2012年高考三轮冲刺专题五：-化学反应中的能量变化(详细解析版)

第 1 页 20122012 年高考三轮冲刺年高考三轮冲刺 专题五 化学反应中的能量变化 详细解析版 专题五 化学反应中的能量变化 详细解析版 第第 I I 卷 选择题 共卷 选择题 共 5252 分 分 一 单选题 共一 单选题 共 1414 题 每小题题 每小题 3 3 分 分 1 已知在 101 kPa 下 1 g 氢气在氧气中完全燃烧生成气态水时 放出热量 120 9 kJ 则 下列说法中正确的是 A 氢气的燃烧热为 241 8 kJ mol B 1 mol H2O l 具有的能量大于 1 mol H2O g 具有的能量 C 反应的热化学方程式为 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6 kJ mol D 2 mol H2 g 和 1 mol O2 g 具有的能量总和大于 2 mol H2O g 具有的能量 解析 A 项 燃烧热是指生成液态水时放出的热量 而题中给出的是气态水 故不能 得出燃烧热的数据 B 项 气态水所具有的能量大于液态水所具有的能量 C 项 氢气燃烧 时放热 H的值应为负值 D 项 放热反应中 反应物的总能量大于生成物的总能量 故 正确 答案 D 2 下列变化中一定为放热反应的是 A N2 g O2 g 2NO g H 182 6 kJ mol B H2O g H2O l H 44 0 kJ mol C 形成化学键过程中放出 256 6 kJ 能量的化学反应 D 能量变化如图所示的化学反应 解析 H为正值 说明该反应为吸热反应 A 项错误 由水蒸气变为液态水 不属于 化学反应 是物理变化 B 项错误 化学反应过程中反应物的化学键断裂需吸收能量 题 中仅知形成化学键过程中放出 256 6 kJ 能量 不一定为放热反应 C 项错误 从图中可以 看出 反应物的总能量高于生成物的总能量 为放热反应 D 项正确 答案 D 3 一些烷烃的燃烧热如下表 化合物燃烧热 kJ mol 化合物燃烧热 kJ mol 甲烷 890 3 正丁烷 2878 0 第 2 页 乙烷 1560 8 异丁烷 2869 6 丙烷 2221 5 2 甲基丁烷 3531 3 下列表达正确的是 A 乙烷燃烧的热化学方程式为 2C2H6 g 7O2 g 4CO2 g 6H2O g H 1560 8 kJ mol B 稳定性 正丁烷 异丁烷 C 正戊烷的燃烧热大于 3531 3 kJ mol D 相同质量的烷烃 碳的质量分数越大 燃烧放出的热量越多 解析 选项 A 所给的热化学方程式中 H2O 为非稳定的气态 且 H值也与化学计量 数不符 错误 选项 B 等物质的量的正丁烷燃烧释放出的热量大于异丁烷 说明正丁烷 具有的总能量大于异丁烷 所以异丁烷的稳定性大于正丁烷 选项 C 根据正丁烷的燃烧 热大于异丁烷 推知正戊烷的燃烧热大于 2 甲基丁烷的燃烧热 即大于 3531 3 kJ mol 选项 D 相同质量的烷烃 氢的质量分数越大 燃烧放出的热量越多 答案 C 4 已知反应 101 kPa 时 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6 kJ mol 稀溶液中 H aq OH aq H2O l H 57 3 kJ mol 又知由 H2和 O2反应生成 1 mol 液态水比生成 1 mol 气态水多放出 44 kJ 热量 下列结 论中正确的是 A H2的燃烧热为 285 8 kJ mol B H2和 O2反应生成液态水时的热化学方程式为 H2 g O2 g H2O l 1 2 H 571 6 kJ mol C 稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热为 57 3 kJ D 稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol 水 放出 57 3 kJ 热量 解析 燃烧热是指 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量 故氢气的 燃烧热为 483 6 44 0 kJ mol 即 285 8 kJ mol A 项正确 B 项的热化学方程式应 1 2 为 H2 g O2 g H2O l H 285 8 kJ mol B 项错误 中和热单位应为 kJ mol 1 2 故 C 错误 醋酸为弱酸 电离时要吸收热量 则最终放出的热量将小于 57 3 kJ D 项错 误 第 3 页 答案 A 5 已知 HCN aq 与 NaOH aq 反应的 H 12 1 kJ mol HCl aq 与 