高考化学一轮复习微专题训练——化学能与热能微专题（含解析）

化学能与热能微专题
一、单选题（共15题）
属于氧化还原反应且反应过程中能量变化符合如图所示的是
A. B.
C. 2CO D.
已知、101kPa条件下： ，下列结论正确的是
A. 等质量的比能量低，由变为吸热反应
B. 等质量的比能量低，由变为放热反应
C. 比稳定，由变为吸热反应
D. 比稳定，由变为放热反应
已知：，当，反应能自发进行，反应不能自发进行。下列说法中正确的是
A. 非自发反应在任何条件下都不能发生
B. 熵增加且放热的反应一定是自发反应
C. 自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应
D. 凡是放热反应都是能自发进行的反应，而吸热反应都是非自发进行的反应
如图表示合成氨反应过程中的能量变化。关于合成氨反应，下列说法不正确的是
A. 使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间
B. 提高与的投料比可增大的转化率
C. 增大压强能提高的反应速率和转化率
D. 升高温度有利于提高的平衡转化率
工业上制氢气的一个重要反应是：，已知：
石墨，

石墨，
可推测下列说法一定正确的是
A. B.
C. D.
下列关于反应能量的说法正确的是
A. 若反应，，则说明A物质比B物质稳定，分子内共价键键能A比B大
B. ，则反应物总能量生成物总能量
C. 101kPa时，，则C的燃烧热为
D. ，含的氢氧化钠溶液与含的浓硫酸混合后放出的热量
与反应过程的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 和的总能量大于和的总能量
C. 反应的热化学方程式为
D. 和反应生成和要放出的热量
我国科研人员提出了由和转化为高附加值产品的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是
A. 生成总反应的原子利用率为
B. 过程中，有键发生断裂
C. 放出能量并形成了键
D. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
工业上，合成氨反应，在催化剂表面的微观历程及能量变化如图所示，下列说法错误的是
A. 可表示、化学键的断裂，该过程吸收能量
B. 的过程中有非极性键的断裂和形成
C. 合成氨反应属于氮的固定，是放热反应
D. 合成氨过程中催化剂参与了反应
在标准状况下，气态分子断开1mol化学键的焓称为键焓．已知几种化学键的键焓如下表所示：
化学键
键焓 431
下列说法正确的是
A.
B.
C. 稳定性：键键键
D. 由上表数据可计算乙烷与氯气发生一氯代反应的焓变
将溶液和未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示实验中始终保持。下列叙述正确的是
A. 做该实验时环境温度为
B. NaOH溶液的浓度约为
C. 该实验中需要使用环形玻璃搅拌棒在水平方向轻轻转动搅拌
D. 该实验可用相同物质的量的氢氧化钠固体投入盐酸中测定中和热
化学反应的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
催化还原是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如左图；研究发现在以为主的催化剂上可能发生的反应过程如右图。下列说法不正确的是
A. 催化还原为放热反应
B. 过程Ⅰ中断裂极性键，需要吸收能量，体现了氧化性
C. 过程III的化学方程式：
D. 反应过程中，反应物为、、，、为中间产物
已知A转化为D和E分步进行：，，其反应过程能量变化如图所示，下列说法错误的是
A. 升高温度，、均减小，反应速率加快
B. A转化为D和E的反应为吸热反应
C. 使用合适的催化剂可以降低反应的活化能，但不影响反应热
D. 第一步反应的速率小于第二步反应的速率
关于水煤气变换反应简称WGS反应，目前普遍接受的表面氧化还原机理的可能基元反应一步完成的反应步骤如下：
其中表示催化剂表面活性位，表示金属表面吸附物种。
WGS反应中可能基元反应步骤的活化能数值单位：如表：
基元反应 正反应 逆反应
0 0 0 58 58 42
96 109 108 24 8 0
58 67 63 96 88 92
80 63 92 21 29 8
0 0 0 50 50 142
45 46 100 95 117 140
21 21 17 0 0 0
注：表中表示不同金属的同一晶面，110与111表示不同晶面。
下列说法正确的是
A. 由表中数据可以得出催化剂通过改变反应的焓变影响反应速率
