專題化學基本理論化學反應與能量變化提能力

1、 1據報道，科學家開發(fā)出了利用太陽能分解水的新型催化劑。下列有關水分解過程的能量變化示意圖正確的是()解析：分解水屬于吸熱反應，催化劑可以降低活化能。答案：B2下列與化學反應能量變化相關的說法不正確的是()A任何化學反應都伴隨著熱量的變化B一個反應是吸熱反應還是放熱反應要看反應物和生成物具有總能量的相對大小C化學鍵的斷裂一定吸收能量， 化學鍵的形成一定釋放能量D化學反應過程的能量變化除熱能外，也可以是光能、電能等解析：任何化學反應都伴隨著能量的變化，但不一定是熱量的變化，A錯。答案：A3雙選題已知化學反應A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中不正確的是()A每生成

2、2分子AB吸收b kJ熱量B該反應熱H(ab) kJmol1C該反應中反應物的總能量低于生成物的總能量D斷裂1 mol AA和1 mol BB鍵，放出a kJ能量解析：觀察題給圖像可以得到，上述反應的反應物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應，其中反應熱H(ab)kJmol1?；瘜W反應過程中，化學鍵斷裂為吸熱過程，化學鍵形成為放熱過程。答案：AD4肼(N2H4)是火箭發(fā)動機的燃料，它與N2O4反應時，N2O4為氧化劑，生成氮氣和水蒸氣。已知：N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H8.7 kJ/mol，N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.0 kJ/mol，下列表示肼跟N2

3、O4反應的熱化學方程式，正確的是()A2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g) 4H2O(g) H542.7 kJ/molB2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H1059.3 kJ/molC2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H1076.7 kJ/molDN2H4(g) N2O4(g)=N2(g)2H2O(g) H1076.7 kJ/mol解析：N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H8.7 kJ/mol，N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.0 kJ/mol，將熱化學方程式2就可以得到肼與N2O4反應的熱化學方程式，則

4、H534.0 kJ/mol28.7 kJ/mol1076.7 kJ/mol，選項C正確。答案：C5甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源。已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1571.8 kJ/mol；CH3OH(g)1/2O2(g)=CO2(g)2H2(g)H2192.9 kJ/mol。(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學反應方程式為_。(2)反應中的能量變化如圖所示，則H2_ kJ/mol(用E1、E2表示)。(3)H2(g)的燃燒熱為_。(4)請你分析H2(g)作為能源比甲醇蒸氣作為能源的優(yōu)點：_(寫出兩點即可)。解析：(1)根據蓋斯定律，反應反應可得甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學方程式為：CH

5、3OH(g)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ/mol。(2)反應的最終能量變化只與始態(tài)、終態(tài)能量有關，與中間狀態(tài)無關，故H2E1E2。(3)根據燃燒熱的定義可知，H2(g)的燃燒熱為H285.9 kJ/mol。(4)比較H2(g)和CH3OH(g)完全燃燒的熱化學方程式，H2(g)燃燒產物為H2O，其對環(huán)境無任何影響，CH3OH(g)燃燒會產生對環(huán)境有影響的溫室氣體CO2，且等質量的H2(g)燃燒比CH3OH(g)燃燒放出的熱量多。答案：(1)CH3OH(g)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ/mol(2)E1E2(3)285.9 kJ

6、/mol(4)H2燃燒的產物對環(huán)境無任何污染；等質量的H2完全燃燒放出的熱量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)(限時45分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括7小題，每小題6分，共42分)1化學與人類生活、社會可持續(xù)發(fā)展密切相關。下列措施有利于節(jié)能減排、保護環(huán)境的是()加快化石燃料的開采與使用；研發(fā)易降解的生物農藥；應用高效潔凈的能源轉化技術；田間焚燒秸稈；推廣使用節(jié)能環(huán)保材料。A BC D解析：本題考查化學與STSE的聯系，意在考查考生運用化學知識解決實際問題的能力。加快化石燃料的開采與使用不利于節(jié)能減排，田間焚燒秸桿會污染環(huán)境，故選B.答案：B2根據碘與氫氣反應的熱化學方程式()

