高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題二 基本理論 第6講 化學(xué)反應(yīng)與能量（含解析）

專題二 基本理論第6講 化學(xué)反應(yīng)與能量1(2016牡丹江模擬)美國研究人員將CO和O附著在一種釕催化劑表面，用激光脈沖將其加熱到2 000 K，成功觀察到CO與O形成化學(xué)鍵生成CO2的全過程。下列說法不正確的是()ACO2屬于酸性氧化物BCO與O形成化學(xué)鍵的過程中放出能量C釕催化劑可以改變該反應(yīng)的焓變DCO與O形成化學(xué)鍵的過程中有電子轉(zhuǎn)移解析：A.二氧化碳和堿反應(yīng)生成鹽和水，說明二氧化碳是酸性氧化物，正確，不選A；B.形成化學(xué)鍵時放出熱量，正確，不選B；C.催化劑只改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)的焓變，錯誤，選C；D.一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳時碳的化合價升高，所以一氧化碳和氧形成化學(xué)鍵過程中有電子轉(zhuǎn)移，正確，不選D。答案：C2(2016海南卷)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是()(導(dǎo)學(xué)號 58870026)A由XY反應(yīng)的HE5E2B由XZ反應(yīng)的H0C降低壓強有利于提高Y的產(chǎn)率D升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率解析：A.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)，由XY反應(yīng)的HE3E2，錯誤；B.由圖象可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即由XZ反應(yīng)的H0，錯誤；C.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)：2X(g)=3Y(g)，該反應(yīng)是氣體體積增加的可逆反應(yīng)，降低壓強，平衡正向移動，有利于提高Y的產(chǎn)率，正確；D.由B分析可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，Z的產(chǎn)率降低，錯誤。答案：C3實驗測得，101 kPa時，1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ的熱量；1 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出890.3 kJ的熱量。下列熱化學(xué)方程式的書寫正確的是()(導(dǎo)學(xué)號 58870027)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ/molCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ/molCH4(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ/mol2H2(g)2O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/molABC D解析：甲烷的燃燒為放熱反應(yīng)，H<0，錯誤；1 mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時，放出890.3 kJ的熱量，中生成的水為氣態(tài)，正確，錯誤；2 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量為285.8 kJ2571.6 kJ，正確。答案：B4(2016佛山模擬)標準狀況下，氣態(tài)分子斷開1 mol 化學(xué)鍵的焓變稱為鍵焓，已知HH、HO和O=O鍵的鍵焓H分別為436 kJ/mol、463 kJ/mol和495 kJ/mol。下列熱化學(xué)方程式正確的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g)H485 kJ/molBH2O(g)=H2(g)O2(g)H485 kJ/molC2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJ/molD2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJ/mol解析：1 mol H2中含1 mol HH鍵，1 mol O2中含1 mol O=O鍵，1 mol H2O中含2 mol HO鍵。則反應(yīng)：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H(2436 kJ/mol495 kJ/mol)4463 kJmol1485 kJ/mol。答案：D5(2016全國卷)已知下列反應(yīng)：SO2(g)2OH (aq) =SO (aq)H2O(l)H1ClO (aq)SO (aq) =SO (aq)Cl (aq)H2CaSO4(s) =Ca2(aq)SO(aq)H3則反應(yīng)SO2(g)Ca2(aq)ClO (aq)2OH (aq) = CaSO4(s)H2O(l)Cl (aq)的H_。解析：將題給三個熱化學(xué)方程式分別標號為、，根據(jù)蓋斯定律，由可得：SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)，則有HH1H2H3。答案：H1H2H3【考綱再現(xiàn)】【錯題記錄】1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3了解熱化學(xué)方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算。4了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機中的重要作用。1(2016海南卷)油酸甘油酯(相對分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時可發(fā)生如下反應(yīng)：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃燒1 kg該化合物釋放出熱量3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃燒熱H為()A3.8104 kJ/molB3.8104 kJ/molC3.4104 kJ/molD3.4104 kJ/mol解析：燃燒熱是指1 mol可燃物充分燃燒，生成穩(wěn)定氧化物所放出的熱量。