2022年高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 專題六 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化課時作業(yè)
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1、2022年高考化學(xué)二輪專題復(fù)習(xí) 專題六 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化課時作業(yè) 1.(xx·江蘇模擬)某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應(yīng)的活化能,E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是( ) A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng) B.催化劑能改變該反應(yīng)的焓變 C.催化劑能降低該反應(yīng)的活化能 D.逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能 解析:圖中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量,反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A錯;使用催化劑可降低活化能而影響反應(yīng)速率,但不會影響焓變,B錯,C正確;圖中E1為正反應(yīng)活化能,E2為逆反應(yīng)活化能,E1>E2,D錯誤。 答案:C 2.(xx·上海質(zhì)檢)反應(yīng)A+B→C(Δ
2、H<0)分兩步進(jìn)行:①A+B→X(ΔH>0),②X→C(ΔH<0)。下列示意圖中,能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是( ) A B C D 解析:①A+B→X ΔH>0,X具有的能量大于A、B能量總和,A、C錯誤;②X→C ΔH<0,A+B→C ΔH<0,C具有的能量小于X具有的能量,也小于A、B能量總和,D正確,B錯誤。 答案:D 3.(xx·重慶質(zhì)檢)肼(H2NNH2)是一種高能燃料,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量(kJ):NN為942、O===O為500、N—N為154,則斷裂1 mol N—H鍵所需的能
3、量(kJ)是( ) A.194 B.391 C.516 D.658 解析:由題中的圖像可以看出斷裂1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)中的化學(xué)鍵所要吸收的能量為:2 752 kJ-354 kJ=2 218 kJ 設(shè)斷裂1 mol N—H鍵所需要的能量為x 則:154 kJ+4x+500 kJ=(2 752-534) kJ 解得x=391 kJ 答案:B 4.(xx·北京卷)下列設(shè)備工作時,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是( ) A 硅太陽能電池 B 鋰離子電池 C 太陽能集熱器 D 燃?xì)庠? 解析:A項,太陽能轉(zhuǎn)化為電
4、能;B項,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;C項,太陽能轉(zhuǎn)化為熱能,D項,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。 答案:D 5.(xx·新課標(biāo)全國卷Ⅱ)在1 200℃時,天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應(yīng) H2S(g)+O2(g)===SO2(g)+H2O(g) ΔH1 2H2S(g)+SO2(g)===S2(g)+2H2O(g) ΔH2 H2S(g)+O2(g)===S(g)+H2O(g) ΔH3 2S(g)===S2(g) ΔH4 則ΔH4的正確表達(dá)式為( ) A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2) C.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) D.ΔH4
5、=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3) 解析:令已知三個熱化學(xué)方程式分別為①、②、③。應(yīng)用蓋斯定律,要求ΔH4則需×①+×②-2×③,即ΔH4=ΔH1+ΔH2-2ΔH3=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。 答案:A 6.(xx·福建卷)某科學(xué)家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镠2、CO。其過程如下: mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2 (m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO 下列說法不正確的是( ) A.該過程中CeO2沒有消耗 B.該過程實現(xiàn)了太陽能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化 C.如圖中ΔH1=ΔH2+ΔH3 D.以CO
6、和O2構(gòu)成的堿性燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式為CO+4OH--2e-===CO+2H2O 解析:根據(jù)蓋斯定律ΔH1=-(ΔH2+ΔH3),C項錯誤。 答案:C 7.(xx·石家莊質(zhì)檢)H2與O2發(fā)生反應(yīng)的過程用模型圖示如下(“—”表示化學(xué)鍵):下列說法不正確的是( ) A.過程Ⅰ是吸熱過程 B.過程Ⅲ一定是放熱過程 C.該反應(yīng)過程所有舊化學(xué)鍵都斷裂,且形成了新化學(xué)鍵 D.該反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化形式只能以熱能的形式進(jìn)行 解析:過程Ⅰ是舊化學(xué)鍵斷裂的過程,為吸熱過程,而過程Ⅲ為新化學(xué)鍵形成的過程,是放熱過程,故A、B、C項均正確。該反應(yīng)可通過燃料電池,實現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化,D項錯誤。
7、答案:D 8.(xx·平頂山調(diào)研)已知:Fe2O3(s)+C(s)===CO2(g)+2Fe(s) ΔH=+234.14 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 則2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是( ) A.-824.4 kJ·mol-1 B.-627.6 kJ·mol-1 C.-744.7 kJ·mol-1 D.-169.4 kJ·mol-1 解析:把題給的兩個方程式變換為: 2Fe(s)+CO2(g)===Fe2O3(s)+C(s) ΔH=-234.14 kJ·mol-1 C(s)+O
8、2(g)===CO2(g) ΔH=-590.25 kJ·mol-1,相加即得結(jié)果。 答案:A 9.(xx·天河二模)25 ℃、101 kPa下,碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1、ΔH=-890.3 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1,則下列熱化學(xué)方程式正確的是( ) A.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1 C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)
9、+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 D.C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 400 kJ·mol-1 解析:注意反應(yīng)物,生成物的狀態(tài)與反應(yīng)熱的關(guān)系。 答案:B 10.(xx·太原調(diào)研)中華商務(wù)網(wǎng)訊:xx年中國將超北美成為全球液晶顯示器第二大市場。生產(chǎn)液晶顯示器的過程中使用的化學(xué)清洗劑NF3是一種溫室氣體,其存儲能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大氣中的壽命可長達(dá)740年,以下是幾種化學(xué)鍵的鍵能: 化學(xué)鍵 NN F—F N—F 鍵能/(kJ·mol-1) 941.7 154.8 28