7、I2(g)H2(g) 2HI(g)H9.48 kJ/mol()I2(s)H2(g) 2HI(g)H26.48 kJ/mol下列判斷正確的是()A254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反應放熱9.48 kJB1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJC反應()的產物比反應()的產物穩(wěn)定D反應()的反應物總能量比反應()的反應物總能量低解析：反應是可逆反應，反應物不能完全轉化；利用蓋斯定律可得出1 mol 固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96 kJ；同一種物質的能量在相同條件下，能量一樣多。同樣利用蓋斯定律可得出選項D正確。答案：D3已知斷開或形成1 m

8、ol化學鍵吸收或放出的能量稱為化學鍵的鍵能，如HH鍵的鍵能為436 kJ/mol，NN鍵的鍵能為945 kJ/mol，NH鍵的鍵能為391 kJ/mol。則下列有關工業(yè)合成氨反應的熱化學方程式正確的是() 解析：根據反應熱和鍵能的關系可得，H945 kJ/mol3436 kJ/mol6391 kJ/mol93 kJ/mol。答案：A4雙選題下列說法正確的是()A任何酸與堿發(fā)生中和反應生成1 mol H2O的過程中，能量變化均相同B同溫同壓下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的H相同C已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)Ha kJmol1，2H2(g)O2(g)=

9、2H2O(l)Hb kJmol1，則abD已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，C(s，金剛石)O2(g)=CO2(g)H395.0 kJmol1，則C(s，石墨)=C(s，金剛石)H1.5 kJmol1解析：A項，弱酸與弱堿發(fā)生中和反應生成1 mol H2O釋放的能量小于強酸與強堿發(fā)生中和反應生成1 mol水釋放的能量，不正確；B項，不論是在光照還是在點燃條件下的H均相同，正確；C項，生成液態(tài)水放出的熱量多，故ab，不正確；D項，根據蓋斯定律，用兩個熱化學方程式相減即得，正確。答案：BD5SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結構中只存在SF鍵。已知：1 mol

10、S(s)轉化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kJ，斷裂1 mol FF、SF鍵需吸收的能量分別為160 kJ、330 kJ。則S(s)3F2(g)=SF6(g)的反應熱H為()A1780 kJ/mol B1220 kJ/molC450 kJ/mol D430 kJ/mol解析：本題考查化學反應熱計算?；瘜W反應的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的生成，舊鍵的斷裂吸收熱量，新鍵的生成放出熱量，兩個熱量變化的總體效應即為反應的熱效應。S(s)3F2(g)=SF6(g)的反應過程中舊鍵斷裂吸收的熱量為280 kJ160 kJ3760 kJ，新鍵生成放出的熱量為330 kJ61980 kJ，反應放出1220 kJ的熱

11、量，H1220 kJ/mol。答案：B6將1 000 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液與足量稀硫酸充分反應放出a kJ熱量；將1 000 mL 0.5 molL1 HCl溶液與足量CH3COONa溶液充分反應放出b kJ熱量(不考慮醋酸鈉水解)；將500 mL 1 molL1 H2SO4溶液與足量(CH3COO)2Ba(可溶性強電解質)溶液反應放出的熱量為()A(5a2b) kJ B(2b5a) kJC(5a2b) kJ D(10a4b) kJ解析：依題意可得：Ba2(aq)SO(aq)=BaSO4(s)H10a kJmol1；CH3COO(aq)H(aq)=CH3COOH(aq)H2

12、b kJmol1。則Ba2(aq)SO(aq)2CH3COO(aq)2H(aq)=BaSO4(s)2CH3COOH(aq)H(10a4b) kJmol1，即0.5 mol H2SO4參與反應放出的熱量為(5a2b)kJ。答案：C7雙選題紅磷(P)和Cl2發(fā)生反應生成PCl3和PCl5，反應過程和能量的關系如下圖所示，圖中的H表示生成1 mol產物的數據。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，該分解反應是可逆反應。下列說法正確的是()A其他條件不變，升高溫度有利于PCl5的生成B反應2P(s)5Cl2(g)=2PCl5(g)對應的反應熱H798 kJ/molCP和Cl2反應生成PCl3的熱化學方

13、程式為：2P(s)3Cl2(g)=2PCl3(g)H306 kJ/molD其他條件不變，對于PCl5分解生成PCl3和Cl2的反應，增大壓強，PCl5的轉化率減小，平衡常數K不變解析：由圖可知，P和Cl2反應生成PCl5的熱化學方程式是：P(s)Cl2(g)=PCl5(g)H399 kJ/mol，則A項錯誤，B項正確；圖中的H表示生成1 mol產物的數據，C項錯誤；溫度不變，平衡常數不變，D項正確。答案：BD二、非選擇題(本題包括4小題，共58分)8(15分)化學在能源開發(fā)與利用中起著十分關鍵的作用。(1)蘊藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀象冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒和水汽化的熱化

