（通用版）高考化學二輪復習 專題突破練6 化學反應與能量變化（含解析）-人教版高三化學試題

專題突破練6化學反應與能量變化一、選擇題(本題包括10個小題,每小題6分,共60分)1.(2019浙江臺州中學高三統(tǒng)練)下列有關(guān)說法正確的是()A.儲熱材料芒硝可用于光化學能的轉(zhuǎn)換B.發(fā)達國家采用的現(xiàn)代化垃圾焚燒處理法不能有效利用生活垃圾中的生物質(zhì)能C.利用微生物在光合作用下分解水,是制取氫氣的一個重要研究方向D.太陽能、可燃冰資源豐富,在使用時對環(huán)境無污染或很少污染,且可以再生,是最有希望的未來新能源2.(2019河北衡水安平縣安平中學高三期中)下列關(guān)于反應與能量的說法正確的是()A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s)H=-216 kJ·mol-1,E反應物<E生成物B.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)H=+178.2 kJ·mol-1,E反應物<E生成物C.HCl(g)12H2(g)+12Cl2(s)H=+92.3 kJ·mol-1,1 mol HCl在密閉容器中分解后放出92.3 kJ的能量D.將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應后生成NH3(g),放熱19.3 kJ,其熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-38.6 kJ·mol-13.下列說法正確的是()A.吸熱反應一定不能自發(fā)進行B.由C(s,石墨)C(s,金剛石)H=+1.9 kJ·mol-1,可知金剛石比石墨穩(wěn)定C.S(s)+O2(g)SO2(g)H1,S(g)+O2(g)SO2(g)H2,則H1>H2D.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1,則0.5 mol H2SO4與0.5 mol Ba(OH)2反應一定放出57.3 kJ熱量4.(2019甘肅靜寧一中高三模擬)下列說法正確的是()A.101 kPa時,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-572 kJ·mol-1,則H2的燃燒熱H=-572 kJ·mol-1D.500 、30 MPa時,發(fā)生反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-38.6 kJ·mol-1。在此條件下將1.5 mol H2和過量N2充分反應,放出熱量19.3 kJC.若將等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量多D.已知:2C(s)+2O2(g)2CO2(g)H1,2C(s)+O2(g)2CO(g)H2,則H1<H25.(2019北京師大附中高三期中)中國化學家研究的一種新型復合光催化劑碳納米點(CQDs)/氮化碳(C3N4)納米復合物可以利用太陽光實現(xiàn)高效分解水,其原理如下圖所示。下列說法不正確的是()A.該催化反應實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉(zhuǎn)化B.階段中,H2O2是氧化產(chǎn)物C.每生成1 mol O2,階段中轉(zhuǎn)移2 mol電子D.反應的兩個階段均為吸熱過程6.(2019山東山師大附中高三模擬)25 、101 kPa時,有以下能量轉(zhuǎn)化圖,下列說法不正確的是()A.轉(zhuǎn)化的熱化學方程式2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=-282.9 kJ·mol-1B.相同條件下,1 mol C(g)和0.5 mol O2(g)總能量高于1 mol CO(g)的能量C.由CCO的熱化學方程式2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.2 kJ·mol-1D.CO2(g)分解為C(s)和O2(g)是吸熱反應7.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJ·mol-1H2(g)+S(g)H2S(g)H=-20.1 kJ·mol-1,下列判斷正確的是()A.若反應中改用固態(tài)硫,則1 mol S(s)完全反應放出的熱量小于20.1 kJB.從焓變數(shù)值可知,單質(zhì)硫與氧氣相比,更容易與氫氣化合C.由反應知,水的熱穩(wěn)定性小于硫化氫D.氫氣的燃燒熱H=-241.8 kJ·mol-18.某溫度時,A族元素單質(zhì)與H2反應生成氣態(tài)H2X的熱化學方程式如下:12O2(g)+H2(g)H2O(g)H=-242 kJ·mol-1S(g)+H2(g)H2S(g)H=-20 kJ·mol-1Se(g)+H2(g)H2Se(g)H=+81 kJ·mol-1下列說法正確的是()A.