高考化学大一轮复习练习第6章 化学反应与能量第1讲.docx
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高考化学大一轮复习练习第6章 化学反应与能量第1讲.docx
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高考化学大一轮复习练习第6章化学反应与能量第1讲
课时规范训练
[单独成册]
1.C、H2、CH4都是优质的能源物质,目前对这三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于这三种物质的研究方向中可行的是( )
A.寻找优质催化剂,使CO2与H2O反应生成CH4与O2,并放出热量
B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2
C.寻找优质催化剂,利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)
D.将固态碳合成为C60,以C60作为燃料
解析:
选C。
CH4与O2反应生成CO2和H2O是放热反应,因此CO2与H2O反应生成CH4和O2是吸热反应,A项不可行;碳在氧气中充分燃烧生成CO2,则CO2分解成碳和O2的反应常温常压下不能发生,B项不可行;利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)是合理的,C项可行;将固态碳合成为C60,以C60作为燃料是极不经济的,D项不可行。
2.某温度时,N2与H2反应过程中的能量变化如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
B.在密闭容器中加入1molN2、3molH2,充分反应放出的热量小于92kJ
C.由图可知,断开1mol氮氮三键与1mol氢氢键吸收的能量和小于形成1mol氮氢键所放出的能量
D.反应物的总能量低于生成物的能量
解析:
选B。
A.催化剂降低活化能,b曲线是使用催化剂,故错误;B.N2+3H2
2NH3,此反应是可逆反应,不能进行到底,热量小于92kJ,故正确;C.此反应是放热反应,断键吸热,成键放热,表示的是1mol氮氮三键与3molH—H吸收的能量小于6molN—H所放出的能量,故错误;D.此反应是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,故错误。
3.已知:
1mol晶体硅中含有2molSi—Si键。
工业上可通过下列反应制取高纯硅:
SiCl4(g)+2H2(g)
Si(s)+4HCl(g),根据下表列举的化学键的键能数据,判断该反应的反应热(ΔH)为( )
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
A.+412kJ·mol-1 B.-412kJ·mol-1
C.+236kJ·mol-1D.-236kJ·mol-1
解析:
选C。
反应热等于反应物的键能之和-生成物的键能之和,则工业上制取高纯硅的反应热ΔH=4×360kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1-(2×176kJ·mol-1+4×431kJ·mol-1)=+236kJ·mol-1。
4.常温下,1mol化学键形成(或断裂)的能量变化用E表示。
根据表中信息判断,下列说法正确的是( )
共价键
H—H
Cl—Cl
H—Cl
E(kJ·mol-1)
436
243
432
A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=+247kJ·mol-1
B.H(g)+Cl(g)→HCl(g) ΔH=+432kJ·mol-1
C.1molH2(g)与1molCl2(g)的总能量高于2molHCl(g)的总能量
D.用电子式表示HCl的形成过程:
解析:
选C。
反应物的总键能-生成物的总键能=焓变。
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=436+243-2×432=-185kJ·mol-1,故A错误;生成化学键放热,H(g)+Cl(g)→HCl(g) ΔH=-432kJ·mol-1,故B错误;H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)为放热反应,1molH2(g)与1molCl2(g)的总能量高于2molHCl(g)的总能量,故C正确;HCl为共价化合物,用电子式表示HCl的形成过程
,故D错误。
5.已知:
①2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-220kJ·mol-1
②氢气燃烧的能量变化示意图:
下列说法正确的是( )
A.1molC(s)完全燃烧放出110kJ的热量
B.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-480kJ·mol-1
C.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+130kJ·mol-1
D.欲分解2molH2O(l),至少需要提供4×462kJ的热量
解析:
选C。
A.C(s)完全燃烧的产物为二氧化碳气体,1molC(s)完全燃烧放出的热量大于110kJ,错误;B.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=
×(2×436+496-4×462)=-240kJ·mol-1,错误;C.①2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220kJ·mol-1,②H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-240kJ·mol-1,将①×
-②,得:
C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+130kJ·mol-1,正确;D.根据H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH=-240kJ·mol-1,欲分解2molH2O(l),至少需要提供2×240kJ的热量,错误。
6.下列有关热化学方程式的书写及对应的表述均正确的是( )
