通用版高考化学二轮复习专题突破练6化学反应与能量变化.docx
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通用版高考化学二轮复习专题突破练6化学反应与能量变化
专题突破练6 化学反应与能量变化
一、选择题(本题包括10个小题,每小题6分,共60分)
1.(2019浙江台州中学高三统练)下列有关说法正确的是( )
A.储热材料芒硝可用于光—化学能的转换
B.发达国家采用的现代化垃圾焚烧处理法不能有效利用生活垃圾中的生物质能
C.利用微生物在光合作用下分解水,是制取氢气的一个重要研究方向
D.太阳能、可燃冰资源丰富,在使用时对环境无污染或很少污染,且可以再生,是最有希望的未来新能源
2.(2019河北衡水安平县安平中学高三期中)下列关于反应与能量的说法正确的是( )
A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s)
ΔH=-216kJ·mol-1,E反应物 B.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.2kJ·mol-1,E反应物 C.HCl(g) H2(g)+ Cl2(s) ΔH=+92.3kJ·mol-1,1molHCl在密闭容器中分解后放出92.3kJ的能量 D.将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应后生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1 3.下列说法正确的是( ) A.吸热反应一定不能自发进行 B.由C(s,石墨)C(s,金刚石) ΔH=+1.9kJ·mol-1,可知金刚石比石墨稳定 C.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH1,S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2 D.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则0.5molH2SO4与0.5molBa(OH)2反应一定放出57.3kJ热量 4.(2019甘肃静宁一中高三模拟)下列说法正确的是( ) A.101kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1,则H2的燃烧热ΔH=-572kJ·mol-1 D.500℃、30MPa时,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1。 在此条件下将1.5molH2和过量N2充分反应,放出热量19.3kJ C.若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多 D.已知: 2C(s)+2O2(g)2CO2(g) ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2 5.(2019北京师大附中高三期中)中国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如下图所示。 下列说法不正确的是( ) A.该催化反应实现了太阳能向化学能的转化 B.阶段Ⅰ中,H2O2是氧化产物 C.每生成1molO2,阶段Ⅱ中转移2mol电子 D.反应的两个阶段均为吸热过程 6.(2019山东山师大附中高三模拟)25℃、101kPa时,有以下能量转化图,下列说法不正确的是( ) A.转化Ⅱ的热化学方程式2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-282.9kJ·mol-1 B.相同条件下,1molC(g)和0.5molO2(g)总能量高于1molCO(g)的能量 C.由C→CO的热化学方程式2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221.2kJ·mol-1 D.CO2(g)分解为C(s)和O2(g)是吸热反应 7.已知: ①2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1 ②H2(g)+S(g)H2S(g) ΔH=-20.1kJ·mol-1,下列判断正确的是( ) A.若反应②中改用固态硫,则1molS(s)完全反应放出的热量小于20.1kJ B.从焓变数值可知,单质硫与氧气相比,更容易与氢气化合 C.由反应①②知,水的热稳定性小于硫化氢 D.氢气的燃烧热ΔH=-241.8kJ·mol-1 8.某温度时,ⅥA族元素单质与H2反应生成气态H2X的热化学方程式如下: O2(g)+H2(g)H2O(g) ΔH=-242kJ·mol-1 S(g)+H2(g)H2S(g) ΔH=-20kJ·mol-1 Se(g)+H2(g)H2Se(g) ΔH=+81kJ·mol-1 下列说法正确的是( ) A.稳定性: H2O B.降温有利于Se与H2反应生成H2Se C.O2(g)+2H2S(g)2H2O(g)+2S(g) ΔH=-444kJ·mol-1 D.随着核电荷数的增加,ⅥA族元素单质与H2的化合反应越容易发生 9.(2019浙江温州高三9月选考适应性测试)已知断裂1molH2(g)中的H—H键需要吸收436kJ能量,断裂1molI2(g)中的I—I键需要吸收151kJ能量,生成1molHI(g)中的H—I键能放出299kJ能量。 下列说法正确的是( ) A.1molH2(g)和1molI2(g)的总能量为587kJ B.H2(g)+I2(s)2HI(g) ΔH=-11kJ·mol-1 C.HI(g) H2(g)+ I2(g) ΔH=+5.5kJ·mol-1 D.I2(g)比H2分子稳定 10.(2019河南中原名校高三联考)已知: ①1mol晶体硅中含有2molSi—Si键。 ②Si(s)+O2(g)SiO2(s) ΔH,其反应过程与能量变化如图所示。 ③ 化学键 Si—O OO Si—Si 断开1mol共价键所需能量/kJ 460 500 176 下列说法正确的是( ) A.晶体硅光伏发电将化学能转化为了电能 B.二氧化硅稳定性小于硅的稳定性 C.ΔH=-988kJ·mol-1 D.ΔH=(a-c)kJ·mol-1 二、非选择题(本题包括3个小题,共40分) 11.(2019河北唐县第一中学高三期中)(10分) (1)真空碳热还原—氧化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下: Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g) ΔH=akJ·mol-1 3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g) ΔH=bkJ·mol-1 反应Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)的ΔH= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示); (2)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH反应过程的能量变化如图所示,已知1molSO2(g)氧化为1molSO3放出99kJ的热量,请回答下列问题: ①图中A表示 ; ②E的大小对该反应的反应热 (填“有”或“无”)影响; ③该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点 (填“升高”或“降低”)。 12.(2019江西师大附中高三期末)(15分)氨在工农业生产中应用广泛。 在压强为30MPa时,不同温度时合成氨平衡混合气体中NH3的体积分数如下: 温度/℃ 200 300 400 500 600 氨含量/% 89.9 71.0 47.0 26.4 13.8 请回答: (1)根据图中所示,合成氨的热化学方程式为 。 (2)将1molN2(g)和3molH2(g)通入一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量 92.2kJ(填“大于”“等于”或“小于”),原因是 ;若加入催化剂,ΔH (填“变大”“变小”或“不变”)。 (3)已知破坏1molN≡N键、1molH—H键需要吸收的能量分别为946kJ、436kJ,则破坏1molN—H键需要吸收的能量为 kJ。 (4)N2H4可视为NH3分子中的一个H被—NH2取代的产物。 发射卫星用N2H4(g)为燃料,以NO2为氧化剂发生反应生成N2和H2O(g)。 已知: N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH1=+67.7kJ·mol-1 N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ·mol-1。 则1molN2H4与NO2完全反应的热化学方程式为 。 13.(15分) (1)(2019安徽合肥高三质量检测)低碳经济成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。 请你结合下列有关图示和所学知识回答: 用CO2催化加氢可以制取乙烯: CO2(g)+3H2(g) C2H4(g)+2H2O(g)。 若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的ΔH= (用含a、b的式子表示)。 又知: 相关化学键的键能如下表所示,实验测得上述反应的ΔH=-152kJ·mol-1,则表中的x= 。 化学键 CO H—H CC C—H H—O 803 436 x 414 464 (2)键能是将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需的能量。 已知下列化学键的键能如下表: 化学键 N≡N OO N—N N—H O—H 946 497 193 391 463 写出1mol气态肼(H2N—NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式: 。 (3)(2019重庆南开中学高三适应性考试)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。 ①科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图所示。 若“重整系统”发生的反应中 =6,则FexOy的化学式为 。 “热分解系统”中每分解1molFexOy,转移电子的物质的量为 。 ②工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。 已知: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1,CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ·mol-1,则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3= kJ·mol-1。 参考答案 专题突破练6 化学反应与能量变化 1.B 解析储热材料芒硝受热熔化后可储热,结晶后可放热,故可用于热能—化学能的转换,故A错误;当前较为有效地利用生物质能的方式是制取沼气和酒精,垃圾焚烧处理法不能有效利用生活垃圾中的生物质能,故B正确;利用微生物在阳光作用下分解水是制取氢气的一个重要研究方向,而不是利用光合作用,光合作用不会产生氢气,故C错误;可燃冰资源不可再生,故D错误。 