高考化学二轮复习反应热与盖斯定律综合检测.docx
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高考化学二轮复习反应热与盖斯定律综合检测
2014年高考生物二轮复习：
反应热与盖斯定律综合检测
时间：
60分钟分值：
100分
1、选择题（共14小题）
1.（2012·重庆理综，12）肼（H2NNH2）是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。
已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：
N≡N为942、O==O为500、N—N为154，则断裂1molN—H键所需的能量（kJ）是（ ）
A．194 B．391 C．516 D．658
解析：
由题中的图像可以看出断裂1molN2H4（g）和1molO2（g）中的化学键所要吸收的能量为：
2752kJ－534kJ＝2218kJ
设断裂1molN—H键所需要的能量为x
则：
154kJ＋4x＋500kJ＝2218kJ
解得x＝391kJ
答案：
B
2.（2012·大纲全国卷，9）反应A＋B―→C（ΔH＜0）分两步进行：
①A＋B―→X（ΔH＞0），②X―→C（ΔH＜0）。
下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（ ）
解析：
根据反应物和生成物能量的高低来分析、解决问题。
化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。
反应①的ΔH>0，为吸热反应，故可排除A项和C项。
反应②的ΔH<0，为放热反应，B项错误，故选D。
答案：
D
3.（2012·江苏，4）某反应的反应过程中能量变化如图所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．该反应为放热反应
B．催化剂能改变该反应的焓变
C．催化剂能降低该反应的活化能
D．逆反应的活化能大于正反应的活化能
解析：
解本题的关键是正确理解图像的意义。
不难看出，E1>E2，正反应的活化能大于逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2>0，故该反应为吸热反应，故A、D均错。
催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，故B错，C对。
答案：
C
4．（2013·新课标全国卷Ⅱ，12）在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H2S（g）＋
O2（g）===SO2（g）＋H2O（g） ΔH1
2H2S（g）＋SO2（g）===
S2（g）＋2H2O（g） ΔH2
H2S（g）＋
O2（g）===S（g）＋H2O（g） ΔH3
2S（g）===S2（g） ΔH4
则ΔH4的正确表达式为（ ）
A．ΔH4＝
（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）
B．ΔH4＝
（3ΔH3－ΔH1－ΔH2）
C．ΔH4＝
（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）
D．ΔH4＝
（ΔH1－ΔH2－3ΔH3）
解析：
给题中方程式依次编号为①、②、③、④，①＋②－③×3得：
3S（g）===
S2（g）， （ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）
故2S（g）===S2（g） ΔH4＝
（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）
答案：
A
5．（2013·上海，9）将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。
由此可见（ ）
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应的热化学方程式为NH4HCO3＋HCl―→NH4Cl＋CO2↑＋H2O ΔH＝Q （Q>0）
解析：
醋酸凝固，说明反应混合物的温度降低，反应吸热。
因而产物的总能量高于反应物的总能量，B正确；D项未注明物质的状态。
答案：
B
6．在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如图：
下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是（ ）
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．反应前后分子的种类和数目一定改变
C．反应物的总能量E1与生成物的总能量E2一定相等
