I所示的裝置不是原電池，故不能將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，C不正確；D.圖II所示的反應中，反應物的總能量高于生成物的總能量，故為放熱反應，D正確；本題選C。10．（2021·菏澤思源學校高一期末）已知N2和H2合成氨的反應是放熱反應，破壞1molN≡N鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molH-H鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molN-H鍵放出的能量為Q3kJ，下列關(guān)系式中正確的是（）A．Q1+3Q2＞6Q3 B．Q1+3Q2＜6Q3 C．Q1+Q2＜Q3 D．Q1+Q2=Q3【答案】B【詳解】△H=反應物鍵能-生成物鍵能，該反應△H=Q1+3Q2-6Q3<0，即Q1+3Q2＜6Q3，故選B。11．（2020·西藏拉薩市·拉薩那曲第二高級中學高一期末）反應A+B→C(ΔH＜0)分兩步進行：①A+B→X(ΔH＞0)，②X→C(ΔH＜0)。下列示意圖中，能正確表示總反應過程中能量變化的是A． B．C． D．【答案】A【分析】放熱反應中反應物的總能量大于生成物的總能量，吸熱反應中反應物的總能量小于生成物的總能量?！驹斀狻坑葾+B→C是放熱反應可知，A+B的能量大于C，由①A+B→X(吸收能量)可知，這步反應是吸熱反應，故A+B的能量小于X，由X→C(放出能量)可知，這步反應是放熱反應，故X的能量大于C，綜上所述，圖像A符合題意；故選A。12．（2020·浙江金華市·高一期末）為解決日益加劇的溫室效應等問題，科學家正在研究建立如圖所示的二氧化碳新循環(huán)體系：上述關(guān)系圖能反映的化學觀點或化學思想有①化學變化中元素種類是守恒的；②燃燒時化學能可以轉(zhuǎn)化為熱能；③光能或電能可以轉(zhuǎn)化為化學能；④無機物和有機物可以相互轉(zhuǎn)化；⑤二氧化碳也是一種重要的資源。A．①②③ B．①②④⑤ C．①④⑤ D．①②③④⑤【答案】D【詳解】①由圖可知，混合氣分離出二氧化碳，水分解為氫氣，二氧化碳與氫氣在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為甲醇或汽油等能源都遵循化學變化中元素種類守恒的原則，故正確；②汽油、甲醇的燃燒能說明燃燒時化學能轉(zhuǎn)化為熱能和光能，故正確；③水在光催化劑或電解條件下生成氫氣和氧氣，體現(xiàn)了光能或電能可以轉(zhuǎn)化為化學能，故正確；④無機物二氧化碳和氫氣在復合催化劑的催化作用下可以轉(zhuǎn)化為汽油或甲醇等有機物，有機物又燃燒生成二氧化碳和水等無機物，實現(xiàn)了無機物和有機物可以相互轉(zhuǎn)化，故正確；⑤由圖可知，二氧化碳和氫氣在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為汽油或甲醇等能源，所以二氧化碳也是一種重要的資源，故正確；故選D。13．（2020·上林縣中學高一期末）下列反應中屬吸熱反應的是A．鎂與鹽酸反應放出氫氣 B．氫氧化鈉與鹽酸的反應C．硫在空氣或氧氣中燃燒 D．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應【答案】D【詳解】A．金屬和水或酸反應屬于放熱反應，故A不符題意；B．酸堿中和反應屬于放熱反應，故B不符題意；C．燃燒屬于放熱反應，故C不符題意；D．氫氧化鋇晶體和氯化銨反應生成氯化鋇、氨氣和水，同時吸收熱量，故D符合題意；答案為D。14．（2020·內(nèi)蒙古赤峰市·高一期末）已知反應：X+Y=M+N為吸熱反應，對這個反應的下列說法中正確的是A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的能量B．X和Y的總能量一定低于M和N的總能量C．因為該反應為吸熱反應，一定要加熱反應才能進行D．破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學鍵所放出的能量【答案】B【詳解】A．X+Y=M+N為吸熱反應，只能說明生成物總能量大于反應物總能量，但X的能量不一定低于M的，Y的能量不一定低于N的能量，A項錯誤；B．X+Y=M+N為吸熱反應，則X和Y的總能量一定低于M和N的總能量，B項正確；C．反應是否需要加熱與反應是放熱反應或吸熱反應沒有關(guān)系，C項錯誤；D．反應物的化學鍵斷裂吸收的能量-生成物的化學鍵形成釋放的能量，該反應為吸熱反應，則，所以破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量大于形成生成物中化學鍵所放出的能量，D項錯誤；答案選B。15．