2024届高三新高考化学大一轮专题训练：化学反应热的计算
一、单选题
1．（2023春·江苏盐城·高三盐城市第一中学校联考期中）长征二号F遥十二运载火箭发动机发生的反应为：。下列有关说法正确的是
A．偏二甲肼的结构简式为(CH3)2N＝NH2
B．N2O4在反应中做还原剂
C．该反应的△H<0、△S<0
D．用E总表示键能之和，该反应的 E总(反应物)< E总(生成物)
2．（2023春·重庆沙坪坝·高三重庆一中校考期中）用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染。例如：
①
②
下列说法错误的是
A．反应①②中，相同物质的量的甲烷发生反应，转移的电子数相同
B．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2生成N2和H2O(g)，放出的热量为173.4kJ
C．由反应①可知：
D．已知CH4的燃烧热为akJ/mol，由组成的混合物2mol，完全燃烧并恢复到常温时放出的热量为bkJ，则H2的燃烧热为
3．（2023·河北唐山·统考三模）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A．30g乙酸与乳酸的混合物中含有C-O σ键的数目为NA
B．Na2O2晶体中所含的阴阳离子总数目为3NA
C．，当放出热量为92kJ时，转移电子数为6NA
D．6.5gZn投入10mL18浓硫酸中完全溶解，产生的气体分子数为0.1NA
4．（2023春·新疆塔城·高三塔城地区第一高级中学校考期中）常温下，根据键能数据估算的反应热量变化是
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能 414 489 565 155
A．放出 B．吸收
C．放出 D．吸收
5．（2023春·河北·高三泊头市第一中学校联考期中）下列说法正确的是
A． ，将0.5mol和足量在此条件下充分反应，放出热量46.2 kJ
B．(白磷，s)= 4P(红磷，s) ，则白磷比红磷稳定
C． ，则相同条件下，1mol和1mol断键吸收的总能量小于生成2mol成键释放的总能量
D．已知： ； ，则
6．（2023春·云南大理·高三大理白族自治州民族中学校考期中）已知化学反应的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是
A．该反应有可能是放热反应
B．断裂和键，放出能量
C．和反应生成吸收的热量为
D．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
7．（2023春·广东江门·高三江门市培英高级中学校考期中）下列说法正确的是
A．对于吸热反应，生成物总能量一定低于反应物总能量
B．石墨和金刚石与氧气反应完全燃烧的产物都是，故相同条件下，12g的石墨和金刚石分别充分燃烧放出的热量相等
C．一定条件下，将0.5mol和1.5mol置于某密闭容器中充分反应生成，放热19.3kJ，根据此实验事实可知：该条件下，每生成1mol，放热19.3kJ
D．是放热反应，Cl-Cl键和O=O键的键能分别为243kJ/mol和498kJ/mol，则可推算出H-O键的键能比H-Cl键的键能大
8．（2023春·河北·高三校联考期中）已知 kJ mol。不同条件下反应过程的能量变化如图，下列说法正确的是
A．
B．改变催化剂不仅改变了反应过程也改变了反应的焓变
C．催化剂Y的效果比催化剂X的更好
D．无催化剂时，断开反应物中所有化学键需要吸收能量kJ
9．（2023春·河南郑州·高三河南省实验中学校考期中）已知反应NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)的能量变化如图所示，下列说法不正确的是
A．该反应的反应物或生成物都能用来表示该反应的反应速率
B．1 mol NO2和1 mol CO的键能总和小于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和
C．若将该反应设计成燃料电池，则电极反应物不同，电极材料可能相同
D．1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量
10．（2023春·广东广州·高三广州市真光中学校考阶段练习）如图为等物质的量的H2(g)和Cl2(g)反应生成HCl(g)的微观示意图。下列说法正确的是
A．a＞b
B．过程Ⅰ放出热量，过程Ⅱ吸收热量
C．反应物的总能量大于生成物的总能量
D．该反应过程中断裂与形成的化学键均为极性键
11．（2023·广东湛江·统考二模）根据下列实验操作和现象，得出的结论正确的是
选项 实验操作与现象 实验结论
A 用溶液分别与等体积、等浓度的溶液、盐酸反应，测得反应热依次为、，
B 在锌和稀硫酸的混合物中滴几滴溶液，产生气体的速率加快 降低了锌和硫酸反应的活化能
C 向某溶液中滴加甲基橙溶液，溶液变黄色 该溶液一定呈碱性
D 二氧化锰和浓盐酸共热，产生气体的速率由慢到快 升温，活化分子百分率不变，活化分子总数增多
A．A B．B C．C D．D
12．（2023春·浙江宁波·高三余姚中学校考期中）已知断开键消耗能量，断开键消耗能量，，则断开
A．吸收能量 B．释放能量
C．吸收能量 D．释放能量
