高优指导2021版高三化学一轮复习第6单元化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应考点规范练鲁科版.doc

化学反应的热效应(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2015上海联考)化学家借助太阳能产生的电能和热能,用空气和水作原料成功地合成了氨气。下列有关说法中正确的是()A.该合成中所有的电能和热能全部转化为化学能B.该合成氨过程不属于氮的固定C.空气、水、太阳能均为可再生资源D.断裂N2中的NN键会释放出能量答案:C解析:A项,该合成中的能量转化效率没有达到100%;B项,把游离态的氮转变为化合态的氮的过程都属于氮的固定;D项,断裂化学键要吸收能量。2.某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述中正确的是()A.该反应为放热反应B.催化剂能改变该反应的焓变C.催化剂能降低该反应的活化能D.逆反应的活化能大于正反应的活化能答案:C解析:H(反应物)H(反应产物),为吸热反应,A项错;催化剂可以降低反应的活化能但不能改变反应的焓变,B项错;C项对;由E2bD.已知C(石墨,s)C(金刚石,s)H0,则石墨比金刚石稳定答案:D6.(2014江苏化学)已知:C(s)+O2(g)CO2(g)H1CO2(g)+C(s)2CO(g)H22CO(g)+O2(g)2CO2(g)H34Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)H43CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A.H10,H30,H40C.H1=H2+H3D.H3=H4+H5导学号95380244答案:C解析:燃烧反应都是放热反应,H1、H3、H4都小于0,CO2与C的反应是吸热反应,H2大于0,A、B错误;反应C(s)+O2(g)CO2(g)可由反应CO2(g)+C(s)2CO(g)与2CO(g)+O2(g)2CO2(g)相加得到,由盖斯定律可知H1=H2+H3,C正确;同理可得H3=(H4+2H5),D错误。7.(2015沈阳质检)将1 L 0.1 molL-1 BaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出a kJ热量;将1 L 0.5 molL-1 HCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出b kJ热量(不考虑醋酸钠水解);将0.5 L 1 molL-1 H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为()A.(5a-2b) kJB.(5a+2b) kJC.(2b-5a) kJD.(10a+4b) kJ答案:B解析:由题意可分别写出反应的热化学方程式:Ba2+(aq)+S(aq)BaSO4(s)H=-10a kJmol-1;H+(aq)+CH3COO-(aq)CH3COOH(aq)H=-2b kJmol-1,利用盖斯定律,由+2可得:2H+(aq)+S(aq)+2CH3COO-(aq)+Ba2+(aq)BaSO4(s)+2CH3COOH(aq)H=-(10a+4b) kJmol-1,则含0.5 mol H2SO4的溶液与足量(CH3COO)2Ba溶液反应放出的热量为(5a+2b) kJ。8.(2015湖北襄阳调研)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298 K时的稳定状态)。下列选项中不正确的是()A.Mg与F2反应的S0B.MgF2(s)+Br2(l)MgBr2(s)+F2(g)H=+600 kJmol-1C.MgBr2与Cl2反应的HMgBr2MgCl2MgF2答案:D解析:根据图像可写出有关的热化学方程式分别为:Mg(s)+I2(s)MgI2(s)H=-364 kJmol-1;Mg(s)+Br2(l)MgBr2(s)H=-524 kJmol-1;Mg(s)+Cl2(g)MgCl2(s)H=-641.3 kJmol-1;Mg(s)+F2(g)MgF2(s)H=-1 124 kJmol-1。显然Mg与F2反应的S0,A项正确;-得:MgF2(s)+Br2(l)MgBr2(s)+F2(g)H=+600 kJmol-1,B项正确;-得:MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(l)H=-117.3 kJmol-1,C项正确;由于各反应的反应物总能量相同,根据能量越低越稳定原则,反应的H越小说明生成物的能量越低,生成物越稳定,因此各化合物的热稳定性顺序为MgI2MgBr2MgCl2MgF2,D项不正确。9.碳在氧气或臭氧中燃烧的能量变化如下图。下列说法中不正确的是()A.3O2(g)2O3(g)H=+242.4 kJmol-1B.氧气比臭氧稳定,大气中臭氧层易被破坏C.断裂1 mol O2(g)中的共价键吸收的能量比形成1 mol CO2(g)中的共价键放出的能量少D.相同物质的量的氧气比臭氧所含的能量高答案:D解析:由图像可知O2(g)到O3(g)吸收(474.3-393.5)kJ的热量,A选项正确;氧气的能量低,稳定性好,B选项正确;由C(s)+O2(g)CO2(g)放出热量可知断裂1 mol O2(g)中的共价键和1 mol C(s)中的共价键的总能量小于形成1 mol CO2(g)中的共价键放出的能量,C选项正确。10.化学反应N2+3H22NH3的能量变化如下图所示,该反应的热化学方程式是()A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l)H=2(a-b-c)kJmol-1B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=2(b-a)kJmol-1C.N2(g)+H2(g)NH3(l)H=(b+c-a)kJmol-1D.N2(g)+H2(g)NH3(g)H=(a+b)kJmol-1答案:A解析: mol N2(g)与 mol H2(g)完全反应生成1 mol NH3(g)时放热(b-a)kJ,生成1 mol NH3(l)时放出热量:(b+c-a)kJ。二、非选择题(本题包括4小题,共50分)11.(2014全国新课标)(14分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式:。