（2020·江蘇省昆山中學高一期末）單斜硫和正交硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫的能量變化，如圖所示，下列說法不正確的是A．單斜硫和正交硫互為同素異形體B．單斜硫比正交硫穩(wěn)定C．1molSO2(g)分解成1molS(s，單斜)和1molO2時會吸收熱量D．S(s，單斜)=S(s，正交)△H=-0.33kJ/mol【答案】B【詳解】A．單斜硫和正交硫都是由硫元素構(gòu)成的單質(zhì)，互為同素異形體，故A正確；B．根據(jù)圖示，利用蓋斯定律得：S(s，單斜)=S(s，正交)；△H=-0.33kJ·mol-1，可知單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫時要放出熱量，正交硫的能量要低，較穩(wěn)定，故B錯誤；C．根據(jù)圖示可知，兩種硫的燃燒反應均為放熱反應，1molSO2(g)分解成1molS(s，單斜)和1molO2時會吸收熱量，故C正確；D．根據(jù)B項分析可知，S(s，單斜)=S(s，正交)△H=-0.33kJ/mol，故D正確；答案選B。16．（2020·揭西縣河婆中學高一期末）N2和H2在催化劑表面合成氨的微觀歷程及能量變化的示意圖如下，用、、分別表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，該反應屬于放熱反應。下列說法正確的是A．催化劑僅起到吸附N2和H2的作用，對化學反應速率沒有影響B(tài)．②→③過程，是放熱過程C．③→④過程，N原子和H原子形成了含有非極性鍵的NH3D．合成氨反應中，反應物斷鍵吸收能量小于生成物形成新鍵釋放的能量【答案】D【詳解】A．

由圖知，通過催化劑的參與，N2和H2生成了NH3，催化劑通過改變反應條件而改變了反應速率，A錯誤；B．

②→③過程，斷裂為，H-H鍵斷裂為兩個H原子，均為吸熱過程，B錯誤；C．

③→④過程，N原子和H原子通過共用電子對形成NH3，N-H是極性鍵，C錯誤；D．

合成氨為放熱反應，反應物斷鍵吸收能量小于生成物形成新鍵釋放的能量，D正確。答案選D。17．（2020·吉林高一期末）下列圖示變化為吸熱反應的是A． B．C． D．【答案】A【詳解】A．反應物總能量低于生成物總能量為吸熱反應，故A正確；B．反應物能量高于生成物能量為放熱反應，故B錯誤；C．濃硫酸稀釋放熱，是物理變化，故C錯誤；D．稀鹽酸與鋅反應放出熱量，為放熱反應，故D錯誤；故選A。18．（2020·南昌市新建區(qū)第二中學高一期末）2SO2(g)十O2(g)2SO3(g)

△H=-198kJ·mol-1，在V2O5存在時，該反應機理為：Ⅰ：V2O5+SO2→2VO2+SO3(快)

Ⅱ：4VO2+O2→2V2O5(慢)，下列說法正確的是A．該反應逆反應的活化能小于198kJ/molB．改變催化劑，可改變該反應的活化能C．2molSO2和1molO2在一定條件下充分反應能放出198kJ的熱量D．VO2在反應中起催化劑的作用降低了反應活化能加快反應速率【答案】B【詳解】A．活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量，該反應為放熱反應，因此逆反應活化能大于198kJ/mol，故A錯誤；B．改變催化劑，可以改變反應的活化能，但不影響反應的焓變，故B正確；C．該反應為可逆反應，不能進行到底，因此2molSO2和1molO2在一定條件下充分反應放出的熱量小于198kJ，故C錯誤；D．根據(jù)反應機理可知，該反應的催化劑為V2O5，VO2為反應的中間產(chǎn)物，故D錯誤；故選B。19．（2020·北京師范大學萬寧附屬中學高一期末）中國研究人員研制出一種新型復合光催化劑，利用太陽光在催化劑表面實現(xiàn)高效分解水，其主要過程如圖所示。已知：幾種物質(zhì)中化學鍵的鍵能如表所示?；瘜W鍵H2O中H-O鍵O2中O=O鍵H2中H-H鍵H2O2中O-O鍵H2O2中O-H鍵鍵能kJ/mol463496436138463若反應過程中分解了2mol水，則下列說法不正確的是A．總反應為2H2O2H2↑+O2↑ B．過程I吸收了926kJ能量C．過程II放出了574kJ能量 D．過程Ⅲ屬于放熱反應【答案】D【詳解】A．用太陽光在催化劑表面實現(xiàn)高效分解水，則總反應為2H2O2H2↑+O2↑，故A正確；B．斷裂化學鍵吸收能量，結(jié)合表中數(shù)據(jù)可知，過程Ⅰ吸收了463kJ×2=926kJ能量，故B正確；C．形成化學鍵釋放能量，則過程Ⅱ放出了436kJ+138kJ=574kJ能量，故C正確；D．過程III為1mol過氧化氫生成1mol氧氣和1mol氫氣，吸收的能量大于放出的能量，該過程為吸熱反應，，故D錯誤；故答案選D。20．