1、专项提能特训专项提能特训 9 化学反应过程与能量变化化学反应过程与能量变化 1(2020 四川攀枝花统考)我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反 应：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) Ha kJ mol 1 B过程可能使用了催化剂，使用催化剂不可以提高 SO2的平衡转化率 C反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和 D将 2 mol SO2(g)和 1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出的热量小于|a| kJ 答案 A 4(2019 北京石景山区期末)已知：2H2O(l)=2H2(g)O2(g) H571.0 kJ mol 1。以太
2、阳能为热源分解 Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制 H2的过程如下： 过程：2Fe3O4(s)=6FeO(s)O2(g) H313.2 kJ mol 1 过程： 下列说法不正确的是( ) A过程中每消耗 232 g Fe3O4转移 2 mol 电子 B过程的热化学方程式为 3FeO(s)H2O(l)=H2(g)Fe3O4(s) H128.9 kJ mol 1 C过程、中能量转化的形式依次是太阳能化学能热能 D铁氧化合物循环制 H2具有成本低、产物易分离等优点 答案 C 解析 过程中每消耗 232 g Fe3O4反应生成 0.5 mol O2，转移 0.54 mol2 mol 电子，故
3、A 正确； 由盖斯定律可知， 总反应1 2过程反应 1 2得过程反应， 3FeO(s)H2O(l)=H2(g) Fe3O4(s) 则 H571.0 kJ mol 11 2(313.2 kJ mol 1)1 2128.9 kJ mol 1，故 B 正确；过程和过程都是吸热反应，过程是将光能转化为热能，热能转化为化学能，过 程中能量转化的形式还是热能转化为化学能，故 C 错误；铁氧化合物循环制 H2以太阳能 为热源分解 Fe3O4，以水和 Fe3O4为原料，具有成本低的特点，氢气和氧气分步生成，具有产 物易分离的优点，故 D 正确。 5HBr 被 O2氧化依次由如下()、()、()三步反应组成，1
4、 mol HBr(g)被氧化为 Br2(g)放 出 12.67 kJ 热量，其能量与反应过程曲线如图所示。 ()HBr(g)O2(g)=HOOBr(g) ()HOOBr(g)HBr(g)=2HOBr(g) ()HOBr(g)HBr(g)=H2O(g)Br2(g) 下列说法正确的是( ) A三步反应均为放热反应 B步骤()的反应速率最慢 CHOOBr(g)比 HBr(g)和 O2(g)稳定 D热化学方程式为 4HBr(g)O2(g)=2H2O(g)2Br2(g) H12.67 kJ mol 1 答案 B 解析 放热反应的反应物总能量高于生成物的总能量，根据图像，第一步反应为吸热反应， A 项错误
5、；步骤()为吸热反应，导致体系温度降低，反应速率减慢，其余反应为放热反应， 反应温度升高，反应速率加快，B 项正确；HOOBr(g)的总能量比 HBr(g)和 O2(g)的总能量高， 能量越高，物质越不稳定，C 项错误；根据题意，1 mol HBr 被氧化为 Br2(g)放出 12.67 kJ 热 量，则热化学方程式为 4HBr(g)O2(g)=2H2O(g)2Br2(g) H50.68 kJ mol 1，D 项错 误。 6(2020 威海市高三模拟)我国科学家实现了在铜催化剂条件下将 DMF(CH3)2NCHO转化为 三甲胺N(CH3)3。计算机模拟单个 DMF 分子在铜催化剂表面的反应历程
6、如图所示，下列说 法正确的是( ) A该历程中最小能垒的化学方程式为 (CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2OH* B该历程中最大能垒(活化能)为 2.16 eV C该反应的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)2H2(g)=N(CH3)3(g)H2O(g) H1.02 eV mol 1 D增大压强或升高温度均能加快反应速率，并增大 DMF 平衡转化率 答案 A 解析 从图中可以看出， 在正向进行的三个吸热反应中， 其能垒分别为： 1.23(2.16)eV 0.93 eV、1.55(1.77)eV0.22 eV、1.02(2.21)eV1.19 eV。从以上分析知， 该历程中最小能
7、垒为 0.22 eV，是由(CH3)2NCH2OH*转化为(CH3)2NCH2的反应，化学方程式 为 (CH3)2NCH2OH*=(CH3)2NCH2OH*，A 正确；该历程中最大能垒(活化能)为 1.19 eV， B 不正确；该反应的总反应是由(CH3)2NCHO(g)转化为 N(CH3)3(g)，但 1.02 eV 为单个 (CH3)2NCHO(g) 反 应 时 放 出 的 热 量 ， 所 以 热 化 学 方 程 式 为 (CH3)2NCHO(g) 2H2(g)=N(CH3)3(g)H2O(g) H1.02NA eV mol 1，C 不正确；增大压强或升高温度均 能加快反应速率，但升高温度
8、平衡逆向移动，不能增大 DMF 平衡转化率，D 不正确。 7如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是( ) A卤素单质(X2)与水反应均可生成两种酸 B用电子式表示 MgF2的形成过程： C热稳定性：MgI2MgBr2MgCl2MgF2 D由图可知此温度下 MgI2(s)与 Cl2(g)反应的热化学方程式为 MgI2(s)Cl2(g)=MgCl2(s) I2(g) H277 kJ mol 1 答案 D 解析 F2与水反应生成氢氟酸和 O2，A 项错误；MgF2为离子化合物，其电子式为 ，B 项错误；物质所具有的能量越低，其热稳定性越强，故热稳定 性：MgF2MgCl
9、2MgBr2MgI2，C 项错误；根据题图可写出热化学方程式 Mg(s) I2(g)=MgI2(s) H364 kJ mol 1和 Mg(s)Cl 2(g)=MgCl2(s) H641 kJ mol 1 ，根据盖斯定律，由得 MgI2(s)Cl2(g)=MgCl2(s)I2(g) H277 kJ mol 1，D 项正确。 8(2019 临安昌化中学模拟)一定条件下，在水溶液中 1 mol Cl 、ClO x(x1、2、3、4)的能 量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是( ) A这些离子中结合 H 能力最强的是 A BA、B、C、D、E 五种微粒中 C 最稳定 CC BD 的反应，反