(2)已知:甲醇脱水反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H1=-23.9 kJmol-1甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)H2=-29.1 kJmol-1乙醇异构化反应C2H5OH(g)CH3OCH3(g)H3=+50.7 kJmol-1则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)的H=kJmol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是。导学号95380245答案:(1)C2H4+H2SO4C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2OC2H5OH+H2SO4(2)-45.5污染小、腐蚀性小等解析:(1)C2H4与硫酸发生加成反应生成硫酸氢乙酯,后者水解生成乙醇和硫酸,可写出有关反应的化学方程式。(2)将题中反应依次编号为,根据盖斯定律,反应-反应-反应可得目标方程式,H=-45.5 kJmol-1;乙烯气相直接水合反应不使用浓硫酸,具有污染小,腐蚀性小的优点。12.(12分)(1)1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94 kJ热量,此反应的热化学方程式为。(2)已知CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H1=-Q1 kJmol-1,2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H2=-Q2 kJmol-1,2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H3=-Q3 kJmol-1。常温下,取体积比为41的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况下),经完全燃烧后恢复至室温,则放出的热量为。(3)以H2为燃料可制成氢氧燃料电池。已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-572 kJmol-1,某氢氧燃料电池释放228.8 kJ电能时,生成1 mol液态水,该电池的能量转化率为。答案:(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.28 kJmol-1(2)(0.4Q1+0.05Q3)kJ(3)80%解析:(1)1 g C为 mol,所以1 mol C反应吸收的热量为10.94 kJ12=131.28 kJ,热化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.28 kJmol-1。(2)标准状况下11.2 L气体为0.5 mol,其中CH4为0.4 mol,H2为0.1 mol,注意最后恢复到室温,H2O为液体,则根据热化学方程式可知最后放出的热量为(0.4Q1+0.05Q3)kJ。(3)生成1 mol液态水时放出的热量为=286 kJ,该电池的能量转化率为100%=80%。13.(8分)(1)火法还原CuO可制得Cu2O。已知:1 g C(s)燃烧全部生成CO时放出热量9.2 kJ;Cu2O(s)与O2(g)反应的能量变化如下图所示:请写出用足量木炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式:。(2)下表所示是部分化学键的键能参数:化学键PPPOOOPO键能/(kJmol-1)abcx已知白磷的燃烧热为d kJmol-1,白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图所示,表中x= kJmol-1(用含a、b、c、d的代数式表示)。答案:(1)2CuO(s)+C(s)CO(g)+Cu2O(s)H=+35.6 kJmol-1(2)(d+6a+5c-12b)解析:(1)1 mol C(s)燃烧放出110.4 kJ,所以C(s)+O2(g)CO(g)H=-110.4 kJmol-1,由图可知2Cu2O(s)+O2(g)4CuO(s)H=-292 kJmol-1;写出所求方程式2CuO(s)+C(s)CO(g)+Cu2O(s)H=-,得H=+35.6 kJmol-1。(2)白磷燃烧的化学方程式为P4+5O2P4O10,1 mol白磷完全燃烧需拆开6 mol PP、5 mol OO,形成12 mol PO、4 mol PO,故12 molb kJmol-1+4 molx kJmol-1-(6 mola kJmol-1+5 molc kJmol-1)=d kJmol-1,解得x=(6a+5c+d-12b) kJmol-1。14.(16分)氮气与氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应,其热化学方程式可表示为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92 kJmol-1。请回答下列问题:(1)取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 kJ,原因是;若加入催化剂,H(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)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。(3)N2H4可视为NH3分子中的一个H被NH2取代的产物。发射卫星用N2H4(g)为燃料,NO2为氧化剂,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。答案:(1)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(2)391(3)N2H4(g)+NO2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-567.85 kJmol-1解析:(1)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 kJ热量,由此可知H与化学平衡移动无关;(2)设破坏1 mol NH键需吸收的能量为x,92 kJ=6x-946 kJ-3436 kJ;(3)首先依信息反应物N2H4(g)、NO2(g),生成物N2(g)和H2O(g)写出方程式并配平,N2H4(g)+NO2(g)N2(g)+2H2O(g),依据盖斯定律此反应的H=H2-H1。5