10、3.0 下列說法中正確的是( ) A.過程N(yùn)2(g)→2N(g)放出能量 B.過程N(yùn)(g)+3F(g)→NF3(g)放出熱量 C.反應(yīng)N2(g)+3F2(g)→2NF3(g)的ΔH>0 D.NF3吸收能量后結(jié)果沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成,仍可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 解析:斷鍵的過程,吸收能量,A錯;成鍵的過程,放出能量,B正確;選項C中反應(yīng)的ΔH=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=941.7 kJ·mol-1+3×154.8 kJ·mol-1-6×283.0 kJ·mol-1=-291.9 kJ·mol-1,因此C錯;若NF3吸收能量后沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成,則是物理變化。化學(xué)反應(yīng)過程中必
11、有鍵的斷裂與生成,所以D錯。 答案:B 11.(xx·濟(jì)南一模)硝酸是一種重要的化工原料,工業(yè)上一般以氨氣為原料來制備硝酸。請回答: (1)氨氣催化氧化的化學(xué)方程式為__________________________。 (2)硝酸廠的尾氣直接排放將污染空氣,目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮?dú)夂退磻?yīng)機(jī)理為: ①CH4(g)+4NO2(g)===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1 ②CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 160 kJ·mol-1 則甲烷直接將NO2
12、還原為N2的熱化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 解析:根據(jù)蓋斯定律將(①+②)×得CH4(g)+2NO2(g)===CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH=-867 kJ·mol-1。 答案:(1)4NH3+5O24NO+6H2O (2)CH4(g)+2NO2(g)===CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH=-867 kJ·mol-1 12.火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水。當(dāng)它們混合反應(yīng)時,即產(chǎn)生大量氮?dú)夂退?/p>
13、蒸氣,并放出大量熱。已知:0.4 mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng),生成氮?dú)夂退魵猓懦?56.652 kJ的熱量。 (1)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________________。 (2)又知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1,則16 g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量是__________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(diǎn)是__________。 解析:(1)本題的解題關(guān)鍵是先判斷N2H4、H2O2中N、O元素的化合價:2H4、H22。根據(jù)氧化還原反應(yīng)
14、方程式的配平原則,配平后的方程式為N2H4+2H2O2===N2↑+4H2O↑。所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·mol-1。 (2)若生成的水為液態(tài),其熱化學(xué)方程式為N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l) ΔH=-817.63 kJ·mol-1。 答案:(1)N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·mol-1 (2)408.815 (3)對環(huán)境無污染 13.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-
15、571.6 kJ/mol,C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=,根據(jù)上述熱化學(xué)方程式,回答相關(guān)問題: (1)1 mol H2和2 mol C3H8組成的混合氣體完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放的熱量為__________。 (2)現(xiàn)有H2和C3H8的混合氣體共6 mol,完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳,放出的熱量為3 649 kJ,則此混合氣體中H2和C3H8的體積之比為________。 (3)現(xiàn)有氫氣和丙烷的混合氣體完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水,放出的熱量為Q kJ,則混合氣體的物質(zhì)的量不小于__________mol。 解析:(1)由反應(yīng)方程式可
16、得1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水釋放的熱量是571.6 kJ/2=285.8 kJ,2 mol C3H8完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放的熱量是2 220 kJ·mol-1×2 mol=4 440 kJ,所以1 mol H2和2 mol C3H8組成的混合氣體完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放的熱量為285.8 kJ+4 440 kJ=4 725.8 kJ。(2)設(shè)H2和C3H8的混合氣體中氫氣為x mol,C3H8為y mol,則可得x+y=6,285.8x+2 220y=3 649,解得x=5、y=1。(3)因為在等物質(zhì)的量時丙烷燃燒放出的熱量大于氫氣,即放出相同的熱量時需氫氣的物質(zhì)的量
17、大于丙烷的,所以如果此氣體全為丙烷時,其物質(zhì)的量為Q/2 220 mol,即混合氣體的物質(zhì)的量一定不小于Q/2 220 mol。 答案:(1)4 725.8 kJ (2)5∶1 (3)Q/2 220 14.(xx·菏澤模擬)已知:①將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g); ②C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1 CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1 H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g
18、) ΔH=-242.0 kJ·mol-1 請回答下列問題: (1)根據(jù)以上信息,寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:______________________________________________________。 (2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”;乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律做出如圖所示的循環(huán)圖,并據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。 請分析:甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是_____
19、_____(填“甲”或“乙”);判斷的理由是__________________________。 (3)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點(diǎn),請列舉其中的兩個優(yōu)點(diǎn)____________________________________。 解析:(1)根據(jù)蓋斯定律,觀察②中的三個反應(yīng),用第一個反應(yīng)減去第二個反應(yīng),再減去第三個反應(yīng)即為①中的反應(yīng)。(2)根據(jù)能量守恒,可知甲不正確,沒有考慮煤氣化所吸收的能量。 答案:(1)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1 (2)乙 甲同學(xué)忽略了煤轉(zhuǎn)化為水煤氣要吸收熱量(或ΔH1=ΔH2+ΔH3,且ΔH2>0) (3)①減少污染;②燃燒充分;③方便運(yùn)輸
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