高考化学重庆专用二轮复习练习26.docx
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高考化学重庆专用二轮复习练习26
第6讲 化学反应与能量
一、小题对点练
一、反应热的分析与判断
1.(2013·上海,9改编)将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。
然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。
由此可见
( )。
A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B.该反应中,热能转化为产物内部的能量
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.反应的热化学方程式为NH4HCO3+HCl===NH4Cl+CO2+H2O ΔH=+QkJ·mol-1
解析 根据醋酸逐渐凝固说明NH4HCO3与盐酸的反应是吸热反应,则A、C错误,B正确;热化学方程式的书写要标出物质的状态,D错误。
答案 B
2.(2014·重庆南开中学高三模拟)下列推论正确的是
( )。
A.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
B.C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH=+1.9kJ/mol,则由石墨制取金刚石的反应是吸热反应,金刚石比石墨稳定
C.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4kJ/mol,则含20gNaOH的稀溶液与稀盐酸完反应,放出的热量为28.7kJ
D.2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ/mol,则碳的燃烧热等于110.5kJ/mol
解析 A选项,固体硫变成气态硫需要吸热,所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫多,但ΔH为负值,故ΔH1<ΔH2;B选项,ΔH>0说明该反应为吸热反应,故石墨能量比金刚石低,能量越低越稳定,所以石墨比金刚石稳定;C选项,20gNaOH的物质的量为0.5mol,与稀盐酸完全反应放出28.7kJ热量;D选项,燃烧热是指1mol燃料完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的能量,碳完全燃烧生成的稳定化合物应为CO2而非CO。
答案 C
3.已知反应:
①101kPa时,2C(s)+O2(g)===2CO(g)
ΔH=-221kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)
ΔH=-57.3kJ·mol-1。
下列结论正确的是
( )。
A.碳的燃烧热大于110.5kJ·mol-1
B.反应①的反应热为221kJ·mol-1
C.98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水的中和热为-57.3kJ·mol-1
D.稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量
解析 燃烧热是指在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。
反应①中的碳不是1mol,而且产物CO也不是碳燃烧生成的最稳定氧化物,CO可以继续燃烧放热,故碳的燃烧热应大于反应①放出热量的一半;B项中反应①的反应热为-221kJ·mol-1;C项中描述的是中和热,数据前不应带“-”号,由于浓H2SO4溶解放热,故放出的热量应大于57.3kJ;D项中的反应热包括H+与OH-反应放出的热量和稀醋酸电离吸收的热量,所以放出的热量要小于57.3kJ。
答案 A
二、热化学反应方程式的正误判断
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 要注意ΔH的“+”、“-”号及ΔH和化学计量数的关系。
答案 D
5.(2014·重庆荣昌中学模拟)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 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。
答案 D
6.25℃,101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·
mol-1,辛烷的燃烧热为5518kJ·mol-1。
下列热化学方程式书写正确的是
( )。
A.2H+(aq)+SO
(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
B.KOH(aq)+
H2SO4(aq)===
K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
C.C8H18(l)+
O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g)
ΔH=-5518kJ·mol-1
D.2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l)
ΔH=-5518kJ·mol-1
解析 A项,所列热化学方程式中有两个错误,一是中和热是指反应生成1molH2O(l)时的反应热,二是当有BaSO4沉淀生成时,反应的热效应会有所变化,生成1molH2O(l)时产生的热量不再是57.3kJ,A项错误;B项正确;C项,燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量,这时产物中的水应为液态水,C项错误;D项,当2mol液态辛烷完全燃烧时,产生的热量为11036kJ,D项错误。
答案 B
三、反应热的计算及其大小比较
7.已知:
HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1kJ·mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-57.3kJ·mol-1,则HCN在水溶液中电离的ΔH等于
( )。
A.-69.4kJ·mol-1B.-45.2kJ·mol-1
