（廣西專用）2014屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)題庫 6-1 化學(xué)反應(yīng)與熱能 1（含解析）

第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量第一講 化學(xué)反應(yīng)與熱能一、選擇題1下列反應(yīng)的能量變化與其他三項不相同的是()A鋁粉與氧化鐵的反應(yīng) B碳與水蒸氣的反應(yīng)C鋅片與稀硫酸的反應(yīng) D鈉與冷水的反應(yīng)解析A、C、D均為放熱反應(yīng)，B為吸熱反應(yīng)，故選B。答案B2下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是 ()A生成物總能量一定低于反應(yīng)物總能量B放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率C應(yīng)用蓋斯定律，可計算某些難以直接測量的反應(yīng)焓變D同溫同壓下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的H不同解析根據(jù)生成物總能量和反應(yīng)物總能量的相對大小，把化學(xué)反應(yīng)分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)的生成物總能量高于反應(yīng)物總能量，放熱反應(yīng)的生成物總能量低于反應(yīng)物總能量；反應(yīng)速率是單位時間內(nèi)物質(zhì)濃度的變化，與反應(yīng)的吸熱、放熱無關(guān)；同溫同壓下，H2(g)和Cl2(g)的總能量與HCl(g)的總能量的差值不受光照和點燃條件的影響，所以該反應(yīng)的H相同。答案C3下列變化過程中一定不存在化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的是 ()A燒制陶瓷 B干冰氣化C糧食釀酒 D使用火藥解析化學(xué)變化過程中一定存在著能量變化，也就存在化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，排除A、C、D三項；只有B項中的變化屬于物理變化，符合題意。答案B4下面均是正丁烷與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(25 ，101 kPa)：(1)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2878 kJ/mol(2)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)H2658 kJ/mol(3)C4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(l)H1746 kJ/mol(4)C4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(g)H1526 kJ/mol由此判斷，正丁烷的燃燒熱為 ()A2878 kJ/mol B2658 kJ/molC1746 kJ/mol D1526 kJ/mol解析燃燒熱的概念：在25 、101 kPa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。在該題中穩(wěn)定的氧化物指的是生成的CO2(g)和H2O(l)，由此可知A答案正確。答案A5已知H2(g)Br2(l)=2HBr(g)；H72 kJ/mol，蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的能量為30 kJ，其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ436a369則表中a為 ()A404 B260C230 D200解析首先根據(jù)蓋斯定律求出H2(g)Br2(g)=2HBr(g)的H為102 kJ/mol，然后根據(jù)反應(yīng)熱：H反應(yīng)物的鍵能之和生成物的鍵能之和436a369×2102，解得：a200，則由此可知D項正確。答案D6下列變化過程中H0的是 ()A電解Al2O3得到Al和O2BHCl分解為H2和Cl2CNa與水反應(yīng)DBa(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體混合反應(yīng)解析H0，說明反應(yīng)放熱，分析可知只有鈉與水的反應(yīng)放熱。答案C7在298 K、100 kPa時，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3則H3與H1和H2間的關(guān)系正確的是 ()AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H2解析本題考查蓋斯定律。據(jù)題意可知，第三個反應(yīng)可以是第一個反應(yīng)和第二個反應(yīng)的兩倍之和。故H3H12H2。答案A8已知：C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ·mol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.51 kJ·mol1計算反應(yīng)C(s)CO2(g)=2CO(g)的反應(yīng)熱H的值為()A283.01 kJ·mol1 B172.51 kJ·mol1C283.1 kJ·mol1 D504.00 kJ·mol1解析根據(jù)蓋斯定律：將式反寫則CO2(g)=C(s)O2(g)H393.51 kJ·mol1，式×2得2C(s)O2(g)=2CO(g)H110.5×2 kJ·mol1，二式相加合并得C(s)CO2(g)=2CO(g)；H393.51 kJ·mol1221 kJ·mol1172.51 kJ·mol1。答案B二、非選擇題9現(xiàn)有下列熱化學(xué)方程式：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ·mol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2566 kJ·mol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H3890 kJ·mol1CH3CH2OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H41 367 kJ·mol1(1)下列說法正確的是_。AC(s)不完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJ·mol1BCH4的燃燒熱比CO的燃燒熱大CH4>H3>H2>H1DCO(g)具有的能量比CO2(g)高E1 mol C2H5OH蒸氣完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出大于1 367 kJ的熱量(2)常溫下，取體積比為41的甲烷和CO的混合氣體112 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)至室溫，放出的熱量為_kJ。解析(1)由×2得2C(s)O2(g)=2CO(g)，其H2H1H22×(393.5 kJ·mol1)(566 kJ·mol1)221 kJ·mol1，故A正確；由CH4、CO的燃燒熱分別為890 kJ·mol1、283 kJ·mol1，故B項正確；比較H需帶“”號，顯然C項不正確，由于C2H5OH(g)能量高于C2H5OH(l)，故E正確。(2)由4 mol CH4和1 mol CO完全燃燒放出的熱量為4×890566×3 843 kJ。答案(1)A、B、E(2)3 84310科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱H分別為285.8 kJ·mol1、283.0 kJ·mol1和726.5 kJ·mol1。