2.B 解析当反应物总能量<生成物总能量,则反应是吸热反应,但该反应ΔH<0,选项A错误;当反应物总能量<生成物总能量,则反应是吸热反应,该反应ΔH>0,选项B正确;根据热化学方程式HCl(g) H2(g)+ Cl2(s) ΔH=+92.3kJ·mol-1可知HCl分解是吸热反应,选项C错误;反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是可逆反应,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)小于1.0mol,放热19.3kJ,则热化学方程式应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<-38.6kJ·mol-1,选项D错误。 3.C 解析化学反应的热效应与反应物和生成物具有的能量有关,而反应能否自发进行与焓变和熵变有关,故A错误;根据物质能量越高越不稳定,由C(s,石墨)C(s,金刚石) ΔH=+1.9kJ·mol-1,可知反应吸热,金刚石能量高于石墨,所以石墨稳定,故B错误;固体硫变化为气态硫需要吸收热量,所以固体硫燃烧放出的热量少,故ΔH1>ΔH2,C正确;中和热是指稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量,但生成硫酸钡沉淀的反应还要放出热量,则0.5molH2SO4与0.5molBa(OH)2反应放出的热大于57.3kJ,故D错误。 4.D 解析1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,而题给反应热为2mol氢气燃烧放出的热量,故A错误;H2的物质的量为1.5mol,完全消耗1.5mol氢气时会放出19.3kJ热量,由于该反应为可逆反应,氢气不可能完全转化成氨气,所以放出的热量小于19.3kJ,故B错误;由固态硫得到硫蒸气需要吸收能量,所以若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量少,故C错误;等量的碳完全燃烧生成CO2时放出的热量比生成CO时放出的热量多,所以ΔH1<ΔH2,故D正确。 5.D 解析该过程利用太阳光实现高效分解水,实现了太阳能向化学能的转化,故A正确;阶段Ⅰ中发生的反应为2H2OH2O2+H2↑,生成H2O2时氧元素化合价从-2价升高到-1价,所以H2O2是氧化产物,故B正确;阶段Ⅱ中发生的反应为2H2O22H2O+O2↑,每生成1molO2,转移2mol电子,故C正确;过氧化氢不稳定,能量较高,分解成的H2O和O2较稳定,所以阶段Ⅱ发生的反应为放热反应,故D错误。 6.A 解析根据能量转化图,转化Ⅱ的热化学反应方程式为CO(g)+ O2(g)CO2(g) ΔH=-282.9kJ·mol-1或者2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-282.9×2kJ·mol-1=-565.8kJ·mol-1,故A错误;C和氧气反应生成CO,此反应属于放热反应,因此相同条件下,1molC(s)和0.5molO2(g)总能量高于1molCO(g)的能量,故B正确;根据能量转化图,C→CO的热化学反应方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-(393.5-282.9)×2kJ·mol-1=-221.2kJ·mol-1,故C正确;C和O2反应是放热反应,CO2分解为C和O2是吸热反应,故D正确。 7.A 解析固体变为气体时吸收热量,若反应②中改用固态硫,1molS(s)完全反应,放出的热量小于20.1kJ,所以A选项正确;由热化学方程式可以知道1mol氢气与氧气反应放出的热量比1mol氢气与硫反应放出的热量多221.7kJ,说明单质氧气与硫相比,更容易与氢气化合,故B错误;放出的热量越多,说明生成物的总能量越低,物质越稳定,故C错误;氢气的燃烧热是指1molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量,由题给热化学方程式可以知道1mol氢气完全燃烧生成气态水时放出241.8kJ,故D错误。 8.C 解析元素的非金属性越强,对应简单氢化物的稳定性越强,同一主族,从上到下元素非金属性逐渐减弱,因此稳定性H2O>H2S>H2Se,故A项错误;Se(g)+H2(g)H2Se(g)对应的ΔH>0,说明该反应正向吸热,降温使得反应向放热的方向进行,即逆向进行,不利于生成H2Se,故B项错误;将已知热化学方程式依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由2×(①-②)可得O2(g)+2H2S(g)2H2O(g)+2S(g) ΔH=-444kJ·mol-1,故C项正确;随着核电荷数的减小,ⅥA族元素的非金属性逐渐增强,与氢原子形成的共价键越强,放出的热量越多,生成物越稳定,ⅥA族元素的单质与H2的化合反应越容易发生,故D项错误。 9.C 解析由题给信息不能计算1molH2(g)和1molI2(g)的总能量,故A错误;碘的状态为蒸气,H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-11kJ·mol-1,故B错误;碘化氢分解吸热,HI(g) H2(g)+ I2(g) ΔH=+5.5kJ·mol-1,故C正确;键能越大越稳定,H2比I2(g)分子稳定,故D错误。 10.C 解析晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能,选项A错误;根据化学键的键能判断,断裂1mol二氧化硅中的化学键需要的能量为4×460kJ=1840kJ,断裂1mol晶体硅中的化学键需要的能量为2×176kJ=352kJ,故二氧化硅稳定性大于硅的稳定性,选项B错误;根据题意Si(s)+O2(g)SiO2(s) ΔH=(+176×2+500-460×4)kJ·mol-1=-988kJ·mol-1,选项C正确;根据图中信息可知,ΔH=-ckJ·mol-1,选项D错误。 11.