C.+45.2kJ·mol-1D.+69.4kJ·mol-1
解析 根据盖斯定律,将HCN与NaOH的反应设计为以下两步:
则ΔH1=ΔH2+ΔH3即-12.1kJ·mol-1
=ΔH2+(-57.3kJ·mol-1) ΔH2=+45.2kJ·mol-1。
答案 C
8.(2014·重庆綦江高三模拟)已知4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(l) ΔH=-xkJ·mol-1。
蒸发1molH2O(l)需要吸收的能量为44kJ·mol-1,其他相关数据如下表:
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-264)/4
B.(x+12a+5b-12d-264)/4
C.(x+4a+56-6d-44)/4
D.(x+12a+5b-12d-44)/4
解析 本题考查反应热的计算,考查考生简单计算能力。
难度中等。
由题意知当反应生成气态水时,ΔH=(-x+44×6)kJ·mol-1,根据ΔΗ=反应物的总键能-生成物的总键能,得ΔH=4a+5b-4z-6d=-x+44×6,解得z=(x+4a+5b-6d-264)/4。
答案 A
9.(2012·重庆理综,12)肼(H2N—NH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。
已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):
N≡N为942、O=O为500、N—N为154,则断裂1molN—H键所需的能量(kJ)是
( )。
A.194B.391C.516D.658
解析 由题中的图像可以看出断裂1molN2H4(g)和1molO2(g)中的化学键所要吸收的能量为:
2752kJ-534kJ=2218kJ,设断裂1molN—H键所需要的能量为x,则154kJ+4x+500kJ=2218kJ,解得x=391kJ。
答案 B
10.下列各组变化中,前者小于后者的是
( )。
①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH2
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1
H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH2
③t℃时,在一定条件下,将1molSO2和1molO2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中,达到平衡状态时分别反应放出的热量。
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH1
CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2
A.①②③B.②④
C.②③④D.③④
解析 ①因为H2O(g)===H2O(l),放出热量,则ΔH1<ΔH2。
②ΔH1=2ΔH2<0,所以ΔH1<ΔH2。
③该反应是气体体积减小的反应,故恒压条件下SO2的转化率比恒容时SO2的转化率大,即恒压条件下反应放出的热量多。
④碳酸钙分解是吸热反应,ΔH1>0;CaO与水的反应是放热反应,ΔH2<0,则ΔH1>ΔH2。
答案 A
二、大题冲关练
11.能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料,而氢气、二甲醚等都是很有发展前景的新能源。
(1)在25℃、101kPa时,1gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是55.64kJ,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式是____________________________。
(2)液化石油气的主要成分是丙烷,丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-2220.0kJ·mol-1,已知CO气体燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-565.14kJ·mol-1,试计算相同物质的量的C3H8和CO燃烧产生的热量的比值________(保留小数点后一位)。
(3)氢气既能与氮气又能与氧气发生反应,但是反应的条件却不相同。
已知:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH=-483.6kJ·mol-1
3H2(g)+N2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1
计算断裂1molN≡N键需要消耗能量________kJ,氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键________(填“强”或“弱”),因此氢气与二者反应的条件不同。
(4)由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
①CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)
ΔH1=-90.1kJ·mol-1
②CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH2=-49.0kJ·mol-1
水煤气变换反应:
③CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)
ΔH3=-41.1kJ·mol
二甲醚合成反应:
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH4=-24.5kJ·mol-1
由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为________。
根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响:
________________。
解析
(1)燃烧热是指101kPa下1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量。
(2)2220.0÷282.57≈7.9。
