廣西2019年高考化學一輪復習 考點規(guī)范練16 化學反應與能量變化 新人教版.docx

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考點規(guī)范練16　化學反應與能量變化 (時間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.(2018北京理綜)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉化為高附加值產品CH3COOH的催化反應歷程。該歷程示意圖如下。 　　　　　　　　　　　　　　　　 下列說法不正確的是(　　) A.生成CH3COOH總反應的原子利用率為100% B.CH4CH3COOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂 C.①②放出能量并形成了C—C鍵 D.該催化劑可有效提高反應物的平衡轉化率 2.在催化劑作用下,H2O2發(fā)生分解,其反應能量隨反應的進程變化如圖: 下列說法正確的是(　　) A.H2O2分解反應的ΔH>0 B.催化劑的加入使反應的熱效應減小 C.催化劑的加入提高了H2O2的分解率 D.催化劑通過改變反應進程、降低反應的活化能來提高H2O2分解速率 3.下列說法正確的是(　　) A.氫氣的燃燒熱為ΔH=-285.8 kJmol-1,則電解水時水分解的熱化學方程式 2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+285.8 kJmol-1 B.反應SO2(g)+2H2S(g)3S(s)+2H2O(l)在常溫下能自發(fā)進行,則該反應的ΔH<0 C.500 ℃、30 MPa下,將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g),放熱19.3 kJ,其熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　 ΔH=-38.6 kJmol-1 D.由C(石墨,s)C(金剛石,s)　ΔH=+1.90 kJmol-1可知,金剛石比石墨穩(wěn)定 4.根據(jù)碘與氫氣反應的熱化學方程式 ①I2(g)+H2(g)2HI(g)　ΔH=-9.48 kJmol-1 ②I2(s)+H2(g)2HI(g)　ΔH=+26.48 kJmol-1 下列判斷正確的是(　　) A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反應放熱9.48 kJ B.1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJ C.反應①的產物比反應②的產物穩(wěn)定 D.反應物的物質的量相等時,反應②的反應物總能量比反應①的反應物總能量低 5.已知:①破壞1 mol A—A鍵、1 mol B—B鍵、1 mol A—B鍵時分別需要吸收436 kJ、498 kJ、463 kJ的能量;②反應2A2(g)+B2(g)2A2B(g)的能量變化如圖所示。下列說法中錯誤的是(　　) A.體系中A2、 B2最活潑 B.E1=1 370 kJmol-1 C.ΔH=-482 kJmol-1 D.該反應是放熱反應 6.現(xiàn)有三個熱化學方程式: (1)CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-870.3 kJmol-1 (2)C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-393.5 kJmol-1 (3)H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH3=-285.8 kJmol-1 則反應2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的反應熱為(　　) A.-488.3 kJmol-1 B.+488.3 kJmol-1 C.-2 228.9 kJmol-1 D.+191 kJmol-1 7.已知: ①CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-a kJmol-1 ②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-b kJmol-1 ③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-c kJmol-1 則下列敘述中正確的是(　　) A.由上述熱化學方程式可知b>c B.甲烷的燃燒熱為ΔH=-b kJmol-1 C.2CH3OH(g)2CH4(g)+O2(g) ΔH=2(b-a) kJmol-1 D.當甲醇和甲烷物質的量之比為1∶2,完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時,放出的熱量為Q kJ,則該混合物中甲醇的物質的量為Q(a+2b) mol 8.