2022年高三化學二輪復習 第1部分 專題5 化學能與熱能限時訓練
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1、2022年高三化學二輪復習 第1部分 專題5 化學能與熱能限時訓練 1.對于反應CH2===CH2+H2―→CH3CH3,反應過程的能量變化如圖所示。下列說法正確的是( ) A.此反應不屬于氧化還原反應 B.此反應的ΔH<0 C.此反應中反應物的能量總和大于產(chǎn)物的能量總和 D.其他條件不變,若此反應使用催化劑,則ΔH不變 解析:選D。第一步,弄清能量變化的根本原因;第二步,根據(jù)圖示判斷出反應物和生成物的總能量高低;第三步,推斷出反應是吸熱反應還是放熱反應,作出正確判斷。 氫元素由單質(zhì)變?yōu)榛衔?,氫元素化合價發(fā)生了改變,因此該反應為氧化還原反應,A項錯誤;由圖可知反應物總能量小于
2、生成物總能量,反應吸熱,ΔH>0,B、C項錯誤;使用催化劑,可降低反應的活化能,但不改變反應的ΔH,D項正確。 2.一定條件,在水溶液中1 mol Cl-、ClO(x=1、2、3、4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關說法中正確的是( ) A.D是ClO B.B―→A+C反應的活化能為60 kJ·mol-1 C.A、B、C、D中C最穩(wěn)定 D.B―→A+C反應的熱化學方程式:3ClO-(aq)===ClO(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-117 kJ·mol-1 解析:選D。由題可知D中氯元素化合價為+7,D是ClO,A項錯誤;由圖可知,60 kJ·mol-1是B的
3、相對能量,不是B―→A+C反應的活化能,B項錯誤;A、B、C、D中A的相對能量最低,最穩(wěn)定,C項錯誤。 3.(xx·貴陽質(zhì)檢)已知乙炔與苯蒸氣完全燃燒的熱化學方程式如下: ①C2H2(g)+O2(g)―→2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 300 kJ·mol-1 ②C6H6(g)+O2(g)―→6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-3 295 kJ·mol-1 下列說法正確的是( ) A.1 mol C2H2(g)完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量大于1 300 kJ B.1 mol C6H6(l)完全燃燒生成液態(tài)水時放熱大于3 295 kJ C.相同條件下,等質(zhì)量的
4、C2H2(g)與C6H6(g)完全燃燒,C6H6(g)放熱更多 D.C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的過程屬于放熱反應 解析:選D。液態(tài)水生成氣態(tài)水要吸熱,則A中放熱應小于1 300 kJ,錯誤;液態(tài)苯的能量比氣態(tài)苯的能量低,則B中放出熱量應小于3 295 kJ,B錯誤;通過計算可知等質(zhì)量的兩者完全燃燒時乙炔放熱多,C錯誤;根據(jù)蓋斯定律,由3×①-②得:3C2H2(g)===C6H6(g) ΔH=-605 kJ·mol-1,D正確。 4.已知25 ℃、101 kPa時,1 mol H2與溴蒸氣完全反應生成氣態(tài)溴化氫放出Q kJ能量,則下列熱化學方程式書寫正確的是( ) A.H2(
5、g)+Br2(g)===2HBr(g) ΔH=-2Q kJ·mol-1 B.H2(g)+Br2(l)===2HBr(g) ΔH=-Q kJ·mol-1 C.H2(g)+Br2(g)===HBr(g) ΔH=+ kJ·mol-1 D.HBr(g)===H2(g)+Br2(g) ΔH=+ kJ·mol-1 解析:選D。要注意ΔH的“+”、“-”號及ΔH和化學計量數(shù)的關系。 5.為探究NaHCO3、Na2CO3和鹽酸(以下鹽酸濃度均為1 mol·L-1)反應過程中的熱效應,實驗測得如下數(shù)據(jù): 序號 35 mL試劑 固體 混合前溫度/℃ 混合后溫度/℃ ① 水
6、 2.5 g NaHCO3 20.0 18.5 ② 水 3.2 g Na2CO3 20.0 24.3 ③ 鹽酸 2.5 g NaHCO3 20.0 16.2 ④ 鹽酸 3.2 g Na2CO3 20.0 25.1 由此得出的結(jié)論正確的是( ) A.Na2CO3溶液與鹽酸的反應是吸熱反應 B.NaHCO3溶液與鹽酸的反應是放熱反應 C.20.0℃時,含3.2 g Na2CO3的飽和溶液和35 mL鹽酸混合后的溫度將低于25.1℃ D.20.0℃時,含2.5 g NaHCO3的飽和溶液和35 mL鹽酸混合后的溫度將低于16.2℃ 解析:選C。實驗②④
7、說明Na2CO3溶液與鹽酸的反應是放熱反應,A錯誤;實驗①③說明NaHCO3溶液與鹽酸的反應是吸熱反應,B錯誤;由實驗②可知,碳酸鈉固體溶于水會放熱,而C項缺少了這個放熱的過程,因而放出的熱量少于實驗④,則溫度低于25.1℃,該項正確;同理,由實驗①③判斷,D項錯誤。 6.已知下列熱化學方程式: ①H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1 ②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=b kJ·mol-1 ③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3=c kJ·mol-1 ④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
8、
ΔH4=d kJ·mol-1
下列關系式中正確的是( )
A.a(chǎn)
9、石墨)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1 則反應TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)===TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是( ) A.+80.5 kJ·mol-1 B.+30.0 kJ·mol-1 C.-30.0 kJ·mol-1 D.-80.5 kJ·mol-1 解析:選D。認真觀察已知反應和目標反應,將已知反應分別記為①、②,應用蓋斯定律,由反應①+②×2即可解題。 8.肼(N2H4)是火箭發(fā)動機的燃料,它與N2O4反應時,N2O4為氧化劑,生成氮氣和水蒸氣。已知: N2(g)+2O2(g)===N2O4(g) ΔH=
