1、专题突破练6化学反应与能量变化一、选择题(本题包括10个小题,每小题6分,共60分)1.(2019浙江台州中学高三统练)下列有关说法正确的是()A.储热材料芒硝可用于光化学能的转换B.发达国家采用的现代化垃圾焚烧处理法不能有效利用生活垃圾中的生物质能C.利用微生物在光合作用下分解水,是制取氢气的一个重要研究方向D.太阳能、可燃冰资源丰富,在使用时对环境无污染或很少污染,且可以再生,是最有希望的未来新能源2.(2019河北衡水安平县安平中学高三期中)下列关于反应与能量的说法正确的是()A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s)H=-216 kJmol-1,E反应物E生成物B
2、.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)H=+178.2 kJmol-1,E反应物H2D.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,则0.5 mol H2SO4与0.5 mol Ba(OH)2反应一定放出57.3 kJ热量4.(2019甘肃静宁一中高三模拟)下列说法正确的是()A.101 kPa时,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-572 kJmol-1,则H2的燃烧热H=-572 kJmol-1D.500 、30 MPa时,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-38.6 kJmol-1。在此条件下将1.5 mol H2和过量N2充
3、分反应,放出热量19.3 kJC.若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多D.已知:2C(s)+2O2(g)2CO2(g)H1,2C(s)+O2(g)2CO(g)H2,则H1H25.(2019北京师大附中高三期中)中国化学家研究的一种新型复合光催化剂碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物可以利用太阳光实现高效分解水,其原理如下图所示。下列说法不正确的是()A.该催化反应实现了太阳能向化学能的转化B.阶段中,H2O2是氧化产物C.每生成1 mol O2,阶段中转移2 mol电子D.反应的两个阶段均为吸热过程6.(2019山东山师大附中高三模拟)25 、101 kPa时,
4、有以下能量转化图,下列说法不正确的是()A.转化的热化学方程式2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=-282.9 kJmol-1B.相同条件下,1 mol C(g)和0.5 mol O2(g)总能量高于1 mol CO(g)的能量C.由CCO的热化学方程式2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.2 kJmol-1D.CO2(g)分解为C(s)和O2(g)是吸热反应7.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJmol-1H2(g)+S(g)H2S(g)H=-20.1 kJmol-1,下列判断正确的是()A.若反应中改用固态硫,则1 mol S(s)完全反应放出
5、的热量小于20.1 kJB.从焓变数值可知,单质硫与氧气相比,更容易与氢气化合C.由反应知,水的热稳定性小于硫化氢D.氢气的燃烧热H=-241.8 kJmol-18.某温度时,A族元素单质与H2反应生成气态H2X的热化学方程式如下:12O2(g)+H2(g)H2O(g)H=-242 kJmol-1S(g)+H2(g)H2S(g)H=-20 kJmol-1Se(g)+H2(g)H2Se(g)H=+81 kJmol-1下列说法正确的是()A.稳定性:H2OH2SH2SeB.降温有利于Se与H2反应生成H2SeC.O2(g)+2H2S(g)2H2O(g)+2S(g)H=-444 kJmol-1D.随
6、着核电荷数的增加,A族元素单质与H2的化合反应越容易发生9.(2019浙江温州高三9月选考适应性测试)已知断裂1 mol H2(g)中的HH键需要吸收436 kJ能量,断裂1 mol I2(g)中的II键需要吸收151 kJ能量,生成1 mol HI(g)中的HI键能放出299 kJ能量。下列说法正确的是()A.1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总能量为587 kJB.H2(g)+I2(s)2HI(g)H=-11 kJmol-1C.HI(g)12H2(g)+12I2(g)H=+5.5 kJmol-1D.I2(g)比H2分子稳定10.(2019河南中原名校高三联考)已知:1 mol
7、晶体硅中含有2 mol SiSi键。Si(s)+O2(g)SiO2(s)H,其反应过程与能量变化如图所示。化学键SiOOOSiSi断开1mol共价键所需能量/kJ460500176下列说法正确的是()A.晶体硅光伏发电将化学能转化为了电能B.二氧化硅稳定性小于硅的稳定性C.H=-988 kJmol-1D.H=(a-c) kJmol-1二、非选择题(本题包括3个小题,共40分)11.(2019河北唐县第一中学高三期中)(10分)(1)真空碳热还原氧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:Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g)H=a kJmol-
8、13AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g)H=b kJmol-1反应Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)的H= kJmol-1(用含a、b的代数式表示);(2)已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H反应过程的能量变化如图所示,已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3放出99 kJ的热量,请回答下列问题:图中A表示;E的大小对该反应的反应热(填“有”或“无”)影响;该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点(填“升高”或“降低”)。12.(2019江西师大附中高三期末)(15分)氨在工农业生产中应用广泛。在压强为30 MPa时,不同温度时合成