穩(wěn)定性:H2O<H2S<H2SeB.降溫有利于Se與H2反應生成H2SeC.O2(g)+2H2S(g)2H2O(g)+2S(g)H=-444 kJ·mol-1D.隨著核電荷數(shù)的增加,A族元素單質(zhì)與H2的化合反應越容易發(fā)生9.(2019浙江溫州高三9月選考適應性測試)已知斷裂1 mol H2(g)中的HH鍵需要吸收436 kJ能量,斷裂1 mol I2(g)中的II鍵需要吸收151 kJ能量,生成1 mol HI(g)中的HI鍵能放出299 kJ能量。下列說法正確的是()A.1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的總能量為587 kJB.H2(g)+I2(s)2HI(g)H=-11 kJ·mol-1C.HI(g)12H2(g)+12I2(g)H=+5.5 kJ·mol-1D.I2(g)比H2分子穩(wěn)定10.(2019河南中原名校高三聯(lián)考)已知:1 mol晶體硅中含有2 mol SiSi鍵。Si(s)+O2(g)SiO2(s)H,其反應過程與能量變化如圖所示?；瘜W鍵SiOOOSiSi斷開1mol共價鍵所需能量/kJ460500176下列說法正確的是()A.晶體硅光伏發(fā)電將化學能轉(zhuǎn)化為了電能B.二氧化硅穩(wěn)定性小于硅的穩(wěn)定性C.H=-988 kJ·mol-1D.H=(a-c) kJ·mol-1二、非選擇題(本題包括3個小題,共40分)11.(2019河北唐縣第一中學高三期中)(10分)(1)真空碳熱還原氧化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學方程式如下:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g)H=a kJ·mol-13AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g)H=b kJ·mol-1反應Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)的H= kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示); (2)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H反應過程的能量變化如圖所示,已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3放出99 kJ的熱量,請回答下列問題:圖中A表示; E的大小對該反應的反應熱(填“有”或“無”)影響; 該反應通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點(填“升高”或“降低”)。 12.(2019江西師大附中高三期末)(15分)氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。在壓強為30 MPa時,不同溫度時合成氨平衡混合氣體中NH3的體積分數(shù)如下:溫度/200300400500600氨含量/%89.971.047.026.413.8請回答:(1)根據(jù)圖中所示,合成氨的熱化學方程式為。 (2)將1 mol N2(g)和3 mol H2(g)通入一密閉容器中,在催化劑存在時進行反應,測得反應放出的熱量92.2 kJ(填“大于”“等于”或“小于”),原因是;若加入催化劑,H(填“變大”“變小”或“不變”)。 (3)已知破壞1 mol NN鍵、1 mol HH鍵需要吸收的能量分別為946 kJ、436 kJ,則破壞1 mol NH鍵需要吸收的能量為 kJ。 (4)N2H4可視為NH3分子中的一個H被NH2取代的產(chǎn)物。發(fā)射衛(wèi)星用N2H4(g)為燃料,以NO2為氧化劑發(fā)生反應生成N2和H2O(g)。已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H1=+67.7 kJ·mol-1N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H2=-534 kJ·mol-1。則1 mol N2H4與NO2完全反應的熱化學方程式為。 13.(15分)(1)(2019安徽合肥高三質(zhì)量檢測)低碳經(jīng)濟成為人們一種新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源領(lǐng)域的一個重要研究方向。請你結(jié)合下列有關(guān)圖示和所學知識回答:用CO2催化加氫可以制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)12C2H4(g)+2H2O(g)。