高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 第1部分 知識整合 專題2 基本理論 第6講 化學(xué)反應(yīng)與能量
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第6講 化學(xué)反應(yīng)與能量 [限時50分鐘,滿分70分] 一、選擇題(包括7個小題,每小題5分,共35分) 1.(2016牡丹江模擬)美國研究人員將CO和O附著在一種釕催化劑表面,用激光脈沖將其加熱到2 000 K,成功觀察到CO與O形成化學(xué)鍵生成CO2的全過程。下列說法不正確的是 A.CO2屬于酸性氧化物 B.CO與O形成化學(xué)鍵的過程中放出能量 C.釕催化劑可以改變該反應(yīng)的焓變 D.CO與O形成化學(xué)鍵的過程中有電子轉(zhuǎn)移 解析 A、二氧化碳和堿反應(yīng)生成鹽和水,說明二氧化碳是酸性氧化物,正確,不選A;B、形成化學(xué)鍵時放出熱量,正確,不選B;C、催化劑只改變反應(yīng)速率,不改變反應(yīng)的焓變,錯誤,選C;D、一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳時碳的化合價(jià)升高,所以一氧化碳和氧形成化學(xué)鍵過程中有電子轉(zhuǎn)移,正確,不選D。 答案 C 2.(2016三亞模擬)已知丙烷的燃燒熱ΔH=-2 215 kJmol-1,若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水,則放出的熱量約為 A. 55 kJ B.220 kJ C.550 kJ D.1 108 kJ 解析 丙烷分子式是C3H8,1 mol丙烷燃燒會產(chǎn)生4 mol水,則丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8 g水,消耗丙烷的物質(zhì)的量是n(C3H8)=mM=1.8 g18 gmol-1=0.1 mol,所以反應(yīng)放出的熱量是Q=(2 215 kJmol-14 mol)0.1=55.375 kJ,因此大于數(shù)值與選項(xiàng)A接近。 答案 A 3.(2015上海高考)已知H2O2在催化劑作用下分解速率加快,其能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如下圖所示。下列說法正確的是 A.加入催化劑,減小了反應(yīng)的熱效應(yīng) B.加入催化劑,可提高H2O2的平衡轉(zhuǎn)化率 C.H2O2分解的熱化學(xué)方程式:H2O2===H2O+O2 ΔH<0 D.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 解析 加入催化劑,減小了反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)在較低的溫度下發(fā)生,但是反應(yīng)的熱效應(yīng)不變,A項(xiàng)錯誤;加入催化劑,可提高H2O2的分解的反應(yīng)速率,但不能改變平衡狀態(tài),對轉(zhuǎn)化率無影響,B項(xiàng)錯誤;熱化學(xué)方程式要符合質(zhì)量守恒定律,且要注明聚集狀態(tài),C項(xiàng)錯誤;根據(jù)圖示可知反應(yīng)物的總能量高于生成物總能量,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),D項(xiàng)正確。 答案 D 4.(2015海淀模擬)H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng): H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g) ΔH=-a kJmol-1 已知: (a、b、c均大于零) 下列說法不正確的是 A.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 B.?dāng)嚅_1 mol H-H鍵和1 mol I-I鍵所需能量大于斷開2 mol H-I鍵所需能量 C.?dāng)嚅_2 mol H-I鍵所需能量約為(c+b+a) kJ D.向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2,充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ 解析 該反應(yīng)的ΔH<0,為放熱反應(yīng),故反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,A項(xiàng)正確;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),則斷開1 mol H-H鍵和1 mol I-I鍵所需的能量小于斷開2 mol H-I鍵所需的能量,B項(xiàng)錯誤;ΔH=E(H-H)+E(I-I)-2E(H-I)=-a kJmol-1,故斷開2 mol H-I鍵所需的能量約為(c+b+a) kJ,C項(xiàng)正確;H2和I2的反應(yīng)為可逆反應(yīng),2 mol H2和2 mol I2不可能完全反應(yīng)生成4 mol HI,因此放出的熱量小于2a kJ,D項(xiàng)正確。 答案 B 5.已知斷開或形成1 mol化學(xué)鍵吸收或放出的能量稱為化學(xué)鍵的鍵能,如H-H鍵的鍵能為436 kJmol-1,N≡N鍵的鍵能為945 kJmol-1,N-H鍵的鍵能為391 kJmol-1。則下列有關(guān)工業(yè)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是 A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-93 kJmol-1 B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=+1 471 kJmol-1 C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=+93 kJmol-1 D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-1 471 kJmol-1 解析 根據(jù)反應(yīng)熱和鍵能的關(guān)系可得,ΔH=945 kJmol-1+3436 kJmol-1-6391 kJmol-1=-93 kJmol-1。 答案 A 6.(2016閘北模擬)下列關(guān)于如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系(X代表鹵素)的說法錯誤的是 A.Q3>0 B.Q1=Q2+Q3 C.按Cl、Br、I的順序,Q2依次增大 D.Q1越大,HX越穩(wěn)定 解析 A.原子形成化學(xué)鍵過程中放熱,則反應(yīng)2H(g)+2X(g)===2HX(g)的Q3>0,故A正確;B.根據(jù)蓋斯定律可知,途徑Ⅰ生成HX的反應(yīng)熱與途徑無關(guān),所以Q1=Q2+Q3 ,故B正確;C.Cl、Br、I的原子半徑依次增大,Cl2、Br2、I2斷裂化學(xué)鍵需要能量減小,所以途徑Ⅱ按Cl、Br、I的順序,吸收的熱量Q2依次減小,故C錯誤;D.Q1為氫氣和鹵素單質(zhì)形成HX的過程,該反應(yīng)中Q1越大,說明放出的熱量越多,則生成的HX具有能量越低,HX越穩(wěn)定,故D正確。 答案 C 7.