9、氨平衡混合气体中NH3的体积分数如下:温度/200300400500600氨含量/%89.971.047.026.413.8请回答:(1)根据图中所示,合成氨的热化学方程式为。(2)将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)通入一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量92.2 kJ(填“大于”“等于”或“小于”),原因是;若加入催化剂,H(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)已知破坏1 mol NN键、1 mol HH键需要吸收的能量分别为946 kJ、436 kJ,则破坏1 mol NH键需要吸收的能量为 kJ。(4)N2H4可视为NH3分子中的一个H被NH2取代的产
10、物。发射卫星用N2H4(g)为燃料,以NO2为氧化剂发生反应生成N2和H2O(g)。已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H1=+67.7 kJmol-1N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H2=-534 kJmol-1。则1 mol N2H4与NO2完全反应的热化学方程式为。13.(15分)(1)(2019安徽合肥高三质量检测)低碳经济成为人们一种新的生活理念,二氧化碳的捕捉和利用是能源领域的一个重要研究方向。请你结合下列有关图示和所学知识回答:用CO2催化加氢可以制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)12C2H4(g)+2H2O(g)。若该反应体系的能量随反应过程变化关
11、系如图所示,则该反应的H=(用含a、b的式子表示)。又知:相关化学键的键能如下表所示,实验测得上述反应的H=-152 kJmol-1,则表中的x=。化学键COHHCCCHHO键能(kJmol-1)803436x414464(2)键能是将1 mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需的能量。已知下列化学键的键能如下表:化学键NNOONNNHOH键能(kJmol-1)946497193391463写出1 mol气态肼(H2NNH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式:。(3)(2019重庆南开中学高三适应性考试)二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。科学家提出由CO2制取C
12、的太阳能工艺如图所示。若“重整系统”发生的反应中n(FeO)n(CO2)=6,则FexOy的化学式为。“热分解系统”中每分解1 mol FexOy,转移电子的物质的量为。工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-53.7 kJmol-1,CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)H2=+23.4 kJmol-1,则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)H3= kJmol-1。参考答案专题突破练6化学反应与能量变化1.B解析 储热材料芒硝受热熔化后可储热,结晶后可放热,故可用于热能化学能的转换,故
13、A错误;当前较为有效地利用生物质能的方式是制取沼气和酒精,垃圾焚烧处理法不能有效利用生活垃圾中的生物质能,故B正确;利用微生物在阳光作用下分解水是制取氢气的一个重要研究方向,而不是利用光合作用,光合作用不会产生氢气,故C错误;可燃冰资源不可再生,故D错误。2.B解析 当反应物总能量生成物总能量,则反应是吸热反应,但该反应H0,选项A错误;当反应物总能量0,选项B正确;根据热化学方程式HCl(g)12H2(g)+12Cl2(s)H=+92.3kJmol-1可知HCl分解是吸热反应,选项C错误;反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是可逆反应,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器
14、中充分反应生成NH3(g)小于1.0mol,放热19.3kJ,则热化学方程式应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)HH2,C正确;中和热是指稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量,但生成硫酸钡沉淀的反应还要放出热量,则0.5molH2SO4与0.5molBa(OH)2反应放出的热大于57.3kJ,故D错误。4.D解析 1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,而题给反应热为2mol氢气燃烧放出的热量,故A错误;H2的物质的量为1.5mol,完全消耗1.5mol氢气时会放出19.3kJ热量,由于该反应为可逆反应,氢气不可能完全转化成氨气
15、,所以放出的热量小于19.3kJ,故B错误;由固态硫得到硫蒸气需要吸收能量,所以若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量少,故C错误;等量的碳完全燃烧生成CO2时放出的热量比生成CO时放出的热量多,所以H1H2SH2Se,故A项错误;Se(g)+H2(g)H2Se(g)对应的H0,说明该反应正向吸热,降温使得反应向放热的方向进行,即逆向进行,不利于生成H2Se,故B项错误;将已知热化学方程式依次编号为、,根据盖斯定律,由2(-)可得O2(g)+2H2S(g)2H2O(g)+2S(g)H=-444kJmol-1,故C项正确;随着核电荷数的减小,A族元素的非金属性逐渐增强,与氢原子形成
