化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物的总能量是不同的。以下是化学反应与能量专项练习，请考生练习。
1.某反应的反应过程中能量变化如下图所示(图中E表示活化能)。下列叙述正确的是()
A.逆反应的活化能大于正反应的活化能
B.该反应为放热反应
C.催化剂能改变反应的焓变
D.催化剂能降低反应的活化能
【答案】D
2.(上海十三校联考)化学家借助太阳能产生的电能和热能，用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列有关说法正确的是()
A.该合成中所有的电能和热能全部转化为化学能
B.该合成氨过程不属于氮的固定
C.空气、水、太阳能均为可再生资源
D.断裂N2中的NN键会释放出能量
【答案】C
3.已知：①1 mol H2中化学键断裂时需要吸收 436 kJ 的能量;②1 mol Cl2中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量;③由氢原子和氯原子形成1 mol HCl时释放431 kJ的能量。下列叙述正确的是()
A.氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)
B.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H=+183 kJ/mol
C.氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H=-183 kJ/mol
D.氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的H=-183 kJ/mol
【答案】C
【解析】根据反应热的含义，生成2 mol氢氯键放出热量4312 kJ，断裂1 mol H2和Cl2分别吸收热量436 kJ、243 kJ，故H=436+243-4312=-183 kJ/mol。
4.已知在298 K时下述反应的有关数据如下：
C(s)+O2(g)===CO(g) H1=-110.5 kJ/mol
C(s)+O2(g)===CO2(g) H2=-393.5 kJ/mol
则C(s)+CO2(g)===2CO(g)的H为()
A.+283.5 kJ/mol B.+172.5 kJ/mol
C.-172.5 kJ/mol D.-504 kJ/mol
【答案】B
【解析】根据盖斯定律，H=2(-110.5 kJ/mol)-(-393.5 kJ/mol)=+172.5 kJ/mol。
5.已知：Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g) H1
2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) H2
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) H3
则反应Cu(s)+H2O2(l)+2H+ (aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l)的H是()
A.H=H1+H2+H3B.H=H1+H2-H3
C.H=H1+2H2+2H3D.H=2H1+H2+H3
【答案】A
6.已知盐酸和氢氧化钠溶液的中和热为H=-57.3 kJ/mol，则稀醋酸与氢氧化钠(稀)的中和热(H)一般情况下()
A.大于-57.3 kJ/mol B.等于-57.3 kJ/mol
C.小于-57.3 kJ/mol D.无法比较
【答案】A
【解析】醋酸是弱酸，发生中和反应时会发生电离而吸热，注意正负号。
7.(海南卷)标准状态下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知HH、HO和O===O键的键焓H分别为436 kJ/mol、463 kJ/mol和495 kJ/mol。下列热化学方程式正确的是()
A.H2O(g)===H2(g)+O2(g) H=-485 kJ/mol
B.H2O(g)===H2(g)+O2(g) H=+485 kJ/mol
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) H=+485 kJ/mol
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) H=-485 kJ/mol
【答案】D
【解析】根据HH、HO和O===O键的键焓H分别为436 kJ/mol、463 kJ/mol、495 kJ/mol，可以计算出2 mol H2和1 mol O2完全反应生成2 mol H2O(g)产生的焓变是436 kJ/mol2+495 kJ/mol1-463 kJ/mol4=-485 kJ/mol，所以该过程的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) H=-485 kJ/mol，D正确。
8.将V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是()
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明化学能可能转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.0 mol/L
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【答案】B
【解析】观察图中曲线易知这是进行了多次不同的实验做出的曲线，在酸和碱以不同的比例进行混合时，酸和碱恰好反应时放出热量最大，即曲线中V1=30 mL处。由此可以计算碱的物质的量浓度为1.5 molL-1。22 ℃不是环境温度，酸碱反应放出了一定的热量，故环境温度应略低些。
9.(嘉兴检测)下列描述中，正确的是()
A.已知：2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) H=-566 kJmol-1
N2(g)+O2(g)===2NO(g) H=+180 kJmol-1
则2CO(g)+2NO(g)===N2(g)+2CO2(g) H=-746 kJmol-1
B.由CH3CH2CH2CH3(g)+13/2O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g) H=-2658 kJmol-1
可知正丁烷的标准燃烧热为2658 kJmol-1
C.OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) H=-57.3 kJmol-1故1 mol醋酸与1 mol NaOH完全反应，放出的热量一定为57.3 kJmol-1
D.已知：P4(白磷，s)===4P(红磷，s) 0，则白磷比红磷稳定
【答案】A
【解析】A项，目标方程式等于方程式①-方程式②，那么H=-566 kJmol-1-180 kJmol-1=-746 kJmol-1，正确;B项，燃烧热要生成常温下稳定的氧化物，H2O(l)才是H最稳定的氧化物，错误;C项，醋酸是弱酸，电离过程要吸热，1 mol醋酸与1 mol NaOH完全反应，放出的热量小于57.3 kJmol-1，错误;D项，0说明红磷具有的能量更低，物质具有的能量越低越稳定，所以红磷比白磷稳定，错误。
10.(株洲质检)下列有关反应热的说法正确的是()
A.在化学反应过程中，吸热反应需不断从外界获得能量，放热反应不需向外界放出能量
B.甲烷的燃烧热H=-890 kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式为
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) H=-890 kJ/mol
C.已知常温常压下：HCl(aq)+NaOH(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) H=-57.3 kJ/mol，则有
H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) H=-114.6 kJ/mol
D.已知：S(s)+O2(g)===SO2(g) H1=-Q1 kJ/mol，S(g)+O2(g)===SO2(g) H2=-Q2 kJ/mol，则Q1
【答案】D