已知HCN(aq)與NaOH(aq)反應生成1 mol正鹽的ΔH=-12.1 kJmol-1;強酸、強堿的稀溶液反應的中和熱ΔH=-57.3 kJmol-1。則HCN在水溶液中電離的ΔH等于(　　) A.-69.4 kJmol-1 B.-45.2 kJmol-1 C.+69.4 kJmol-1 D.+45.2 kJmol-1 9.根據(jù)表中的信息判斷下列說法錯誤的是(　　) 物質 外　觀 熔點 燃燒熱ΔH/(kJmol-1) 金剛石 無色,透明固體 ? -395.4 石墨 灰黑,不透明固體 ? -393.5 A.由表中信息可得如圖所示的圖像 B.由表中信息知C(石墨,s)C(金剛石,s) ΔH=+1.9 kJmol-1 C.由表中信息可推知相同條件下金剛石的熔點低于石墨的熔點 D.表示石墨燃燒熱的熱化學方程式為C(石墨,s)+12O2(g)CO(g)　ΔH=-393.5 kJmol-1 10.(2018河南中原名校第五次聯(lián)考)已知:①1 mol晶體硅中含有2 mol Si—Si鍵。②Si(s)+O2(g)SiO2(s)　ΔH,其反應過程與能量變化如圖所示。 ③ 化學鍵 Si—O OO Si—Si 斷開1mol共價鍵所需能量/kJ 460 500 176 下列說法中正確的是(　　) A.晶體硅光伏發(fā)電是將化學能轉化為電能 B.二氧化硅的穩(wěn)定性小于硅的穩(wěn)定性 C.ΔH=-988 kJmol-1 D.ΔH=(a-c) kJmol-1 二、非選擇題(本題共3個小題,共50分) 11.(15分)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取是氫能源利用領域的研究熱點;氫氣也是重要的化工原料。 (1)納米級的Cu2O可作為太陽能分解水的催化劑。一定溫度下,在2 L密閉容器中加入納米級Cu2O并通入0.10 mol水蒸氣發(fā)生反應:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+484 kJmol-1,不同時段產生O2的量見表格: 時間/min 20 40 60 80 n(O2)/mol 0.001 0 0.001 6 0.002 0 0.002 0 上述反應過程中能量轉化形式為光能轉化為　　　　　能,達平衡過程中至少需要吸收光能　　　　 kJ(保留三位小數(shù))。 (2)氫氣是合成氨工業(yè)的原料,合成塔中每產生2 mol NH3,放出92.2 kJ熱量。已知: 則1 mol N—H鍵斷裂吸收的能量約等于　　　　。 (3)已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJmol-1 ②N2(g)+2O2(g)2NO2(g)　ΔH=+67.7 kJmol-1 則H2還原NO2生成水蒸氣和氮氣反應的熱化學方程式是　　　　　　　。 12.(2018福建百所重點校聯(lián)合考試)(20分)乙烯可用作合成纖維、合成橡膠、塑料的原料?；卮鹣铝袉栴}: (1)實驗室用乙醇和五氧化二磷制取乙烯的過程如下: P2O5+3H2O2H3PO4; H3PO4+C2H5OHC2H5OPO(OH)2(磷酸單乙酯)+H2O; 170~200 ℃時,C2H5OPO(OH)2會分解生成乙烯和磷酸。C2H5OPO(OH)2分解反應的化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)用CrO3作催化劑,CO2重整C2H6制乙烯的反應過程如下: C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　ΔH1; 3H2(g)+2CrO3(s)3H2O(g)+Cr2O3(s)　ΔH2; Cr2O3(s)+3CO2(g)3CO(g)+2CrO3(s)　ΔH3。 ①反應C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)的ΔH=　　　　　　　　　　　　　(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數(shù)式表示)。 ②已知部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示,則ΔH1=　　　　 kJmol-1。 化學鍵 C—C CC C—H H—H 鍵能/(kJmol-1) 348 615 413 436 13.(15分)人類研究氫能源從未間斷過,而熱化學循環(huán)分解水制H2是在水反應體系中加入一種中間物,經歷不同的反應階段,最終將水分解為H2和O2,這是一種節(jié)約能源、節(jié)省反應物料的技術,圖1是熱化學循環(huán)制氫氣的流程: 圖1 (1)實驗測得,1 g H2燃燒生成液態(tài)水放出142.9 kJ的熱量,則表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)整個流程參與循環(huán)的物質是　　　　和　　　　(填化學式),最難進行的反應是　　　　(填序號)。 (3)汞雖然有毒,但用途廣泛。用汞和溴化鈣作催化劑,可以在較低溫度下經過下列反應使水分解制氫氣和氧氣: ①CaBr2+2H2OCa(OH)2+2HBr↑; ②…… ③HgBr2+Ca(OH)2CaBr2+HgO+H2O; ④2HgO2Hg+O2↑。 