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2019年高考化学二轮复习技能强化专练六:化学反应与能量(含答案)

1、技能强化专练(六) 化学反应与能量1据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是( )解析:A 项,水的分解为吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,与图不符,故 A 错;B 项,加入催化剂反应热不变,并且图象符合反应物的总能量小于生成物的总能量,故 B 正确;C 项,化学反应一定伴随着能量变化,反应物的总能量与生成物的总能量不相等,故 C 错;D 项,加入催化剂降低反应的活化能,图象不符合,故 D 错。答案:B2如图所示, H1393.5 kJmol1 , H2395.4 kJmol1 ,下列说法或表示中,正确的是( )A金刚石比石墨稳定

2、性好B石墨和金刚石的转化是物理变化CC(s、石墨)= =C(s、金刚石) H1.9 kJmol 1D断裂 1 mol 石墨中的化学键吸收的能量比断裂 1 mol 金刚石中的化学键吸收的能量多 1.9 kJ解析:根据图象可知金刚石的能量高于石墨,能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定性好,A 错误;石墨和金刚石是两种结构不同的单质,二者的转化是化学变化,B 错误;根据图象可知 C(s、石墨)= =C(s、金刚石) H395.4 kJmol1 393.5 kJmol1 1.9 kJmol1 ,C 错误;石墨转化为金刚石吸热,则断裂 1 mol 石墨中的化学键吸收的能量比断裂 1 mol 金刚石中的化学

3、键吸收的能量多 1.9 kJ,D 正确。答案:D3为探究 NaHCO3、Na 2CO3与 1 molL1 盐酸反应(设两反应分别是反应、反应)过程中的热效应,进行实验并测得如下数据。下列有关说法正确的是( )序号 液体 固体 混合前温度混合后最高温度 35 mL 水 2.5 g NaHCO3 20 18.5 35 mL 水 3.2 g Na2CO3 20 24.3 35 mL 盐酸 2.5 g NaHCO3 20 16.2 35 mL 盐酸 3.2 g Na2CO3 20 25.1 A.仅通过实验即可判断反应是吸热反应B仅通过实验即可判断反应是放热反应C通过实验可判断出反应、分别是吸热反应、放

4、热反应D通过实验可判断出反应、分别是放热反应、吸热反应解析:因盐酸中亦有水,故综合可知为吸热反应,综合可知为放热反应,故 C 正确。答案:C4已知:H 2(g) O2(g)=H2O(g)12 H241.8 kJmol 1H2O(l)=H2O(g) H44 kJmol 1稀溶液中,H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJmol 1下列结论正确的是( )AH 2的燃烧热为 241.8 kJmol1B2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol 1C稀 CH3COOH 溶液与稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol H2O(l),放出热量大于 57.3 kJD

5、2H (aq)SO (aq)Ba 2 (aq)2OH (aq)=BaSO4(s)2H 2O(l) H114.6 24kJmol1解析:A 项,H 2的燃烧热应为 285.8 kJmol1 ;B 项正确;C 项,CH 3COOH 电离要吸收热量;D 项,生成 BaSO4要放出热量,所以放出热量应大于 114.6 kJ。答案:B5下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是( )AHCl 和 NaOH 反应的中和热 H57.3 kJmol1 ,则 H2SO4和 Ca(OH)2反应的中和热 H2(57.3) kJmol 1BCO(g)的燃烧热是 283.0 kJmol1 ,则 2CO2(g)=2CO(

6、g)O 2(g)反应的 H2283.0 kJmol 1C氢气的燃烧热为 285.5 kJmol1 ,则电解水的热化学方程式为 2H2O(l)2H2(g)O 2(g) H285.5 kJmol 1= = = = =通 电 D1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热解析:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成 1 mol 液态 H2O 时的反应热叫做中和热,中和热是以生成 1 mol 液态 H2O 为基准的, A 项错误;CO(g)的燃烧热是 283.0 kJmol1 ,则 CO(g) O2(g)=CO2(g) H283.0 kJmol1 ,则 2CO(g)O 2(g)1