（2020·黑龍江大慶市·鐵人中學高一期末）已知：（1）H2(g)+O2(g)═H2O(g)ΔH=akJ/mol（2）2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH=bkJ/mol（3）H2(g)+O2(g)═H2O(l)ΔH=ckJ/mol（4）2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)ΔH=dkJ/mol下列關(guān)系式中正確的是()A．a(chǎn)＜c＜0 B．b＞d＞0 C．2a=b＜0 D．2c=d＞0【答案】C【詳解】A．（1）式和（3）式中水的狀態(tài)不同，（3）中生成的是液態(tài)水，放出的熱量多，生成液態(tài)水的焓變數(shù)值小于生成氣態(tài)水的焓變，所以c＜a＜0，故A錯誤；B．（2）式和（4）式中水的狀態(tài)不同，（4）中生成的是液態(tài)水，放出的熱量多，生成液態(tài)水的焓變數(shù)值小于生成氣態(tài)水的焓變，所以d＜b＜0，故B錯誤；C．燃燒反應為放熱反應，ΔH＜0，熱化學方程式的焓變與化學計量數(shù)成正比，（2）式化學計量數(shù)為（1）式化學計量數(shù)的兩倍，（2）式的焓變也是（1）的兩倍，故b=2a＜0，故C正確；D．燃燒反應為放熱反應，ΔH＜0，熱化學方程式的焓變與化學計量數(shù)成正比，（4）式化學計量數(shù)為（3）式化學計量數(shù)的兩倍，（4）式焓變也是（3）的兩倍，d=2c＜0，故D錯誤；答案選C。21．（2020·忻州市第二中學校高一期末）下列變化過程，屬于放熱反應的是：①NaOH固體溶于水②炸藥爆炸③食物因氧化而腐敗④鋁熱反應⑤酸堿中和反應⑥煅燒石灰石制生石灰⑦鹽酸溶液中插入打磨過的鋁片A．②③④⑤⑦ B．①②④⑤ C．②③④⑤ D．①②③⑥⑦【答案】A【詳解】①NaOH固體溶于水②炸藥爆炸③食物因氧化而腐?、茕X熱反應⑤酸堿中和反應⑥煅燒石灰石制生石灰⑦鹽酸溶液中插入打磨過的鋁片在上面的變化過程中，①NaOH固體溶于水，能放出熱量，但不屬于化學反應；②③④⑤⑦五個反應，都能放出熱量；⑥煅燒石灰石制生石灰，需吸收熱量，是吸熱反應；綜合以上分析，②③④⑤⑦符合題意，故選A。22．（2020·新疆阿勒泰地區(qū)·高一期末）下列反應屬于放熱反應的是A．氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應B．能量變化如圖所示的反應C．化學鍵斷裂吸收的熱量比化學鍵生成放出的熱量多的反應D．燃燒反應和中和反應【答案】D【分析】反應物總能量大于生成物總能量，或反應物斷鍵吸收的能量小于生成物成鍵放出的熱量，該反應為放熱反應，據(jù)此進行分析?！驹斀狻緼項，氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應屬于吸熱反應，故A不選；B項，生成物的總能量比反應物的總能量大，為吸熱反應，故B不選；C項，化學鍵斷裂吸收的熱量比化學鍵生成放出的熱量多的反應為吸熱反應，故C不選；D項，可燃物的燃燒以及酸堿中和反應都屬于放熱反應，故D可選；故答案選D。23．（2020·湖北武漢市·高一期末）甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)，1gCH4(g)完全反應可釋放15.46kJ的熱量，下圖中能表示該反應過程的能量變化的是()A．B．C．D．【答案】D【詳解】反應CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)中，1gCH4完全反應釋放15.46kJ的熱量，則1molCH4完全反應放出熱量為247.36kJ。答案選D。24．（2020·湖北武漢市·高一期末）在化學反應中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞時才可能發(fā)生化學反應，這些分子稱為活化分子，使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJ·mol－1表示。能量關(guān)系圖如圖所示下列有關(guān)說法中，正確的是：A．圖中所示反應為吸熱反應B．該反應需要加熱或獲取其它形式的能量才能發(fā)生C．該反應的焓變ΔH＝(E1－E2)KJ/molD．上圖中虛線表示使用了催化劑，且反應物的活化能大于生成物的活化能【答案】B【詳解】A．由圖示可知該反應生成物的能量低于反應物的能量，則該反應屬于放熱反應，故A不選；B．由圖示可知由反應物分子轉(zhuǎn)化為活化分子需要吸收較多的能量，故該反應需要加熱或獲取其它形式的能量才能發(fā)生，故選B；C．該反應的焓變ΔH＝-(E1－E2)KJ/mol，故C不選；D．