13．（2023秋·广东广州·高三广州市第十七中学校考期中）下列各组热化学方程式中，ΔH的比较正确的是
①C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH1；C(s)+ O2(g)=CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3； S(g)+O2(g)= SO2(g) ΔH4
③H2(g)+O2(g)= H2O(l) ΔH5：2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ΔH6
④CaO(s)+ H2O(1)= Ca(OH)2(s) ΔH7； CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(s) ΔH8
A．ΔH1<ΔH2 B．ΔH3<ΔH4
C．ΔH5<ΔH6 D．ΔH7>ΔH8
14．（2023春·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考期中）为实现“碳达峰”，合成简单有机物有利于实现“碳中和”，其反应可表示为：
反应Ⅰ： ；
反应Ⅱ：
反应Ⅰ，催化加氢制甲醇通过如下步骤来实现：
步骤①：
步骤②：
化学键
键能 436 326 R 464 414
下列说法不正确的是
A．键能数值为1070
B．步骤②反应的
C．和的总键能大于和的总键能
D．根据上述反应可以写出：
二、非选择题
15．（2023·全国·高三假期作业）捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下逆反应：
反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)=(NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)=NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)=2NH4HCO3(aq) ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3=___________。
16．（2023春·四川遂宁·高三四川省蓬溪中学校校考期中）氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入可发生下列反应：。下表为反应在温度下的部分实验数据：
0 500 1000 1500
(mol) 10.00 7.04 4.96 4.96
请回答：
(1)从反应开始到500 s，生成的平均速率_______。
(2)温度下，该反应达到平衡时的转化率_______。
(3)NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收，写出相关化学方程式：_______，在此反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(4)对于反应：，下列说法不正确的是_______。
A．开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零
B．不可能100%转化为
C．该条件下当混合气体密度不再变化，反应达到最大限度
D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度
E.200℃时，转化率几乎为0，可能原因是能量不足以破坏的分子间作用力
(5)①若在恒容密闭容器中充入一定量的和，发生反应：，该反应的正反应速率随时间变化的曲线如下图所示：
请解释正反应速率如图变化的原因：_______。
②氮的另一种氢化物肼()，是一种可燃性的液体，可用作火箭燃料。键能是指破坏1 mol化学键所吸收的能量，下列共价键的键能信息如表所示：
共价键 N-H N-N O=O O-H
键能(kJ/mol) 391 161 498 946 463
关于反应，则32g 与完全反应将放出热量_______kJ。
17．（2023·全国·高三专题练习）三甲胺[N(CH3)3]是重要的化工原料。最近我国科学家实现了使用铜催化剂将N，N－二甲基甲酰胺[(CH3)2NCHO，简称DMF]转化为三甲胺的合成路线。回答下列问题：
(1)结合实验与计算机模拟结果，研究单一DMF分子在铜催化剂表面的反应历程，如图所示：
该历程中最大能垒(活化能)=______eV，该步骤的化学方程式为______。
(2)该反应变化的ΔH______0(填“＜”、“＞”或“=”)，制备三甲胺的热化学方程式为______。
18．（2023春·陕西西安·高三长安一中校考期中）联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
(1)联氨分子的结构式为___________。
(2)美国加利福尼亚大学圣地亚哥的G· N·SChrauzer等人用氮气和水蒸气在触媒上，光照射下合成高能气态联氨初获成功。该反应的热化学方程式为___________。
化学键 N-H H-O O=O N≡N N-N
键能/KJ·mol-1 391 463 496 946 159