NaOH 反应的 H 55 6 kJ mol 则 HCN 在水溶液电离的 H等于 A 67 7 kJ mol B 43 5 kJ mol C 43 5 kJ mol D 67 7 kJ mol 解析 根据盖斯定律 将 HCN 与 NaOH 的反应设计为以下两步 H3 55 6 kJ mol H1 12 1 kJ mol 则 H1 H2 H3 12 1 kJ mol H2 55 6 kJ mol H2 43 5 kJ mol 答案 C 6 强酸和强碱在稀溶液里反应的热化学方程式可表示为 H aq OH aq H2O l H 57 3 kJ mol 已知 CH3COOH aq NaOH aq CH3COONa aq H2O l H Q1 kJ mol HNO3 aq NaOH aq NaNO3 aq H2O l H Q2 kJ mol 上述均系在溶液中进行的反应 Q1 Q2的关系正确的是 A Q1 Q2 57 3 B Q1 Q2 57 3 C Q1 Q2 57 3 D 无法确定 解析 中和热表示的是强酸与强碱的稀溶液反应生成 1 mol H2O g 所释放出的热量 而第一个反应中 CH3COOH 为弱酸 电离时要吸热 所以反应放出的热量小于 57 3 kJ C 项 正确 答案 C 7 下列热化学方程式中 H的绝对值能表示可燃物燃烧热的是 A CO g O2 g CO2 g 1 2 H 283 0 kJ mol B CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 802 3 kJ mol C 2H2 g O2 g 2H2O l 第 4 页 H 571 6 kJ mol D H2 g Cl2 g 2HCl g H 184 6 kJ mol 解析 燃烧热概念中的两个关键点是 以 1 mol 可燃物为标准 产物为稳定的氧 化物 B 项 H2O g 相对 H2O l 不稳定 C 项不以 1 mol H2为标准 D 项 没有生成稳定的 氧化物 答案 A 8 在 298 K 时 某密闭容器在催化剂存在时 进行合成氨反应 其热化学方程式为 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4 kJ mol 在该条件下 下列叙述正确的是 A 1 mol 氮气和 3 mol 氢气反应放出热量为 92 4 kJ B 1 mol 氮气和 3 mol 氢气反应吸收的热量为 92 4 kJ C 相同条件下 1 L 氮气与 3 L 氢气的能量总和大于 2 L 氨气的能量 D 2 mol 氨气分解吸收热量大于 92 4 kJ 解析 合成氨反应为放热反应 选项 B 错误 可逆反应不能进行彻底 A D 项错误 答案 C 9 氯原子对 O3的分解有催化作用 O3 Cl ClO O2 H1 ClO O Cl O2 H2 大气臭氧层的分解反应是 O3 O 2O2 H 该反应的能量变化示意图如图所示 下列叙述中正确的是 A 反应 O3 O 2O2的 H E1 E3 B 反应 O3 O 2O2的 H E2 E3 C O3 O 2O2是吸热反应 D H H1 H2 解析 O3 O 的总能量高于 2O2的总能量 故反应 O3 O 2CO2为放热反应 H 0 第 5 页 此反应的 H E3 E2 选项 A B C 均错误 根据题目的反应 结合盖斯定律可得 H H1 H2 答案 D 10 已知 H2 g Br2 l 2HBr g H 72 kJ mol 蒸发 1 mol Br2 l 需要吸收 的能量为 30 kJ 其他数据如下表 H2 g Br2 g HBr g 1 mol 分子中的化学键 断裂时需要吸收的能量 Kj 436a369 则表中a为 A 404 B 260 C 230 D 200 解析 1 mol H2 g 与 1 mol Br2 g 完全反应生成 2 mol HBr g 的 H1 369 2 436 a 302 a kJ mol 则 H H2 H1 即 72 kJ mol 30 kJ mol 302 a kJ mol 30 kJ mol 302 kJ mol a a 200 答案 D 11 生活中到处都有化学知识 家用消毒柜常用臭氧 O3 消毒 已知在消毒过程中 通过放电发生如下反应 3O2 g 2O3 g H 144 8 kJ mol 下列说法正确的是 A O2和 O3互为同分异构体 B O2在任何条件下均能转化为 O3 C O2比 O3稳定 D 为防止植物油等食物被细菌污染 可将其放入家用消毒柜消毒 解析 由热化学方程式可知 O3的能量高于 O2 故 O2比 O3稳定 O2和 O3互为同素异 形体 植物油中含有碳碳双键 放在家用消毒柜中易被 O3氧化而变质 第 