10、+8.7 kJ/mol,N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.0 kJ/mol,下列表示肼跟N2O4反應的熱化學方程式,正確的是( ) A.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-542.7 kJ/mol B.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 059.3 kJ/mol C.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 076.7 kJ/mol D.N2H4(g)+N2O4(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-1
11、 076.7 kJ/mol 解析:選C。N2(g)+2O2(g)===N2O4(g) ΔH=+8.7 kJ/mol①,N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.0 kJ/mol②,將熱化學方程式②×2-①就可以得到肼與N2O4反應的熱化學方程式,則ΔH=-534.0 kJ/mol×2-8.7 kJ/mol=-1 076.7 kJ/mol,選項C正確。 9.下列熱化學方程式或敘述正確的是( ) A.1 mol液態(tài)肼在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣,放出642 kJ的熱量: N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=+642 kJ
12、·mol-1 B.12 g石墨轉(zhuǎn)化為CO時,放出110.5 kJ的熱量: 2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1 C.已知:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol-1 則:2H2O(l)===2H2(g)=O2(g)的ΔH=+572 kJ·mol-1 D.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1 解析:選C。A項,放熱反應,ΔH<0,錯誤;B項,12 g C的物質(zhì)的量為1 mol,ΔH=-221.0 kJ·mol-1,錯誤;C項,已知反應為放熱,則其逆反應為吸
13、熱,ΔH為“+”,ΔH與化學計量數(shù)成正比,正確;D項,反應是可逆反應,0.5 mol N2和1.5 mol H2不能完全反應,錯誤。 10.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1① 2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 452 kJ·mol-1② H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1③ 下列說法正確的是( ) A.H2(g)的燃燒熱ΔH=-571.6 kJ·mol-1 B.同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒,H2(g)放出的熱
14、量多 C.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 D.3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+135.9 kJ·mol-1 解析:選B。A項,H2(g)的燃燒熱ΔH=-285.8 kJ·mol-1,錯誤;B項,同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒,H2(g)放出熱量多,正確;C項,因有BaSO4(s)生成,該反應的ΔH≠-57.3 kJ·mol-1,錯誤;D項,×(①×3-②)得3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.4 kJ·mo
15、l-1,錯誤。 11.2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)反應過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)被氧化為 1 mol SO3的ΔH=-99 kJ/mol。請回答下列問題: (1)圖中A、C分別表示________、________,E的大小對該反應的反應熱有無影響?________。該反應通常用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ΔH=________kJ/mol。 (3)V2O5的催化循環(huán)機理可能為:V2O5氧化SO2
16、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)機理的化學方程式:__________、________。 (4)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ/mol,計算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH__________________________________(要求計算過程)。 答案:(1)反應物的總能量 生成物的總能量 無 降低 因為催化劑改變了反應的歷程使活化能E降低 (2)-198 (3)SO2+V2O5===SO3+2VO2 4VO2+O2===2V2O5 (4)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-296 kJ/mol SO2
