2020版高考化學大一輪復習 第6章 化學反應與能量轉化 2 第1節(jié) 化學反應的熱效應檢測 魯科版.doc

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第1節(jié) 化學反應的熱效應 [課后達標檢測] 一、選擇題 1．(2019桂林一模)BeCl2是有機反應的催化劑。鈹和氯氣反應的能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．E2是正反應的活化能 B．該反應的ΔH<0 C．加入催化劑，ΔH減小 D．ΔH＝E2－E1 解析：選B。E1是正反應的活化能，E2是逆反應的活化能，A項錯誤；該反應是放熱反應，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奉賢質檢)化學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過程，示意圖如下： 下列關于合成氨反應的敘述中不正確的是(　　) A．該過程表明在化學反應中存在化學鍵的斷裂與形成 B．在催化劑的作用下，反應物的化學鍵變得容易斷裂 C．過程②需吸收能量，過程③則放出能量 D．常溫下該反應難以進行，是因為常溫下生成物的化學鍵難以形成 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，然后原子重新結合生成2個氨分子，A正確；催化劑能改變化學反應的速率，合成氨的反應在催化劑作用下，反應速率加快，意味著反應物化學鍵的斷裂和生成物化學鍵的形成變得更容易，B正確；化學鍵的斷裂需要吸收能量，而化學鍵的形成則放出能量，從題圖可看出②為化學鍵斷裂過程，③為化學鍵形成過程，C正確；化學鍵的斷裂需要吸收能量，所以該反應在常溫下難以進行，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三步反應組成，1 mol HBr被氧化為Br2放出12.67 kJ熱量，其能量與反應過程曲線如圖所示。 (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．三步反應均為放熱反應 B．步驟(Ⅰ)的反應速率最慢 C．HOOBr比HBr和O2穩(wěn)定 D．熱化學方程式為4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g)　ΔH＝－12.67 kJmol－1 解析：選B。放熱反應的反應物總能量高于生成物的總能量，根據(jù)題圖可知，第一步反應為吸熱反應，A項錯誤；步驟(Ⅰ)為吸熱反應，導致體系溫度降低，反應速率減慢，其余反應為放熱反應，反應溫度升高，反應速率加快，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， 有關上述反應的敘述錯誤的是(　　) A．Q1Q1，A項正確；兩反應均為放熱反應，故生成物總能量均低于反應物總能量，B項錯誤；生成1 mol CO氣體時放出Q1 kJ熱量，C項正確；等物質的量的同種物質，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、錳與氧氣的反應均為放熱反應，ΔH1<0，ΔH2<0，A項錯誤；第三個反應放出的熱量比第一個多，即ΔH3<ΔH1，B項錯誤；將題中熱化學方程式依次編號為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．標準狀況下，氣態(tài)分子斷開1 mol化學鍵的焓變稱為鍵焓。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，物質分解吸收的熱量與產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 下列關于上述反應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，則有ΔH1<0、ΔH3<0。 B．CO2(g)與C(s)在高溫條件下反應生成CO(g)，該反應為吸熱反應，則有ΔH2>0；Fe(s)與O2(g)反應生成Fe2O3(s)為放熱反應，則有ΔH4<0。 C．將五個熱化學方程式依次編號為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①、②為反應③提供原料氣 B．反應③也是CO2資源化利用的方法之一 C．反應CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJmol－1 D．反應2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJmol－1 解析：選C。反應①的產物為CO和H2，反應②的產物為CO2和H2，反應③的原料為CO2和H2，A項正確；反應③將溫室氣體CO2轉化為燃料CH3OH，B項正確；反應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，可得所求反應的焓變，D項正確。 二、非選擇題 9．(1)某反應過程中的能量變化如圖所示。 寫出該反應的熱化學方程式：_____________________________________________。 (2)在溶液中進行化學反應的物質，其狀態(tài)標為“aq”，已知0.5 mol H2SO4與足量氫氧化鈉溶液反應放出57.3 kJ的熱量，寫出該反應的熱化學方程式(參與反應的物質用離子形式表示)： ______________________________________________________。 (3)合成氨反應的熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJmol－1。已知在某一條件下，N2的轉化率僅為10%，要想通過該反應得到92.2 kJ的熱量，在反應中要投放________mol N2。 解析：(1)根據(jù)題目中圖示的能量關系，可知1 mol A(g)與2 mol B(g)反應生成1 mol C(l)和3 mol D(l)，放出熱量432 kJ，故其熱化學方程式為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生成1 mol H2O(l)，放出57.3 kJ的熱量，其熱化學方程式為H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1。(3)1 mol N2完全反應生成2 mol NH3時放出的熱量為92.2 kJ，而在某一條件下，N2的轉化率僅為10%，故要通過該反應得到92.2 kJ的熱量，投放N2的總量應為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2HI(g)===H2(g)＋I2(g)　ΔH＝11 kJmol－1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學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4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)的反應熱ΔH＝__________。 解析：(1)設1 mol HI(g)分子中化學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，導致周圍溫度降低；反應4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝反應物的鍵能之和－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?。? 262 kJmol－1 11．火箭推進器中裝有強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑液態(tài)雙氧水。當二者混合發(fā)生反應時，會產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，放出256.652 kJ熱量。 (1)該反應的熱化學方程式為________________________________________。 (2)已知H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝44 kJmol－1，則16 g液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應生成液態(tài)水時放出的熱量為________kJ。 (3)此反應用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產生大量氣體外，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的熱化學方程式為____________________________。 解析：(1)0.4 mol液態(tài)N2H4與足量液態(tài)雙氧水反應放出256.652 kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為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)該反應的反應產物為氮氣和水蒸氣，不會造成環(huán)境污染。 (4)將題給熱化學方程式分別編號為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(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②，斷開1 mol CO(g)與0.5 mol O2(g)中的化學鍵所吸收的能量比形成1 mol CO2(g)中的化學鍵所放出的能量________(填“多”或“少”)。 (3)在如圖中畫出反應③的能量隨反應過程的變化曲線。 (4)理論上分析碳先與氧氣反應生成CO(g)，CO(g)再與氧氣反應生成CO2(g)，兩個反應所放出的能量之和與相同質量的碳與氧氣完全反應生成CO2(g)所放出的能量的關系是________(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②為放熱反應，即斷開1 mol CO(g)與0.5 mol O2(g)中的化學鍵所吸收的能量比形成1 mol CO2(g)中的化學鍵所放出的能量要少。 (4)根據(jù)蓋斯定律，反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。 答案：(1)ab　(2)少 (3)如圖所示 (4)相等