燃燒1 kg油酸甘油酯釋放出熱量3.8104 kJ，則燃燒1 mol油酸甘油酯釋放出熱量3.4104 kJ，則油酸甘油酯的燃燒熱H3.4104 kJ/mol。答案：D2(2016海淀模擬)H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：H2(g)I2(g)2HI(g)Ha kJ/mol已知：(a、b、c均大于零)下列說法不正確的是()(導(dǎo)學(xué)號 58870126)A反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量B斷開1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需能量大于斷開2 mol HI鍵所需能量C斷開2 mol HI鍵所需能量約為(cba) kJD向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ解析：該反應(yīng)的H0，為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，A項正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則斷開1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需的能量小于斷開2 mol HI鍵所需的能量，B項錯誤；HE(HH)E(II)2E(HI)a kJ/mol，故斷開2 mol HI鍵所需的能量約為(cba) kJ，C項正確；H2和I2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，2 mol H2和2 mol I2不可能完全反應(yīng)生成4 mol HI，因此放出的熱量小于2a kJ，D項正確。答案：B3已知斷開或形成1 mol化學(xué)鍵吸收或放出的能量稱為化學(xué)鍵的鍵能，如HH鍵的鍵能為436 kJ/mol，NN鍵的鍵能為945 kJ/mol，NH鍵的鍵能為391 kJ/mol。則下列有關(guān)工業(yè)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是()AN2(g)3H2(g)2NH3(g)H93 kJ/molBN2(g)3H2(g) 2NH3(g)H1 471 kJ/molCN2(g)3H2(g) 2NH3(g)H93 kJ/molDN2(g)3H2(g) 2NH3(g)H1 471 kJ/mol解析：根據(jù)反應(yīng)熱和鍵能的關(guān)系可得，H945 kJ/mol3436 kJ/mol6391 kJ/mol93 kJ/mol。答案：A4(2016閘北模擬)下列關(guān)于如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系(X代表鹵素)的說法錯誤的是()AQ30BQ1Q2Q3C按Cl、Br、I的順序，Q2依次增大DQ1數(shù)值越大，HX越穩(wěn)定解析：A.原子形成化學(xué)鍵過程中放熱，則反應(yīng)：2H(g)2X(g)=2HX(g)的Q30，故A正確； B根據(jù)蓋斯定律可知，途徑生成HX的反應(yīng)熱與途徑無關(guān)，所以Q1Q2Q3 ，故B正確； CCl、Br、I的原子半徑依次增大，Cl2、Br2、I2斷裂化學(xué)鍵需要能量減小，所以途徑按Cl、Br、I的順序，吸收的熱量Q2依次減小，故C錯誤； DQ1為氫氣和鹵素單質(zhì)形成HX的過程，該反應(yīng)中Q1越大，說明放出的熱量越多，則生成的HX具有能量越低，HX越穩(wěn)定，故D正確。答案：C5化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時放出的能量不同引起的。如圖為N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過程中的能量變化()下列說法正確的是()A1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反應(yīng)放出的能量為180 kJB1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的總能量小于2 mol NO(g)具有的總能量C通常情況下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)DNO是一種酸性氧化物，能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水解析：該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是N2(g)O2(g)=2NO(g)H(9464982632)kJ/mol180 kJ/mol，屬于吸熱反應(yīng)，A錯誤；吸熱反應(yīng)中反應(yīng)物總能量小于生成物的總能量，B正確；N2(g)和O2(g)的反應(yīng)條件是放電或高溫，C錯誤；NO不是酸性氧化物，D錯誤。答案：B6(2016江蘇卷)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是()太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)=2H2(g)O2(g) H1571.6 kJ/mol焦炭與水反應(yīng)制氫：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3 kJ/mol甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.1 kJ/molA反應(yīng)中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B反應(yīng)為放熱反應(yīng)C反應(yīng)使用催化劑，H3減小D反應(yīng)CH4(g)=C(s)2H2(g)的H74.8 kJ/mol解析：反應(yīng)是太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A不正確；反應(yīng)中H20，是吸熱反應(yīng)，B不正確；反應(yīng)使用催化劑不能改變反應(yīng)的焓變，H不變，C不正確；D項中，由蓋斯定律，反應(yīng)可得：CH4(g)=C(s)2H2(g)H74.8 kJ/mol，正確。