高考领航届高三二轮化学专题复习第1部分 专题五 化学能与热能 限时训练.docx
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高考领航届高三二轮化学专题复习第1部分专题五化学能与热能限时训练
限时(60分钟)
1.对于反应CH2===CH2+H2―→CH3CH3,反应过程的能量变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A.此反应不属于氧化还原反应
B.此反应的ΔH<0
C.此反应中反应物的能量总和大于产物的能量总和
D.其他条件不变,若此反应使用催化剂,则ΔH不变
解析:
选D。
第一步,弄清能量变化的根本原因;第二步,根据图示判断出反应物和生成物的总能量高低;第三步,推断出反应是吸热反应还是放热反应,作出正确判断。
氢元素由单质变为化合物,氢元素化合价发生了改变,因此该反应为氧化还原反应,A项错误;由图可知反应物总能量小于生成物总能量,反应吸热,ΔH>0,B、C项错误;使用催化剂,可降低反应的活化能,但不改变反应的ΔH,D项正确。
2.一定条件,在水溶液中1molCl-、ClO
(x=1、2、3、4)的能量(kJ)相对大小如图所示。
下列有关说法中正确的是( )
A.D是ClO
B.B―→A+C反应的活化能为60kJ·mol-1
C.A、B、C、D中C最稳定
D.B―→A+C反应的热化学方程式:
3ClO-(aq)===ClO
(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-117kJ·mol-1
解析:
选D。
由题可知D中氯元素化合价为+7,D是ClO
,A项错误;由图可知,60kJ·mol-1是B的相对能量,不是B―→A+C反应的活化能,B项错误;A、B、C、D中A的相对能量最低,最稳定,C项错误。
3.(2016·贵阳质检)已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下:
①C2H2(g)+
O2(g)―→2CO2(g)+H2O(l)
ΔH=-1300kJ·mol-1
②C6H6(g)+
O2(g)―→6CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-3295kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.1molC2H2(g)完全燃烧生成气态水时放出的热量大于1300kJ
B.1molC6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于3295kJ
C.相同条件下,等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧,C6H6(g)放热更多
D.C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应
解析:
选D。
液态水生成气态水要吸热,则A中放热应小于1300kJ,错误;液态苯的能量比气态苯的能量低,则B中放出热量应小于3295kJ,B错误;通过计算可知等质量的两者完全燃烧时乙炔放热多,C错误;根据盖斯定律,由3×①-②得:
3C2H2(g)===C6H6(g) ΔH=-605kJ·mol-1,D正确。
4.已知25℃、101kPa时,1molH2与溴蒸气完全反应生成气态溴化氢放出QkJ能量,则下列热化学方程式书写正确的是( )
A.H2(g)+Br2(g)===2HBr(g)
ΔH=-2QkJ·mol-1
B.H2(g)+Br2(l)===2HBr(g)
ΔH=-QkJ·mol-1
C.
