专题05 化学反应与能量变化高考化学三轮讲练测核心热点总动员原卷版.docx
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专题05化学反应与能量变化高考化学三轮讲练测核心热点总动员原卷版
2018年学易高考三轮复习系列:
讲练测之核心热点总动员
【名师精讲指南篇】【高考真题再现】
1.【2017江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。
下列说法不正确的是()
①C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)ΔH1=akJ·mol−1
②CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)ΔH2=bkJ·mol−1
③CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=ckJ·mol−1
④2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=dkJ·mol−1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+
H2O(l)的ΔH=
kJ·mol−1
D.反应2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol−1
2.【2016年高考海南卷】油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:
C57H104O6(s)+80O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。
油酸甘油酯的燃烧热△H为()
A.3.8×104kJ·mol-1B.-3.8×104kJ·mol-1
C.3.4×104kJ·mol-1D.-3.4×104kJ·mol-1
3.【2016年高考海南卷】由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。
下列说法正确的是()
A.由
反应的ΔH=E5−E2
B.由
反应的ΔH<0
C.降低压强有利于提高Y的产率
D.升高温度有利于提高Z的产率
4.【2016年高考江苏卷】通过以下反应均可获取H2。
下列有关说法正确的是()
太阳光催化分解水制氢:
2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)ΔH1=571.6kJ·mol–1
焦炭与水反应制氢:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH2=131.3kJ·mol–1
甲烷与水反应制氢:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH3=206.1kJ·mol–1
A.反应
中电能转化为化学能
B.反应
为放热反应
C.反应
使用催化剂,ΔH3减小
D.反应CH4(g)=C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8kJ·mol–1
5.【2016年高考天津卷】(14分)氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。
回答下列问题:
(2)氢气可用于制备H2O2。
已知:
H2(g)+A(l)=B(l)ΔH1
O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)ΔH2
其中A、B为有机物,两反应均为自发反应,则H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。
6.【2016年高考新课标Ⅱ卷】联氨(又称联肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列问题:
(1)联氨分子的电子式为_________,其中氮的化合价为______。
(2)实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为___________。
(3)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l)△H1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)△H2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)△H3
④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H4=-1048.9kJ/mol
上述反应热效应之间的关系式为△H4=________________,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________________。
7.【2016年高考新课标Ⅲ卷】(15分)
煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答下列问题:
(4)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的有点是_______。
②已知下列反应:
SO2(g)+2OH−(aq)===SO32−(aq)+H2O(l)ΔH1
ClO−(aq)+SO32−(aq)===SO42−(aq)+Cl−(aq)ΔH2
CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO42−(aq)ΔH3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO−(aq)+2OH−(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl−(aq)的ΔH=______。
8.【2016年高考浙江卷】(15分)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。
研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平衡反应,分别生成CH3OH和CO。
反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)ΔH2
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:
2.2,经过相同反应时间测得如下实验数据:
【备注】Cat.1:
Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:
Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:
转化的CO2中生成甲醛的百分比
已知:
CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
H2O(l)
H2O(g)ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答(不考虑温度对ΔH的影响):
(1)反应
的平衡常数表达式K=;反应
的ΔH2=kJ·mol-1。
(4)在右图中分别画出
在无催化剂、有Cat.1和由Cat.2三种情况下“反应过程-能量”示意图。
9.【2017新课标1卷】(14分)
(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为________________、______________,制得等量H2所需能量较少的是_____________。
10.【2017新课标2卷】(14分)
丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。
回答下列问题:
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)ΔH1
已知:
②C4H10(g)+
O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)ΔH2=−119kJ·mol−1
③H2(g)+
O2(g)=H2O(g)ΔH3=−242kJ·mol−1
反应①的ΔH1为________kJ·mol−1。
11.【2017新课标3卷】(14分)
(3)已知:
As(s)+
H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1
H2(g)+
O2(g)=H2O(l)ΔH2
2As(s)+
O2(g)=As2O5(s)ΔH3
则反应As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)的ΔH=_________。
12.【2017天津卷】(3)0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28kJ,该反应的热化学方程式为__________。
【考点深度剖析】
一、从宏观、微观角度认识反应热
1.微观角度。
从微观的角度说,是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值,如下图所示:
a表示旧化学键断裂吸收的热量;
b表示新化学键形成放出的热量;
c表示反应热。
2.宏观角度。
从宏观的角度说,是反应物自身的能量与生成物能量的差值,在上图中:
a表示活化能;
b表示活化分子结合成生成物所释放的能量;
c表示反应热。
反应热:
ΔH=E1-E2或ΔH=E4-E3,即ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。
二、热化学方程式。
1.热化学方程式的书写。
步骤1 写方程
写出配平的化学方程式;
步骤2 标状态
用s、l、g、aq标明物质的聚集状态;
步骤3 标条件
标明反应物的温度和压强(101kPa、25℃时可不标注);
步骤4 标ΔH
在方程式后写出ΔH,并根据信息注明ΔH的“+”或“-”;
步骤5 标数值
根据化学计量数计算写出ΔH的数值。
2.热化学方程式书写的正误判断
步骤1 审“+”“-”
放热反应一定为“-”,吸热反应一定为“+”。
步骤2 审单位
单位一定为“kJ·mol-1”,易漏写或错写成“mol”。
步骤3 审状态
物质的状态必须正确,特别是溶液中的反应易写错。
步骤4 审数值的对应性
反应热的数值必须与方程式的化学计量数相对应,即化学计量数与ΔH成正比。
当反应逆向时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
步骤5 审是否符合概念
如注意燃烧热和中和热的概念以及与此相关的热化学方程式。
3.两个注意
(1)注意同素异形体转化的名称问题
对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集状态之外,还要注明物质的名称。
如①S(单斜,s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH1=-297.16kJ·mol-1
②S(正交,s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH2=-296.83kJ·mol-1
③S(单斜,s)===S(正交,s)
ΔH3=-0.33kJ·mol-1
(2)注意可逆反应中的反应热及热量变化问题
由于反应热是指反应完全时的热效应,所以对于可逆反应,其热量要小于反应完全时的热量。
三、根据盖斯定律求焓变。
步骤1 “倒”
为了将方程式相加得到目标方程式,可将方程式颠倒过来,反应热的数值不变,但符号相反。
这样,就不用再做减法运算了,实践证明,方程式相减时往往容易出错。
步骤2 “乘”
为了将方程式相加得到目标方程式,可将方程式乘以某个倍数,反应热也要相乘。
步骤3 “加”
上面的两个方面做好了,只要将方程式相加即可得目标方程式,反应热也要相加。
【应试技巧点拨】
1.认识、理解反应热、燃烧热与中和热,可以用对比法深化对这三个概念的理解,明确它们的区别和联系,避免认识错误。
(1)化学反应吸收或放出的热量称为反应热,符号为ΔH,单位常用kJ·mol-1,它只与化学反应的计量系数、物质的聚集状态有关,而与反应条件无关。
中学阶段研究的反应热主要是燃烧热和中和热。
(2)燃烧热:
在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
单位:
kJ·mol-1。
需注意:
①燃烧热是以1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量来定义的,因此在书写燃烧热的热化学方程式时,一般以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数;②燃烧产物必须是稳定的氧化物,如C→CO2、H2→H2O(l)等。
(3)中和热:
在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时的反应热。
需注意:
①稀溶液是指物质溶于大量水中;②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应;③中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O,即H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1。