10、应物的总键能小于生成物的总键能 DB AD 反应的热化学方程式为 3ClO (aq)=ClO 3(aq)2Cl (aq) H116 kJ mol 1 答案 C 解析 酸性越弱的酸，阴离子结合氢离子能力越强，次氯酸是最弱的酸，所以 ClO 结合氢离 子能力最强，即 B 结合氢离子能力最强，故 A 错误；A、B、C、D、E 中 A 能量最低，所以 A 最稳定， 故 B 错误； C BD， 根据转移电子守恒得该反应的离子方程式为 2ClO 2=ClO 3 ClO ，H(64 kJ mol160 kJ mol1)2100 kJ mol176 kJ mol1，则该反应为放 热反应，所以反应物的总键能小于
11、生成物的总键能，故 C 正确； 根据转移电子守恒得 B A D 的反应的离子方程式为 3ClO =ClO 32Cl ，H(64 kJ mol120 kJ mol1)3 60 kJ mol 1116 kJ mol1，所以该热化学方程式为 3ClO(aq)=ClO 3(aq)2Cl (aq) H 116 kJ mol 1，故 D 错误。 9(1)将 0.3 mol 的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水， 放出 649.5 kJ 热量，该反应的热化学方程式为 。 又已知：H2O(g)=H2O(l) H44.0 kJ mol 1，则 11.2 L(标准状况)乙硼烷完全
12、燃烧生成 气态水时放出的热量是 kJ。 (2)已知：2NO2(g)=N2O4(g) H10 2NO2(g)=N2O4(l) H20 下列能量变化示意图中，正确的是 (填字母)。 (3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。 已知：C(石墨，s)O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJ mol 1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H2571.6 kJ mol 1 2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H32 599 kJ mol 1 根据盖斯定律，计算 298 K 时由 C(石墨，s)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)
13、反应的焓变(列出简单 的计算式)： 。 (4)甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过 CO 和 H2化合来制备甲醇气体(结构简式 为 CH3OH)。 部分化学键的键能数据如下表： 化学键 CC CH HH CO CO HO 键能/kJ mol 1 348 413 436 358 1 072 463 已知 CO 中的 C 与 O 之间为三键连接，则工业制备甲醇的热化学方程式为 。 答案 (1)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l) H2 165 kJ mol 1 1 016.5 (2)A (3)(393.5)4(571.6)(2 599)1 2kJ mol 1226.7 k
14、J mol1 (4)CO(g)2H2(g)=CH3OH(g) H116 kJ mol 1 解析 (1)0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出 649.5 kJ 的热量，则 1 mol 气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧生成固态三氧化二硼和液态水， 放出 2 165 kJ 的热量，反应的热化学方程式为 B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l) H2 165 kJ mol 1。 B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l) H2 165 kJ mol 1 H2O(l)=H2O(g) H44.0 kJ mol 1 根据盖斯定律， 由3
15、得B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(g) H2 033 kJ mol 1， 11.2 L(标准状况)即 0.5 mol 乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 2 033 kJ0.5 1 016.5 kJ。 (2)由题给信息可知，H10，H20，两个反应均为放热反应，所以反应物的总能量比生成 物的总能量高； 同种物质气态变成液态会放出热量， 即液态时能量比气态时能量低， 则 N2O4(l) 具有的能量比 N2O4(g)具有的能量低，A 符合。 (3)已知：C(石墨，s)O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJ mol 1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H257
16、1.6 kJ mol 1 2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H32 599 kJ mol 1 根据盖斯定律，由(4) 1 2得到反应的热化学方程式为 2C(石墨，s) H2(g)=C2H2(g) H(4H1H2H3)1 2(393.5)4(571.6)(2 599) 1 2kJ mol 1226.7 kJ mol1。 (4)CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)，焓变反应物总键能生成物总键能，依据题表中提供的化 学键的键能计算得 H1 072 kJ mol 12436 kJ mol1(3413 kJ mol1358 kJ mol1 463 kJ mol 1)116 kJ mol1，则热化学方程式为 CO(g)2H 2(g)=CH3OH(g) H 116 kJ mol 1。
