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专题1　化学反应与能量变化
第一单元　化学反应的热效应
课时1　化学反应的焓变
1 下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是(　　)
A. 化学反应必然伴随能量变化
B. Na与H2O的反应属于放热反应
C. 断裂化学键放出热量
D. 化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
2 [2025扬师附中月考]下列反应过程中的能量变化情况符合下图的是(　　)
A. NaOH与H2SO4发生中和反应
B. 氧化钙和水反应
C. 红热的炭和水蒸气反应
D. CO气体的燃烧
3 [2025苏州期中]关于甲烷合成反应：CO2＋4H2===CH4＋2H2O(反应放热)，下列说法正确的是(　　)
A. 形成C—H需要吸收能量
B. 反应过程的能量变化可用下图表示
C. 该反应ΔH＝E(C===O)＋E(H—H)－E(C—H)－E(H—O)(用E表示某种化学键的键能)
D. 该反应过程中各元素化合价均未发生变化
4 下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是(　　)
5 分析下图：
下列有关说法不正确的是(　　)
A. HCl分解为H2与Cl2时吸收热量
B. 断开1 mol HCl中化学键时吸收热量 431 kJ
C. 甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙
D. 相同条件下，1 mol H2和1 mol Cl2的总能量大于2 mol HCl的能量
6 已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A. 该反应有可能是放热反应
B. 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. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D. 断裂1 mol A—A和1 mol B—B，放出 a kJ 能量
7 一定条件下，气态HCN(a)与HNC(b)的互变反应过程能量变化如下图。下列说法正确的是(　　)
A. HNC比HCN更稳定
B. HCN(g) HNC(g)　ΔH＝＋59.3 kJ/mol
C. HCN一定需要加热才能转化为HNC
D. 1 mol HCN(g)中的所有化学键全部断开需要吸收186.5 kJ的热量
8 N2和H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ/mol。下列说法正确的是(　　)
A. ①→④所有过程都是放热过程
B. ②→③过程，是吸热过程且只有H—H键的断裂
C. ③→④过程，N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3
D. 合成氨反应中，反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量
9 已知：一定条件下，断裂或形成某些化学键的能量关系如表。对于反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，下列说法正确的是(　　)
断裂或形成的化学键 能量数据
断裂1 mol H2分子中的化学键 吸收能量436 kJ
断裂1 mol Cl2分子中的化学键 吸收能量243 kJ
形成1 mol HCl分子中的化学键 释放能量431 kJ
A. 该反应的ΔH>0
B. 生成1 mol HCl时反应放热431 kJ
C. H2分子中的化学键比Cl2分子中的化学键更牢固
D. 相同条件下，H2分子具有的能量比Cl2分子高
10 Ⅰ. 硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理如下：
粗硅冶炼：(a) SiO2＋2CSi＋2CO↑。
精炼硅：(b) Si＋3HClSiHCl3＋H2；(c) SiHCl3＋H2Si＋3HCl。
化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题。
A B
(1) (a)是________(填“吸热”或“放热”，下同)反应，(b)是________反应，(c)是________反应。
(2) 反应(b)破坏反应物中的化学键所吸收的能量________(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。
Ⅱ. CO2和CH4催化重整可制备合成气，对减缓燃料危机具有重要的意义，其反应过程示意图如图所示。
(3) 该过程用化学方程式表示为____________________________________，反应的ΔH________(填“＜”“＞”或“＝”)0。
(4) 从起始到过渡态断裂的化学键有________，该过程________(填“放出”或“吸收”)能量。
11 请分析下列有关NO、NO2的内容并填空。
(1) 下图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程中的能量变化。
由上图写出N2(g)和O2(g)生成NO(g)的热化学方程式：_____________________________________________________________________。
(2) 下图是1 mol NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化示意图，请写出该反应的热化学方程式：_______________________________。