若該反應體系的能量隨反應過程變化關(guān)系如圖所示,則該反應的H=(用含a、b的式子表示)。又知:相關(guān)化學鍵的鍵能如下表所示,實驗測得上述反應的H=-152 kJ·mol-1,則表中的x=。 化學鍵COHHCCCHHO鍵能(kJ·mol-1)803436x414464(2)鍵能是將1 mol理想氣體分子AB拆開為中性氣態(tài)原子A和B所需的能量。已知下列化學鍵的鍵能如下表:化學鍵NNOONNNHOH鍵能(kJ·mol-1)946497193391463寫出1 mol氣態(tài)肼(H2NNH2)燃燒生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式:。 (3)(2019重慶南開中學高三適應性考試)二氧化碳的捕集、利用是我國能源領(lǐng)域的一個重要戰(zhàn)略方向。科學家提出由CO2制取C的太陽能工藝如圖所示。若“重整系統(tǒng)”發(fā)生的反應中n(FeO)n(CO2)=6,則FexOy的化學式為。 “熱分解系統(tǒng)”中每分解1 mol FexOy,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為。 工業(yè)上用CO2和H2反應合成二甲醚。已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-53.7 kJ·mol-1,CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)H2=+23.4 kJ·mol-1,則2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)H3= kJ·mol-1。 參考答案專題突破練6化學反應與能量變化1.B解析 儲熱材料芒硝受熱熔化后可儲熱,結(jié)晶后可放熱,故可用于熱能化學能的轉(zhuǎn)換,故A錯誤;當前較為有效地利用生物質(zhì)能的方式是制取沼氣和酒精,垃圾焚燒處理法不能有效利用生活垃圾中的生物質(zhì)能,故B正確;利用微生物在陽光作用下分解水是制取氫氣的一個重要研究方向,而不是利用光合作用,光合作用不會產(chǎn)生氫氣,故C錯誤;可燃冰資源不可再生,故D錯誤。2.B解析 當反應物總能量<生成物總能量,則反應是吸熱反應,但該反應H<0,選項A錯誤;當反應物總能量<生成物總能量,則反應是吸熱反應,該反應H>0,選項B正確;根據(jù)熱化學方程式HCl(g)12H2(g)+12Cl2(s)H=+92.3kJ·mol-1可知HCl分解是吸熱反應,選項C錯誤;反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是可逆反應,將0.5molN2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g)小于1.0mol,放熱19.3kJ,則熱化學方程式應為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H<-38.6kJ·mol-1,選項D錯誤。3.C解析 化學反應的熱效應與反應物和生成物具有的能量有關(guān),而反應能否自發(fā)進行與焓變和熵變有關(guān),故A錯誤;根據(jù)物質(zhì)能量越高越不穩(wěn)定,由C(s,石墨)C(s,金剛石)H=+1.9kJ·mol-1,可知反應吸熱,金剛石能量高于石墨,所以石墨穩(wěn)定,故B錯誤;固體硫變化為氣態(tài)硫需要吸收熱量,所以固體硫燃燒放出的熱量少,故H1>H2,C正確;中和熱是指稀溶液中,強酸和強堿發(fā)生中和反應生成1molH2O所放出的熱量,但生成硫酸鋇沉淀的反應還要放出熱量,則0.5molH2SO4與0.5molBa(OH)2反應放出的熱大于57.3kJ,故D錯誤。4.D解析 1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱,而題給反應熱為2mol氫氣燃燒放出的熱量,故A錯誤;H2的物質(zhì)的量為1.5mol,完全消耗1.5mol氫氣時會放出19.3kJ熱量,由于該反應為可逆反應,氫氣不可能完全轉(zhuǎn)化成氨氣,所以放出的熱量小于19.3kJ,故B錯誤;由固態(tài)硫得到硫蒸氣需要吸收能量,所以若將等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量少,故C錯誤;等量的碳完全燃燒生成CO2時放出的熱量比生成CO時放出的熱量多,所以H1<H2,故D正確。5.D解析 該過程利用太陽光實現(xiàn)高效分解水,實現(xiàn)了太陽能向化學能的轉(zhuǎn)化,故A正確;階段中發(fā)生的反應為2H2OH2O2+H2,生成H2O2時氧元素化合價從-2價升高到-1價,所以H2O2是氧化產(chǎn)物,故B正確;階段中發(fā)生的反應為2H2O22H2O+O2,每生成1molO2,轉(zhuǎn)移2mol電子,故C正確;過氧化氫不穩(wěn)定,能量較高,分解成的H2O和O2較穩(wěn)定,所以階段發(fā)生的反應為放熱反應,故D錯誤。