D．此反应一定有热量的变化
解析：
B项，分子的种类一定发生了变化，但是分子数目不一定发生变化；C项，化学反应在发生物质变化的同时，一定伴随着能量的变化；D项，有能量的变化，不一定有热量的变化。
答案：
A
7．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。
如下图为N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化：
下列说法正确的是（ ）
A．1molN2（g）和1molO2（g）反应放出的能量为180kJ
B．1molN2（g）和1molO2（g）具有的总能量小于2molNO（g）具有的总能量
C．通常情况下，N2（g）和O2（g）混合能直接生成NO
D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
解析：
根据图示可以看出拆开1molN2和1molO2需要吸收的能量分别为946kJ和
498kJ，生成2molNO（g）放出的能量＝2mol×632kJ·mol－1，故反应吸收的热量为180kJ；选项B，N2和O2的反应是吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量；选项C，N2与O2在高压放电时才能化合生成NO；选项D，NO不是酸性氧化物，不能与NaOH溶液反应。
答案：
B
8．（2013·福建理综，11）某科学家利用二氧化铈（CeO2）在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。
其过程如下：
mCeO2
（m－x）CeO2·xCe＋xO2
（m－x）CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2
mCeO2＋xH2＋xCO
下列说法不正确的是（ ）
A．该过程中CeO2没有消耗
B．该过程实现了太阳能向化学能的转化
C．右图中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负
极反应式为CO＋4OH－－2e－===CO
＋2H2O
解析：
抓住盖斯定律的含义（反应的焓变与途径无关，只与始态和终态有关）解题。
A项根据题干中已知的两个反应可以看出，CeO2在反应前后没有变化，CeO2应是水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳的催化剂。
B项在太阳能的作用下，水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳，太阳能转化为化学能。
C项根据盖斯定律可知－ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。
D项以一氧化碳和氧气构成的碱性燃料电池，负极应为一氧化碳失电子，在碱性条件下一氧化碳应变为碳酸根离子，结合选项中所给的电极反应式，再根据电荷守恒、得失电子守恒则可判断其正确。
答案：
C
9．一种化学冰袋含有Na2SO4·10H2O和NH4NO3，用时将它们混合并用手搓揉就可制冷，且制冷效果能维持一段时间。
以下关于其制冷原因的推测中肯定错误的是（ ）
A．Na2SO4·10H2O脱水是吸热过程
B．较长时间制冷是由于Na2SO4·10H2O脱水过程较慢
C．Na2SO4·10H2O在该条件下发生的复分解反应是吸热反应
D．NH4NO3溶于水会吸收热量
解析：
该冰袋的制冷原理为NH4NO3溶于Na2SO4·10H2O脱去的结晶水，Na2SO4·10H2O的脱水及NH4NO3的溶解这两个过程均为吸热过程，二者没有发生复分解反应，C项错误。
答案：
C
10．根据碘与氢气反应的热化学方程式
（ⅰ）I2（s）＋H2（g）2HI（g） ΔH1＝＋26.47kJ·mol－1
（ⅱ）I2（g）＋H2（g）2HI（g） ΔH2＝－9.48kJ·mol－1。
下列判断正确的是（ ）
A．反应（ⅱ）的产物比反应（ⅰ）的产物稳定
B．1molI2（s）比1molI2（g）总能量低35.95kJ
C．254gI2（g）中通入2gH2（g）充分反应放热9.48kJ
D．反应（ⅱ）中反应物的总能量比反应（ⅰ）中反应物的总能量高17kJ
解析：
两个反应的反应物起始状态不同，产物及产物的状态相同，A项错误；根据盖斯定律（ⅰ）－（ⅱ）可得I2（s）===I2（g）ΔH1＝＋35.95kJ·mol－1，B项正确，同时也可知D项错误；C项忽视了该反应为可逆反应，不能进行彻底，错误。
答案：
B
11．下图是N2与H2反应生成NH3的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＝－92kJ