6 页 答案 C 12 在 298 K 100 kPa 时 已知 2H2O g O2 g 2H2 g H1 Cl2 g H2 g 2HCl g H2 2Cl2 g 2H2O g 4HCl g O2 g H3 则 H3与 H1和 H2间的关系正确的是 A H3 H1 2 H2 B H3 H1 H2 C H3 H1 2 H2 D H3 H1 H2 解析 根据盖斯定律 将 2 可得反应 即 H1 2 H2 H3 答案 A 13 将 1 g H2和 4 g O2混合点燃 充分反应 放出 71 45 kJ 热量 同样条件下 1 mol H2在 O2中完全燃烧放出的热量是 A 71 45 kJ B 142 9 kJ C 571 6 kJ D 285 8 kJ 解析 1 g H2和 4 g O2反应时 H2剩余 实际参加反应的 H2为 0 5 g 因此 1 mol H2在 O2中完全燃烧放出的热量为 71 45 kJ 4 285 8 kJ 答案 D 14 下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是 A 碳酸钙受热分解 B 乙醇燃烧 C 铝粉与氧化铁粉末反应 D 氧化钙溶于水 解析 生成物总能量高于反应物总能量的化学反应为吸热反应 B C D 项为放热反 应 A 为吸热反应 答案 A 第第 IIII 卷 非选择题 共卷 非选择题 共 4848 分 分 15 8 分 能源是国民经济发展的重要基础 我国目前使用的能源主要是化石燃料 1 在 25 101 kPa 时 16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是 890 31 kJ 则 CH4燃烧的热化学方程式是 第 7 页 2 已知 C s O2 g CO2 g H 437 3 kJ mol H2 g O2 g H2O g H 285 8 kJ mol 1 2 CO g O2 g CO2 g H 283 0 kJ mol 1 2 则煤的气化主要反应的热化学方程式是 C s H2O g CO g H2 g H kJ mol 解析 1 根据提供信息 1 mol 甲烷完全燃烧生成液态水放出 890 31 kJ 的热量 因 此其热化学方程式为 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 31 kJ mol 2 设提供的三个反应分别为 根据盖斯定律 由 得 C s H2O g CO g H2 g 因此该反应的 H 437 3 kJ mol 285 8 kJ mol 283 0 kJ mol 131 5 kJ mol 答案 1 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 31 kJ mol 2 131 5 16 8 分 1 甲硅烷 SiH4 是一种无色气体 遇到空气能发生爆炸性自燃 生成 SiO2和水 已知室温下 1 g 甲硅烷自燃放出热量 44 6 kJ 其热化学方程式是 2 13 g C2H2 g 完全燃烧生成 CO2和 H2O l 时放出 650 kJ 热量 则表示 C2H2 g 燃烧 热的热化学方程式为 解析 1 1 mol 甲硅烷 SiH4 自燃放出的热量为 44 6 kJ 32 1427 2 kJ 故甲硅烷 自燃的热化学方程式为 SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2 kJ mol 2 n C2H2 0 5 mol 则 1 mol C2H2完全燃烧生成 CO2和 H2O l 时放出的 13 g 26 g mol 热量为 1300 kJ 650 kJ 0 5 答案 1 SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2 kJ mol 2 C2H2 g O2 g 2CO2 g H2O l H 1300 kJ mol 5 2 17 8 分 某实验小组用 0 50 mol L NaOH 溶液和 0 50 mol L H2SO4溶液进行中和热 第 8 页 的测定 配制 0 50 mol L NaOH 溶液 1 若实验中大约要使用 245 mL NaOH 溶液 则至少需要称量 NaOH 固体 g 2 从下图中选择称量 NaOH 固体所需要的仪器 填序号 测定中和热的实验装置如图所示 1 写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式 中和热数值为 57 3 kJ mol 2 取 50 mL NaOH 溶液和 30 mL 硫酸进行实验 实验数据如下表 请填写下表中的空白 