6.A解析 根據(jù)能量轉(zhuǎn)化圖,轉(zhuǎn)化的熱化學反應方程式為CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-282.9kJ·mol-1或者2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=-282.9×2kJ·mol-1=-565.8kJ·mol-1,故A錯誤;C和氧氣反應生成CO,此反應屬于放熱反應,因此相同條件下,1molC(s)和0.5molO2(g)總能量高于1molCO(g)的能量,故B正確;根據(jù)能量轉(zhuǎn)化圖,CCO的熱化學反應方程式為2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-(393.5-282.9)×2kJ·mol-1=-221.2kJ·mol-1,故C正確;C和O2反應是放熱反應,CO2分解為C和O2是吸熱反應,故D正確。7.A解析 固體變?yōu)闅怏w時吸收熱量,若反應中改用固態(tài)硫,1molS(s)完全反應,放出的熱量小于20.1kJ,所以A選項正確;由熱化學方程式可以知道1mol氫氣與氧氣反應放出的熱量比1mol氫氣與硫反應放出的熱量多221.7kJ,說明單質(zhì)氧氣與硫相比,更容易與氫氣化合,故B錯誤;放出的熱量越多,說明生成物的總能量越低,物質(zhì)越穩(wěn)定,故C錯誤;氫氣的燃燒熱是指1molH2完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量,由題給熱化學方程式可以知道1mol氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水時放出241.8kJ,故D錯誤。8.C解析 元素的非金屬性越強,對應簡單氫化物的穩(wěn)定性越強,同一主族,從上到下元素非金屬性逐漸減弱,因此穩(wěn)定性H2O>H2S>H2Se,故A項錯誤;Se(g)+H2(g)H2Se(g)對應的H>0,說明該反應正向吸熱,降溫使得反應向放熱的方向進行,即逆向進行,不利于生成H2Se,故B項錯誤;將已知熱化學方程式依次編號為、,根據(jù)蓋斯定律,由2×(-)可得O2(g)+2H2S(g)2H2O(g)+2S(g)H=-444kJ·mol-1,故C項正確;隨著核電荷數(shù)的減小,A族元素的非金屬性逐漸增強,與氫原子形成的共價鍵越強,放出的熱量越多,生成物越穩(wěn)定,A族元素的單質(zhì)與H2的化合反應越容易發(fā)生,故D項錯誤。9.C解析 由題給信息不能計算1molH2(g)和1molI2(g)的總能量,故A錯誤;碘的狀態(tài)為蒸氣,H2(g)+I2(g)2HI(g)H=-11kJ·mol-1,故B錯誤;碘化氫分解吸熱,HI(g)12H2(g)+12I2(g)H=+5.5kJ·mol-1,故C正確;鍵能越大越穩(wěn)定,H2比I2(g)分子穩(wěn)定,故D錯誤。10.C解析 晶體硅光伏發(fā)電是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,選項A錯誤;根據(jù)化學鍵的鍵能判斷,斷裂1mol二氧化硅中的化學鍵需要的能量為4×460kJ=1840kJ,斷裂1mol晶體硅中的化學鍵需要的能量為2×176kJ=352kJ,故二氧化硅穩(wěn)定性大于硅的穩(wěn)定性,選項B錯誤;根據(jù)題意Si(s)+O2(g)SiO2(s)H=(+176×2+500-460×4)kJ·mol-1=-988kJ·mol-1,選項C正確;根據(jù)圖中信息可知,H=-ckJ·mol-1,選項D錯誤。11.答案 (1)a+b(2)反應物總能量無降低解析 (1)Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g)H=akJ·mol-1,3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g)H=bkJ·mol-1,結(jié)合蓋斯定律可知,反應+得到Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)H=(a+b)kJ·mol-1。(2)圖中A、C分別表示反應物總能量、生成物總能量。E為活化能,反應熱可表示為A、C活化能的差,活化能的大小與反應熱無關(guān)。催化劑能夠降低反應的活化能,不影響反應物和生成物能量高低,因此圖中B點會降低。12.