17、(g)+O2(g)===SO3(g) ΔH2=-99 kJ/mol 3S(s)+O2(g)===3SO3(g) ΔH=3(ΔH1+ΔH2)=-1 185 kJ/mol 12.(1)①根據(jù)甲圖,寫出反應的熱化學方程式:___________________________。 ②根據(jù)乙圖,判斷下列說法中正確的是________。 A.其熱化學方程式為CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=+41 kJ/mol B.該反應為吸熱反應 C.該反應為放熱反應 D.當H2O為液態(tài)時,其反應熱值小于41 kJ/mol (2)已知16 g固體硫完全燃燒時放出148.4
18、 kJ的熱量,該反應的熱化學方程式是_____________________________________________。 (3)丙圖是某溫度下,N2與H2反應過程中能量變化的曲線圖。該反應的熱化學方程式為____________________________。a、b兩條曲線產(chǎn)生區(qū)別的原因很可能是___________________________________________________________________ ___________________________________________________________。 解析:(1)②將反應物與生成
19、物弄反了,A項錯誤;生成物的能量比反應物的能量高,故該反應為吸熱反應,B項正確,C項錯誤;未限定H2O的物質(zhì)的量,D項錯誤。(3)曲線b表示反應中使用催化劑,可以降低反應的活化能,但反應的熱效應不會改變。 答案:(1)①CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ/mol?、贐 (2)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.8 kJ/mol (3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol a不使用催化劑,b使用了催化劑 13.Ⅰ.丙烷燃燒可以通過以下兩種途徑: 途徑①:C3H8(g)+5O2(g)===
20、3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-a kJ/mol; 途徑②:C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ/mol, 2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-c kJ/mol, 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-d kJ/mol(a、b、c、d均為正值); 請回答下列問題: (1)判斷等量的丙烷通過兩種途徑放出的熱量,途徑①放出的熱量________(填“大于”“等于”或“小于”)途徑②放出的熱量。 (2)由于C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)的反應中,反應物具有的總能量_____
21、___(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的總能量,那么在化學反應時,反應物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能轉(zhuǎn)化為生成物,因此其反應條件是__________________________________________。 (3)b與a、c、d的數(shù)學關系式是___________________________________________。 Ⅱ.火箭推進器中裝有還原劑肼(N2H4)和強氧化劑過氧化氫(H2O2),當它們混合時,即產(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣,并放出大量的熱。已知0.4 mol液態(tài)肼與足量過氧化氫反應,生成氮氣和水蒸氣,放出256.65 kJ的熱量。
22、 (1)寫出肼和過氧化氫的結(jié)構(gòu)式:肼________,過氧化氫________。 (2)寫出反應的熱化學方程式:_________________________________________。 (3)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol,則16 g液態(tài)肼與足量液態(tài)過氧化氫反應生成氮氣和液態(tài)水時,放出的熱量是________kJ。(小數(shù)點后保留1位有效數(shù)字) (4)上述反應用于火箭推進劑,除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外,還有一個很突出的優(yōu)點是________。 解析:Ⅰ.(1)等量的丙烷燃燒,生成物均是CO2(g)、H2O(l),由蓋斯定律知途徑②經(jīng)
23、過三步反應放出的熱量與途徑①放出的熱量相等。(2)ΔH>0,所以該反應中反應物的總能量低于生成物的總能量,故反應時,需要吸收能量。一般情況下吸熱反應需要加熱,而且丙烷(烷烴)是一種常溫下能穩(wěn)定存在的物質(zhì),所以可判斷丙烷分解為丙烯和氫氣的反應是需要加熱的。(3)由化學方程式的疊加和蓋斯定律推知:-a=b++,即2b=c+d-2a。Ⅱ.(1)分析各元素的化合價,結(jié)合元素中原子的價電子數(shù),可推出化合物中各原子的成鍵數(shù)目,不難寫出其結(jié)構(gòu)式。(2)反應物和產(chǎn)物均已知,利用氧化還原反應方程式的配平技巧,可將反應方程式寫出,添上各物質(zhì)的聚集狀態(tài)及ΔH就可寫出熱化學方程式。(3)16 g肼反應生成氣態(tài)水時放出熱量是kJ,并且生成2 mol氣態(tài)水,2 mol氣態(tài)水液化時放出88 kJ的熱量,共放出408.8 kJ的熱量。 答案:Ⅰ.(1)等于 (2)小于 吸收 加熱 (3)2b=c+d-2a Ⅱ.(1)NHHNHH H—O—O—H (2)N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.625 kJ/mol (3)408.8 (4)產(chǎn)物是N2和H2O,對環(huán)境無污染
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