2.热化学方程式书写或判断易出现的错误
(1)未标明反应物或生成物的状态而造成错误。
(2)反应热的符号使用不正确,即吸热反应未标出“+”号,放热反应未标出“-”号,从而导致错误。
(3)漏写ΔH的单位,或者将ΔH的单位写为kJ,从而造成错误。
(4)反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。
(5)对燃烧热、中和热的概念理解不到位,忽略其标准是1mol可燃物或生成1molH2O(l)而造成错误。
3.反应热大小比较
(1)利用盖斯定律比较。
(2)同一反应的生成物状态不同时,如A(g)+B(g)===C(g) ΔH1,A(g)+B(g)===C(l) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
(3)同一反应物状态不同时,如A(s)+B(g)===C(g) ΔH1,A(g)+B(g)===C(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
(4)两个有联系的反应相比较时,如C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1①,C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2②。
比较方法:
利用反应①(包括ΔH1)乘以某计量数减去反应②(包括ΔH2)乘以某计量数,即得出ΔH3=ΔH1×某计量数-ΔH2×某计量数,根据ΔH3大于0或小于0进行比较。
总之,比较反应热的大小时要注意:
①反应中各物质的聚集状态;②ΔH有正负之分,比较时要连同“+”、“-”一起比较,类似数学中的正、负数大小的比较;③若只比较放出或吸收热量的多少,则只比较数值的大小,不考虑正、负号。
【名题精选练兵篇】
1.【上海市金山区2018届高三一模】某反应的能量变化如右图。
则有关该反应的叙述正确的是()
A.是吸热反应B.生成物比反应物稳定
C.该反应一定可以设计成原电池D.向外界放出的热量为(E2-E3)
2.【河北省故城县高级中学2018届高三12月月考】下列反应过程中的能量变化情况符合如图的是()
A.酸与碱的中和反应
B.镁和盐酸的反应
C.氧化钙和水反应
D.水发生分解反应
3.【内蒙古杭锦后旗奋斗中学2018届高三上学期第三次月考】已知:
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-394kJ·mol-1;
②H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH2=-242kJ·mol-1;
③2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-2510kJ·mol-1;
④2C(s)+H2(g)===C2H2(g) ΔH4。
下列说法正确的是()
A.反应①放出197kJ的热量,转移4mol电子
B.反应②可知1mol液态水分解所放出的热量为242kJ
C.反应③表示C2H2燃烧热的热化学方程式
D.ΔH4=2ΔH1+ΔH2-
ΔH3
4.【吉林省白城市通榆县一中2018届高三12月月考】下列关于热化学反应的描述正确的是()
A.CO的燃烧热是283.0 kJ/mol,则2CO2(g)
2CO(g)+O2(g) ΔH=+283.0 kJ/mol
B.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ/mol,则H2SO4和Ba(OH)2的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ/mol
C.等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量少
D.已知:
H-H键的键能为a kJ/mol,Cl-Cl键的键能为b kJ/mol,H-Cl键的键能为c kJ/mol,则生成1 mol HCl放出的能量为(a+b-2c)/2 kJ
5.【湖南省长沙市长郡中学2018届高三月考四】已知在稀溶液中:
1mol弱酸HX 与1mol NaOH 反应的反应热△H=-12.1kJ/mol;HCl 与NaOH 反应的中和热△H=-55.6 kJ/mol。
则HX在稀溶液中的电离热△H 等于(单位:
kJ/mol)()
A.+43.5B.-43.5C.-67.7D.+67.7
6.【江苏省常熟市2018届高三上学期期中】根据如下能量关系示意图分析,下列说法正确的是()
A.1mol C(g) 与1mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ
B.反应2CO( g) +O2(g)=2CO2( g) 中,反应物的总键能小于生成物的总键能
C.C→CO 的热化学方程式为2C(s)+O2(g)=2CO( g) △H=-110.6 kJ/mol
D.热值是指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,则CO的热值△H=10.1kJ/g
7.【北京市海淀区2018届高三上学期期中】一定温度下,向10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液,不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况) 如下表所示。
t/ min
0
2
4
6
V(O2) / mL
0
9.9
17.2
22.4
资料显示,反应分两步进行:
①2Fe3++ H2O=2Fe2++O2↑+2H+
② H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+
反应过程中能量变化如右图所示。
下列说法不正确的是()
A.0~6 min 的平均反应速率:
v(H2O2)=3.33×10-2mol·L-1·min-1
B.Fe3+的作用是加快过氧化氢的分解速率
C.反应①是吸热反应、反应②是放热反应
D.反应2H2O2(aq)=2H2O(l) + O2(g)的△H=E1-E2< 0
8.【山东省临沂市临沭一中2018届高三10月调研】已知在下列反应中:
4P(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);△H=-akJ/mol
4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s);△H=-bkJ/mol
若a>b,则a和b的关系为()
A.红磷、白磷同样稳定B.白磷更稳定C.红磷更稳定D.无法确定
