高中化學二輪復習 2-4化學反應與能量變化適考素能特訓

(對應學生用書P097)一、選擇題1.eq\a\vs4\al(2012·北京海淀區(qū)高三模擬)已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180kJ·mol－1②則2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)的ΔH是()A．－386kJ·mol－1 B．＋386kJ·mol－1C．－746kJ·mol－1 D．＋746kJ·mol－1[解析]根據(jù)蓋斯定律，將反應①－②得該反應，則ΔH＝－566kJ·mol－1－(＋180kJ·mol－1)＝－746kJ·mol－1。[答案]C2.eq\a\vs4\al(2011·北京)25℃、101kPa下：①2Na(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=Na2O(s)ΔH1＝－414kJ/mol②2Na(s)＋O2(g)=Na2O2(s)ΔH2＝－511kJ/mol下列說法正確的是()A.①和②產(chǎn)物的陰陽離子個數(shù)比不相等B.①和②生成等物質的量的產(chǎn)物，轉移電子數(shù)不同C.Na與足量O2反應生成Na2O，隨溫度升高生成Na2O 的速率逐漸加快D.25℃、101kPa下，Na2O2(s)＋2Na(s)=2Na2O(s)ΔH＝－317kJ/mol[解析]A項，Na2O2的電子式為Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up16(··),\s\do14(··))eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up16(··),\s\do14(··))eq\o\al(·,·)]2－Na＋，兩個氧原子形成一個陰離子，所以Na2O2中陰陽離子個數(shù)比為1∶2，與Na2O相同；B項，生成1molNa2O、1molNa2O2都轉移2mol電子；C項，在較高的溫度下產(chǎn)物可能是Na2O2而非Na2O；D項，①×2－②可得Na2O2(s)＋2Na(s)=2Na2O(s)ΔH＝－317kJ/mol。[答案]D3.eq\a\vs4\al(2012·長春高中畢業(yè)班第一次調(diào)研)已知常溫下紅磷比白磷穩(wěn)定，在下列反應中：4P(紅磷，s)＋5O2(g)=2P2O5(s)ΔH＝－akJ·mol－14P(白磷，s)＋5O2(g)=2P2O5(s)ΔH＝－bkJ·mol－1若a、b均大于零，則a、b關系為()A．a(chǎn)<b B.a＝bC．a(chǎn)>b D．無法確定[解析]物質越穩(wěn)定本身含有的能量越低，由于紅磷比白磷穩(wěn)定，故等量的紅磷比白磷完全燃燒放出的熱量少，故a<b。[答案]A4.eq\a\vs4\al(高考變式題)已知反應：①101kPa時，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1下列結論正確的是()A．碳的燃燒熱大于110.5kJ·mol－1B．①的反應熱為221kJ·mol－1C．稀硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為－57.3kJ·mol－1D．稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水，放出57.3kJ熱量[解析]A選項考查的是燃燒熱概念的兩個點：“1mol純物質燃燒”和“生成穩(wěn)定的化合物”，從前一個點看，數(shù)據(jù)已換算成對應1mol純物質的數(shù)值，但是生成的CO不是穩(wěn)定的化合物，碳燃燒生成的CO2才是穩(wěn)定的化合物，該反應不能表示碳的燃燒熱。CO燃燒生成CO2還要放出熱量，故碳的燃燒熱大于110.5kJ·mol－1；B選項考查的是燃燒熱和反應熱的區(qū)別。反應熱表示吸熱反應和放熱反應兩種反應的能量變化，正確表述為“①的反應熱為－221kJ·mol－1”；C選項考查中和熱與反應熱的區(qū)別。中和反應一定是放熱反應，中和熱是指在稀溶液中酸跟堿發(fā)生中和反應生成1mol水放出的熱量，正確表述為“稀硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為57.3kJ·mol－1”；D選項從更深層次考查中和熱的概念，稀醋酸電離是吸熱過程，中和熱應小于57.3kJ·mol－1。[答案]A5.eq\a\vs4\al(2012·湖南長沙高考模擬)一般硫粉含有S(單斜)和S(正交)兩種同素異形體。已知常溫下：S(正交)＋O2(g)=SO2(g)'ΔH＝－296.83kJ/molS(單斜)＋O2(g)=SO2(g)'ΔH＝－297.16kJ/mol下列說法正確的是()A．S(g)＋O2(g)=SO2(g)'ΔH>－297.16kJ/molB．單斜硫轉變?yōu)檎涣虻哪芰孔兓捎孟聢D表示C．常溫下正交硫比單斜硫穩(wěn)定D．單斜硫轉化為正交硫的變化是物理變化[解析]由題干中的兩個熱化學方程式知，正交硫比單斜硫的能量低，正交硫比單斜硫穩(wěn)定，二者是兩種物質，相互轉化發(fā)生的是化學變化。氣態(tài)硫能量比固態(tài)硫能量高，完全燃燒放熱應該多，但ΔH反而小，故A、B、D錯，C正確。[答案]C6.eq\a\vs4\al(2011·上海高考)根據(jù)碘與氫氣反應的熱化學方程式(1)I2(g)＋H2(g)2HI(g)ΔH＝－9.48kJ/mol(2)I2(s)＋H2(g)2HI(g)ΔH＝＋26.48kJ/mol下列判斷正確的是()A．254gI2(g)中通入2gH2(g)，反應放熱9.48kJB．1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00kJC．反應(1)的產(chǎn)物比反應(2)的產(chǎn)物穩(wěn)定D．