【解析】在化学反应过程中，有的放热反应的发生需要先从外界获得能量，如铝热反应，A项错误;可燃物的燃烧热是1 mol可燃物生成稳定氧化物释放的热量，H形成的稳定氧化物是H2O(l)，B项错误;强酸强碱反应生成2 mol H2O(l)，放出的热量为中和热的2倍，但SO(aq)+Ba2+(aq)===BaSO4(s)，此过程要放出热量，-114.6 kJ/mol，C项错误;D项，S(s)===S(g) 0，说明后者反应物具有的能量更高，燃烧放出的热量比前者多，正确。 二、非选择题
11.实验室用50 mL 0.50 molL-1盐酸、50 mL 0.55 molL-1 NaOH溶液和下图所示装置进行测定中和热的实验，得到表中的数据：
实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 盐酸 NaOH溶液 1 20.2 20.3 23.7 2 20.3 20.5 23.8 3 21.5 21.6 24.9 试完成下列问题：
(1)实验时用环形玻璃棒搅拌溶液的方法是____________ ______________。
不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃棒的理由是__________ ________________。
(2)经数据处理，t2t1=3.4 ℃，则该实验测得的中和热H=________[盐酸和NaOH溶液的密度按1 g/cm3计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18 J/(g℃)计算]。
(3)若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水，测得中和热为H1，则H1与H的关系为H1________H(填、或=)，理由是______________ ____________________。
【答案】(1)上下搅动(或轻轻搅动) Cu传热快，防止热量损失 (2)-56.8 kJ/mol (3) NH3H2O属于弱电解质，电离吸热
【解析】(1)对于本实验，让氢氧化钠和盐酸尽可能地完全反应是减小误差的一个方面，所以实验时用环形玻璃棒上下搅动，以防将温度计损坏。减少热量散失是减小误差的另一个重要方面，所以选用玻璃棒，而不用铜丝。
(2)H=-[100 g4.1810-3 kJ/(g℃)3.4 ℃]0.025 mol=-56.8 kJ/mol。
(3)因弱电解质的电离过程是吸热的，将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水反应后放出的热量少，所以H1H。
12.将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式：
C(s)+O2(g)===CO2(g) H=-393.5 kJmol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(g) H=-242.0 kJmol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) H=-283.0 kJmol-1
请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：________________________________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量乙同学根据盖斯定律做出下面循环图：
并据此认为煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等。
请分析：甲、乙两同学观点正确的是______(填甲或乙判断的理由是___________________________________________________________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点：___________________________________________________________________________。
(4)水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料。CO和H2在一定条件下可以合成：①甲醇、②甲醛、③甲酸、④乙酸。
试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应，合成上述________(填序号)物质时，可以满足绿色化学的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。
【答案】(1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
H=+131.5 kJmol-1
(2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量
(3)①减少污染;②燃烧充分;③方便运输(任写两个)
(4)②④
【解析】根据盖斯定律将方程式合并即得C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) H=+131.5 kJmol-1，由此可知煤转化成水煤气是吸热反应，而甲正是忽略了这个问题，才误认为煤转化成水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量。CO和H2按1∶1反应合成物质时，可达到零排放，符合绿色化学的要求，则合成的物质的最简式应满足CH2O，则②④符合。
13.碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。
(1)水煤气(主要成分是CO和H2)又称合成气，在一定条件下能合成很多有用的有机物，请完成下列合成辛烷的方程式：8CO+17H2===C8H18+________。
(2)甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。
已知：①2CH4 (g)+3O2 (g)===2CO(g)+4H2O(l) H1
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) H2
则反应CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) 的H3=______________(用H1 和H2表示)。
(3)一定条件下，某密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时，c(NO2)=0.50 mol/L、c(N2O4)=0.125 mol/L，则2NO2(g)??N2O4(g)的平衡常数K=____________;若NO2起始浓度为2 mol/L ，在相同条件下，NO2的最大转化率为______。
(4)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
CO2(g)+H2(g)??CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表，回答下列问题：
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 ①该反应为________(填吸热或放热)反应。
②能使该反应的反应速率增大且平衡向正反应方向移动的是__________(填字母)。
a.及时分离出CO气体 b.适当升高温度
c.增大CO2的浓度 d.选择高效催化剂
【答案】(1)8H2O (2)(H1+H2)
(3)0.5 L/mol 50% (4)①吸热 ②bc
【解析】 (1)由质量守恒可知化学方程式还应生成8H2O。
(2)据盖斯定律可知 H3 =(H1+H2 )。
(3)平衡常数K===0.5 L/mol。
设NO2的转化浓度为x mol/L。
2NO2(g)?? N2O4(g)
起始浓度 2 mol/L 0
转化浓度 x mol/L 0.5x mol/L
平衡浓度 (2-x) mol/L 0.5x mol/L
据K==0.5 L/mol 解得x=1(x=4不符合题意)
NO2的最大转化率==50%。
(4)温度升高，平衡向吸热方向移动，K增大，则正反应方向为吸热反应;升高温度、增大CO2的浓度、使用催化剂都可增大反应速率，升高温度、增大CO2的浓度都使反应正向移动，而使用催化剂对化学平衡无影响。
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