答案：D7已知N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H1Q1 kJ/mol反應(yīng)歷程的能量變化如曲線I，說法正確的是()(導(dǎo)學(xué)號 58870127)A1 mol NN鍵能與3 mol HH鍵能之和大于6 mol NH鍵能，所以反應(yīng)為放熱BN2(g)3H2(g) 2NH3(l)HQ2 kJ/mol反應(yīng)歷程的能量變化如曲線，則Q2Q1C選擇合適的催化劑，可以降低反應(yīng)所需溫度，Q1數(shù)值也相應(yīng)減少D2 mol氨氣的能量高于1mol氮氣和3mol氫氣的能量之和，所以反應(yīng)需要高溫解析：A.化學(xué)反應(yīng)的焓變等于舊鍵斷裂吸收的能量和新鍵生成釋放的能量之差，1 mol NN鍵鍵能與3 mol HH鍵鍵能之和小于6 mol NH鍵鍵能，所以反應(yīng)為放熱，故A錯誤；B.氮氣和氫氣合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物和產(chǎn)物的能量差值越大，則反應(yīng)放出的熱量越大，則Q2Q1，故B正確；C.催化劑只能改變反應(yīng)速率，不會引起熱效應(yīng)的改變，選擇合適的催化劑，Q1值不會改變，故C錯誤；D.氮氣和氫氣合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的能量大于產(chǎn)物的能量，即2 mol氨氣的能量低于1 mol氮氣和3 mol氫氣的能量之和，故D錯誤。答案：B8已知E1134 kJ/mol、E2368 kJ/mol，請參考題中圖表，按要求填空：(導(dǎo)學(xué)號 58870128)圖圖(1)圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)過程中的能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1的變化是_(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，H的變化是_。NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：_。(2)捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng)。反應(yīng)：2NH3(l)H2O(l)CO2(g) (NH4)2CO3(aq)H1反應(yīng)：NH3(l)H2O(l)CO2(g) NH4HCO3(aq)H2反應(yīng)：(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g) 2NH4HCO3(aq)H3則H3與H1、H2之間的關(guān)系是：H3_。(3)下表所示是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù)：化學(xué)鍵PPPOO=OP=O鍵能/(kJ/mol)abcx已知白磷的燃燒熱為d kJ/mol，白磷及其完全燃燒生成的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖所示，表中x_ kJ/mol(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)。解析：(1)加入催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能，則E1和E2都減小，但E1E2不變，即反應(yīng)熱不改變。由圖知，1 mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成CO2和NO放出熱量368 kJ134 kJ234 kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO2(g)CO(g)=NO(g)CO2(g)H234 kJ/mol；(2)利用蓋斯定律，2得方程式，故H32H2H1；(3)白磷燃燒的化學(xué)方程式為P45O2=P4O10，1 mol白磷完全燃燒需拆開6 mol PP鍵、5 mol O=O鍵，形成12 mol PO鍵、4 mol P=O鍵，故12 molb kJ/mol4 molx kJ/mol(6 mola kJ/mol5 molc kJ/mol)d kJ/mol，解得x(6a5cd12b)kJ/mol。答案：(1)減小不變NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJ/mol(2)2H2H1(3)(d6a5c12b)9碳是形成化合物種類最多的元素，其單質(zhì)及化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。請回答下列問題：(1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N，轉(zhuǎn)化過程如下：H88.6 kJ/mol則M、N相比，較穩(wěn)定的是_。(2)已知CH3OH(l)的燃燒熱H238.6 kJ/mol，CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2(g)Ha kJ/mol，則a_238.6(填“>”“<”或“”)。(3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層，生成HCl和CO2，當有1 mol Cl2參與反應(yīng)時釋放出145 kJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。(4)火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒，所得物質(zhì)可作耐高溫材料，4Al(s)3TiO2(s)3C(s)=2Al2O3(s)3TiC(s)H1 176 kJ/mol，則反應(yīng)過程中，每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為_。解析：(1)M轉(zhuǎn)化為N是吸熱反應(yīng)，所以N的能量高，不穩(wěn)定。(2)甲醇燃燒生成CO2(g)和H2(g)屬于不完全燃燒，放出的熱量少，故a<238.6。