(3)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=-1048.9kJ·mol-1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=___________；联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为___________。
(4)火箭推进器中还可以装联氨和过氧化氢，当它们混合时即产生气体，并放出大量热。已知16 g联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气，放出321kJ的热量，写出该反应的热化学方程式___________。
(5)联氨常由氨气和次氯酸钠溶液反应制得，写出该反应的离子方程式___________。
(6)在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2 ，实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3：2，则该分解反应的化学方程式为___________。
(7)联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨气相似。写出联氨与过量盐酸反应的离子方程式___________。
参考答案：
1．D
【详解】A．N原子能形成3个共价键，偏二甲肼的结构简式为(CH3)2N—NH2，A错误；
B．N2O4中N元素化合价降低，所以在反应中N2O4做氧化剂，B错误；
C．该反应气体物质的量增加，△S>0，C错误；
D．运载火箭发动机发生的反应为放热反应，用E总表示键能之和，则该反应的△H=E总(反应物)-E总(生成物)<0，D正确；
故选D。
2．C
【详解】A．反应①中1molCH4失去8mol电子生成1molCO2，反应②1molCH4失去8mol电子生成1molCO2，反应①②中相同物质的量的甲烷发生反应，转移电子数相同，A正确；
B．标准状况下4.48L甲烷物质的量为0.2mol，(反应①+反应②)÷2得到CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，ΔH=-867kJ/mol，则0.2mol甲烷还原NO2生成N2和H2O(g)，放出热量为867kJ/mol×0.2mol=173.4kJ，B正确；
C．反应①中H2O为气态，气态水变为液态水放出热量，则反应，C错误；
D．组成的混合物2mol中CH4有1.5mol，H2有0.5mol，现混合物完全燃烧恢复到常温时放出热量bkJ，且CH4的燃烧热为akJ/mol，则1.5molCH4燃烧放热1.5akJ，0.5molH2燃烧放出热量(b-1.5a)kJ，H2的燃烧热为2×(b-1.5a)kJ/mol=(2b-3a)kJ/mol，D正确；
故答案选C。
3．B
【详解】A．已知1分子CH3COOH中含有2个C-O σ键，而1分子乳酸CH3CH(OH)COOH中含有3个C-O σ键，故设30g乙酸与乳酸的混合物中含乙酸为xg，则乳酸为(30-x)g，故含有C-O σ键的数目为=NA，A正确；
B．已知Na2O2由Na+和构成，但图干未告知Na2O2的物质的量，故无法计算Na2O2晶体中所含的阴阳离子总数目，B错误；
C．由热化学方程式可知，当放出热量为92kJ时，反应消耗的H2为3mol，故转移电子数为6NA，C正确；
D．已知Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O、Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑，两个反应中锌的物质的量与生成气体的物质的量相等，故6.5gZn投入10mL18浓硫酸中完全溶解，产生的气体分子数为=0.1NA，D正确；
故答案为：B。
4．A
【详解】根据反应断键吸收热量(414×4 mol+4 mol×155) = 2 276 kJ，成键放出热量(489 × 4 mol+4 mol×565 )=4 216 kJ，该反应放出热量4216kJ-2276k=1 940 kJ，故选A。
5．C
【详解】A．表示生成2mol时放出的热量为92.4kJ，该反应时可逆反应，将0.5mol和足量在此条件下充分反应，生成的小于1mol，放出的热量小于46.2 kJ，故A错误；
B．(白磷，s)= 4P(红磷，s) 说明白磷的能量比红磷高，能量越低越稳定，则红磷比白磷稳定，故B错误；
C． 说明该反应是放热反应，则相同条件下，1mol和1mol断键吸收的总能量小于生成2mol成键释放的总能量，故C正确；
D．C单质完全燃烧生成CO2放出的热量大于不完全燃烧生成CO放出的热量，则，故D错误；
故选C。
6．C
【详解】A．由图可知，生成物的总能量大于反应物的总能量，该反应为吸热反应，A项错误；
B．断裂化学键吸收能量，根据图示可知断裂1 mol A-A和1 mol B-B键，吸收a kJ能量，B项错误；
C．该反应为吸热反应，1 mol A2(g)和1 mol B2(g)反应生成2 mol AB(g)吸收的热量为(a-b) kJ，C项正确；
D．由图可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，D项错误；