B. 由表中数据可计算催化WGS反应的焓变
C. 由表格数据可以看出的催化效果优于
D. 该机理中WGS反应的速率控制步骤是
二、填空题（本题共4题）
下图是和反应生成和NO过程中能量变化示意图，请写出和CO反应的热化学方程式______________。
常温常压下，1克乙醇完全燃烧生成气体和液态水放出的热量为，写出乙醇燃烧热的热化学方程式：_________________。
写出硫酸和烧碱的稀溶液反应生成1摩尔水时的中和热的热化学反应方程式中和热为_________________________________
同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”观点来计算反应热。已知：
白磷，
红磷，
则白磷转化为红磷的热化学方程式为______________________________。相同状况下，能量状态较低的是_________；白磷的稳定性比红磷_______填“高”或“低”。
用生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。
反应A：
已知：
此条件下反应A中，4molHCl被氧化，放出的热量。
Ⅱ写出此条件下，反应A的热化学方程式 。断开键与断开键所需能量相差约为________________kJ，中键比HCl中HCl键填“强”或“弱”________。
回答下列问题：
图1所示为和生成过程中的能量变化。
由图1写出和生成的热化学反应方程式：______．
图2是和CO反应生成和NO过程中能量变化示意图，请写出和CO反应的热化学方程式：______．
一定条件下，在水溶液中、2，3，的能量相对大小如图3所示。
是______。填离子符号
反应的热化学方程式为______。用离子符号表示
与反应生成和在、101kPa下，已知每消耗放热，该反应的热化学方程式是______。
图Ⅰ是和反应生成和过程中的能量变化示意图，请写出和CO反应的热化学方程式：______。
甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：
又知：
则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为______。
如表是部分化学键的键能数据：
化学键
键能 a b c x
已知完全燃烧生成放出的热量为，和的结构如图Ⅱ所示，则如表中x______用含有a、b、c、d的代数式表示。
按要求完成下列问题
若反应物的总能量为，生成物的总能量为，且，则该反应为______填“吸热”或“放热”反应。
已知常温下CO转化成的能量关系如图1所示。写出该反应的热化学方程式：______。
和混合可作火箭推进剂，已知：和足量氧气反应生成和，放出的热量；。
反应的______。
和反应生成和的热化学方程式为______。
将上述反应设计成原电池如图2所示，KOH溶液作为电解质溶液。
极电极反应式为______。
当负极区溶液增重18g，则电路中转移电子总数为______。
实验室用盐酸与50mL某浓度的NaOH溶液在如图3所示装置中反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
该装置缺少一种玻璃仪器，该仪器的名称为______。
实验室提供了和两种浓度的NaOH溶液，应最好选择______的NaOH溶液进行实验。
若实验过程中分多次加入所选浓度的NaOH溶液，会导致所测得的中和热______填“偏大”、“偏小”或“无影响”。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
本题考查氧化还原反应及化学反应中的能量变化，为高频考点，把握反应中能量变化、常见的西热放热反应为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意归纳常见的吸热反应，题目难度不大。
【解答】
含元素化合价变化的反应为氧化还原反应，由图可知，反应物总能量比生成物总能量低，为吸热反应，常见的吸热反应有：多数分解反应、个别的化合反应如C和、以及某些复分解如铵盐和强碱等，以此进行判断。
A.分解反应，没有元素的化合价变化，为非氧化还原反应，故A错误；
B.甲烷和氧气的反应为燃烧反应，燃烧为放热反应，故B错误；
C.碳与二氧化碳的反应为吸热反应，符合图象，且该反应元素化合价发生改变属于氧化还原反应，故C正确；
D.酸碱中和反应为放热反应，且不是氧化还原反应，故D错误。
2.【答案】A
【解析】
本题考查了热化学方程式的书写，盖斯定律的应用，主要是物质能量的高低与物质稳定性的判断，题目难度不大。
【解答】
己知 、101kPa条件下：
，
，
根据盖斯定律计算得到：