7、2=2CO2(g) H2283.0 kJmol1 ,逆向反应时反应热的数值相等,符号相反,B项正确;电解 2 mol 水吸收的热量和 2 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量相等,C项中的 H 应为 571.0 kJmol1 ;在 101 kPa 时,1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时(水应为液态)所放出的热量是该物质的燃烧热,D 项错误。答案:B6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:2H 2O(l)=2H2(g)O 2(g) H1571.6 kJmol 1焦炭与水反应制氢:C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g) H2131.3 k

8、Jmol 1甲烷与水反应制氢:CH 4(g)H 2O(g)=CO(g)3H 2(g) H3206.1 kJmol 1A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, H3减小D反应 CH4(g)=C(s)2H 2(g)的 H74.8 kJmol 1解析:反应是太阳能转化为化学能,A 不正确;反应中 H20,是吸热反应,B不正确;反应使用催化剂不能改变反应的焓变, H 不变,C 不正确;D 项中,由盖斯定律,反应可得 CH4(g)=C(s)2H 2(g) H74.8 kJmol 1 ,D 正确。答案:D7如图是金属镁和卤素单质(X 2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是( )A由

9、MgCl2制取 Mg 是放热过程B热稳定性:MgI 2MgBr 2MgCl 2MgF 2C金属镁和卤素单质(X 2)的反应都是放热反应D由图可知此温度下 MgBr2(s)与 Cl2(g)反应的热化学方程式为 MgBr2(s)Cl 2(g)=MgCl2(s)Br 2(g) H 117 kJmol1解析:分析图象可知,MgCl 2的能量低于 Mg 与 Cl2的能量之和,依据能量守恒定律知由 MgCl2制取 Mg 的反应为吸热反应,A 项错误;物质的能量越低越稳定,化合物的稳定性顺序为 MgI2MgBr 2MgCl 2MgF 2,B 项错误;根据图象分析,金属镁与卤素单质(X 2)的反应都是放热反应

10、,C 项正确;分析图象可知反应的焓变等于117 kJmol 1 ,D 项错误。答案:C8煤炭燃烧过程中会释放出大量的 SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以 CaSO4的形式固定,从而降低 SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会与 CaSO4发生化学反应,降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:CaSO4(s)CO(g)CaO(s) SO 2(g)CO 2(g) H1218.4kJmol 1 (反应) CaSO4(s)4CO(g)CaS(s) 4CO 2(g) H2175.6kJmol 1 (反应)假设某温度下,反应的速率( v1)大于反应的速率( v2),

11、则下列反应过程能量变化示意图正确的是_。答案:C9一定条件下,在水溶液中 1 mol Cl ,ClO (x1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如 x图所示。则 BAC 反应的热化学方程式(用离子符号表示)_。解析:A 中氯元素的化合价为1,则 A 为 Cl ;B 中氯元素的化合价为1,则 B 为ClO ;C 中氯元素的化合价为5,则 C 为 ClO 。B AC 反应的离子方程式为 33ClO =ClO 2Cl 。由图象可知:Cl 的相对能量为 0 kJmol1 ,ClO 的相对能量为 360 kJmol1 ,ClO 的相对能量为 63 kJmol1 ,则该反应放出的能量为 360 3kJmo

12、l1 63 kJmol 1117 kJmol1 ,故该反应的热化学方程式为 3ClO (aq)=ClO (aq)2Cl (aq) 3 H117 kJmol 1 。答案:3ClO (aq)=ClO (aq)2Cl (aq) 3 H117 kJ/mol10模拟题组合(1)雷雨天气中发生自然固氮后,N 元素转化为_而存在于土壤中,处于研究阶段的化学固氮新方法是 N2在催化剂表面与水发生如下反应:2N2(g)6H 2O(l)=4NH3(g)3O 2(g) H K 已知:N 2(g)3H 2(g)=2NH3(g) H192.4 kJmol 1 K1 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H2571.

