2020版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第6章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 2 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)檢測 魯科版.doc

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第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) [課后達(dá)標(biāo)檢測] 一、選擇題 1．(2019桂林一模)BeCl2是有機反應(yīng)的催化劑。鈹和氯氣反應(yīng)的能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．E2是正反應(yīng)的活化能 B．該反應(yīng)的ΔH<0 C．加入催化劑，ΔH減小 D．ΔH＝E2－E1 解析：選B。E1是正反應(yīng)的活化能，E2是逆反應(yīng)的活化能，A項錯誤；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，B項正確；加入催化劑，減小E2和E1，不改變ΔH，C項錯誤；ΔH＝E1－E2，D項錯誤。 2．(2019奉賢質(zhì)檢)化學(xué)家格哈德埃特爾證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應(yīng)過程，示意圖如下： 下列關(guān)于合成氨反應(yīng)的敘述中不正確的是(　　) A．該過程表明在化學(xué)反應(yīng)中存在化學(xué)鍵的斷裂與形成 B．在催化劑的作用下，反應(yīng)物的化學(xué)鍵變得容易斷裂 C．過程②需吸收能量，過程③則放出能量 D．常溫下該反應(yīng)難以進(jìn)行，是因為常溫下生成物的化學(xué)鍵難以形成 解析：選D。由題圖可知，每3個氫氣分子和1個氮氣分子斷鍵得到原子，然后原子重新結(jié)合生成2個氨分子，A正確；催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，合成氨的反應(yīng)在催化劑作用下，反應(yīng)速率加快，意味著反應(yīng)物化學(xué)鍵的斷裂和生成物化學(xué)鍵的形成變得更容易，B正確；化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，而化學(xué)鍵的形成則放出能量，從題圖可看出②為化學(xué)鍵斷裂過程，③為化學(xué)鍵形成過程，C正確；化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，所以該反應(yīng)在常溫下難以進(jìn)行，D錯誤。 3．(2019河南豫北、豫南第一次聯(lián)考)HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反應(yīng)組成，1 mol HBr被氧化為Br2放出12.67 kJ熱量，其能量與反應(yīng)過程曲線如圖所示。 (Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)===HOOBr(g) (Ⅱ)HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g) (Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)===H2O(g)＋Br2(g) 下列說法中正確的是(　　) A．三步反應(yīng)均為放熱反應(yīng) B．步驟(Ⅰ)的反應(yīng)速率最慢 C．HOOBr比HBr和O2穩(wěn)定 D．熱化學(xué)方程式為4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g)　ΔH＝－12.67 kJmol－1 解析：選B。放熱反應(yīng)的反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量，根據(jù)題圖可知，第一步反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A項錯誤；步驟(Ⅰ)為吸熱反應(yīng)，導(dǎo)致體系溫度降低，反應(yīng)速率減慢，其余反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率加快，B項正確；HOOBr的總能量比HBr和O2的總能量高，能量越高，物質(zhì)越不穩(wěn)定，C項錯誤；根據(jù)題意，1 mol HBr被氧化為Br2放出12.67 kJ熱量，則熱化學(xué)方程式為4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g)　ΔH＝－50.68 kJmol－1，D項錯誤。 4．(2019溫州聯(lián)考)已知熱化學(xué)方程式(Q1、Q2均為正值)： C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－Q1 kJmol－1， C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－Q2 kJmol－1， 有關(guān)上述反應(yīng)的敘述錯誤的是(　　) A．Q1Q1，A項正確；兩反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，故生成物總能量均低于反應(yīng)物總能量，B項錯誤；生成1 mol CO氣體時放出Q1 kJ熱量，C項正確；等物質(zhì)的量的同種物質(zhì)，氣態(tài)時所具有的能量高于固態(tài)時所具有的能量，D項正確。 5．(2019云南一測)已知： Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)　ΔH3 則下列表述正確的是(　　) A．ΔH2>0 B．ΔH3>ΔH1 C．Mn(s)＋SO2(g)===MnO2(s)＋S(s)　ΔH＝ΔH2－ΔH1 D．MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s)　ΔH＝ΔH3－ΔH2－ΔH1 解析：選D。硫、錳與氧氣的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，ΔH1<0，ΔH2<0，A項錯誤；第三個反應(yīng)放出的熱量比第一個多，即ΔH3<ΔH1，B項錯誤；將題中熱化學(xué)方程式依次編號為①②③，根據(jù)蓋斯定律，由①－②得Mn(s)＋SO2(g)===MnO2(s)＋S(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，C項錯誤；根據(jù)蓋斯定律，由③－②－①得SO2(g)＋MnO2(s)===MnSO4(s)　ΔH＝ΔH3－ΔH2－ΔH1，D項正確。 6．標(biāo)準(zhǔn)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H—H、H—O和O===O鍵的鍵焓ΔH分別為436 kJ/mol，463 kJ/mol, 495 kJ/mol，下列熱化學(xué)方程式正確的是(　　) A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－485 kJ/mol B．