反應(2)的反應物總能量比反應(1)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1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96kJ；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]D7.eq\a\vs4\al(高考預測題)對于反應C2H4(g)=C2H2(g)＋H2(g)、2CH4(g)=C2H4(g)＋2H2(g)，當升高溫度時都向右移動。①C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH1②2C(s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH2③2C(s)＋2H2(g)=C2H4(g)ΔH3。則①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小順序排列正確的是()A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH2>ΔH3>ΔH1C．ΔH2>ΔH1>ΔH3 D．ΔH3>ΔH2>ΔH1[解析]由反應②－③得C2H4(g)=C2H2(g)＋H2(g)'ΔH2－ΔH3，由反應③－2×①得2CH4(g)=C2H4(g)＋2H2(g)'ΔH3－2ΔH1，當升高溫度時兩反應都向右移動，所以兩反應均為吸熱反應，即ΔH2－ΔH3>0，ΔH3－2ΔH1>0，可得ΔH2>ΔH3>ΔH1，故選B。[答案]B8.eq\a\vs4\al(2012·長沙模擬)用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1下列說法不正確的是()A．由反應①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)'ΔH＝－Q，Q>574kJ·mol－1B．等物質的量的甲烷分別參加反應①、②，反應轉移的電子數(shù)不同C．若用標準狀況下4.48LCH4還原NO2至N2，放出的熱量為173.4kJD．若用標準狀況下4.48LCH4還原NO2至N2，整個過程中轉移的電子總物質的量為1.6mol[解析]因反應①、②中甲烷均轉化為CO2和H2O，故等物質的量的甲烷分別參加反應①、②，反應轉移的電子數(shù)相同；由(①＋②)×eq\f(1,2)可得出反應③CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝0.5ΔH1＋0.5ΔH2。反應放出的熱量為eq\f(1,2)(574kJ·mol－1＋1160kJ·mol－1)×0.2mol＝173.4kJ，反應轉移電子的總物質的量為1.6mol。[答案]B9.eq\a\vs4\al(2012·江蘇化學，4)某反應的反應過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應的活化能，E2表示逆反應的活化能)。下列有關敘述正確的是()A．該反應為放熱反應B．催化劑能改變該反應的焓變C．催化劑能降低該反應的活化能D．逆反應的活化能大于正反應的活化能[解析]圖中生成物總能量高于反應物總能量，反應為吸熱反應，A錯；使用催化劑可降低活化能而影響反應速率，但不會影響焓變，B錯，C正確；圖中E1為正反應活化能，E2為逆反應活化能，E1>E2，D錯誤。[答案]C10.eq\a\vs4\al(2012·河北石家莊高三一檢)已知下列熱化學方程式：Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－24.8kJ·mol－1Fe2O3(s)＋eq\f(1,3)CO(g)=eq\f(2,3)Fe3O4(s)＋eq\f(1,3)CO2(g)ΔH＝－15.73kJ·mol－1Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋640.4kJ·mol－1則14gCO氣體還原足量FeO固體得到Fe固體和CO2氣體時對應的ΔH約為()A.－218kJ·mol－1 B.－109kJ·mol－1C.＋218kJ·mol－1 D.＋109kJ·mol－1[解析]該問題可以轉化為eq\f(1,2)CO(g)＋eq\f(1,2)FeO(s)=eq\f(1,2)Fe(s)＋eq\f(1,2)CO2(g)ΔH＝？所以應用蓋斯定律，若把已知給出的3個熱化學方程式按照順序編號為①②③，那么[(①－②)×eq\f(3,2)－③]×eq\f(1,6)即可。[答案]B二、非選擇題11．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學方程式分別為：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1，H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1；則356g“可燃冰”(分子式為CH4·9H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為________。(2)0.3mol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649.5kJ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1g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時，放出熱量50kJ。試寫出丁烷燃燒反應的熱化學方程式___________________________________________________。