13、6 kJmol 1 K2 则 H_; K_(用 K1和 K2表示)。(2)真空碳热还原氯化法可实现由铝矿制备金属铝,其相关的热化学方程式如下:2Al2O3(s)2AlCl 3(g)6C(s)= =6AlCl(g)6CO(g) H a kJmol13AlCl(g)=2Al(l)AlCl 3(g) H b kJmol1反应 Al2O3(s)3C(s)= =2Al(l)3CO(g)的 H_kJmol 1 (用含 a、 b 的代数式表示)。(3)已知:Mg(s)H 2(g)=MgH2(s) H74.5 kJmol 1Mg2Ni(s)2H 2(g)=Mg2NiH4(s) H64.4kJmol 1则 Mg

14、2Ni(s)2MgH 2(s)=2Mg(s)Mg 2NiH4(s) H_kJmol 1 。(4)汽车发动机工作时会引发 N2和 O2反应,生成 NOx等污染大气。其中生成 NO 的能量变化示意图如图:Error! 2NO(g) 2 630 kJmol 1 该反应的热化学方程式为_。解析:(1)雷雨天气中发生自然固氮后,N 2NONO 2NO ,N 元素转化为硝酸盐而存 3在于土壤中,根据盖斯定律23, H92.4 kJmol1 23571.6 kJmol1 1 530 kJmol 1 , K 。K21K32(2)2Al 2O3(s)2AlCl 3(g)6C(s)= =6AlCl(g)6CO(g

15、) H a kJmol13AlCl(g)= =2Al(l)AlCl 3(g) H b kJmol1依据盖斯定律 得到 Al2O3(s)3C(s)= =2Al(l)3CO(g) 2 H(0.5 a b)kJmol1 。(3)Mg(s)H 2(g)=MgH2(s) H174.5 kJmol 1Mg 2Ni(s)2H 2(g)=Mg2NiH4(s) H264.4 kJmol 1Mg2Ni(s)2MgH 2(s)=2Mg(s)Mg 2NiH4(s) H3。由盖斯定律2得到Mg2Ni(s)2MgH 2(s)=2Mg(s)Mg 2NiH4(s) H364.4 kJmol1 2(74.5 kJmol1 )8

16、4.6 kJmol 1 。(4)该反应中的反应热反应物的键能和生成物的键能和(945498)kJmol1 2630 kJmol1 183 kJmol1 ,所以 N2和 O2反应生成 NO 的热化学反应方程式为 N2(g)O 2(g)=2NO(g) H183 kJmol 1 。答案:(1)硝酸盐 1 530 kJmol 1 K21K32(2)0.5a b (3)84.6(4)N2(g)O 2(g)=2NO(g) H183 kJmol 111CH 4、H 2、C 都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H890.3 kJmol 12H

17、 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol 1C(s)O 2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol 1(1)在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与 O2作用产生能量而存活,甲烷细菌使 1 mol 甲烷生成 CO2气体与液态水,放出的能量 _(填“” “”或“”)890.3 kJ。(2)甲烷与 CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4CO 2=2CO2H 2,1 g CH 4完全反应可释放 15.46 kJ 的热量,则:下图能表示该反应过程中能量变化的是_(填字母)。若将物质的量均为 1 mol 的 CH4与 CO2充入某恒容密闭容器中,体系

18、放出的热量随时间的变化如图所示,则 CH4的转化率为_。(3)C(s)与 H2(g)不反应,所以 C(s)2H 2(g)=CH4(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出 C(s)2H 2(g)=CH4(g)的反应热 H_。(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是_(填字母)。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 C 与 O2C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、H 2)D将固态 C 合成为 C60,以 C

19、60作为燃料解析:(1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态,与中间过程无关,故甲烷细菌使 1 mol 甲烷生成 CO2气体与液态水,放出的能量仍等于 890.3 kJ。(2)1 g CH4完全反应释放 15.46 kJ 的热量,则 1 mol CH4完全反应放出热量为 247.36 kJ,故 D 图符合题意。CH 4的转化率155.8 kJ247.36 kJ100%63%。(3)即得 C(s)2H 2(g)=CH4(g) H 74.8 kJmol1 。(4)已知 CH4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H890.3 kJmol1 ,则 CO2与 H2O 反应生成 CH4与 O2的反应吸热,故 A 项不正确;使 CO2分解生成 C 与 O2的反应为吸热反应,常温下不能发生,故 B 项不正确;利用太阳能使大气中的 CO2与海底开采的 CH4合成合成气(CO、H 2)是合理的,故 C 项正确;将固态 C 合成为 C60,以 C60作为燃料,是极不经济合算的,故 D 项不正确。答案:(1) (2)D 63%(3)74.8 kJmol 1 (4)C