活化能降低則使用了催化劑正確，但由圖示可知該反應的反應物的活化能小于生成物的活化能，故D不選。答案選B25．（2020·湖北武漢市·高一期末）下列物質(zhì)的變化過程中：①H2在Cl2中燃燒②碳酸鈣分解③鋁熱反應④酸堿中和反應⑤緩慢氧化⑥H2O分解⑦NaOH固體溶于水⑧鐵和稀H2SO4反應⑨Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應⑩工業(yè)合成氨，說法正確的是：A．屬于放熱反應的有：①③④⑤⑦⑧⑩B．反應⑨在攪拌的過程中有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生可以證明該反應是吸熱反應C．擦拭過機器的廢舊棉紗在不通風的角落里自燃的現(xiàn)象可以證明緩慢氧化是放熱反應D．目前科學研究的前沿是尋找合適的催化劑，降低反應⑥的焓變，從而使水的分解更容易【答案】C【詳解】A．①H2在Cl2中燃燒是放熱反應，②碳酸鈣分解是吸熱反應，③鋁熱反應是放熱反應，④酸堿中和反應是放熱反應，⑤緩慢氧化是放熱反應，⑥H2O分解是吸熱反應，⑦固體氫氧化鈉溶于水不是化學變化，⑧鐵和稀H2SO4反應是放熱反應，⑨Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應是吸熱反應，⑩工業(yè)合成氨是放熱反應，因此屬于放熱的反應有①③④⑤⑧⑩，故A錯誤；B．⑨Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl

是銨鹽和堿的反應，在攪拌的過程中有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生只能證明發(fā)生了反應，但不能證明該反應是吸熱反應還是放熱反應，需要借助于溫度計或其他與熱量變化有關(guān)的現(xiàn)象判斷，故B錯誤；C．物質(zhì)的緩慢氧化過程中會放出熱量，棉紗廠要將堆積的棉紗經(jīng)常翻動，目的是防止棉紗緩慢氧化引發(fā)自燃，故C正確；D．催化劑可降低反應的活化能，不改變反應的始態(tài)和終態(tài)，因此加入合適的催化劑反應的焓變不變，故D錯誤；故選C。二、填空題26．（2021·全國高一期末）為了研究A＋B=C＋D反應的能量變化情況，某同學設(shè)計了如圖所示裝置。當向盛有A的試管中滴加試劑B時，看到U形管中甲處液面下降乙處液面上升。試回答下列問題：（1）物質(zhì)中的化學能通過___________轉(zhuǎn)化成___________釋放出來。（2）A和B的總能量比C和D的總能量___________(填“高”或“低”)。（3）該反應為___________(填“放熱”或“吸熱”)反應。（4）反應物化學鍵斷裂吸收的能量___________(填“高”或“低”)于生成物化學鍵形成放出的能量。（5）寫出一個符合題中條件的化學方程式：___________?！敬鸢浮浚?）化學反應熱能（2）高（3）放熱（4）低（5）2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑(或2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑或NaOH＋HCl=NaCl＋H2O等合理答案均可)【分析】當向盛有A的試管中滴加試劑B時，看到U型管中甲處液面下降乙處液面上升，根據(jù)氣體具有熱脹冷縮的性質(zhì)，可以判斷反應的熱量變化情況，根據(jù)反應物和生成物能量之間的關(guān)系與反應的吸放熱之間的關(guān)系以及化學鍵斷裂和生成過程的能量變化進?！驹斀狻浚?）該物質(zhì)在燃燒，將其中的化學能通過化學反應轉(zhuǎn)化成熱能釋放出來；

（2）由于A+B═C+D的反應為放熱反應，所以A和B的總能量比C和D的總能量高；（3）由于發(fā)生反應A+B═C+D，U型管中甲處液面下降乙處液面上升，根據(jù)氣體具有熱脹冷縮的性質(zhì)可以判斷該反應為放熱反應；（4）化學反應中舊鍵斷裂吸收能量，新鍵生成放出能量，該反應為放熱反應，則反應物化學鍵斷裂吸收的能量低于生成物化學鍵形成放出的能量；（5）該反應為放熱反應，且不需要加熱既能夠發(fā)生，如2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑(或2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑或NaOH＋HCl=NaCl＋H2O)。三、實驗題27．（2021·全國高一期末）為了探究化學反應的熱效應，某興趣小組進行了實驗：（1）將純固體物質(zhì)X分別裝入有水的錐形瓶里(發(fā)生化學反應)，立即塞緊帶U形管的塞子，發(fā)現(xiàn)U形管內(nèi)紅墨水的液面高度如圖所示。