[解析](1)356g“可燃冰”釋放的甲烷為2mol，根據(jù)題中的熱化學方程式寫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)1mol乙硼烷燃燒生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水放出熱量eq\f(649.5kJ,0.3)＝2165kJ。(3)1mol丁烷質量為58g，從而可計算出反應熱并寫出熱化學方程式。[答案](1)1780.6kJ(2)B2H6(g)＋3O2(g)=B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ/mol(3)C4H10(g)＋eq\f(13,2)O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2900kJ/mol12．硅及其化合物是重要的非金屬材料。由石英砂制取高純硅的主要化學反應有：①粗硅的制?。篠iO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高溫))Si(粗)＋2CO②粗硅中Si與Cl2反應：Si(s)＋2Cl2(g)eq\o(=,\s\up17(加熱))SiCl4(g)ΔH＝－akJ/mol③粗硅的提純反應：SiCl4(g)＋2H2(g)eq\o(=,\s\up17(高溫))Si(s)＋4HCl(g)'ΔH請回答下列問題：(1)上述三個反應都屬于________(填反應類型)。(2)已知1molSi固體中有2molSi－Si鍵，1molO2中有1molO＝O鍵，1molSiO2固體中有4molSi－O鍵。某些化學鍵數(shù)據(jù)如下：化學鍵Si－OCl－ClH－HH－ClSi－SiO＝O斷鍵所需能量/(kJ·mol－1)460243436431176498根據(jù)化學鍵數(shù)據(jù)寫出Si(s)在O2中完全燃燒生成SiO2的熱化學方程式：______________________________________________________________________________________________________________。(3)可由反應②和另一個反應______________________________(填化學方程式)通過蓋斯定律計算獲得反應③的反應熱，若該反應每生成1mol化合物的反應熱ΔH＝－bkJ/mol，則反應③的反應熱ΔH＝________kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示)。[解析](2)反應中放出的熱量為：460kJ×4－(176kJ×2＋498kJ)＝990kJ。據(jù)此可寫出相應的熱化學方程式。(3)反應②③相加得2H2＋2Cl2=4HCl，因而答案為H2＋Cl2=2HCl。據(jù)題意，可寫出熱化學方程式：2H2(g)＋2Cl2(g)=4HCl(g)ΔH＝－4bkJ/mol。該反應減去反應②可得反應③的反應熱ΔH＝－(4b－a)kJ/mol。[答案](1)氧化還原反應(2)Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH＝－990kJ/mol(3)H2＋Cl2=2HCl'－(4b－a)或a－4b13．聯(lián)合國氣候變化大會于2009年12月7～18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：2H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))2H2↑＋O2↑B．高溫使水分解制氫：2H2Oeq\o(=,\s\up17(高溫))2H2↑＋O2↑C．太陽光催化分解水制氫：2H2Oeq\o(=,\s\up17(TiO2),\s\do15(太陽光))2H2↑＋O2↑D．天然氣制氫：CH4＋H2Oeq\o(,\s\up17(高溫))CO＋3H2(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)CH3OH(g)ΔH＝－90.7kJ·mol－12CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－1CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1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ΔH________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)ΔH＝－181.4kJ·mol－12CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－12CO2(g)＋2H2(g)2CO(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋82.4kJ·mol－1三式相加得：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1(3)由圖示可知，溫度越高，CO的轉化率越低，說明正反應放熱，ΔH<0，該反應的正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強時，平衡正向移動，CO的轉化率增大，所以p1<p2。[答案](1)C(2)2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1(3)<<14.水是地球上最常見的物質之一，是包括人類在內(nèi)所有生命生存的重要資源，也是生物體最重要的組成部分。有關水的反應有很多，依據(jù)題意回答下列問題。(1)水分子自身電離出電子數(shù)相等的陰、陽兩種離子，其中陽離子的化學式為________。(2)常溫下，某溶液中由水電離的c(H＋)＝1×10－12mol·L－1，該溶液可能是________。①二氧化硫水溶液②氯化銨水溶液③碳酸氫鈉水溶液④