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝485 kJ/mol C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝485 kJ/mol D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－485 kJ/mol 解析：選D。1 mol的氣態(tài)水分解產(chǎn)生1 mol 的氫氣和 mol的氧氣，則能量變化是2 mol463 kJ/mol－436 kJ/mol1 mol－ mol495 kJ/mol＝242.5 kJ，因此熱化學(xué)方程式為H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝242.5 kJ/mol，A、B錯誤；若是2 mol的氣態(tài)水分解產(chǎn)生 2 mol 的氫氣和1 mol的氧氣，則能量變化是242.5 kJ/mol2 mol＝485 kJ，物質(zhì)分解吸收的熱量與產(chǎn)物燃燒放出的熱量數(shù)值相等，符號相反，即氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－485 kJ/mol，C錯誤，D正確。 7．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3 4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4 3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5 下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是(　　) A．ΔH1＞0，ΔH3＜0　　　　 B．ΔH2＞0，ΔH4＞0 C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 解析：選C。A．C(s)、CO(g)在O2(g)中燃燒生成CO2(g)，均為放熱反應(yīng)，則有ΔH1<0、ΔH3<0。 B．CO2(g)與C(s)在高溫條件下反應(yīng)生成CO(g)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則有ΔH2>0；Fe(s)與O2(g)反應(yīng)生成Fe2O3(s)為放熱反應(yīng)，則有ΔH4<0。 C．將五個熱化學(xué)方程式依次編號為①、②、③、④、⑤，根據(jù)蓋斯定律，由②＋③可得①，則有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。 D．將五個熱化學(xué)方程式依次編號為①、②、③、④、⑤，根據(jù)蓋斯定律，由③3－⑤2可得④，則有ΔH4＝3ΔH3－2ΔH5。 8．(2017高考江蘇卷)通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是(　　) ①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH1＝a kJmol－1 ②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝b kJmol－1 ③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝c kJmol－1 ④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝d kJmol－1 A．反應(yīng)①、②為反應(yīng)③提供原料氣 B．反應(yīng)③也是CO2資源化利用的方法之一 C．反應(yīng)CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJmol－1 D．反應(yīng)2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJmol－1 解析：選C。反應(yīng)①的產(chǎn)物為CO和H2，反應(yīng)②的產(chǎn)物為CO2和H2，反應(yīng)③的原料為CO2和H2，A項正確；反應(yīng)③將溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為燃料CH3OH，B項正確；反應(yīng)④中生成物H2O為氣體，C項中生成物H2O為液體，故C項中反應(yīng)的焓變不等于 kJmol－1，C項錯誤；依據(jù)蓋斯定律，由②2＋③2＋④，可得所求反應(yīng)的焓變，D項正確。 二、非選擇題 9．(1)某反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。 寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________________________________________。 (2)在溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，其狀態(tài)標(biāo)為“aq”，已知0.5 mol H2SO4與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出57.3 kJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(參與反應(yīng)的物質(zhì)用離子形式表示)： ______________________________________________________。 (3)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJmol－1。已知在某一條件下，N2的轉(zhuǎn)化率僅為10%，要想通過該反應(yīng)得到92.2 kJ的熱量，在反應(yīng)中要投放________mol N2。 解析：(1)根據(jù)題目中圖示的能量關(guān)系，可知1 mol A(g)與2 mol B(g)反應(yīng)生成1 mol C(l)和3 mol D(l)，放出熱量432 kJ，故其熱化學(xué)方程式為A(g)＋2B(g)===C(l)＋3D(l)　ΔH＝－432 kJmol－1。(2)0.5 mol H2SO4與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 mol H2O(l)，放出57.3 kJ的熱量，其熱化學(xué)方程式為H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1。(3)1 mol N2完全反應(yīng)生成2 mol NH3時放出的熱量為92.2 kJ，而在某一條件下，N2的轉(zhuǎn)化率僅為10%，故要通過該反應(yīng)得到92.2 kJ的熱量，投放N2的總量應(yīng)為10 mol。 答案：(1)A(g)＋2B(g)===C(l)＋3D(l)　ΔH＝－432 kJmol－1 (2)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1 (3)10 10．