答案 (1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.2 kJ·mol-1(2)小于由于該反應是可逆反應,反應物無法全部轉(zhuǎn)化為生成物不變(3)391(4)N2H4(g)+NO2(g)32N2(g)+2H2O(g)H=-567.85 kJ·mol-1解析 (1)由圖可知,12molN2(g)與32molH2(g)完全反應生成1molNH3(g)的反應熱H=-46.1kJ·mol-1,所以合成氨的熱化學反應方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.2kJ·mol-1。(2)合成氨反應是可逆反應,反應物不能完全轉(zhuǎn)化,3molH2和1molN2參與反應不可能生成2molNH3,故放出的熱量小于92.2kJ,催化劑可改變反應速率但不改變化學平衡,反應熱不變。(3)已知破壞1molNN鍵、1molHH鍵需要吸收的能量分別為946kJ、436kJ。設(shè)破壞1molNH鍵需要吸收的能量為x,結(jié)合反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.2kJ·mol-1,根據(jù)H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和=946kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1-6x=-92.2kJ·mol-1,x=391kJ·mol-1,即破壞1molNH鍵需要吸收的能量為391kJ。(4)已知N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H1=+67.7kJ·mol-1,N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H2=-534kJ·mol-1。依據(jù)蓋斯定律由×2-可得2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-1135.7kJ·mol-1,1molN2H4與NO2完全反應的熱化學方程式為N2H4(g)+NO2(g)32N2(g)+2H2O(g)H=-567.85kJ·mol-1。13.答案 (1)-(b-a) kJ·mol-1764(2)N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-544 kJ·mol-1(3)Fe3O42 mol-130.8解析 (1)由圖知1molCO2(g)和3molH2(g)具有的總能量大于12molC2H4(g)和2molH2O(g)具有的總能量,該反應為放熱反應,反應的H=生成物具有的總能量-反應物具有的總能量=-(b-a)kJ·mol-1。反應熱H=反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和=2×803kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1-12xkJ·mol-1+2×414kJ·mol-1+4×464kJ·mol-1=-152kJ·mol-1,解得x=764。(2)氣態(tài)肼和氧氣反應的化學方程式為N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)。根據(jù)焓變=反應物總鍵能-生成物總鍵能,1mol氣態(tài)肼(H2NNH2)燃燒生成氮氣和水蒸氣的焓變=193kJ·mol-1+391kJ·mol-1×4+497kJ·mol-1-946kJ·mol-1-463kJ·mol-1×4=-544kJ·mol-1,所以1mol氣態(tài)肼(H2NNH2)燃燒生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式是N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-544kJ·mol-1。(3)由示意圖可以知道,重整系統(tǒng)中CO2和FeO反應生成FexOy和C,發(fā)生的反應中n(FeO)n(CO2)=6時,根據(jù)鐵原子、氧原子守恒可以知道xy=6(6+2)=34,故FexOy的化學式為Fe3O4。熱分解系統(tǒng)中是Fe3O4分解為FeO與氧氣,分解1molFe3O4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1mol×3×(83-2)=2mol。已知:.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-53.7kJ·mol-1,.CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)H2=+23.4kJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律,×2-可得2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),則H3=2H1-H2=2×(-53.7kJ·mol-1)-23.4kJ·mol-1=-130.8kJ·mol-1。