答案选C。
7．D
【详解】A．对于吸热反应，生成物总能量一定高于反应物总能量，故A错误；
B．石墨和金刚石完全燃烧的化学方程式均可表示为，金刚石、石墨含有的能量不同，相同条件下，12g的石墨和金刚石分别充分燃烧放出的热量不相等，故B错误；
C．合成氨为可逆反应，一定条件下，将和置于某密闭容器中充分反应生成的物质的量小于1mol，放热，所以该条件下，每生成，放热大于，故C错误；
D．断键吸热、成键放热，是放热反应，石墨断键吸收的能量小于成键放出的能量，Cl-Cl键和O=O键的键能分别为和，设H-O键的键能、H-Cl键的键能分别为akJ/mol、bkJ/mol，则4b+498<2×243+4a，解得a-b>3，可推算出H-O键的键能比H-Cl键的键能大，故D正确；
故选D。
8．C
【详解】A．焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此，故A错误；
B．改变催化剂能改变了反应过程，但不能改变了反应的焓变，故B错误；
C．根据图中信息得到催化剂Y的活化能更低，其效果比催化剂X的更好，故C正确；
D．无催化剂时，断开反应物中所有化学键需要吸收能量kJ，故D错误。
综上所述，答案为C。
9．D
【详解】A. 该反应的反应物或生成物均为气体，都能用来表示该反应的反应速率，故A正确；
B. 1 mol NO2和1 mol CO的键能总和小于1 mol NO和1 mol CO2的键能总和，反应是放热反应，故B正确；
C. 若将该反应设计成燃料电池，则电极反应物不同，CO在负极发生氧化反应，NO2在正极发生还原反应，电极材料可能相同，故C正确；
D. 1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)的总能量高于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量，反应放热，故D错误；
故选D。
10．C
【详解】A．氢气和氯气的反应为化合反应，为放热反应，故a
C．该反应为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，C正确；
D．该反应过程中断裂的化学键为非极性键，D错误；
故选C。
11．A
【详解】A．用溶液分别与等体积、等浓度的溶液、盐酸反应，测得反应热依次为、，是弱酸在水溶液中存在电离平衡，若，说明的电离过程吸热，
，故A正确；
B．在锌和稀硫酸的混合物中滴几滴溶液，Ag2SO4与Zn反应生成的Ag附着在Zn表面形成银锌原电池加快了化学反应速率，Ag2SO4不是催化剂，不能降低了锌和硫酸反应的活化能，故B错误；
C．甲基橙的变化范围：3.1-4.4，即在pH>4.4时溶液呈黄色，向某溶液中滴加甲基橙溶液，溶液变黄色，该溶液不一定呈碱性，故C错误；
D．二氧化锰和浓盐酸共热生成氯气，该反应是放热反应，反应过程中温度升高，活化分子百分数增加，活化分子数增多，化学反应速率增大，故D错误；
故选A。
12．A
【详解】反应物键能和-生成物键能和，则该反应E()+2E()-6E()=E()+2×-6×=，E()=，则断开吸收能量，故A正确；
故选：A。
13．A
【详解】A．①等质量的C完全燃烧即发生反应C(s)+O2(g)= CO2(g)放出的热量比不完全燃烧即发生反应C(s)+O2(g)=CO(g)放出的热量更多，故有0＞ΔH2＞ΔH1，A正确；
B．②等质量的S固体时具有的总能量比气态时小，故等质量的硫发生反应S(s)+O2(g)=SO2(g)放出的热量小于硫发生S(g)+O2(g)= SO2(g)放出的热量，故0＞ΔH3＞ΔH4，B错误；
C．根据反应热与方程式的计量系数呈正比，故③H2(g)+O2(g)= H2O(l)，2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ，2ΔH5=ΔH6＜0，则有ΔH5＞ΔH6，C错误；
D．④CaO(s)+ H2O(1)= Ca(OH)2(s)是放热反应，即ΔH7＜0，而CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(s)为吸热反应，即ΔH8＞0，则有ΔH7＜ΔH8，D错误；
故答案为：A。
14．C
【分析】由题中信息可知，反应Ⅰ=步骤①+步骤②，根据盖斯定律得到，=+，故=-=-49 kJ/mol-(+41 kJ/mol)=-90 kJ/mol，=反应物总键能-生成物总键能，步骤②中的=R kJ/mol+2436 kJ/mol –(3414 kJ/mol+326 kJ/mol+464 kJ/mol)=-90 kJ/mol，则R=1070。
【详解】A．由分析可知，键能数值为1070，A项正确；
B．由分析可知，步骤②反应的，B项正确；
C．步骤①： ，＞0，故和的总键能大于和的总键能，C项错误；
D．反应Ⅱ-步骤②2得到反应：，根据盖斯定律可知，=-2=，D项正确；
答案选C。
15．2ΔH2－ΔH1
【详解】根据反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ之间的关系，由盖斯定律可知2×②－①得热化学方程式为：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)=2NH4HCO3(aq) ΔH3=2ΔH2－ΔH1。