H2(g)+
Br2(g)===HBr(g)
ΔH=+
kJ·mol-1
D.HBr(g)===
H2(g)+
Br2(g)
ΔH=+
kJ·mol-1
解析:
选D。
要注意ΔH的“+”、“-”号及ΔH和化学计量数的关系。
5.为探究NaHCO3、Na2CO3和盐酸(以下盐酸浓度均为1mol·L-1)反应过程中的热效应,实验测得如下数据:
序号
35mL试剂
固体
混合前温度/℃
混合后温度/℃
①
水
2.5gNaHCO3
20.0
18.5
②
水
3.2gNa2CO3
20.0
24.3
③
盐酸
2.5gNaHCO3
20.0
16.2
④
盐酸
3.2gNa2CO3
20.0
25.1
由此得出的结论正确的是( )
A.Na2CO3溶液与盐酸的反应是吸热反应
B.NaHCO3溶液与盐酸的反应是放热反应
C.20.0℃时,含3.2gNa2CO3的饱和溶液和35mL盐酸混合后的温度将低于25.1℃
D.20.0℃时,含2.5gNaHCO3的饱和溶液和35mL盐酸混合后的温度将低于16.2℃
解析:
选C。
实验②④说明Na2CO3溶液与盐酸的反应是放热反应,A错误;实验①③说明NaHCO3溶液与盐酸的反应是吸热反应,B错误;由实验②可知,碳酸钠固体溶于水会放热,而C项缺少了这个放热的过程,因而放出的热量少于实验④,则温度低于25.1℃,该项正确;同理,由实验①③判断,D项错误。
6.已知下列热化学方程式:
①H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g)
ΔH1=akJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH2=bkJ·mol-1
③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l)
ΔH3=ckJ·mol-1
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH4=dkJ·mol-1
下列关系式中正确的是( )
A.a
C.2a=b<0D.2c=d>0
解析:
选C。
H2的燃烧反应都是放热反应,ΔH<0,a、b、c、d都小于0,B、D错;反应③与反应①相比较,产物的状态不同,H2O(g)转化为H2O(l)为放热反应,所以a>c,A错;反应②的化学计量数是①的2倍,反应热②也是①的2倍,b=2a<0,C对。
7.将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。
已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g)
ΔH=+140.5kJ·mol-1
C(s,石墨)+
O2(g)===CO(g)
ΔH=-110.5kJ·mol-1
则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)===TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是( )
A.+80.5kJ·mol-1B.+30.0kJ·mol-1
C.-30.0kJ·mol-1D.-80.5kJ·mol-1
解析:
选D。
认真观察已知反应和目标反应,将已知反应分别记为①、②,应用盖斯定律,由反应①+②×2即可解题。
8.肼(N2H4)是火箭发动机的燃料,它与N2O4反应时,N2O4为氧化剂,生成氮气和水蒸气。
已知:
N2(g)+2O2(g)===N2O4(g) ΔH=+8.7kJ/mol,N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.0kJ/mol,下列表示肼跟N2O4反应的热化学方程式,正确的是( )
A.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-542.7kJ/mol
B.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1059.3kJ/mol
C.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1076.7kJ/mol
D.N2H4(g)+
N2O4(g)===
N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-1076.7kJ/mol
解析:
选C。
N2(g)+2O2(g)===N2O4(g) ΔH=+8.7kJ/mol①,N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.0kJ/mol②,将热化学方程式②×2-①就可以得到肼与N2O4反应的热化学方程式,则ΔH=-534.0kJ/mol×2-8.7kJ/mol=-1076.7kJ/mol,选项C正确。
9.下列热化学方程式或叙述正确的是( )
A.1mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气,放出642kJ的热量:
N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=+642kJ·mol-1
B.12g石墨转化为CO时,放出110.5kJ的热量:
2C(石墨,s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-110.5kJ·mol-1
C.已知:
H2(g)+
O2(g)===H2O(l)
ΔH=-286kJ·mol-1
则:
2H2O(l)===2H2(g)=O2(g)的ΔH=+572kJ·mol-1
D.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92.4kJ·mol-1
解析:
选C。
A项,放热反应,ΔH<0,错误;B项,12gC的物质的量为1mol,ΔH=-221.0kJ·mol-1,错误;C项,已知反应为放热,则其逆反应为吸热,ΔH为“+”,ΔH与化学计量数成正比,正确;D项,反应是可逆反应,0.5molN2和1.5molH2不能完全反应,错误。
10.已知:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-571.6kJ·mol-1①
2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-1452kJ·mol-1②
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3kJ·mol-1③
下列说法正确的是( )
A.H2(g)的燃烧热ΔH=-571.6kJ·mol-1
B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
C.
H2SO4(aq)+
Ba(OH)2(aq)===
BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
D.3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l)
ΔH=+135.9kJ·mol-1
解析:
选B。
A项,H2(g)的燃烧热ΔH=-285.8kJ·mol-1,错误;B项,同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出热量多,正确;C项,因有BaSO4(s)生成,该反应的ΔH≠-57.3kJ·mol-1,错误;D项,
×(①×3-②)得3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.4kJ·mol-1,错误。
11.2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
已知1molSO2(g)被氧化为1molSO3的ΔH=-99kJ/mol。
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示________、________,E的大小对该反应的反应热有无影响?