圖1圖2①若如圖1所示，發(fā)生的反應(假設(shè)沒有氣體生成)是___________(填“放熱”或“吸熱”)反應，X可以是___________(填化學式，只填一種即可)。②若如圖2所示，發(fā)生的反應(假設(shè)沒有氣體生成)是___________(填“放熱”或“吸熱”)反應，以下選項中與其能量變化相同的是___________(填字母)。A．CO還原CuO的反應B．CaCO3的分解反應C．Al和Fe2O3的反應（2）如圖3所示，把試管放入盛有25℃飽和澄清石灰水的燒杯中，試管中開始放幾小塊鋁片，再滴入5mLNaOH溶液。試回答下列問題：圖3實驗中觀察到的現(xiàn)象是：鋁片逐漸溶解、有大量氣泡產(chǎn)生、___________，產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是___________?！敬鸢浮浚?）放熱Na2O或CaO(答案合理即可)吸熱B（2）飽和澄清石灰水變渾濁鋁和NaOH溶液反應生成H2的反應是放熱反應，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而降低【詳解】（1）①由圖1可知，裝置中的壓強大于外界大氣壓，若反應沒有氣體生成時，說明該反應為放熱反應，反應時放出熱量使裝置中壓強增大，加入的物質(zhì)X可能是Na2O、CaO等，故答案為：Na2O或CaO；②由圖2可知，裝置中壓強小于外界大氣壓，若反應沒有氣體生成時，說明該反應為吸熱反應，反應時吸收熱量使裝置中壓強減??；CO還原CuO的反應為放熱反應，CaCO3受熱分解的反應為吸熱反應，Al和Fe2O3高溫條件下的反應為放熱反應，則B符合題意，故答案為：吸熱；B；（2）把試管放入盛有25℃飽和澄清石灰水的燒杯中，向試管中放入幾小塊鋁片，再滴入5mLNaOH溶液，鋁和NaOH溶液反應生成H2的反應是放熱反應，放出的熱量使澄清石灰水的溫度升高，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而降低，杯中析出氫氧化鈣使飽和澄清石灰水變渾濁，故答案為：飽和澄清石灰水變渾濁；鋁和NaOH溶液反應生成H2的反應是放熱反應，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而降低。四、原理綜合題28．（2020·浙江紹興市·高一期末）化學是人類利用自然資源和應對環(huán)境問題的重要科學依據(jù)。請回答以下問題：（1）含硫煤燃燒會產(chǎn)生大氣污染物，為防治該污染，某工廠設(shè)計了新的治污方法，同時可得到化工產(chǎn)品，該工藝流程如圖所示。請寫出該過程中涉及反應的離子方程式：_______。（2）在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術(shù)的基礎(chǔ)上，科學家最近采用碳基電極材料設(shè)計了一種新的工藝方案，主要包括電化學過程和化學過程，如下圖所示：①正(陽)極區(qū)發(fā)生的電極反應式為_______。②電路中轉(zhuǎn)移1mol電子需消耗氧氣_______L(在標準狀況下)。（3）開發(fā)和利用清潔、高效的新能源已成為人類共同關(guān)注的重大課題。①已知標準狀況下11.2L甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出445kJ的熱量，請寫出甲烷燃燒的熱化學方程式_______。②煤制合成天然氣是煤氣化的一種重要方法。其工藝核心是合成過程中的甲烷化。涉及的主要反應有：反應ICO+3H2?CH4+H2O反應IICO2+4H2?CH4+2H2O在300℃時，容積為2L的密閉容器中進行有關(guān)合成天然氣實驗，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下：CO/molCO2/molH2/molCH4/molH2O/mol0min4320005min22a34則：a=_______；請用CO2表示反應在0～5min內(nèi)的反應速率，v(CO2)=_______?！敬鸢浮?Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+2HCl-2e-=Cl2↑+2H+5.6CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ/mol100.1mol/(L?min)【詳解】（1）由圖可知，在反應過程中，F(xiàn)eSO4溶液和O2在H2SO4溶液中發(fā)生反應生成了Fe2(SO4)3，生成的Fe2(SO4)3和SO2在溶液中反應生成了H2SO4和FeSO4，兩個反應均為離子反應，離子方程式為：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O、2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2+++4H+。