反應②的化學方程式為　。 (4)合成氨用的H2可以甲烷為原料制得。有關化學反應的能量變化如圖2所示,則CH4(g)與H2O(g)反應生成CO(g)和H2(g)的熱化學方程式為　。 圖2  考點規(guī)范練16　化學反應與能量變化 1.D　A項,由示意圖可知反應的化學方程式為CO2+CH4CH3COOH,反應中原子的利用率為100%,正確;B項,由示意圖可知CH4在催化劑作用下發(fā)生C—H鍵斷裂,正確;C項,①的總能量高于②的總能量,①②轉化過程放出熱量,并形成了C—C鍵,正確;D項,催化劑不能改變平衡的移動方向,不能提高反應物的轉化率,錯誤。 2.D　由題圖可知,反應物H2O2具有的能量高于生成物具有的能量,則該反應為放熱反應,ΔH<0,A項錯誤;加入催化劑,可改變反應的活化能,從而改變反應速率,但不能改變反應的熱效應,B項錯誤;催化劑只能改變反應速率,不能使平衡發(fā)生移動,故不能提高H2O2的分解率,C項錯誤;催化劑能降低反應的活化能,從而改變反應進程,提高H2O2的分解速率,D項正確。 3.B　燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量,故電解水時水分解的熱化學方程式為2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+571.6kJmol-1,A項錯誤;SO2與H2S之間的反應是一個熵值減小的反應,它能自發(fā)進行,則有ΔH-TΔS<0,表明該反應一定是放熱反應,B項正確;工業(yè)合成氨的反應是可逆反應,放出的熱量為19.3kJ時,0.5molN2沒有完全消耗,故不能由此得出熱化學方程式的ΔH,C項錯誤;由熱化學方程式可知,石墨轉化為金剛石要吸收熱量,故金剛石具有的能量高,其穩(wěn)定性較差,D項錯誤。 4.D　因為反應為可逆反應,所以不能進行徹底,254gI2(g)與2gH2(g)反應放熱小于9.48kJ,A項錯誤;根據(jù)蓋斯定律,1mol固態(tài)碘和1mol氣態(tài)碘的能量差為9.48kJ-(-26.48kJ)=35.96kJ,B項錯誤;反應①和反應②的產物HI狀態(tài)相同,穩(wěn)定性相同,C項錯誤;對于同一物質,固態(tài)物質的能量比氣態(tài)物質的能量低,因此反應②的反應物總能量比反應①的反應物總能量低,D項正確。 5.A　由題圖可以看出,反應物的總能量高于生成物的總能量,所以該反應是放熱反應,D項正確;E1表示斷開反應物中化學鍵所吸收的能量(即反應的活化能),則E1=2436kJmol-1+498kJmol-1=1370kJmol-1,B項正確;E2可表示形成生成物中化學鍵所放出的熱量,則E2=22463kJmol-1=1852kJmol-1,ΔH=E1-E2=1370kJmol-1-1852kJmol-1=-482kJmol-1,C項正確;圖中A和B具有的能量最高,因此A和B最活潑,故A項錯誤。 6.A　運用蓋斯定律解題時先觀察方程式2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的化學計量數(shù),然后利用蓋斯定律進行整合疊加。由(2)2+(3)2-(1)得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)　ΔH=(-393.5kJmol-1)2+(-285.8kJmol-1)2-(-870.3kJmol-1)=-488.3kJmol-1,選A。 7.C　等物質的量時,CH4燃燒生成液態(tài)水放出的熱量更多,故c>b,A項錯誤;甲烷的燃燒熱是指1molCH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時放出的熱量,反應②中生成的是氣態(tài)H2O,故ΔH=-bkJmol-1不是甲烷的燃燒熱,B項錯誤;①2-②2可得2CH3OH(g)2CH4(g)+O2(g)　ΔH=2(b-a)kJmol-1,C項正確;③-②+①得CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-(a+c-b)kJmol-1④,若設甲醇的物質的量為x,則CH4的物質的量為2x,根據(jù)④和③有(a+c-b)kJmol-1x+2xkJmol-1c=QkJ,x=Qa-b+3cmol,即混合物中甲醇的物質的量為Qa+3c-bmol,D項錯誤。 8.D　由題意可寫出熱化學方程式:①HCN(aq)+OH-(aq)CN-(aq)+H2O(l)　ΔH=-12.1kJmol-1;②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-57.3kJmol-1,由①-②可得HCN(aq)CN-(aq)+H+(aq)　ΔH=(-12.1kJmol-1)-(-57.3kJmol-1)=+45.2kJmol-1,D項正確。 