(2016江蘇高考)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是 ①太陽光催化分解水制氫:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH1=571.6 kJmol-1 ②焦炭與水反應(yīng)制氫:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2=131.3 kJmol-1 ③甲烷與水反應(yīng)制氫:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH3=206.1 kJmol-1 A.反應(yīng)①中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B.反應(yīng)②為放熱反應(yīng) C.反應(yīng)③使用催化劑,ΔH3減小 D.反應(yīng)CH4(g)===C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8 kJmol-1 解析 反應(yīng)①是太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A不正確;反應(yīng)②中ΔH2>0,是吸熱反應(yīng),B不正確;反應(yīng)③使用催化劑不能改變反應(yīng)的焓變,ΔH不變,C不正確;D項(xiàng)中,由蓋斯定律,反應(yīng)③-②可得CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH=74.8 kJmol-1,正確。 答案 D 二、非選擇題(包括4個小題,共35分) 8.(8分)已知E1=134 kJmol-1、E2=368 kJmol-1,請參考題中圖表,按要求填空: (1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)過程中的能量變化示意圖,若在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率加快,E1的變化是________(填“增大”、“減小”或“不變”,下同),ΔH的變化是________。NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________________________________________________。 (2)捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑,它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng)。 反應(yīng)Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1 反應(yīng)Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2 反應(yīng)Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3 則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關(guān)系是: ΔH3=________。 (3)下表所示是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù): 化學(xué)鍵 P—P P—O O==O P==O 鍵能/kJmol-1 a b c x 已知白磷的燃燒熱為d kJmol-1,白磷及其完全燃燒生成的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示,表中x=________kJ mol-1(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)。 解析 (1)加入催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能,則E1和E2都減小,但E2-E1不變,即反應(yīng)熱不改變,由圖知,1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO放出熱量368-134=234 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NO2(g)+CO(g)===NO(g)+CO2(g) ΔH=-234 kJmol-1;(2)觀察方程式,利用蓋斯定律,②2-①得方程式③,故ΔH3=2ΔH2-ΔH1;(3)白磷燃燒的化學(xué)方程式為P4+5O2===P4O10,1 mol白磷完全燃燒需拆開6 mol P—P、5 mol O==O,形成12 mol P—O、4 mol P==O,故12 molb kJmol-1+4 molx kJmol-1-(6 mola kJmol-1+5 molc kJmol-1)=d kJmol-1,解得x=(6a+5c+d-12b)kJmol-1。 答案 (1)減小 不變 NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJmol-1 (2)2ΔH2-ΔH1 (3)(d+6a+5c-12b) 9.(9分)碳是形成化合物種類最多的元素,其單質(zhì)及化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。請回答下列問題: (1)有機(jī)物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N,轉(zhuǎn)化過程如下: ΔH=+88.6 kJmol-1 則M、N相比,較穩(wěn)定的是________。 (2)已知CH3OH(l)的燃燒熱ΔH=-238.6 kJmol-1,CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJmol-1,則a________238.6(填“>”、“<”或“=”)。 (3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層,生成HCl和CO2,當(dāng)有1 mol Cl2參與反應(yīng)時釋放出145 kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________________________________________________________________。 (4)火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒,所得物質(zhì)可作耐高溫材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)===2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176 kJmol-1,則反應(yīng)過程中,每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為________。 解析 (1)M轉(zhuǎn)化為N是吸熱反應(yīng),所以N的能量高,不穩(wěn)定。(2)甲醇燃燒生成CO2(g)和H2(g)屬于不完全燃燒,放出的熱量少,故a<238.6。(3)反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g),當(dāng)有2 mol Cl2參與反應(yīng)時釋放出290 kJ熱量,所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJmol-1。(4)所給反應(yīng)中轉(zhuǎn)移12個電子,故每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為1 176 kJ12=98 kJ。 