(1)已知反應(yīng)2HI(g)===H2(g)＋I(xiàn)2(g)　ΔH＝11 kJmol－1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為________kJ。 (2)液氨可用作制冷劑，液氨汽化時________(填“釋放”或“吸收”)能量；液氨泄漏遇明火會發(fā)生爆炸。已知部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示： 共價鍵 N—H O===O N≡N O—H 鍵能/(kJmol－1) 391 498 946 463 則反應(yīng)4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)的反應(yīng)熱ΔH＝__________。 解析：(1)設(shè)1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量為x，則2x－436 kJ－151 kJ＝11 kJ，x＝299 kJ。 (2)液氨可用作制冷劑，是因為液氨汽化時吸收能量，導(dǎo)致周圍溫度降低；反應(yīng)4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝391 kJmol－134＋498 kJmol－13－946 kJmol－12－463 kJmol－126＝－1 262 kJmol－1。 答案：(1)299　(2)吸收　－1 262 kJmol－1 11．火箭推進(jìn)器中裝有強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑液態(tài)雙氧水。當(dāng)二者混合發(fā)生反應(yīng)時，會產(chǎn)生大量的氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱量。已知0.4 mol液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)，放出256.652 kJ熱量。 (1)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________。 (2)已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝44 kJmol－1，則16 g液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量為________kJ。 (3)此反應(yīng)用于火箭推進(jìn)，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是________________________________________________________________________。 (4)發(fā)射衛(wèi)星可用肼作燃料，二氧化氮作氧化劑，二者反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣。已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝67.7 kJmol－1，N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJmol－1。則肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________。 解析：(1)0.4 mol液態(tài)N2H4與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)放出256.652 kJ熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.63 kJmol－1。 (2)根據(jù)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.63 kJmol－1?、俸虷2O(l)===H2O(g)　ΔH＝44 kJmol－1?、?，由①－②4得N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－817.63 kJmol－1，故16 g(0.5 mol)液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量為0.5 mol817.63 kJmol－1＝408.815 kJ。 (3)該反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物為氮氣和水蒸氣，不會造成環(huán)境污染。 (4)將題給熱化學(xué)方程式分別編號為③④，由(④2－③)得N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－567.85 kJmol－1。 答案：(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.63 kJmol－1 (2)408.815　(3)產(chǎn)物不會造成環(huán)境污染 (4)N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－567.85 kJmol－1 12．已知1 mol C、1 mol CO分別按下式反應(yīng)(燃燒)： ①C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJmol－1 ②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1 ③C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJmol－1 請回答下列問題： (1)根據(jù)上述反應(yīng)及數(shù)據(jù)可知，煤炭充分燃燒的優(yōu)點是________(填字母)。 a．放出熱量多，節(jié)約能源　　　　 b．減少對環(huán)境的污染 (2)根據(jù)反應(yīng)②，斷開1 mol CO(g)與0.5 mol O2(g)中的化學(xué)鍵所吸收的能量比形成1 mol CO2(g)中的化學(xué)鍵所放出的能量________(填“多”或“少”)。 (3)在如圖中畫出反應(yīng)③的能量隨反應(yīng)過程的變化曲線。 (4)理論上分析碳先與氧氣反應(yīng)生成CO(g)，CO(g)再與氧氣反應(yīng)生成CO2(g)，兩個反應(yīng)所放出的能量之和與相同質(zhì)量的碳與氧氣完全反應(yīng)生成CO2(g)所放出的能量的關(guān)系是________(填“相等”或“不等”)。 解析：(1)煤炭充分燃燒，可減少CO的排放，減少污染，同時能放出更多的熱量。 (2)反應(yīng)②為放熱反應(yīng)，即斷開1 mol CO(g)與0.5 mol O2(g)中的化學(xué)鍵所吸收的能量比形成1 mol CO2(g)中的化學(xué)鍵所放出的能量要少。 (4)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。 答案：(1)ab　(2)少 (3)如圖所示 (4)相等