（2）①在電解池中，陽離子移向陰極，則a為陰極，b為陽極，在陽極，HCl失去電子生成了Cl2和H+，電極反應式為：2HCl-2e-=Cl2↑+2H+。②在陰極，F(xiàn)e3++e-=Fe2+，轉(zhuǎn)移1mol電子，生成1molFe2+，生成的Fe2+和氧氣反應：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，1molFe2+消耗0.25molO2，則標準狀況下O2的體積為0.25mol×22.4L/mol=5.6L。（3）①標準狀況下11.2L甲烷的物質(zhì)的量為0.5mol，0.5mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出445kJ的熱量，則1mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出890kJ的熱量，甲烷燃燒的熱化學方程式為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ/mol。②根據(jù)表中數(shù)據(jù)：從開始到5min時，消耗的CO為2mol，根據(jù)反應I可知，消耗的氫氣為6mol；從開始到5min時，消耗的CO2為1mol，根據(jù)反應II可知，消耗的氫氣為4mol，則共消耗氫氣10mol，則剩余的氫氣為20mol-10mol=10mol，所以a=10。在0～5min內(nèi)，消耗的CO2的物質(zhì)的量為1mol，容器體積為2L，則消耗的CO2的濃度為0.5mol/L，所以用CO2表示的速率為v(CO2)==0.1mol/(L?min)。29．（2020·長沙市·湖南師大附中高一期末）（1）用CO2催化加氫可制取乙烯：。若該反應體系的能量隨反應過程變化關(guān)系如圖所示，則該反應的_______(用含a、b的式子表示)。已知：幾種化學鍵的鍵能如下表所示，實驗測得上述反應的，則表中的_______?；瘜W鍵C=OH-HC=CC-HH-O鍵能/()803436x414464（2）甲烷自熱重整是先進的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整兩個過程。向反應系統(tǒng)中同時通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發(fā)生的主要化學反應如下表，則在初始階段，蒸汽重整的反應速率_______(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷氧化的反應速率。反應過程化學方程式焓變△H/(kJ·mol-1)活化能Ea/(kJ·mol-1)甲烷氧化CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)-802.6125.6CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)-322.0172.5蒸汽重整CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)+206.2240.1CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)+158.6243.9（3）CO2在Cu-ZnO催化下，可同時發(fā)生如下的反應Ⅰ、Ⅱ，其可作為解決溫室效應及能源短缺問題的重要手段。Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-57.8kJ/molⅡ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=+41.2kJ/mol某溫度時，若反應Ⅰ的速率v1大于反應Ⅱ的速率v2，則下列反應過程的能量變化正確的是_______(填字母代號)。