16．(1)
(2)50.4%
(3) NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O 1：1
(4)CE
(5) 温度升高大于反应物浓度下降对正反应速率的影响，使正反应速率增大；反应物浓度下降大于温度升高对正反应速率的影响，使正反应速率减小；t3达到化学平衡状态； 287.5kJ/mol
【详解】（1）；
故答案为：；
（2）根据数据可知，1000s时反应达到平衡，；故答案为：50.4%；
（3）NO和NO2按一定比例混合可以被NaOH溶液完全吸收，则反应的化学方程式为NO+NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O，氧化剂与还原剂的比为1：1；
（4）A．刚开始反应时候，反应物浓度最大，生成物浓度最小，则正反应速率最大，逆反应速率最小，A正确；
B．该反应为可逆反应，则N2O5不可能100%转化，B正确；
C．根据公式，，反应前后质量不变，恒容容器的体积不变，则密度不变，C错误；
D．升高温度、增大压强、增大反应物浓度可以促进平衡正向进行，D正确；
E．分子间作用力决定物理性质，E错误；
故答案为：CE；
（5）①温度升高大于反应物浓度下降对正反应速率的影响，使正反应速率增大；反应物浓度下降大于温度升高对正反应速率的影响，使正反应速率减小；后达到化学平衡状态；
②反应焓变=反应物键能-生成物键能=；
故答案为：287.5kJ/mol。
17．(1) 1.19 eV N(CH3)3+OH*+H*=N(CH3)3(g)+H2O(g)
(2) ＜ (CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g) ΔH=-1.02NAeV/mol
【详解】（1）如图所示，反应历程中反应物和生成物相对能量差值最大的为最大能垒，即N(CH3)3+OH*+H*=N(CH3)3(g)+H2O(g)，反应过程中活化能最大，活化能=2.21 eV -1.02 eV =1.19 eV。
（2）如图所示，根据盖斯定律，反应热只与反应始态和终态有关，与反应过程无关，反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，ΔH<0，单一DMF分子反应释放的能量为1.02eV，1mol该分子放出的能量为1.02NAeV，热化学反应方程式：(CH3)2NCHO(g)+2H2(g)=N(CH3)3(g)+H2O(g) ΔH=-1.02NAeV/mol。
18．(1)
(2)N2(g)+2H2O(g)=N2H4(g)+O2(g) ΔH=+579kJ·mol-1
(3) ΔH4=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1 反应放热量大、产生大量气体
(4)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ/mol
(5)2NH3+ClO- = N2H4+Cl- +H2O
(6)7N2H4 8NH3↑+3N2↑+2H2↑
(7)N2H4+2H+=N2H
【详解】（1）N2H4是共价化合物，氮原子和氢原子形成共价键，氮原子和氮原子间也形成共价键，结构式为：。
（2）光照射下合成高能气态联氨的方程式为：N2(g)+2H2O(g)=N2H4(g)+O2(g)，ΔH=反应物的键能-生成物的键能=946 kJ·mol-1+2×463 kJ·mol-1-496 kJ·mol-1-4×391 kJ·mol-1-159 kJ·mol-1=+579kJ·mol-1。
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算③×2-②×2-①得到④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) △H4=2△H3-2△H2-△H1，根据反应④可知，联氨和N2O4反应放出大量热且产生大量气体，产物无污染，因此可作为火箭推进剂。
（4）联氨与过氧化氢反应生成N2和水蒸气的化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g)，16 g联氨物质的量为 =0.5mol，则1mol液态联氨与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出热量为=642kJ，反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ/mol。
（5）联氨常由氨气和次氯酸钠溶液反应制得，写出该反应的离子方程式为：2NH3+ClO- = N2H4+Cl- +H2O。
（6）在高温下，N2H4可完全分解为NH3、N2及H2，实验测得分解产物中N2与H2的物质的量之比为3：2，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：7N2H4 8NH3↑+3N2↑+2H2↑。
（7）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨气相似，联氨与过量盐酸反应时1个N2H4分子可以结合2个H+生成N2H，离子方程式为：N2H4+2H+=N2H。