A.等质量的比能量低，由变为吸热反应，故A正确；
B.等质量的比能量低，由变为吸热反应，故B错误；
C.比稳定，由变为吸热反应，故C错误；
D.比稳定，由变为吸热反应，故D错误。
故选A。
3.【答案】B
【解析】
本题考查反应热与焓变，为高考常见题型，把握焓变、熵变及反应进行方向的判断为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意综合判据的应用，题目难度不大。
【解答】
A.非自发反应在一定条件下可进行，如铜和稀硫酸不反应，但在铜为阳极，电解质为硫酸的电解池中可反应生成硫酸铜和氢气，，故A错误；
B.熵增加且放热的反应，，反应可自发进行，故B正确；
C.熵增加的反应不一定自发进行，单一判据不够全面，故C错误；
D.吸热反应、放热反应均可能自发进行，单一判据不够全面，故D错误。
故选B。
4.【答案】D
【解析】
本题主要考查的是合成氨反应过程中的能量变化，意在考查学生的分析能力和知识应用能力，解题的关键是掌握影响化学反应速率和化学平衡的因素。
【解答】
A.使用催化剂能加快反应速率，缩短该反应到达平衡的时间，故A正确；
B.提高与的投料比，可增大的转化率，故B正确；
C.合成氨的反应是气体分子数减小的反应，增大压强能提高的反应速率和转化率，故C正确；
D.由图示可知，合成氨的反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，不利于提高的平衡转化率，故D错误。
5.【答案】C
【解析】解：已知：石墨，
石墨，，
由盖斯定律得：，、 均小于0，所以；石墨，完全燃烧放出的热量多，则生成二氧化碳放出的热量多，由于均为负值，则；
故选C。
本题考查了反应热的大小比较和盖斯定律的应用，题目难度不大，掌握基础是关键，注意放热反应的为负值，放热越多，越小。
6.【答案】B
【解析】解：A、，，所以A物质能量比B物质能量高，所以B稳定，分子内共价键键能A比B小，故A错误；
B、当反应物总能量生成物总能量，则反应是放热反应，，故B正确；
C、燃烧热要求生成稳定的氧化物，C对应的稳定氧化物为，故C错误；
D、浓硫酸溶于水要放热，则放出热量大于，故D错误。
故选：B。
本题考查学生化学反应中的能量变化的有关知识，可以根据所学知识进行回答，难度不大．
7.【答案】B
【解析】
本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握反应中能量变化、焓变判断、热化学方程式书写为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。
【解答】
A.由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，故A错误；
B.由图可知，为放热反应，则和所具有的总能量大于和所具有的总能量，故B正确；
C.放热反应的焓变为负值，则热化学方程式为： ，故C错误；
D.由 可知，1 mol 和1 mol 反应生成1 mol 和1 mol 要吸收41kJ热量，故D错误。
故选B。
8.【答案】D
【解析】
本题考查了化学反应过程的分析、反应过程中催化剂作用、能量变化、化学键的变化，注意题干信息的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等。
【解答】
A.由图中变化可知，和反应生成，生成总反应的原子利用率为，故A正确；
B.由图中变化可知，甲烷在催化剂作用下经过选择性活化，其中甲烷分子中碳原子会与催化剂形成一新的共价键，则有键发生断裂，故B正确；
C.由图中可知，状态能量高于状态，过程为放热过程，有键形成，故C正确；
D.催化剂只改变反应速率，不改变化学平衡转化率，故D错误。
故选D。
9.【答案】B
【解析】解：由图可知，可表示、化学键的断裂过程，断裂化学键吸收能量，则该过程吸收能量，故A正确；
B.的过程是和断裂非极性键形成原子的过程，的过程是形成的过程，是极性键形成的过程，即的过程中有非极性键的断裂和极性键的形成，没有极性键的断裂和非极性键的形成，故B错误；
C.合成氨的反应属于人工固氮，由图可知，和的总能量大于的总能量，则合成氨的反应是放热反应，故C正确；
D.合成氨过程中使用Fe等作催化剂，Fe等参与中间反应，改变反应途径，以降低反应的活化能，提高反应速率，故D正确；
故选：B。
A.断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量；
B.同种原子形成的共价键为非极性键，不同原子形成的共价键为极性键；
C.若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应发热，反之相反；
