2021届高考化学二轮复习：第6讲-化学反应与能量-Word版含解析.docx

第6讲化学反应与能量一、小题对点练一、反应热和焓变的分析与推断1(2021上海，9改编)将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应猛烈，醋酸渐渐凝固。由此可见 ()。ANH4HCO3和盐酸的反应是放热反应B该反应中，热能转化为产物内部的能量C反应物的总能量高于生成物的总能量D反应的热化学方程式为NH4HCO3HCl=NH4ClCO2H2OH Q kJmol1解析依据醋酸渐渐凝固说明NH4HCO3与盐酸的反应是吸热反应，则A、C错误，B正确；热化学方程式的书写要标出物质的状态，D错误。答案B2由右图分析，有关叙述正确的是 ()。AABC和BCA两个反应吸取或放出的能 量不相等BABC是放热反应CA具有的能量高于B和C具有的能量总和DABC是吸热反应，则BCA必定是放热反应解析由图可知，B和C的能量总和高于A的能量，则反应BCA肯定是放热反应；反之，ABC则是吸热反应。依据能量守恒定律，两反应的反应热的确定值相等，符号相反。答案D3(2022龙游一中检测)已知反应：101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。下列结论正确的是 ()。A碳的燃烧热大于110.5 kJmol1B反应的反应热为221 kJmol1C98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水的中和热为 57.3 kJmol1D稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量解析燃烧热是指在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。反应中的碳不是1 mol，而且产物CO也不是碳燃烧生成的最稳定氧化物，CO可以连续燃烧放热，故碳的燃烧热应大于反应放出热量的一半；B项中反应的反应热为221 kJmol1；C项中描述的是中和热，数据前不应带“”号，由于浓H2SO4溶解放热，故放出的热量应大于57.3 kJ；D项中的反应热包括H与OH反应放出的热量和稀醋酸电离吸取的热量，所以放出的热量要小于57.3 kJ。答案A二、热化学反应方程式的正误推断4(2022虹桥模拟)已知25 、101 kPa时，1 mol H2与溴蒸气完全反应生成气态溴化氢放出Q kJ能量，则下列热化学方程式书写正确的是 ()。AH2(g)Br2(g)=2HBr(g)H2Q kJmol1BH2(g)Br2(l)=2HBr(g)HQ kJmol1C.H2(g)Br2(g)=HBr(g)H kJmol1DHBr(g)=H2(g)Br2(g)H kJmol1解析要留意H的“”、“”号及H和化学计量数的关系。答案D5(2022贵阳质检)已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下：C2H2(g)O2(g)2CO2(g)H2O(l)H1 300 kJmol1C6H6(g)O2(g)6CO2(g)3H2O(l)H3 295 kJmol1下列说法正确的是 ()。A1 mol C2H2(g)完全燃烧生成气态水时放出的热量大于1 300 kJB1 mol C6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于3 295 kJC相同条件下，等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧，C6H6(g)放热更多DC2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应解析液态水生成气态水要吸热，则A中放热应小于1 300 kJ，错误；液态苯的能量比气态苯的能量低，则B中放出热量应小于3 295 kJ，B错误；通过计算可知等质量的两者完全燃烧时乙炔放热多，C错误；依据盖斯定律，由3得：3C2H2(g)=C6H6(g)H605 kJmol1，D正确。答案D625，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为 57.3 kJmol1，辛烷的燃烧热为5 518 kJmol1。下列热化学方程式书写正确的是 ()。A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H 57.3 kJmol1BKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1CC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 518 kJmol1D2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H5 518 kJmol1解析A项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和热是指反应生成1 mol H2O(l)时的反应热，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应的热效应会有所变化，生成1 mol H2O(l)时产生的热量不再是57.3 kJ，A项错误；B项正确；C项，燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量，这时产物中的水应为液态水，C项错误；D项，当2 mol液态辛烷完全燃烧时，产生的热量为11 036 kJ，D项错误。答案B三、反应热的计算及其大小比较7(2022浙江台州质量评估)已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H12.1 kJmol1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H57.3 kJmol1，则HCN在水溶液中电离的H等于 ()。A69.4 kJmol1 B45.2 kJmol1C45.2 kJmol1 D69.4 kJmol1解析依据盖斯定律，将HCN与NaOH的反应设计为以下两步：则H1H2H3即12.1 kJmol1H2(57.3 kJmol1)H245.2 kJmol1。答案C8(2022杭州学军中学期末)已知298 K时，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，在相同条件下向密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2，达到平衡时放出的热量为Q1；向另一容积相同的密闭容器中通入0.95 mol N2、2.85 mol H2和0.1 mol NH3，达到平衡时放出的热量为Q2。则下列关系正确的是 ()。AQ1Q292.4 kJ BQ1Q292.4 kJCQ2Q192.4 kJ DQ1Q292.4 kJ解析可逆反应中的反应热是指化学反应进行到底时的反应热，1 mol N2和3 mol H2反应不行能生成2 mol NH3，所以Q192.4 kJ；本题中的两个反应互为等效平衡等效是指两个反应达到平衡时各物质的百分含量(物质的量、物质的量浓度)是相同的，但两个反应放出的热量是不相同的。由于后一反应一开头投入了生成物NH3，所以后一反应中由N2和H2反应生成的NH3比前一反应少，放出的热量Q2Q1。答案C9已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸取热量496 kJ，水蒸气中1 mol HO键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol HH键断裂时吸取热量为 ()。A920 kJ B557 kJ C436 kJ D188 kJ解析由题意可知H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJmol1，由化学键与反应的关系可知：2E(HH)496 kJmol1463 kJmol14484 kJmol1，则E(HH)436 kJmol1。答案C10下列各组变化中，前者小于后者的是 ()。CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H22H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1H2(g)O2(g)=H2O(l)H2t时，在肯定条件下，将1 mol SO2和1 mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时分别反应放出的热量。CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H1CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H2A BC D解析由于H2O(g)=H2O(l)，放出热量，则H1H2。H12H20，所以H10；CaO与水的反应是放热反应，H2H2。答案A二、大题冲关练11(2022衢州一中检测)能源是国民经济进展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料，而氢气、二甲醚等都是很有进展前景的新能源。(1)在25 、101 kPa时，1 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是55.64 kJ，则表示甲烷燃烧热的热化学方程式是_。(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 220.0 kJmol1，已知CO气体燃烧的热化学方程式为2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H565.14 kJmol1，试计算相同物质的量的C3H8和CO燃烧产生的热量的比值_(保留小数点后一位)。(3)氢气既能与氮气又能与氧气发生反应，但是反应的条件却不相同。已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol13H2(g)N2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1计算断裂1 mol NN键需要消耗能量_kJ，氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键_(填“强”或“弱”)，因此氢气与二者反应的条件不同。(4)由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H190.1 kJmol1CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H249.0 kJmol1水煤气变换反应：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H341.1 kJmol 二甲醚合成反应：2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H424.5 kJmol1由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_。依据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响：_。解析(1)燃烧热是指101 kPa下1 mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量。(2)2 220.0282.577.9。(3)3H2(g)N2(g)=2NH3(g)中，断裂1 mol NN键和3 mol HH键，形成6 mol NH键，则E(NN)3E(HH)6E(NH)92.4 kJmol1，则E(NN)1 173.2 kJmol1 2436 kJmol1392.4 kJmol1946 kJmol1。E(NN)E(OO)，故氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键强。(4)依据盖斯定律，2得：2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H90.1 kJmol1224.5 kJmol1204.7 kJmol1。这是一个气体分子数减小的反应，压强增大，平衡正向移动，有利于提高反应速率和二甲醚的生成。答案(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.24 kJmol1(2)7.9(3)946强(4)2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1该反应分子数削减，压强上升使平衡右移，CO和H2的转化率增大，CH3OCH3产率增加；压强上升使CO和H2浓度增加，反应速率增大12依据下列条件计算有关反应的焓变：(1)已知：Ti(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)H804.2 kJmol12Na(s)Cl2(g)=2NaCl(s)H882.0 kJmol1Na(s)=Na(l)H2.6 kJmol1则反应TiCl4(l)4Na(l)=Ti(s)4NaCl(s)的H_kJmol1。(2)已知下列反应数值：反应序号化学反应反应热Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H126.7 kJmol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H250.8 kJmol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H336.5 kJmol1FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H4则反应的H4_kJmol1。解析(1)由已知反应得：TiCl4(l)=Ti(s)2Cl2(g)H804.2 kJmol14Na(s)2Cl2(g)=4NaCl(s)H1 764.0 kJmol1 4Na(s)=4Na(l)H10.4 kJmol1 依据盖斯定律，将得：TiCl4(l)4Na(l)=Ti(s)4NaCl(s)H804.2 kJmol11 764.0 kJmol110.4 kJmol1970.2 kJmol1。(2)依据盖斯定律，将(32)/6得：FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)，则H4(H13H2H32)/67.3 kJmol1。答案(1)970.2(2)7.313(2022金华一中阶段检测)氨在工农业生产中应用广泛。在压强为30 MPa时，合成氨时平衡混合气体中NH3的体积分数与温度的关系如表所示：温度/200300400500600氨的体积分数/%89.971.047.026.413.8请回答下列问题：(1)依据表中数据，结合化学平衡移动原理，说明合成氨反应是放热反应的缘由：_。(2)依据图写出合成氨的热化学方程式是_。(3)将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量_(填“大于”、“等于”或“小于”)92.2 kJ，缘由是_；若加入催化剂，H_(填“变大”、“不变”或“变小”)。(4)已知分别破坏1 mol NN键、1 mol HH键时需要吸取的能量为946 kJ、436 kJ，则破坏1 mol NH键需要吸取的能量为_kJ。(5)N2H4可视为NH3分子中的H被NH2取代的产物。放射卫星时以N2H4(g)为燃料、NO2为氧化剂，二者反应生成N2和H2O(g)。已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H167.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534 kJmol1则1 mol N2H4与NO2完全反应的热化学方程式为_。解析(1)、(2)见答案。(3)合成氨的热化学方程式表示1 mol氮气与3 mol氢气完全反应生成2 mol NH3时放出92.2 kJ的热量，而合成氨的反应是可逆反应，1 mol N2(g)和3 moLH2(g)不行能完全反应生成2 mol的NH3(g)，故测得反应放出的热量小于92.2 kJ。(4)设破坏1 mol NH键需吸取的能量为x kJ，94643636x92.2，x391。(5)首先依信息反应物为N2H4(g)和NO2(g)，生成物为N2(g)和H2O(g)写出方程式并配平得N2H4(g)NO2(g)=N2(g)2H2O(g)，依据盖斯定律可得此反应的HH2H1567.85 kJmol1。答案(1)温度上升，氨在混合气体中的体积分数减小，平衡向吸热反应方向移动，故正反应是放热反应(2)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1(3)小于由于该反应是可逆反应，反应物不能全部转化为生成物不变(4)391(5)N2H4(g)NO2(g)=N2(g)2H2O(g)H567.85 kJmol1