9.【河北省邢台市2018届高三上学期第一次月考】近年来发现用铈(Ce)的氧化物可高效制取H2,制备原理如图所示,已知0<δ<2,下列说法不正确的是()
A.太阳能最终转变为化学能B.T<1050℃时,CeO2-δ比CeO2稳定
C.CeO2是水分解的催化剂D.两步反应均属于氧化还原反应
10.【辽宁省庄河市高级中学、沈阳市二十中2018届高三上学期第一次联考】“长征二号”系列火箭用的燃料是液态的偏二甲肼(C2H8N2),氧化剂是液态的N2O4,已知已知1.5g偏二甲基肼完全燃烧生成N2、CO2和液态H2O放出热量50kJ热量。
下列说法不正确的是()
A.燃料在火箭发动机中燃烧是将化学能主要转变为热能和机械能
B.液态N2O4气化时共价键没被破坏
C.依题可知C2H8N2的燃烧热为50kJ/mol
D.偏二甲基肼在N2O4中燃烧时的化学方程式为:
C2H8N2+2N2O4
2CO2+3N2+4H2O
11.【陕西省黄陵中学2018届高三上学期期中】50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热,回答下列问题:
(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是_________________________________。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值________(填“偏大”“偏小”“无影响”)。
(3)实验中改用60mL0.50mol·L-1盐酸进行反应,与上述实验相比,所放出的热量________(填“相等”、“不相等”),所求中和热__________(填“相等”、“不相等”),简述理由_________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会________(填“偏大”、“偏小”“无影响”)。
12.【河北省衡水市安平中学2018届高三上学期期中】根据要求回答问题:
(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是________。
(2)0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28kJ,该反应的热化学方程式为__________。
(3)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下:
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+
O2(g)===CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1
又知③H2O(g)===H2O(l)ΔH=-44kJ·mol-1,则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为____________________________________________________________________。
(4)在微生物作用的条件下,NH
经过两步反应被氧化成NO
。
这两步的能量变化如图:
第二步反应是__________反应(填“放热”或“吸热”)。
1molNH
(aq)全部氧化成NO
(aq)的热化学方程式是_____________________。
【名师原创测试篇】
1.己知:
A(g)+B(g)=C(g)+D(l)△H<0,下列图示能表示该反应能量变化的是(图中E表示能量)()
A.AB.BC.CD.D
2.下列说法正确的是:
()
A.发生分解反应的反应物的总能量一定低于生成物的总能量
B.物质发生化学变化一定伴随着能量变化,且能量形式只表现为热量变化
C.把石墨完全转化为金刚石时,要吸收能量,所以石墨不如金刚石稳定
D.原子结合成分子的过程一定释放出能量
3.右图是298K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。
下列叙述不正确的是()
A.加入催化剂,该化学反应的活化能和反应热都改变
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.该反应的热化学方程式为:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1
D.在温度体积一定的条件下,通入lmolN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ,若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ则184>Q2=2Q1
4.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。
下列说法不正确的是()
①C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)ΔH1=akJ/mol
②CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)ΔH2=bkJ/mol
③CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=ckJ/mol
④2CH3OH(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=dkJ/mol
A.反应①、②为反应③提供原料气,且a>0
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH(g)==1/2CH3OCH3(g)+1/2H2O(g)的ΔH=d/2kJ/mol
D.反应2CO(g)+4H2(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=-(2b+2c+d)kJ/mol
5.已知:
①CH3OH(g)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-akJ·mol-1
②CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH2=-bkJ·mol-1
③H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH3=-ckJ·mol-1
④H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH4=-dkJ·mol-1下
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