D.催化剂参与中间反应，改变了反应途径，降低了反应活化能。
本题考查反应热和焓变，明确反应历程中断键和成键方式、催化剂的作用、吸放热反应的判断等知识是解本题关键，注意分析图中化学键的变化，题目难度不大。
10.【答案】D
【解析】解：反应物的键能和生成物的键能和
A、反应的，故A错误；
B、反应的，故B错误；
C、键能越大越稳定，所以稳定性键键键，故C错误；
D、反应中各种键的键能上表数据都有，能够计算其焓变，故D正确；
故选：D。
旧键断裂需要吸收能量，新键的生成会放出能量，反应物的键能和生成物的键能和，且物质的键能越大越稳定，据此分析．
本题考查了根据键能计算焓变、键能越大越稳定的相关知识，题目难度不大．注意反应物的键能和生成物的键能和．
11.【答案】B
【解析】

本题考查对中和热实验数据的处理及相关计算，难度一般，掌握化学反应的综合计算为解答关键。
【解答】
A.由图可知，加入盐酸时混合液的温度是，故环境的温度应低于，故A错误；
B.恰好反应时参加反应的盐酸的体积是，由可知，消耗的氢氧化钠溶液的体积为，设恰好反应时氢氧化钠溶液中溶质的物质的量是n，
HCl
1 1
n
则，所以浓度是，故B正确；
C.该实验中需要使用环形玻璃搅拌棒在上下方向轻轻转动搅拌，故C错误；
D.该实验不可用相同物质的量的氢氧化钠固体投入盐酸中测定中和热，否则因NaOH溶解放热，使得测定数值偏高，故D错误；
故选B。
12.【答案】A
【解析】
本题考查热化学方程式的书写，题目难度不大，注意书写热化学方程式的注意事项以及反应热的计算方法。
【解答】
由图可以看出，为反应的活化能，反应热等于反应物的活化能减生成物的活化能，
所以，即，故B、D错误；
而1mol的转化为1mol的放出的热量为ckJ，根据盖斯定律有：
，
即：，故A正确，C错误；
故选A。
13.【答案】D
【解析】
本题考查了含氮的化合物之间的转化，化学反应能量变化，图象分析判断，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，注意断裂极性键，题目难度中等。
【解答】
A. 反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，故催化还原NO为放热反应，故A正确；
B.含有氮氢极性键，过程I中断裂极性键，断键吸热，铁元素由变为价，化合价降低作氧化剂，体现氧化性，故B正确；
C. 由图可知，过程III的化学方程式： ，故C正确；
D. 反应过程中， 在此过程中循环为催化剂不是中间产物，，故D错误。
14.【答案】A
【解析】
本题考查了反应速率的影响因素和反应的活化能、吸放热反应的判断等基础知识，题目难度不大。
【解答】
A. 升高温度化学反应速率增快，活化能大小不受影响，故A错误；
B. 由图可知A转化为D和E的反应为吸热反应，故B正确；
C. 使用催化剂可以降低反应的活化能，但不影响始态和终态的能量，所以反应的热效应不受影响，故C正确；
D. 第一步的活化能高于第二步，活化能越大，反应速率越慢，故第一步反应的速率小于第二步反应的速率，故D正确。
15.【答案】D
【解析】解：催化剂能改变反应途径，降低反应的活化能，加快反应速率，但不能改变反应始态和终态，不能改变反应的焓变，故A错误；
B.催化WGS反应时，机理反应的焓变分别为：、、、、、、，由盖斯定律可知，WGS反应的焓变，故B错误；
C.加入催化剂后，活化能越低，催化剂越好，由表中数据可知活化能更低，所以催化效果更好，故C错误；
D.反应活化能最大的那步反应决定总反应的反应速率，由表中数据可知，反应的活化能数值均对应最大，对总反应的反应速率起决定作用，所以该机理中WGS反应的速率控制步骤是反应，故D正确；
故选：D。
A.催化剂不能改变反应的焓变；
B.根据“焓变反应物的活化能生成物的活化能”计算各步反应的焓变，再根据盖斯定律计算总反应的焓变；
C.反应的活化能越大，反应速率越小，催化剂的催化效果相对越差，分子相反；
D.反应的活化能越大，反应速率越小，总反应的反应速率由反应慢的那步反应的反应速率决定，即反应活化能最大的那步反应决定总反应的反应速率。
本题考查反应热与焓变，为高频考点，把握表中能量变化、焓变与活化能的计算关系、活化能与化学反应速率的关系为解答的关键，侧重分析、观察与数据处理能力的考查，注意掌握催化剂的作用，题目难度中等。
16.【答案】


白磷，红磷， ；红磷；低
；
；强
【解析】
本题考查了盖斯定律的运用、物质的稳定性与能量的关系、热化学方程式书写，化学键键能和焓变关系计算，题目难度中等。
【解答】
根据图示和1molCO反应生成和NO过程中能量变化为放出234kJ的能量，即热化学方程式为：；，
故答案为：；；