9.D　由表中信息可得: C(金剛石,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-395.4kJmol-1① C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5kJmol-1② 根據(jù)蓋斯定律,由①-②得: C(金剛石,s)C(石墨,s)　ΔH=-1.9kJmol-1,A項正確;C(石墨,s)C(金剛石,s)　ΔH=+1.9kJmol-1,B項正確;由表中信息可知等質量的石墨所具有的能量低于等質量的金剛石所具有的能量,物質所具有的能量越低越穩(wěn)定,而石墨的層內共價鍵鍵長比金剛石的共價鍵鍵長短,作用力更大,破壞石墨中化學鍵需要更多的能量,所以石墨的熔點比金剛石的高,C項正確;式②表示石墨燃燒熱的熱化學方程式,D項錯誤。 10.C　晶體硅光伏發(fā)電是將太陽能轉化為電能,A項錯誤;根據(jù)化學鍵的鍵能判斷,斷裂1mol二氧化硅中的Si—O鍵需要的能量為4460kJ=1840kJ,斷裂1mol晶體硅中的Si—Si鍵需要的能量為2176kJ=352kJ,故二氧化硅的穩(wěn)定性大于硅的穩(wěn)定性,B項錯誤;Si(s)+O2(g)SiO2(s)　ΔH=(1762+500-4604)kJmol-1=-988kJmol-1,C項正確;根據(jù)圖中信息可知,ΔH=-ckJmol-1,D項錯誤。 11.答案(1)化學　0.968　(2)391 kJ (3)4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 034.9 kJmol-1 解析(1)題述反應過程中能量轉化形式為光能轉化為化學能,達平衡時,生成氧氣0.002mol,至少需要吸收的光能為0.002mol484kJmol-1=0.968kJ。 (2)3H2(g)+N2(g)2NH3(g),反應的焓變=反應物斷裂化學鍵吸收的能量-生成物形成化學鍵放出的能量=3436kJmol-1+945.8kJmol-1-6E(N—H)=-92.2kJmol-1,E(N—H)=391kJmol-1。 (3)反應4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)可以由①2-②得到,故ΔH=(-483.6kJmol-1)2-67.7kJmol-1=-1034.9kJmol-1。 12.答案(1)C2H5OPO(OH)2CH2CH2↑+H3PO4 (2)①3ΔH1+ΔH2+ΔH33?、?123 解析(1)170~200℃時,C2H5OPO(OH)2會分解生成乙烯和磷酸,則C2H5OPO(OH)2分解反應的化學方程式為 C2H5OPO(OH)2CH2CH2↑+H3PO4。 (2)①將題述熱化學方程式分別用a、b、c表示,3a+b+c3得:C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)　ΔH=3ΔH1+ΔH2+ΔH33。 ②ΔH=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和,則ΔH1=(6413+348-4413-615-436)kJmol-1=+123kJmol-1。 13.答案(1)H2(g)+12O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8 kJmol-1 (2)SO2　I2　② (3)Hg+2HBrHgBr2+H2↑ (4)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJmol-1 解析(1)1g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ熱量,則2g氫氣即1mol氫氣燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ的熱量,則表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為H2(g)+12O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8kJmol-1。 (2)反應①為二氧化硫、碘單質與水的反應:SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,反應②為硫酸分解生成二氧化硫、氧氣、水:2H2SO42SO2↑+O2↑+2H2O,反應③為碘化氫分解:2HIH2+I2,整個流程參與循環(huán)的物質是SO2、I2,最難進行的反應是②。 (3)根據(jù)反應③知反應②有HgBr2生成,根據(jù)HgBr2知反應①的產物HBr參與反應②,所以反應②為Hg+2HBrHgBr2+H2↑。 (4)由題圖可寫出相應的熱化學方程式: CO(g)+12O2(g)CO2(g)　ΔH=-282kJmol-1① H2(g)+12O2(g)H2O(g)　ΔH=-241.8kJmol-1② CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-846.3kJmol-1③ 由蓋斯定律③-(①+②3)得所求反應的ΔH=+161.1kJmol-1,則熱化學方程式為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH=+161.1kJmol-1。