(3)反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Cl2(g)2H2O(g)C(s)=4HCl(g)CO2(g)，當有2 mol Cl2參與反應(yīng)時釋放出290 kJ熱量，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2Cl2(g)2H2O(g)C(s)=4HCl(g)CO2(g)H290 kJ/mol。(4)所給反應(yīng)中轉(zhuǎn)移12 mol電子，故每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為1 176 kJ1298 kJ。答案：(1)M(2)<(3)2Cl2(g)2H2O(g)C(s)=4HCl(g)CO2(g)H290 kJ/mol(4)98 kJ10(1)新的環(huán)境空氣質(zhì)量標準(GB 30952012)已于2016年1月1日在我國全面實施。據(jù)此，環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)日報和實時報告包括了NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指標，為公眾提供健康指引，引導(dǎo)當?shù)鼐用窈侠戆才懦鲂泻蜕睢?導(dǎo)學(xué)號 58870129)汽車排出的尾氣中含有CO和NO等氣體，用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生NO的原因_。汽車排氣管內(nèi)安裝的催化轉(zhuǎn)化器，可使汽車尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。已知：N2(g)O2(g) =2NO(g)H180.5 kJ/mol2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol則反應(yīng)2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H_ kJ/mol。(2)直接排放氮氧化物會形成酸雨、霧霾，催化還原法和氧化吸收法是常用的處理方法。利用NH3和CH4等氣體除去煙氣中的氮氧化物。已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1a kJ/mol；欲計算反應(yīng)CH4(g)4NO(g)=CO2(g)2H2O(l)2N2(g)的焓變H2則還需要查詢某反應(yīng)的焓變H3，當反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比為最簡整數(shù)比時，H3b kJ/mol，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_，據(jù)此計算出H2_ kJ/mol(用含a、b的式子表示)。(3)合成氨用的氫氣可以由甲烷為原料制得。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示，則CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為_。解析：(1)按題干順序給3個熱化學(xué)方程式編號，由蓋斯定律2得2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO2(g)的H393.52180.5(221.0)kJ/mol746.5 kJ/mol。(2)根據(jù)蓋斯定律將已知的兩個熱化學(xué)方程式相減可得熱化學(xué)方程式為2N2(g)2O2(g)=4NO(g)Ha kJ/molH22b kJ/mol，則H2(a2b) kJ/mol，同時將上面的方程式及H都除以2可得熱化學(xué)方程式。(3)按題干順序給圖象中的3個熱化學(xué)方程式編號，根據(jù)蓋斯定律，3得CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H846.3(241.8)3(282.0) kJ/mol161.1 kJ/mol。答案：(1)N2O22NO746.5(2)N2(g)O2(g)=2NO(g)H3b kJ/mol(a2b)(3)CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H161.1 kJ/mol11已知單質(zhì)硫在通常條件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸氣狀態(tài)時，含有S2、S4、S6及S8等多種同素異形體，其中S4、S6和S8具有相似的結(jié)構(gòu)特點，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：在一定條件下，S8(s)和O2(g)發(fā)生反應(yīng)依次轉(zhuǎn)化為SO2(g)和SO3(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系可用下圖簡單表示(圖中的H表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。(1)寫出表示S8燃燒熱的熱化學(xué)方程式_。(2)寫出SO3分解生成SO2和O2的熱化學(xué)方程式_。(3)化學(xué)上規(guī)定，拆開或形成1 mol化學(xué)鍵吸收或放出的能量稱為該化學(xué)鍵的鍵能，單位kJ/mol。若已知硫氧鍵的鍵能為d kJ/mol，氧氧鍵的鍵能為e kJ/mol，則S8分子中硫硫鍵的鍵能為_。解析：(1)燃燒熱指的是1 mol燃料完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量，因此根據(jù)定義先寫出化學(xué)方程式：S8(s)8O2(g)=8SO2(g)，又由于題干中給出的焓變是指生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)，因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：S8(s)8O2(g)=8SO2(g)H8a kJ/mol。(2)可根據(jù)題中圖示直接寫出熱化學(xué)方程式。(3)設(shè)S8分子中硫硫鍵的鍵能為x，由于反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，結(jié)合可得8x8e16d8a，解得x2dae。答案：(1)S8(s)8O2(g)=8SO2(g)H8a kJ/mol(2)2SO3(g)=2SO2(g)O2(g)H2b kJ/mol(3)(2dae) kJ/mol