14、學方程式分別為：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJmol1，H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1；則356 g“可燃冰”(分子式為CH49H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為_。(2)0.3 mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5 kJ熱量，其熱化學方程式為_；(3)家用液化氣中主要成分之一是丁烷。當1 g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時，放出熱量50 kJ。試寫出丁烷燃燒反應的熱化學方程式_。解析：(1)356 g“可燃冰”釋放的甲烷為2 mol，根據題中的熱化學方程式寫

15、出甲烷燃燒生成液態(tài)水的燃燒方程式可計算出放出的熱量。(2)1 mol乙硼烷燃燒生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水放出熱量2165 kJ。(3)1 mol丁烷質量為58 g，從而可計算出反應熱并寫出熱化學方程式。答案：(1)1780.6 kJ(2)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2165 kJ/mol(3)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2900 kJ/mol9(15分)在火箭推進器中裝有還原劑肼(N2H4)和強氧化劑H2O2，當它們混合時，即產生大量的氮氣和水蒸氣，并放出大量的熱。已知0.4 mol液態(tài)肼和足量H2O2反應生成氮氣和水蒸氣時放出256.

16、64 kJ的熱量。(1)寫出肼和H2O2反應的熱化學方程式_。(2)已知H2O(l)=H2O(g)H44 kJ/mol，則16 g液態(tài)肼與足量雙氧水反應生成氮氣和液態(tài)水時，放出的熱量是_。(3)上述反應應用于火箭推進器，除釋放出大量熱量和快速產生大量氣體外，還有一個很突出的優(yōu)點是_。(4)向次氯酸鈉溶液中通入一定物質的量的氨氣可生成肼，寫出反應的離子方程式_，該反應的還原產物是_。解析：(1)首先根據題意確定反應物和生成物，然后寫出化學方程式：N2H42H2O2=N24H2O。0.4 mol液態(tài)肼和足量H2O2反應生成氮氣和水蒸氣時放出256.64 kJ的熱量，則1 mol液態(tài)肼和足量H2O2

17、反應時放出熱量為：2.5256.64 kJ641.6 kJ，由此可寫出上述反應的熱化學方程式。(2)16 g液態(tài)肼的物質的量為0.5 mol，則與足量雙氧水反應生成0.5 mol N2和2 mol H2O(l)時放出熱量為：0.5 mol641.6 kJ/mol2 mol44 kJ/mol408.8 kJ。(3)反應生成的物質是N2和H2O，無污染。(4)氨氣中氮元素的化合價為3，肼分子中氮元素的化合價為2，則氨是還原劑，次氯酸鈉是氧化劑，還原產物是NaCl，然后根據電子轉移守恒以及電荷守恒即可寫出離子方程式。答案：(1)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.6 k

18、J/mol(2)408.8 kJ(3)產物為氮氣和水，無污染(4)2NH3ClO=N2H4ClH2ONaCl10(12分)聯合國氣候變化大會于2009年12月718日在哥本哈根召開。中國政府承諾到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%45%。(1)有效“減碳”的手段之一是節(jié)能。下列制氫方法最節(jié)能的是_(填字母序號)。A電解水制氫：2H2O2H2O2B高溫使水分解制氫：2H2O2H2O2C太陽光催化分解水制氫：2H2O2H2O2D天然氣制氫：CH4H2O CO3H2(2)用CO2和氫氣合成CH3OCH3(甲醚)是解決能源危機的研究方向之一。已知：CO(g)2H2(g) CH3O

19、H(g)H90.7 kJmol12CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g)H23.5 kJmol1CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H41.2 kJmol1則CO2和氫氣合成CH3OCH3(g)的熱化學方程式為_。 (3)在催化劑和一定溫度、壓強條件下，CO與H2可反應生成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示，則：p1_p2(填“”或“”)，上述反應的H_0(填“”或“”)。解析：(1)太陽能是取之不盡的天然能源，用太陽能分解水最節(jié)能。(2)利用蓋斯定律進行計算，將三個方程式進行形式變換，2CO(g)4H2(g) 2CH3OH(g)H181.4 kJmol12CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g