A.密闭容器中,9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成17.6g硫化亚铁时,放出19.12kJ热量。
则Fe(s)+S(s)===FeS(s) ΔH=-95.6kJ·mol-1
B.稀醋酸与0.1mol·L-1NaOH溶液反应:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
C.已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ,则水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5kJ·mol-1
D.已知2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,则可知C的燃烧热ΔH=-110.5kJ·mol-1
解析:
选A。
A.密闭容器中,9.6g硫粉物质的量为0.3mol,与11.2g铁粉物质的量为0.2mol混合加热生成硫化亚铁17.6g时,硫过量,放出19.12kJ热量,所以1mol铁反应放热=19.12kJ×1/0.2=95.6kJ,热化学方程式为Fe(s)+S(s)===FeS(s) ΔH=-95.6kJ·mol-1,故A正确;B.稀醋酸是弱酸,电离过程是吸热过程,与0.1mol·L-1NaOH溶液反应放出的热量小于中和热,焓变是负值则:
H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH>-57.3kJ·mol-1,故B错误;C.已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ,则水分解的热化学方程式:
2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571kJ·mol-1,故C错误;D.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,碳燃烧生成的一氧化碳不是稳定氧化物,故D错误。
7.某反应由两步反应A
B
C构成,它的反应能量曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。
下列有关叙述正确的是( )
A.两步反应均为吸热反应
B.三种化合物中C最稳定
C.加入催化剂会改变反应的焓变
D.整个反应中ΔH=E1-E4
解析:
选B。
A项,A→B的反应为吸热反应,B→C的反应为放热反应,错误;B项,物质的能量越低越稳定,正确;C项,加入催化剂,只改变反应的活化能,不改变反应热,错误;D项,整个反应中ΔH=(E1+E3)-(E2+E4),错误。
8.已知4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(l) ΔH=-xkJ/mol。
蒸发1molH2O(l)需要吸收的能量为44kJ,其他相关数据如下表:
物质
NH3(g)
O2(g)
NO(g)
H2O(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
a
b
z
d
则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为( )
A.(x+4a+5b-6d-44)/4
B.(x+12a+5b-12d-264)/4
C.(x+4a+5b-6d-264)/4
D.(x+12a+5b-12d-44)/4
解析:
选C。
ΔH=反应物的化学键断裂所需能量-生成物的化学键形成释放能量,则ΔH=-xkJ/mol=[4a+5b-4z-(6d+264)]kJ/mol,z=(x+4a+5b-6d-264)/4,C正确。
9.氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。
在反应过程中,断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,断裂1molF2中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1molHF中的化学键释放的能量为Q3kJ。
下列关系式中正确的是( )
A.Q1+Q2<2Q3B.Q1+Q2>2Q3
C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2>Q3
解析:
选A。
断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,则H—H键能为Q1kJ/mol,断裂1molF2中的化学键消耗的能量为Q2kJ,则F—F键能为Q2kJ/mol,形成1molHF中的化学键释放的能量为Q3kJ,则H—F键能为Q3kJ/mol,对于H2(g)+F2(g)===2HF(g),反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=Q1kJ/mol+Q2kJ/mol-2Q3kJ/mol=(Q1+Q2-2Q3)kJ/mol,由于氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量,反应热ΔH<0,即Q1+Q2-2Q3<0,所以Q1+Q2<2Q3。
10.现有三个热化学方程式:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)
ΔH1=-870.3kJ/mol
(2)C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5kJ/mol
(3)H2(g)+
O2(g)===H2O(l)
ΔH3=-285.8kJ/mol
则反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为( )
A.-488.3kJ/molB.+488.3kJ/mol
C.-2228.9kJ/molD.+191kJ/mol
解析:
选A。
运用盖斯定律解题时先观察方程式2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的化学计量数,然后利用盖斯定律进行整合叠加。
由
(2)×2+(3)×2-
(1)得:
ΔH=(-393.5kJ/mol)×2+(-285.8kJ/mol)×2-(-870.3kJ/mol)=-488.3kJ/mol,故A正确。