________。
该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?
________,理由是________________________________________。
(2)图中ΔH=________kJ/mol。
(3)V2O5的催化循环机理可能为:
V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。
写出该催化循环机理的化学方程式:
__________、________。
(4)已知单质硫的燃烧热为296kJ/mol,计算由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH__________________________________(要求计算过程)。
答案:
(1)反应物的总能量 生成物的总能量 无 降低 因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低
(2)-198
(3)SO2+V2O5===SO3+2VO2 4VO2+O2===2V2O5
(4)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-296kJ/mol
SO2(g)+
O2(g)===SO3(g) ΔH2=-99kJ/mol
3S(s)+
O2(g)===3SO3(g) ΔH=3(ΔH1+ΔH2)=-1185kJ/mol
12.
(1)①根据甲图,写出反应的热化学方程式:
___________________________。
②根据乙图,判断下列说法中正确的是________。
A.其热化学方程式为CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=+41kJ/mol
B.该反应为吸热反应
C.该反应为放热反应
D.当H2O为液态时,其反应热值小于41kJ/mol
(2)已知16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量,该反应的热化学方程式是_____________________________________________。
(3)丙图是某温度下,N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。
该反应的热化学方程式为____________________________。
a、b两条曲线产生区别的原因很可能是______________________________________________________________________________________________________________________________。
解析:
(1)②将反应物与生成物弄反了,A项错误;生成物的能量比反应物的能量高,故该反应为吸热反应,B项正确,C项错误;未限定H2O的物质的量,D项错误。
(3)曲线b表示反应中使用催化剂,可以降低反应的活化能,但反应的热效应不会改变。
答案:
(1)①CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ/mol ②B
(2)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.8kJ/mol
(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol
a不使用催化剂,b使用了催化剂
13.Ⅰ.丙烷燃烧可以通过以下两种途径:
途径①:
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-akJ/mol;
途径②:
C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)
ΔH=+bkJ/mol,
2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)
ΔH=-ckJ/mol,
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH=-dkJ/mol(a、b、c、d均为正值);
请回答下列问题:
(1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量,途径①放出的热量________(填“大于”“等于”或“小于”)途径②放出的热量。
(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)的反应中,反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物,因此其反应条件是__________________________________________。
(3)b与a、c、d的数学关系式是___________________________________________。
Ⅱ.火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2),当它们混合时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量的热。
已知0.4mol液态肼与足量过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65kJ的热量。
(1)写出肼和过氧化氢的结构式:
肼________,过氧化氢________。
(2)写出反应的热化学方程式:
_________________________________________。
(3)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44kJ/mol,则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时,放出的热量是________kJ。
(小数点后保留1位有效数字)
(4)上述反应用于火箭推进剂,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是________。
解析:
Ⅰ.
(1)等量的丙烷燃烧,生成物均是CO2(g)、H2O(l),由盖斯定律知途径②经过三步反应放出的热量与途径①放出的热量相等。
(2)ΔH>0,所以该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,故反应时,需要吸收能量。
一般情况下吸热反应需要加热,而且丙烷(烷烃)是一种常温下能稳定存在的物质,所以可判断丙烷分解为丙烯和氢气的反应是需要加热的。
(3)由化学方程式的叠加和盖斯定律推知:
-a=b+
+
,即2b=c+d-2a。
Ⅱ.
(1)分析各元素的化合价,结合元素中原子的价电子数,可推出化合物中各原子的成键数目,不难写出其结构式。
(2)反应物和产物均已知,利用氧化还原反应方程式的配平技巧,可将反应方程式写出,添上各物质的聚集状态及ΔH就可写出热化学方程式。
(3)16g肼反应生成气态水时放出热量是
kJ,并且生成2mol气态水,2mol气态水液化时放出88kJ的热量,共放出408.8kJ的热量。
答案:
Ⅰ.
(1)等于
(2)小于 吸收 加热 (3)2b=c+d-2a
Ⅱ.
(1)NHHNHH H—O—O—H
(2)N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.625kJ/mol
(3)408.8 (4)产物是N2和H2O,对环境无污染
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