16、的共价键越强,放出的热量越多,生成物越稳定,A族元素的单质与H2的化合反应越容易发生,故D项错误。9.C解析 由题给信息不能计算1molH2(g)和1molI2(g)的总能量,故A错误;碘的状态为蒸气,H2(g)+I2(g)2HI(g)H=-11kJmol-1,故B错误;碘化氢分解吸热,HI(g)12H2(g)+12I2(g)H=+5.5kJmol-1,故C正确;键能越大越稳定,H2比I2(g)分子稳定,故D错误。10.C解析 晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能,选项A错误;根据化学键的键能判断,断裂1mol二氧化硅中的化学键需要的能量为4460kJ=1840kJ,断裂1mol晶体硅中的化学键
17、需要的能量为2176kJ=352kJ,故二氧化硅稳定性大于硅的稳定性,选项B错误;根据题意Si(s)+O2(g)SiO2(s)H=(+1762+500-4604)kJmol-1=-988kJmol-1,选项C正确;根据图中信息可知,H=-ckJmol-1,选项D错误。11.答案 (1)a+b(2)反应物总能量无降低解析 (1)Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)3AlCl(g)+3CO(g)H=akJmol-1,3AlCl(g)2Al(l)+AlCl3(g)H=bkJmol-1,结合盖斯定律可知,反应+得到Al2O3(s)+3C(s)2Al(l)+3CO(g)H=(a+b)kJmol
18、-1。(2)图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量。E为活化能,反应热可表示为A、C活化能的差,活化能的大小与反应热无关。催化剂能够降低反应的活化能,不影响反应物和生成物能量高低,因此图中B点会降低。12.答案 (1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.2 kJmol-1(2)小于由于该反应是可逆反应,反应物无法全部转化为生成物不变(3)391(4)N2H4(g)+NO2(g)32N2(g)+2H2O(g)H=-567.85 kJmol-1解析 (1)由图可知,12molN2(g)与32molH2(g)完全反应生成1molNH3(g)的反应热H=-46.1kJmol-1,所
19、以合成氨的热化学反应方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.2kJmol-1。(2)合成氨反应是可逆反应,反应物不能完全转化,3molH2和1molN2参与反应不可能生成2molNH3,故放出的热量小于92.2kJ,催化剂可改变反应速率但不改变化学平衡,反应热不变。(3)已知破坏1molNN键、1molHH键需要吸收的能量分别为946kJ、436kJ。设破坏1molNH键需要吸收的能量为x,结合反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.2kJmol-1,根据H=反应物键能总和-生成物键能总和=946kJmol-1+3436kJmol-1-6x=-92.2kJmol
20、-1,x=391kJmol-1,即破坏1molNH键需要吸收的能量为391kJ。(4)已知N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H1=+67.7kJmol-1,N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H2=-534kJmol-1。依据盖斯定律由2-可得2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-1135.7kJmol-1,1molN2H4与NO2完全反应的热化学方程式为N2H4(g)+NO2(g)32N2(g)+2H2O(g)H=-567.85kJmol-1。13.答案 (1)-(b-a) kJmol-1764(2)N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2
21、O(g)H=-544 kJmol-1(3)Fe3O42 mol-130.8解析 (1)由图知1molCO2(g)和3molH2(g)具有的总能量大于12molC2H4(g)和2molH2O(g)具有的总能量,该反应为放热反应,反应的H=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量=-(b-a)kJmol-1。反应热H=反应物的键能总和-生成物的键能总和=2803kJmol-1+3436kJmol-1-12xkJmol-1+2414kJmol-1+4464kJmol-1=-152kJmol-1,解得x=764。(2)气态肼和氧气反应的化学方程式为N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)。根
22、据焓变=反应物总键能-生成物总键能,1mol气态肼(H2NNH2)燃烧生成氮气和水蒸气的焓变=193kJmol-1+391kJmol-14+497kJmol-1-946kJmol-1-463kJmol-14=-544kJmol-1,所以1mol气态肼(H2NNH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式是N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-544kJmol-1。(3)由示意图可以知道,重整系统中CO2和FeO反应生成FexOy和C,发生的反应中n(FeO)n(CO2)=6时,根据铁原子、氧原子守恒可以知道xy=6(6+2)=34,故FexOy的化学式为Fe3O4。热分解系统中是Fe3O4分解为FeO与氧气,分解1molFe3O4转移电子的物质的量为1mol3(83-2)=2mol。已知:.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-53.7kJmol-1,.CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)H2=+23.4kJmol-1。根据盖斯定律,2-可得2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),则H3=2H1-H2=2(-53.7kJmol-1)-23.4kJmol-1=-130.8kJmol-1。11