12 CO2是一种常见的气体，它不仅是绿色植物光合作用不可缺少的原料，而且在生产、生活中都有重要的用途。近年来，由于人类活动(如化石燃料燃烧)影响，CO2含量逐渐增长，出现温室效应、全球气候变暖、冰川融化等恶劣现象，对CO2的回收利用显得尤为重要。
Ⅰ. (1) 已知工业上采用高温煅烧石灰石的方法来制备CO2，其反应的化学方程式为____________________________________；该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
Ⅱ. 已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)＋6H2(g)===CH2===CH2(g)＋4H2O(g)。
(2) 几种物质的能量如表所示(在25 ℃、101 kPa 条件下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时的反应热为其具有的能量)。则该反应的ΔH＝________kJ/mol。
物质 CO2(g) H2(g) CH2===CH2(g) H2O(g)
能量/ (kJ/mol) －394 0 52 －242
(3) 几种化学键的键能如表所示，则a＝________。
化学键 C===O H—H C===C C—H H—O
能量/ (kJ/mol) 803 436 615 a 463
1. C　由于断键吸热，成键放热，因此化学反应必然伴随能量变化，A正确；Na与H2O生成氢氧化钠和氢气，属于放热反应，B正确；断裂化学键需要吸收能量，C错误；由于断键吸热，成键放热，因此化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的，D正确。
2. C　图中，反应物的总能量低于生成物的总能量，属于吸热反应。红热的炭与水蒸气的反应为吸热反应，C符合题意。
3. B　形成化学键放出能量，A错误；该反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，B正确；ΔH＝2E(C===O)＋4E(H—H)－4E(C—H)－4E(H—O)，C错误；该反应中C、H元素化合价发生变化，D错误。
4. D　锌粒与稀硫酸开始反应后，有H2生成，锥形瓶内气体压强增大，导致针筒活塞向右移动，不能说明该反应为放热反应，D符合题意。
5. C　1 mol H2和1 mol Cl2断键吸收总能量＝436 kJ＋243 kJ＝679 kJ，生成2 mol HCl释放能量862 kJ，因此生成HCl为放热反应，则HCl分解反应为吸热反应，A正确；生成2 mol H—Cl释放能量862 kJ，则断开1 mol H—Cl吸收能量＝＝431 kJ，B正确；甲→乙是吸热过程，乙具有的能量高于甲，氢气与氯气反应是放热反应，则甲的能量高于丙，因此总能量大小顺序是乙＞甲＞丙，C错误；由A项分析，1 mol H2和1 mol Cl2的总能量大于2 mol HCl的能量，D正确。
6. B　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、C错误；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，B正确；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，吸收a kJ能量，D错误。
7. B
8. D　②→③过程，N≡N断裂为两个N原子，H—H断裂为两个H原子，为吸热过程， A错误；由A分析可知，②→③过程还有N≡N断裂为两个N原子，B错误；③→④过程，N原子和H原子形成了N—H，N—H为极性键，C错误；合成氨的焓变小于零，为放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，D正确。
9. C　ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝436 kJ/mol＋243 kJ/mol－431 kJ/mol×2＝－183 kJ/mol<0，A错误；生成1 mol HCl时反应放热91.5 kJ，B错误；断裂化学键吸收的能量越多，说明化学键越牢固，由表中信息知，H2分子中的化学键比Cl2分子中的化学键更牢固，C正确；相同条件下，H2更稳定，由能量越低越稳定知，H2分子具有的能量比Cl2分子低，D错误。
10. (1) 吸热　放热　吸热
(2) 小于
(3) CH4＋CO22CO＋2H2　<
(4) C—H　吸收
解析：(3) 由图可知，该过程CH4与CO2在Ni催化作用下反应生成CO和H2，则化学方程式表示为CH4＋CO22CO＋2H2，反应物总能量高于生成物总能量，是放热反应，ΔH＜0。(4)从起始到过渡态，二氧化碳分子不变、甲烷分子被破坏，则断裂的化学键有C—H，该过程中能量升高、吸收能量。
11. (1) N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ/mol
(2) NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ/mol
12. (1) CaCO3CaO＋CO2↑　吸热
(2) －128　(3) 409.25
解析：(1) 根据信息高温煅烧石灰石制备CO2，可写出反应的化学方程式：CaCO3CaO＋CO2↑，该反应为分解反应，反应吸热。(2) ΔH＝E(生成物能量总和)－E(反应物能量总和)＝(52－242×4－0＋394×2)kJ/mol＝－128 kJ/mol。(3) ΔH＝E(反应物键能总和)－E(生成物键能总和)＝(803×4＋436×6－615－4a－463×8) kJ/mol＝－128 kJ/mol，解得a＝409.25。

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