答案 (1)M (2)< (3)2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)===4HCl(g)+CO2(g) ΔH=-290 kJmol-1 (4)98 kJ 10.(9分)(1)新的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095-2012)將于2016年1月1日在我國全面實(shí)施。據(jù)此,環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)日報(bào)和實(shí)時報(bào)告包括了NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指標(biāo),為公眾提供健康指引,引導(dǎo)當(dāng)?shù)鼐用窈侠戆才懦鲂泻蜕睢? ①汽車排出的尾氣中含有CO和NO等氣體,用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生NO的原因________________________________________________________________。 ②汽車排氣管內(nèi)安裝的催化轉(zhuǎn)化器,可使汽車尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。已知: N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.5 kJmol-1 2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221.0 kJmol-1 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJmol-1 則反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)的ΔH=________ kJmol-1。 (2)直接排放氮氧化物會形成酸雨、霧霾,催化還原法和氧化吸收法是常用的處理方法。利用NH3和CH4等氣體除去煙氣中的氮氧化物。已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=a kJmol-1;欲計(jì)算反應(yīng)CH4(g)+4NO(g)=== CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g)的焓變ΔH2,則還需要查詢某反應(yīng)的焓變ΔH3,當(dāng)反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為最簡整數(shù)比時,ΔH3=b kJmol-1,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________________,據(jù)此計(jì)算出ΔH2=________ kJmol-1(用含a、b的式子表示)。 (3)合成氨用的氫氣可以由甲烷為原料制得。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示,則CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為____________________________________________________________________。 解析 (1)②按題干順序給3個熱化學(xué)方程式編號,由蓋斯定律③2-①-②得2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH=[-393.52-180.5-(-221.0)]kJmol-1=-746.5 kJmol-1。 (2)根據(jù)蓋斯定律將已知的兩個熱化學(xué)方程式相減可得熱化學(xué)方程式為2N2(g)+2O2(g)===4NO(g) ΔH=a kJmol-1-ΔH2=2b kJmol-1,則ΔH2=(a-2b) kJmol-1,同時將上面的方程式及ΔH都除以2可得熱化學(xué)方程式。 (3)按題干順序給圖像中的3個熱化學(xué)方程式編號,根據(jù)蓋斯定律,③-②3-①得CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=[-846.3-(-241.8)3-(-282.0)] kJmol-1=+161.1 kJmol-1。 答案 (1)①N2+O22NO?、冢?46.5 (2)N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH3=b kJmol-1 a-2b (3)CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJmol-1 11.(9分)已知單質(zhì)硫在通常條件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸氣狀態(tài)時,含有S2、S4、S6及S8等多種同素異形體,其中S4、S6和S8具有相似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)如下圖所示: 在一定條件下,S8(s)和O2(g)發(fā)生反應(yīng)依次轉(zhuǎn)化為SO2(g)和SO3(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系可用下圖簡單表示(圖中的ΔH表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。 (1)寫出表示S8燃燒熱的熱化學(xué)方程式___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)寫出SO3分解生成SO2和O2的熱化學(xué)方程式___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)化學(xué)上規(guī)定,拆開或形成1 mol化學(xué)鍵吸收或放出的能量稱為該化學(xué)鍵的鍵能,單位kJmol-1。若已知硫氧鍵的鍵能為d kJmol-1,氧氧鍵的鍵能為e kJmol-1,則S8分子中硫硫鍵的鍵能為________________________________________。 解析 (1)燃燒熱指的是1 mol燃料完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量,因此根據(jù)定義先寫出化學(xué)方程式S8(s)+8O2(g)===8SO2(g),又由于題干中給出的焓變是指生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù),因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-8a kJmol-1。 (2)可根據(jù)題中圖示直接寫出熱化學(xué)方程式。 (3)設(shè)S8分子中硫硫鍵的鍵能為x kJmol-1,由于反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和,結(jié)合①可得8x+8e-16d=-8a,解得x=2d-a-e。 答案 (1)S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-8a kJmol-1 (2)2SO3(g)===2SO2(g)+O2(g) ΔH=+2b kJmol-1 (3)(2d-a-e) kJmol-1- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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