請回答下列問題：(1)用太陽能分解10 mol水消耗的能量是_kJ；(2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_ _；(3)在容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變的情況下，考察溫度對反應(yīng)的影響，實驗結(jié)果如下圖所示(注：T1、T2均大于300 )：下列說法正確的是_(填序號)；溫度為T1時，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)mol·L1·min1該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小該反應(yīng)為放熱反應(yīng)處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時增大(4)在T1溫度時，將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO2的轉(zhuǎn)化率為，則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為_；(5)在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為_、正極的反應(yīng)式為_。理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ，則該燃料電池的理論效率為_(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。解析該題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動原理及平衡常數(shù)等知識點。(1)分解10 mol水消耗的能量在數(shù)值上等于10 mol H2(g)完全燃燒時所放出的熱量：10 mol×285.8 kJ·mol12 858 kJ。(2)根據(jù)CO(g)、CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式，再由蓋斯定律可寫出甲醇不完全燃燒的熱化學(xué)方程式。(3)生成甲醇的平均速率是單位時間內(nèi)甲醇物質(zhì)的量濃度的變化，錯誤；由圖像知T2>T1，溫度升高時平衡向逆反應(yīng)方向移動，知T2時平衡常數(shù)比T1時小，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，錯誤，正確；升高溫度，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，增大，正確。(4)由CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)起始量/mol1300變化量/mol3 平衡量/mol 1 33 則反應(yīng)后與反應(yīng)前的壓強比為：1。(5)書寫電極反應(yīng)式時要注意：酸性電解質(zhì)時，負(fù)極產(chǎn)物為CO2，正極產(chǎn)物為H2O。答案(1)2 858(2)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H443.5 kJ·mol1(3)(4)1(5)CH3OHH2O6e=CO26HO26H6e=3H2O96.6%112SO2(g)O2(g)2SO3(g)，反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的H99 kJ·mol1。請回答下列問題：(1)圖中A、C分別表示_、_，E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響？_。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會使圖中B點升高還是降低？_，理由是_；(2)圖中H_kJ·mol1；(3)V2O5的催化循環(huán)機理可能為：V2O5氧化SO2時，自身被還原為四價釩化合物；四價釩化合物再被氧氣氧化。寫出該催化循環(huán)機理的化學(xué)方程式_；(4)如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05 mol·(L·min)1，則v(O2)_mol·(L·min)1、v(SO3)_mol·(L·min)1；(5)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ·mol1，計算由S(s)生成3 mol SO3(g)的H_(要求計算過程)。解析(1)本小題考查反應(yīng)物總能量高于生成物總能量為放熱反應(yīng)，可得到A和C所表示的意義，E為活化能，與反應(yīng)熱無關(guān)，但使用催化劑可以降低活化能；(2)圖中表示的是2 mol SO2的反應(yīng)，因此H99 kJ·mol1×2198 kJ·mol1；(3)依題意即可寫出：SO2V2O5=SO32VO2,4VO2O2=2V2O5；(4)依據(jù)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可進行計算。(5)S(s)O2(g)=SO2(g)H1296 kJ·mol1SO2(g)O2(g)=SO3(g)H299 kJ·mol1×3×3得：3S(s)O2(g)=3SO3(g)H(H1H2)×31 185 kJ·mol1答案(1)反應(yīng)物總能量生成物總能量沒有影響降低因為催化劑改變了反應(yīng)歷程，使活化能E降低(2)198(3)SO2V2O5=SO32VO2,4VO2O2=2V2O5(4)0.0250.05(5)296 kJ·mol1×399 kJ·mol1×31 185 kJ·mol112為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)焓變，并采取相應(yīng)措施?；瘜W(xué)反應(yīng)的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算。(1)實驗測得：5 g甲醇在氧氣中完全燃燒，生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時釋放出113.5 kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：_。(2)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程。在化學(xué)反應(yīng)過程中，破壞舊化學(xué)鍵需要吸收能量，形成新化學(xué)鍵又會釋放能量?；瘜W(xué)鍵HHNHNN鍵能(kJ·mol1)436391945已知反應(yīng)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)Ha kJ·mol1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計算a 的數(shù)值，列出簡單的計算式：_。(3)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進行推算。已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2571.6 kJ/mol2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H32599 kJ/mol根據(jù)蓋斯定律，計算298 K時由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變(列出簡單的計算式)：_。解析(1)燃燒1 mol CH3OH的H113.5 kJ÷5 g×32 g·mol1726.4 kJ·mol1，由此可寫出相應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(3)解答該題的核心任務(wù)就是由反應(yīng)得到反應(yīng)：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ·mol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2571.6 kJ·mol12C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H32599 kJ·mol12C(s，石墨)H2(g)=C2H2(g)H不難看出，(×4)/2即得到，反應(yīng)熱也由此求出。答案(1)CH3OH(l)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.4 kJ·mol1或2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1452.8 kJ·mol1(2)a3×4369456×39193(3)H(4H1H2H3)/2226.7 kJ· mol1