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2019-2020年高考化學專題復習導練測 第六章 第一講 化學反應的熱效應
一、選擇題
1.下列說法錯誤的是( )
A.化學反應中的能量變化都表現為熱量變化
B.需要加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應
C.向醋酸鈉溶液中滴入酚酞試液,加熱后若溶液紅色加深,則說明鹽類水解是吸熱的
D.反應物和生成物所具有的總能量決定了反應是放熱還是吸熱
解析 化學反應中的能量變化除了表現為熱量變化外,還可以表現為電能和光能等。
答案 A
2.已知化學反應A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示,判斷下列敘述中正確的是 ( )。
A.每生成2分子AB吸收b kJ熱量
B.該反應熱ΔH=+(a-b)kJmol-1
C.該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量
D.斷裂1 mol A—A和1 mol B—B鍵,放出a kJ能量
解析 由圖示可知生成物總能量高于反應物總能量,C錯;1 mol A2(g)與1 mol B2(g)反應生成2 mol AB(g)吸收(a-b)kJ熱量,A錯,B正確;化學鍵斷裂吸收能量,D錯。
答案 B
3.已知下列熱化學方程式:
①H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJmol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=b kJmol-1
③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3=c kJmol-1
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=d kJmol-1
下列關系式中正確的是( )
A.a
d>0
C.2a=b<0 D.2c=d>0
解析 H2的燃燒反應都是放熱反應,ΔH<0,a、b、c、d都小于0,B、D錯;反應③與反應①相比較,產物的狀態(tài)不同,H2O(g)轉化為H2O(l)為放熱反應,所以a>c,A錯;反應②的化學計量數是①的2倍,反應熱②也是①的2倍,b=2a<0,C對。
答案 C
4.已知熱化學方程式:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-Q kJmol-1(Q>0)。下列說法正確的是 ( )。
A.相同條件下,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)
所具有的能量
B.將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應后,放出熱量為
Q kJ
C.增大壓強或升高溫度,該反應過程放出更多的熱量
D.如將一定量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應后放熱Q kJ,則此
過程中有2 mol SO2(g)被氧化
解析 由于SO2和O2反應放熱,所以相同條件下,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量,A錯誤。SO2和O2的反應是可逆反應,將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應后,參加反應的SO2小于2 mol,放出的熱量小于Q kJ,B錯誤。增大壓強,該平衡向正反應方向移動,放出熱量更多,升高溫度,該平衡向逆反應方向移動,放出熱量減少,C錯誤。
答案 D
5.為探究NaHCO3、Na2CO3和鹽酸(以下鹽酸濃度均為1 molL-1)反應過程中的熱效應,實驗測得如下數據:
序號
35 mL試劑
固體
混合前
溫度/℃
混合后
溫度/℃
①
水
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 實驗②④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。
答案 C
6.將TiO2轉化為TiCl4是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應之一。已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g)
ΔH=+140.5 kJmol-1
C(s,石墨)+O2(g)===CO(g)
ΔH=-110.5 kJmol-1
則反應TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)===TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是 ( )。
A.+80.5 kJmol-1 B.+30.0 kJmol-1
C.-30.0 kJmol-1 D.-80.5 kJmol-1
解析 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+②2即可解題。
答案 D
7.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=+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=-1 076.7 kJ/mol
解析 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②2-①就可以得到肼與N2O4反應的熱化學方程式,則ΔH=-534.0 kJ/mol2-8.7 kJ/mol=-1 076.7 kJ/mol,選項C正確。
答案 C
二、非選擇題
8.(1)已知:
①Fe(s)+O2(g)===FeO(s)
ΔH1=-272.0 kJmol-1;
②2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s)
ΔH2=-1 675.7 kJmol-1。
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應的熱化學方程式是_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
某同學認為,鋁熱反應可用于工業(yè)煉鐵,你的判斷是________(填“能”或“不能”),你的理由是___________________________________________
________________________________________________________________。
(2)反應物與生成物均為氣態(tài)的某可逆反應在不同條件下的反應歷程分別為A、B,如圖所示。
①據圖判斷該反應是________(填“吸”或“放”)熱反應,當反應達到平衡后,其他條件不變,升高溫度,反應物的轉化率將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②其中B歷程表明此反應采用的條件為________(填字母)。
A.升高溫度 B.增大反應物的濃度
C.降低溫度 D.使用催化劑
解析 (1)該鋁熱反應的化學反應方程式為3FeO(s)+2Al(s)===Al2O3(s)+3Fe(s),可由②-①3得到,故ΔH=ΔH2-ΔH13=-1 675.7-(-272.0)3=-859.7(kJmol-1)。鋁比鐵價格高,故用鋁熱反應煉鐵經濟上不合算。(2)結合圖像,反應物的能量低于產物能量,該反應為吸熱反應,升溫平衡向正反應方向移動,反應物的轉化率增大。