B．a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C．加入催化剂，该化学反应的反应热减小
D．在温度、体积一定的条件下，通入1molN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ，若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ，则184＞Q2＞2Q1
解析：
反应热的单位是kJ·mol－1，A错；加入催化剂可以降低活化能，故b较为合适，但是不能影响反应热，B、C均错；温度和体积一定的条件下，压强越大越有利于氨的合成，即氮气和氢气的转化率越大，故通入2molN2和6molH2时放出的热量大于2Q1kJ，小于184kJ，D正确。
答案：
D
12．已知：
H2（g）＋F2（g）===2HF（g） ΔH＝－270kJ·mol－1，下列说法正确的（ ）
A．氟化氢气体分解成氢气和氟气的反应是放热反应
B．1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJ
C．在相同条件下，1molH2与1molF2的能量总和大于2molHF气体的能量
D．该反应中的能量变化可用上图来表示
解析：
由热化学方程式可知ΔH<0，H2和F2反应生成HF是放热反应，则HF分解生成H2和F2为吸热反应，A项错误；HF（g）转变为HF（l）放热，则1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF，放出的热量大于270kJ，B项错误；该反应为放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，C项正确；该反应中能量变化如图所示，D项错误。
答案：
C
13．向足量H2SO4溶液中加入100mL0.4mol·L－1Ba（OH）2溶液，放出的热量是5.12kJ。
如果向足量Ba（OH）2溶液中加入100mL0.4mol·L－1HCl溶液时，放出的热量是2.2kJ。
则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为（ ）
A．Ba2＋（aq）＋SO
（aq）===BaSO4（s）ΔH＝－0.72kJ·mol－1
B．Ba2＋（aq）＋SO
（aq）===BaSO4（s）ΔH＝－2.92kJ·mol－1
C．Ba2＋（aq）＋SO
（aq）===BaSO4（s）ΔH＝－18.0kJ·mol－1
D．Ba2＋（aq）＋SO
（aq）===BaSO4（s）ΔH＝－73.0kJ·mol－1
解析：
由题知生成0.04molBaSO4和0.08molH2O（l）放出的热量是5.12kJ，生成0.04molH2O（l）放出的热量是2.2kJ，则生成0.04molBaSO4放出的热量是5.12kJ－2.2kJ×2＝0.72kJ，故生成1molBaSO4放出的热量是0.72÷0.04＝18.0（kJ）。
答案：
C
14．已知：
（1）胆矾失水的热化学方程式为CuSO4·5H2O（s）===CuSO4（s）＋5H2O（l） ΔH＝＋Q1kJ·mol－1
（2）室温下，无水硫酸铜溶于水的热化学方程式为
CuSO4（s）===Cu2＋（aq）＋SO
（aq）ΔH＝－Q2kJ·mol－1
（3）胆矾（CuSO4·5H2O）溶于水时溶液温度降低。
则Q1与Q2的关系是（Q1、Q2为正数）（ ）
A．Q1>Q2 B．Q1＝Q2
C．Q1解析：
利用热化学方程式相加法，将胆矾失水和无水CuSO4溶于水的热化学方程式相
加得：
CuSO4·5H2O（s）===Cu2＋（aq）＋SO
（aq）＋5H2O（l）
ΔH＝（Q1－Q2）kJ·mol－1；由题意知，胆矾溶于水为吸热过程，即有
ΔH＝（Q1－Q2）kJ·mol－1>0，因此，Q1>Q2。
答案：
A
2、非选择题（共5小题）
15．[2013·江苏，20
（1）]白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。
相关热化学方程式如下：
2Ca3（PO4）2（s）＋10C（s）===6CaO（s）＋P4（s）＋10CO（g） ΔH1＝＋3359.26kJ·mol－1
CaO（s）＋SiO2（s）===CaSiO3（s） ΔH2＝－89.61kJ·mol－1
2Ca3（PO4）2（s）＋6SiO2（s）＋10C（s）===6CaSiO3（s）＋P4（s）＋10CO（g） ΔH3
则ΔH3＝________kJ·mol－1。
解析：
2Ca3（PO4）2（s）＋10C（s）===6CaO（s）＋P4（s）＋10CO（g） ΔH1＝＋3359.26kJ·mol－1①
CaO（s）＋SiO2（s）===CaSiO3（s） ΔH2＝－89.61kJ·mol－1②
根据盖斯定律，①＋②×6得ΔH3＝＋2821.6kJ·mol－1。
答案：
＋2821.6
16.