(3)3H2(g)+N2(g)===2NH3(g)中,断裂1molN≡N键和3molH-H键,形成6molN-H键,则E(N≡N)+3E(H-H)-6E(N-H)=-92.4kJ·mol-1,则E(N≡N)=1173.2kJ·mol-1×2-436kJ·mol-1×3-92.4kJ·mol-1=946kJ·mol-1。
E(N≡N)>E(O=O),故氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键强。
(4)根据盖斯定律,①×2+④得:
2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-90.1kJ·mol-1×2-24.5kJ·mol-1=-204.7kJ·mol-1。
这是一个气体分子数减小的反应,压强增大,平衡正向移动,有利于提高反应速率和二甲醚的生成。
答案
(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.24kJ·mol-1
(2)7.9 (3)946 强
(4)2CO(g)+4H2(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7kJ·mol-1 该反应分子数减少,压强升高使平衡右移,CO和H2的转化率增大,CH3OCH3产率增加;压强升高使CO和H2浓度增加,反应速率增大
12.根据下列条件计算有关反应的焓变:
(1)已知:
Ti(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)
ΔH=-804.2kJ·mol-1
2Na(s)+Cl2(g)===2NaCl(s) ΔH=-882.0kJ·mol-1
Na(s)===Na(l) ΔH=+2.6kJ·mol-1
则反应TiCl4(l)+4Na(l)===Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH=________kJ·mol-1。
(2)已知下列反应数值:
反应序号
化学反应
反应热
①
Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH1=-26.7kJ·mol-1
②
3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)
ΔH2=-50.8kJ·mol-1
③
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g)
ΔH3=-36.5kJ·mol-1
④
FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)
ΔH4
则反应④的ΔH4=________kJ·mol-1。
解析
(1)由已知反应得:
TiCl4(l)===Ti(s)+2Cl2(g)
ΔH=+804.2kJ·mol-1①
4Na(s)+2Cl2(g)===4NaCl(s) ΔH=-1764.0kJ·mol-1②
4Na(s)===4Na(l) ΔH=+10.4kJ·mol-1③
根据盖斯定律,将①+②-③得:
TiCl4(l)+4Na(l)===Ti(s)+4NaCl(s) ΔH=+804.2kJ·mol-1-1764.0kJ·mol-1-10.4kJ·mol-1=-970.2kJ·mol-1。
(2)根据盖斯定律,将(①×3-②-③×2)/6得:
FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g),则ΔH4=(ΔH1×3-ΔH2-ΔH3×2)/6≈+7.3kJ·mol-1。
答案
(1)-970.2
(2)+7.3
13.氨在工农业生产中应用广泛。
在压强为30MPa时,合成氨时平衡混合气体中NH3的体积分数与温度的关系如表所示:
温度/℃
200
300
400
500
600
氨的体积
分数/%
89.9
71.0
47.0
26.4
13.8
请回答下列问题:
(1)根据表中数据,结合化学平衡移动原理,说明合成氨反应是放热反应的原因:
_________________。
(2)根据图写出合成氨的热化学方程式是_____________________。
(3)将1molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量________(填“大于”、“等于”或“小于”)92.2kJ,原因是__________;
若加入催化剂,ΔH________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(4)已知分别破坏1molN≡N键、1molH-H键时需要吸收的能量为946kJ、436kJ,则破坏1molN—H键需要吸收的能量为________kJ。
(5)N2H4可视为NH3分子中的H被-NH2取代的产物。
发射卫星时以N2H4(g)为燃料、NO2为氧化剂,二者反应生成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________。
解析
(1)、
(2)见答案。
(3)合成氨的热化学方程式表示1mol氮气与3mol氢气完全反应生成2molNH3时放出92.2kJ的热量,而合成氨的反应是可逆反应,1molN2(g)和3moLH2(g)不可能完全反应生成2mol的NH3(g),故测得反应放出的热量小于92.2kJ。
(4)设破坏1molN-H键需吸收的能量为xkJ,946+436×3-6x=-92.2,x≈391。
(5)首先依信息[反应物为N2H4(g)和NO2(g),生成物为N2(g)和H2O(g)]写出方程式并配平得N2H4(g)+NO2(g)===
N2(g)+2H2O(g),依据盖斯定律可得此反应的ΔH=ΔH2-
ΔH1=-567.85kJ·mol-1。
答案
(1)温度升高,氨在混合气体中的体积分数减小,平衡向吸热反应方向移动,故正反应是放热反应
(2)N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.2kJ·mol-1
(3)小于 由于该反应是可逆反应,反应物不能全部转化为生成物 不变
(4)391 (5)N2H4(g)+NO2(g)===
N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.85kJ·mol-1
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