答案 (1)3FeO(s)+2Al(s)===Al2O3(s)+3Fe(s)
ΔH=-859.7 kJmol-1 不能 該反應為引發(fā)反應,需消耗大量能量,成本較高 (2)①吸 增大 ②D
9.甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源。已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH1=-571.8 kJmol-1;
②CH3OH(g)+1/2O2(g)===CO2(g)+2H2(g)
ΔH2=-192.9 kJmol-1
(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學方程式為_____________________________________________________________________________。
(2)反應②中的能量變化如圖所示,則ΔH2=________。
(3)H2(g)的燃燒熱為________。
(4)請你分析H2(g)作為能源比甲醇蒸氣作為能源的優(yōu)點:
__________________________________________________
__________________________________________________(寫出兩點即可)。
解析 (1)根據蓋斯定律,反應①+反應②整理可得甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學方程式為:CH3OH(g)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-764.7 kJmol-1。
(2)反應的最終能量變化只與始態(tài)、終態(tài)能量有關,與中間狀態(tài)無關,故ΔH2=E1-E2。
(3)根據燃燒熱的定義可知,H2(g)的燃燒熱為285.9 kJmol-1。
(4)氫氣的燃燒產物對環(huán)境無影響,而且熱值高。
答案 (1)CH3OH(g)+3/2O2(g)= ==CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.7 kJmol-1
(2)E1-E2 (3)285.9 kJmol-1 (4)H2燃燒的產物對環(huán)境無任何污染;等質量的H2完全燃燒放出的熱量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)
10.實驗室用50 mL 0.50 molL-1鹽酸、50 mL 0.55 molL-1 NaOH溶液和下圖所示裝置進行測定中和熱的實驗,得到表中的數據:
實驗次數
起始溫度t1/℃
終止溫度t2/℃
鹽酸
NaOH溶液
1
20.2
20.3
23.7
2
20.3
20.5
23.8
3
21.5
21.6
24.9
試完成下列問題:
(1)實驗時用環(huán)形玻璃棒攪拌溶液的方法是________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃棒的理由是_______________________________________________________________。
(2)經數據處理,t2—t1=3.4 ℃。則該實驗測得的中和熱ΔH=________[鹽酸和NaOH溶液的密度按1 gcm-3計算,反應后混合溶液的比熱容(c)按4.18 J(g℃)-1計算]。
(3)若將NaOH溶液改為相同體積、相同濃度的氨水,測得中和熱為ΔH1,則ΔH1與ΔH的關系為:ΔH1________ΔH(填“<”、“>”或“=”),理由是________________________________________________________________。
解析 (1)對于本實驗,讓氫氧化鈉和鹽酸盡可能地完全反應是減小誤差的一個方面,所以實驗時用環(huán)形玻璃棒上下攪動,以防將溫度計損壞。減少熱量散失是減小誤差的另一個重要方面,所以選用玻璃棒,而不用銅絲。
(2)ΔH=-[100 g4.1810-3 kJ(g℃)-13.4 ℃]0.025 mol=-56.8 kJmol-1
(3)因弱電解質的電離過程是吸熱的,將NaOH溶液改為相同體積、相同濃度的氨水反應后放出的熱量少,所以ΔH1>ΔH。
答案 (1)上下攪動(或輕輕攪動) Cu傳熱快,防止熱量損失 (2)-56.8 kJmol-1 (3)> NH3H2O 屬于弱電解質,電離吸熱
11.當前環(huán)境問題是一個全球重視的問題,引起環(huán)境問題的氣體常見的有溫室氣體CO2、污染性氣體NOx、SOx等。如果對這些氣體加以利用就可以成為重要的能源,既解決了對環(huán)境的污染,又解決了部分能源危機問題。
(1)二氧化碳是地球溫室效應的罪魁禍首,目前人們處理二氧化碳的方法之一是使其與氫氣反應合成甲醇,甲醇是汽車燃料電池的重要燃料。CO2與H2反應制備CH3OH和H2O的化學方程式為____________________________________________________
_____________________________________________________________________
(2)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質硫。
已知:
①C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH1=-393.5 kJmol-1
②CO2(g)+C(s)===2CO(g)ΔH2=+172.5 kJmol-1
③S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH3=-296.0 kJmol-1
請寫出CO與SO2反應的熱化學方程式________________________________________
______________________________________________________________________。
(3)硝酸廠常用催化還原方法處理尾氣。CH4在催化條件下可以將NO2還原為N2。
已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-889.6 kJmol-1①
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)ΔH=+67.7 kJmol-1②
則CH4還原NO2生成水蒸氣和氮氣的熱化學方程式是__________________________
_________________________________________________________________ ______。
解析 解答本題時應注意以下三點:
(1)結合題意找出反應物和產物。
(2)對所要疊加的熱化學方程式進行處理。
(3)ΔH的數值也要隨熱化學方程式的改變而改變。
答案 (1)CO2+3H2===CH3OH+H2O
(2)2CO(g)+SO2(g)===S(s)+2CO2(g)
ΔH=-270 kJmol-1
(3)CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)
ΔH=-957.3 kJmol-1
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