乙醇完全燃烧生成和液态水时放热，则1mol乙醇的质量，完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为，其反应的热化学方程式为：，
故答案为：；
根据题意可确定中和热的热化学方程式为 ，
故答案为： ；
由已知方程式得白磷，红磷，，白磷转化为红磷放热，则白磷能量比红磷高，能量越低越稳定，红磷稳定。
故答案为：白磷，红磷， ；红磷；低；
被氧化，放出的热量，则反应热化学方程式为 ，
故答案为： ；
焓变反应物断键吸收热量生成物形成化学键放出热量，由，可得：，得到，；中键的键能大于比HCl中HCl键的键能，所以中键比HCl中HCl键强；
故答案为：；强。
17.【答案】
【解析】解：由图可知：键的键能为，焓变反应物总键能生成物总键能，热化学方程式为；
故答案为：；
由图可知，和1molCO反应生成和NO放热为，其热化学方程式为，
故答案为：；
由图可知，D中Cl元素的化合价为价，则D为，
故答案为：；
结合Cl元素的化合价可知反应为，生成1molC时能量变化为，热化学方程式为，
故答案为：；
物质的量为，在、101kPa下，每消耗放热，则消耗放热，则热化学方程式为，
故答案为：。
焓变等于反应物的总键能减去生成物的总键能，结合焓变及状态书写热化学方程式；
由图可知，和1molCO反应生成和NO放出热量为，结合焓变及状态书写热化学方程式；
由图可知，D中Cl元素的化合价为价；
结合Cl元素的化合价可知反应为，生成1molC时能量变化为；
物质的量与热量成正比，结合焓变及状态书写热化学方程式。
本题考查热化学方程式，为高频考点，把握物质的量计算、物质的状态及焓变为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意热化学方程式的书写方法，题目难度不大。
18.【答案】
【解析】解：该反应的焓变，所以热化学方程式为：，
故答案为：；
利用盖斯定律进行计算，
将得，，
故答案为：；
白磷燃烧的方程式为，反应物键能生成物键能，1mol白磷完全燃烧需拆开、，形成、，
所以，解得，
故答案为：。
根据能量变化图，反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，结合热化学方程式的书写规则书写；
利用盖斯定律进行计算；
白磷燃烧的方程式为，根据化学键的断裂和形成的数目结合键能来进行计算。
本题考查了热化学方程式的书写、盖斯定律的应用以及反应热的计算方法，题目难度中等，注意反应热的计算，特别是注意分析白磷的氧化磷的分子结构，正确判断共价键的类型和数目。
19.【答案】放热 环形玻璃搅拌棒 偏大
【解析】解：若反应物的总能量为，生成物的总能量为，且，则该反应为放热反应，
故答案为：放热；
由图象可知2molCO和1mol氧气生成2mol二氧化碳放出566kJ的热量，所以热化学方程式为，
故答案为：；
和混合可作火箭推进剂，已知：和足量氧气反应生成和，放出的热量，和足量氧气反应生成和，放出的热量，反应的，
故答案为：；
热化学方程式为：
根据盖斯定律得：，
故答案为：；
图2分析可知a电极是原电池负极，肼失电子发生氧化反应，电极反应为：，
故答案为：；
当负极区溶液增重18g，结合电极反应得到，，增加4mol水，电子转移4mol，负极区增加18g，则电路中转移电子总数为，
故答案为：；
量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒，
故答案为：环形玻璃搅拌棒；
实验室提供了和两种浓度的NaOH溶液，为了使反应充分，NaOH应过量，所以选择的溶液进行实验，
故答案为：；
若实验过程中分多次加入所选浓度的NaOH溶液，测定热量数值减小，反应焓变为负值，会导致所测得的中和热偏大，
故答案为：偏大。
反应前后能量守恒分析判断；
由图象可知2molCO和 1mol氧气生成2mol二氧化碳放出566kJ的热量，标注物质聚集状态和反应焓变写出热化学方程式；
质量守恒写出方程式，物质的量与反应热成正比；
热化学方程式为：
根据盖斯定律得和反应生成和的热化学方程式；
图2分析可知a电极是原电池负极，肼失电子发生氧化反应；
电极反应前后溶液的质量变化计算电子转移总数；
量热计的构造来判断该装置的缺少仪器；为了使反应充分，NaOH应过量，若实验过程中分多次加入所选浓度的NaOH溶液，热量损失，热量数值减小。
本题考查了化学反应能量变化的计算应用、盖斯定律的应用、热化学方程式的书写方法、电化学等知识，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力，把握热化学方程式的书写规则及其意义即可解答，题目难度中等。
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