答案 (1)a+b (2)①反应物总能量 ②无 ③降低 解析 (1)①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g) ΔH=akJ·mol-1,②3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g) ΔH=bkJ·mol-1,结合盖斯定律可知,反应①+②得到Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g) ΔH=(a+b)kJ·mol-1。 (2)①图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量。 ②E为活化能,反应热可表示为A、C活化能的差,活化能的大小与反应热无关。 ③催化剂能够降低反应的活化能,不影响反应物和生成物能量高低,因此图中B点会降低。 12.答案 (1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1 (2)小于 由于该反应是可逆反应,反应物无法全部转化为生成物 不变 (3)391 (4)N2H4(g)+NO2(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85kJ·mol-1 解析 (1)由图可知, molN2(g)与 molH2(g)完全反应生成1molNH3(g)的反应热ΔH=-46.1kJ·mol-1,所以合成氨的热化学反应方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1。 (2)合成氨反应是可逆反应,反应物不能完全转化,3molH2和1molN2参与反应不可能生成2molNH3,故放出的热量小于92.2kJ,催化剂可改变反应速率但不改变化学平衡,反应热不变。 (3)已知破坏1molN≡N键、1molH—H键需要吸收的能量分别为946kJ、436kJ。 设破坏1molN—H键需要吸收的能量为x,结合反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1,根据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=946kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1-6x=-92.2kJ·mol-1,x=391kJ·mol-1,即破坏1molN—H键需要吸收的能量为391kJ。 (4)已知①N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH1=+67.7kJ·mol-1,②N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ·mol-1。 依据盖斯定律由②×2-①可得2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ·mol-1,1molN2H4与NO2完全反应的热化学方程式为N2H4(g)+NO2(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85kJ·mol-1。 13.答案 (1)-(b-a)kJ·mol-1 764 (2)N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-544kJ·mol-1 (3)①Fe3O4 2mol ②-130.8 解析 (1)由图知1molCO2(g)和3molH2(g)具有的总能量大于 molC2H4(g)和2molH2O(g)具有的总能量,该反应为放热反应,反应的ΔH=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量=-(b-a)kJ·mol-1。 反应热ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=2×803kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1-[ xkJ·mol-1+2×414kJ·mol-1+4×464kJ·mol-1]=-152kJ·mol-1,解得x=764。 (2)气态肼和氧气反应的化学方程式为N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)。 根据焓变=反应物总键能-生成物总键能,1mol气态肼(H2N—NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的焓变=193kJ·mol-1+391kJ·mol-1×4+497kJ·mol-1-946kJ·mol-1-463kJ·mol-1×4=-544kJ·mol-1,所以1mol气态肼(H2N—NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式是N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-544kJ·mol-1。 (3)①由示意图可以知道,重整系统中CO2和FeO反应生成FexOy和C,发生的反应中 =6时,根据铁原子、氧原子守恒可以知道x∶y=6∶(6+2)=3∶4,故FexOy的化学式为Fe3O4。 热分解系统中是Fe3O4分解为FeO与氧气,分解1molFe3O4转移电子的物质的量为1mol×3×( -2)=2mol。 ②已知: Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1,Ⅱ.CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ·mol-1。 根据盖斯定律,Ⅰ×2-Ⅱ可得2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),则ΔH3=2ΔH1-ΔH2=2×(-53.7kJ·mol-1)-23.4kJ·mol-1=-130.8kJ·mol-1。
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