【答案】（1）(a-b)kJ/mol764（2）小于（3）D【分析】（1）反應焓變△H=反應物總鍵能-生成物總鍵能，據(jù)此計算x的值；（2）由表中數(shù)據(jù)可知，甲烷氧化的活化能低于蒸氣重整的活化能，活化能越低，反應速率越快；【詳解】（1）根據(jù)反應能量變化圖，存在熱化學方程式有：，該反應為放熱反應，△H=(a-b)kJ/mol，反應的△H=2×745+3×436-×x-2×414-4×463=-152，可得x=764，故答案為：a-b；764；（2）由表中數(shù)據(jù)可知，甲烷氧化的活化能低于蒸氣重整的活化能，活化能越低，反應速率越快，故初始階段，甲烷蒸汽重整的反應速率小于甲烷氧化的反應速率，故答案為：小于；（3）根據(jù)方程式知，I為放熱反應，反應物總能量大于生成物總能量；II為吸熱反應，反應物總能量小于生成物總能量；反應Ⅰ的速率(v1)大于反應Ⅱ的速率(v2)，則反應Ⅱ的活化能較大，則符合條件的圖為D，故選D.30．（2020·長沙市·湖南師大附中高一期末）工業(yè)上利用合成氣(CO、CO2和H2)來生產(chǎn)甲醇，有關(guān)反應的化學方程式及其在不同溫度下的化學平衡常數(shù)如下表所示。化學反應平衡常數(shù)500℃700℃800℃Ⅰ．2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)ΔH1K12．50．340．15Ⅱ．H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2K21．01．702．52Ⅲ．3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3K3（1）若合成氣為H2和CO2，僅按反應Ⅲ合成甲醇。請回答：①由H2(g)和CO2(g)合成CH3OH(g)的ΔH3=_______。(用ΔH1、ΔH2表示)②下列措施能使反應Ⅲ的平衡體系中時增大的是_______(字母代號)。A．水蒸氣從體系中分離出去B．恒壓時充入氮氣C．升高溫度D．恒容時再充入一定量H2③500℃測得反應Ⅲ在10min時，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為2mol/L、1.0mol/L、0.6mol/L、0.6mol/L，則此時v正_______(填“＞”“=”或“＜”)v逆。從開始到該時刻，用H2表示反應的平均速率為v(H2)=_______。（2）若用合成氣H2、CO和CO2生產(chǎn)甲醇，當時，體系中CO平衡轉(zhuǎn)化率[α(CO)]與溫度和壓強關(guān)系的一些散點如圖所示。520K、壓強為p時，α(CO)處于C點。①若保持溫度不變，增大壓強，則可能是圖中的_______點(填字母代號，下同)。②若保持壓強不變，升高溫度，則可能是圖中的_______點?！敬鸢浮浚?）ΔH1+ΔH2AD＞0.18mol/(L?min)（2）DI【詳解】（1）①Ⅰ．2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)ΔH1Ⅱ．H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2根據(jù)蓋斯定律，將Ⅰ+Ⅱ，得到3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=ΔH1+ΔH2；②反應Ⅲ為3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3，K3=K1×K2，溫度越高，K3越小，說明該反應正反應為放熱反應；A．水蒸氣從體系中分離出去，平衡正向移動，增大，故A符合題意；B．恒壓時充入氮氣，該反應體系的壓強減小，平衡逆向移動，減小，故B不符合題意；C．該反應正反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，減小，故C不符合題意；D．恒容時再充入一定量H2，平衡逆向移動，減小，故D符合題意；答案選AD；③500℃時，反應Ⅲ為3H2(g)+CO2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)，K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5；10min時，H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度分別為2mol/L、1.0mol/L、0.6mol/L、0.6mol/L，K===0.045＜K3，則此時v正＞v逆。從開始到該時刻，用H2表示反應的平均速率為v(H2O)===0.06mol/(L?min)，v(H2O)=3v(H2O)=3×0.06mol/(L?min)=0.18mol/(L?min)；（2）①520K時，若保持溫度不變，增大壓強，平衡正向移動，CO轉(zhuǎn)化率增大，則可能是圖中的D點；②升高溫度化學平衡常數(shù)減小，則CO生成甲醇的反應為放熱反應，若保持壓強不變，升高溫度，平衡逆向移動，CO轉(zhuǎn)化率減小，則可能是圖中的I點。五、計算題31．（2020·遼源市第五中學校高一期末）（1）已知：1molH2燃燒反應過程中能量變化如圖，且H2O(g)=H2O(l)ΔH=-ckJ·mol-1，請寫出H2燃燒熱的熱化學方程式：___。