11.厄尔尼诺现象又称厄尔尼诺海流,它严重扰乱正常气候,并危害沿岸有关国家的生活。
根据以上材料回答以下问题:
(1)厄尔尼诺现象产生的原因之一是大气中CO2的含量剧增,要减缓这一现象发生,最理想的燃料是。
A.天然气B.氢气
C.无烟煤D.汽油
(2)下列是298K时,氢气(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式:
H2(g)+
O2(g)===H2O(l)
ΔH=-285.8kJ·mol-1
C(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
C8H18(l)+
O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-5518kJ·mol-1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3kJ·mol-1
相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最多的是,通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是(保留1位小数)。
解析:
(1)选项A、C、D中都含有碳元素,燃烧的过程中都会产生CO2气体;而氢气燃烧产物为水,选项B符合题意。
(2)根据各物质燃烧的燃烧热数据可算出,等质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时,H2放出热量最多。
等质量的H2和C燃烧产生的热量比为285.8∶
=4.4∶1。
答案:
(1)B
(2)H2 4.4∶1
12.将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位。
炼铁高炉中发生的关键反应如下:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH=+172.46kJ/mol
Fe2O3+CO―→Fe+CO2
若已知:
2Fe(s)+
O2(g)===Fe2O3(s)
ΔH=-824.21kJ/mol
根据上面三个热化学反应方程式,回答下列问题:
(1)CO的燃烧热为,写出其热化学反应方程式
。
(2)高炉内Fe2O3被CO还原为Fe的热化学反应方程式为。
(3)炼制1t含铁96%的生铁所需焦炭的理论用量是t,实际生产中所需焦炭远高于理论用量,其原因是。
解析:
由题意:
①C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH1=-393.5kJ/mol
②CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH2=+172.46kJ/mol
③2Fe(s)+
O2(g)===Fe2O3(s)
ΔH3=-824.21kJ/mol
④CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH4
⑤Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH5
根据盖斯定律:
(1)④=
(①-②),所以ΔH4=
(ΔH1-ΔH2)=
×(-393.5kJ/mol-172.46kJ/mol)=-282.98kJ/mol。
(2)⑤=①×
-③-②×
,所以ΔH5=ΔH1×
-ΔH3-ΔH2×
=-393.5kJ/mol×
-(-824.21kJ/mol)-172.46kJ/mol×
=-24.73kJ/mol。
(3)根据化学方程式计算理论值,由方程式得:
Fe2O3~3CO~3C~2Fe
36112
x1t×96%
x=
=0.31t。
答案:
(1)282.98kJ/mol
CO(g)+
O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.98kJ/mol
(2)Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=-24.73kJ/mol
(3)0.31 焦炭没有被充分利用(或其他合理说法)
13.下面是一组关于磷的部分信息,请仔细阅读并且结合中学化学知识推理,回答相关问题:
(1)红磷的结构非常复杂,有人认为它是一种层状晶体,每一层是由许多磷原子环绕排列而成的五角形管道,如图是“红磷管道中的链节”。
红磷是高分子化合物吗?
,理由是。
(2)黑磷具有类似石墨的片层结构,有“金属磷”之称。
请你推测两种黑磷特殊的物理性质:
①;
②。
(3)已知白磷、红磷燃烧的热化学方程式分别为
P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s)ΔH1=-2985.92kJ/mol
P(s,红磷)+
O2(g)===
P4O10(s)ΔH2=-739.04kJ/mol
请写出白磷转化为红磷的热化学方程式:
。
由此可知,红磷比白磷(填“稳定”或“不稳定”)。
(4)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中得到一种次磷酸盐KH2PO2和PH3气体,请写出这个反应的离子方程式
。
解析:
(1)红磷结构虽然复杂,但是由许多磷原子构成,即是同种元素形成的纯净物,是单质不是化合物。
(2)由题意知,黑磷与石墨结构相似,故具有导电性,又称为金属磷,故具有金属光泽。
(3)①P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s)
ΔH1=-2985.92kJ/mol
②P(s,红磷)+
O2(g)===
P4O10(s)
ΔH2=-739.04kJ/mol
③P4(s,白磷)===4P(s,红磷) ΔH
由盖斯定律:
③=①-②×4,所以ΔH=ΔH1-4ΔH2
=-2985.92kJ/mol-(-739.04kJ/mol)×4
=-29.76kJ/mol,
白磷转化为红磷放热,物质能量越低越稳定。
答案:
(1)不是 红磷是单质不是化合物
(2)①有金属光泽 ②具有导电性
(3)P4(s,白磷)===4P(s,红磷) ΔH=-29.76kJ/mol 稳定
(4)P4+3OH-+3H2O
PH3↑+3H2PO
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