（1）[2013·北京理综，26
（2）①]汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：
2N（g）
N2（g）2O（g）
O2（g）
2NO（g）
写出该反应的热化学方程式：
________。
解析：
拆开化学键吸收能量，形成化学键释放能量
N2（g）＋O2（g）===2NO（g）其ΔH计算方法如下
ΔH＝945kJ·mol－1＋498kJ·mol－1－2×630kJ·mol－1＝＋183kJ·mol－1
答案：
N2（g）＋O2（g）===2NO（g） ΔH＝＋183kJ·mol－1
（2）[2013·新课标全国卷Ⅰ，28（3）节选]二甲醚（CH3OCH3）是无色气体，可作为一种新型能源。
由合成气（组成为H2、CO和少量的CO2）直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
（ⅰ）CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）ΔH1＝－90.1kJ·mol－1
（ⅱ）CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH2＝－49.0kJ·mol－1
水煤气变换反应：
（ⅲ）CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）ΔH3＝－41.1kJ·mol－1
二甲醚合成反应：
（ⅳ）2CH3OH（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g）ΔH4＝－24.5kJ·mol－1
由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为________________。
解析：
根据目标反应产物，从已知的四个热化学方程式中筛选出（ⅰ）和（ⅳ），用（ⅰ）×2＋（ⅳ）可得目标热化学方程式。
答案：
2CO（g）＋4H2（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g） ΔH＝－204.7kJ·mol－1
17．甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备。
甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。
（1）甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是________（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同？
________，原因是____________________。
（3）写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式
________________________________________________________________________。
解析：
（1）E1（2）反应热与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关，故反应热相同。
答案：
（1）吸热
（2）相同 一个化学反应的反应热仅与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关
（3）CH3OH（g）
HCHO（g）＋H2（g）
ΔH＝＋（E2－E1）kJ·mol－1
18．21世纪是钛的世纪。
下面是利用钛白粉（TiO2）生产海绵钛（Ti）的一种工艺流程。
已知：
①Mg（s）＋Cl2（g）===MgCl2（s） ΔH＝－641kJ·mol－1
②Cl2（g）＋1/2Ti（s）===1/2TiCl4（l） ΔH＝－385kJ·mol－1
（1）钛白粉是利用TiO2＋发生水解生成钛酸（H2TiO3）沉淀，再煅烧沉淀制得的。
TiO2＋发生水解的离子方程式为______________________________________________________。
（2）反应Ⅰ在800～900℃下进行，还生成一种可燃性无色气体，该反应的化学方程式为
________________________________________________________________________；
反应Ⅱ的热化学方程式为__________________________________________________。
（3）该工艺流程中，可以循环利用的物质是____________。
解析：
（1）TiO2＋的水解反应是TiO2＋结合H2O电离出的OH－，生成H2TiO3。
（2）反应Ⅰ的反应物是TiO2、C和Cl2，产物为TiCl4和CO；反应Ⅱ的化学方程式为2Mg＋TiCl4===2MgCl2＋Ti，该反应的热化学方程式可通过①式－②式求得。
（3）生产流程中的Mg和Cl2可循环利用。
答案：
（1）TiO2＋＋2H2O===H2TiO3＋2H＋
（2）TiO2＋2Cl2＋2C
TiCl4＋2CO
Mg（s）＋
TiCl4（l）===MgCl2（s）＋
Ti（s）
ΔH＝－256kJ·mol－1
（3）Cl2和Mg
19．燃煤烟气中含有大量的氮氧化合物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等，不宜直接排放到空气中，可采用以下措施对燃煤烟气进行处理。
（1）脱硝：
选择性催化还原法的脱硝原理是在催化剂存在下，通入甲烷使氮氧化合物（NOx）转化为无害气体，发生如下反应：
CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH1＝－574kJ·mol－1
CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH2＝－1160kJ·mol－1
甲烷直接将NO2还原为N2的化学方程式为___________________________________。
（2）脱硫：
①石灰石—石膏湿法烟气脱硫的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的空气反应生成石膏（CaSO4·2H2O）。
某电厂用煤400吨（煤中含硫质量分数为2.5%），若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫，用石膏湿法烟气脱硫中有96%的硫转化为石膏，则可生产石膏________吨。
②新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe2Ox）是由该铁酸盐（ZnFe2O4）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中酸性氧化物分解除去，转化流程如下图所示：
若2molZnFe2Ox与足量SO2反应可生成1.0molS，则x＝________。
（3）脱碳：
从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。
将CO2转化为甲醇的热化学方程式为CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH3。
取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述CO2转化为甲醇反应的ΔH3________0（填“>”、“<”或“＝”）。
解析：
（1）将已知的两个热化学方程式按顺序编号为①和②，根据盖斯定律
（①＋②）可得：
CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）
ΔH＝－876kJ·mol－1。
（2）①由关系式：
S ―→ CaSO4·2H2O
32172
400t×2.5%×96%m
m＝
t＝51.6t
②由SO2生成1.0molS得到电子4mol，根据电子守恒2molZnFe2Ox转变成2molZnFe2O4必失去4mol电子，故可求得x＝3。
（3）温度越高，反应速率越快，由图像看出，前两次反应未达到平衡状态，第三次刚好达到平衡，第4、5两次则由于温度升高，平衡向左移动，故该反应为放热反应。
答案：
（1）CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－867kJ·mol－1
（2）①51.6 ②3
（3）<
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