（2）如果向100mL0.4mol·L-1的稀鹽酸中加入足量氫氧化鋇溶液充分反應后，放出2.2kJ的熱量，請寫出稀鹽酸與氫氧化鋇溶液中和熱的熱化學方程式：___。（3）利用CO和H2在催化劑的作用下合成甲醇，反應如下：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H已知反應中的相關(guān)的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學鍵H-HC-OCOH-OC-HE/（kJ?mol-1）4363431076465413由此計算△H=___kJ?mol-1。（4）氮氧化物是造成光化學煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。已知：①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-akJ·mol-1(a＞0)②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-bkJ·mol-1(b＞0)若用標準狀況下3.36LNO2氧化CO至CO2(NO2完全反應生成N2)的整個過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__mol，放出的熱量為__kJ（用含有a和b的代數(shù)式表示）。【答案】（1）H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=(a-b-c)kJ/mol（2）HCl(aq)+Ba(OH)2=BaCl2(aq)+H2O△H=-55kJ/mol（3）-99kJ/mol（4）0.6【詳解】（1）由圖可知，H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=(a-b)kJ/mol，又因為H2O(g)=H2O(l)ΔH=-ckJ·mol-1，則表示H2燃燒熱的熱化學方程式為：H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=(a-b-c)kJ/mol；（2）100mL0.4mol?L-1稀鹽酸中HCl的物質(zhì)的量為0.04mol，反應涉及的離子方程式為H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l），根據(jù)放出的熱量為2.2kJ，可知H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）△H=-=-55kJ?mol-1，稀鹽酸與氫氧化鋇溶液中和熱的熱化學方程式：HCl(aq)+Ba(OH)2=BaCl2(aq)+H2O△H=-55kJ/mol；（3）反應熱=反應物總鍵能?生成物總鍵能,故△H=1076kJmol?1+2×436kJmol?1?(3×413+343+465)kJmol?1=?99kJmol?1；（4）①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=?akJ/mol(a>0)②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=?bkJ/mol(b>0)將方程式①×2+②得4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)△H=(?a)kJ/mol×2+(?bkJ/mol)=?(2a+b)kJ/mol，所以其熱化學反應方程式為：4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)△H=?(2a+b)kJ/mol，根據(jù)方程式知轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=×4=0.6mol，放出的熱量=0.075mol×(2a+b)kJ/mol=kJ。32．（2020·湖北武漢市·高一期末）（1）甲醇是重要的化工原料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，可能發(fā)生的反應如下：①CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1②CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH2③CH3OH(g)=CO(g)＋2H2(g)ΔH3已知反應②中相關(guān)化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學鍵H—