起始温度t1 温度 实验 次数 H2SO4NaOH 平均值 终止温度 t2 平均温度差 t2 t1 126 226 026 130 1 227 027 427 233 3 325 925 925 929 8 426 426 226 330 4 近似认为 0 50 mol L NaOH 溶液和 0 50 mol L H2SO4溶液的密度都是 1 g cm3 中 和后生成溶液的比热容c 4 18 J g 则中和热 H 取小数点后一位 上述实验结果的数值与 57 3 kJ mol 有偏差 产生偏差的原因可能是 填字母 a 实验装置保温 隔热效果差 第 9 页 b 在量取 NaOH 溶液的体积时仰视读数 c 分多次把 NaOH 溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中 d 用温度计测定 NaOH 溶液起始温度后直接测定 H2SO4溶液的温度 解析 1 根据中和热定义和热化学方程式的书写原则可得 H2SO4 aq NaOH aq 1 2 Na2SO4 aq H2O l H 57 3 kJ mol 1 2 2 1 2 3 4 次实验的温度差分别为 4 0 6 1 3 9 4 1 与其他三组数 据相比 6 1 较大 舍去 其余三次温度差的平均值为 4 0 0 5 mol L H2SO4 aq 和 0 5 mol L NaOH aq 的密度为 1 g cm3 故m H2SO4 H2SO4 V H2SO4 1 g mL 30 mL 30 g m NaOH NaOH V NaOH 1 g mL 50 mL 50 g 中和后生成的溶液为稀 溶液 其比热容c 4 18 J g 由此可以计算出 30 mL H2SO4 aq 和 50 mL NaOH aq 发生反应时放出的热量为 Q放 m NaOH m H2SO4 c t2 t1 中和热为生成 1 mol H2O l 时放出的热量 H 10 3 kJ mol 53 5 kJ mol 80 4 18 4 0 0 025 答案 1 5 0 2 abe 1 H2SO4 aq NaOH aq Na2SO4 aq H2O l 1 2 1 2 H 57 3 kJ mol 2 4 0 53 5 kJ mol acd 18 8 分 工业上用 CO 生产燃料甲醇 一定条件下发生反应 CO g 2H2 g CH3OH g 下图表示该反应进行过程中的能量变化 1 曲线 a 表示不使用催化剂时反应的能量变化 曲线 b 表示使用催化剂时的能量变化 该反应是 填 吸热 或 放热 反应 写出该反应的热化学方程式 2 选择适宜的催化剂 填 能 或 不能 改变该反应的反应热 解析 1 反应物的总能量 1 mol CO 2 mol H2 大于生成物的总能量 1 mol CH3OH 故该反应为放热反应 能量差值为 510 kJ mol 419 kJ mol 91 kJ mol 第 10 页 则反应的热化学方程式为 CO g 2H2 g CH3OH g H 91 kJ mol 2 从图中可知 曲线 b 和曲线 a 中反应物总能量与生成物总能量的差值不变 即催化 剂只能改变化学反应速率 不能改变反应热 答案 1 放热 CO g 2H2 g CH3OH g H 91 kJ mol 2 不能 19 8 分 通常把拆开 1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能 已知部分 化学键的键能如下 化学键 N HN NO ONNO H 键能 kJ mol 386167498946460 1 发射神舟飞船的长征火箭用了肼 N2H4 气态 为燃料 若它在氧气 气态 中燃烧 生成 N2 气态 和 H2O 液态 1 mol 肼完全燃烧时放出的热量为 2 为了提高肼 N2H4 燃烧过程中释放的能量 常用二氧化氮作氧化剂代替氧气 这两 者反应生成氮气和水蒸气 且 N2 g 2O2 g 2NO2 g H1 67 7 kJ mol N2H4 g O2 g N2 g 2H2O g H2 534 kJ mol 试写出肼和 NO2完全反应的热化学方程式 解析 1 根据题意 肼燃烧时发生反应为 N2H4 g O2 g N2 g 2H2O l 故 H 386 4 167 498 946 2 2 460 577 kJ mol 即 1 mol 肼完全燃烧时 放出的热量为 577 kJ 2 根据题意 要求计算下列反应的反应热 N2H4 g NO2 g 3 2N2 g 2H2O g H3 根据盖斯定律 一个反应的反应热的大小仅与其始态和终态有关 而与其过程无关 则存在 2 即 H3 H2 H1 2 567 85 kJ mol 答案 1 577 kJ 2 N2H4 g N