（课标版）2021高考化学一轮复习 核心突破练案（17）化学反应与能量变化（含解析）新人教版

第17讲化学反应与能量变化a组基础必做题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)h0，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下：下列说法正确的是(a)a图示显示：起始时的2个h2o都参与了反应过程b过程、过程均为放热过程c过程只生成了极性共价键d使用催化剂降低了水煤气变换反应的h解析本题考查化学反应中水煤气变换反应中的能量变化，以及催化剂的催化机理。根据反应过程示意图，起始时的2个h2o分别在过程、过程中发生化学键的断裂，因此起始时的2个h2o都参与了反应过程，a项正确；根据反应过程示意图，过程、都发生了水分子中ho键的断裂，化学键断裂为吸热过程，b项错误；过程中生成了h2，h2中的化学键为非极性共价键，c项错误；催化剂能改变反应的活化能，不能改变反应的h，d项错误。2(2020吉林长春实验中学开学考)h2(g)和i2(g)在一定条件下发生反应：h2(g)i2(g)2hi(g)ha kjmol1。已知h2(g)和i2(g)断键情况如图所示，a、b、c均大于0，下列说法不正确的是(b)a该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量b断开1 mol hh键和1 mol ii键所需能量大于断开2 mol hi键所需能量c断开2 mol hi键所需能量约为(abc) kjd向密闭容器中加入2 mol h2(g)和2 mol i2(g)，充分反应后放出的热量小于2a kj解析本题考查反应热与键能的关系。该反应的h0，则是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，a正确；该反应是放热反应，断开1 mol hh键和1 mol ii键所需能量小于断开2 mol hi键所需能量，b错误；设断开2 mol hi键所需能量为x kj，则有bcxa，那么xabc，c正确；该反应是可逆反应，向密闭容器中加入2 mol h2(g)和2 mol i2(g)，充分反应，生成的hi的物质的量小于4 mol，则放出的热量小于2a kj，d正确。3(2020山西汾阳中学联考)化学键的键能是指气态基态原子形成1 mol化学键时所释放的能量，常用e表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是(d)共价键hhffhfcfcclcie/(kgmol1)436157568427330218a.cbr键键能的可能范围是218 kj mol1e(cbr)330 kjmol1b表中最稳定的共价键是hf键ch2(g)=2h(g)h436 kj mol1dh2(g)f2(g)=2hf(g)h25 kjmol1解析本题考查利用键能计算反应热。由表中键能数据可知，cf键、ccl键、ci键的键能依次减小，则e(cbr)介于e(ccl)和e(ci)之间，其可能范围是218 kjmol1e(cbr)330 kjmol1，a正确；键能越大表示断裂1 mol该共价键吸收的能量越多，则该化学键越稳定，表中e(hf)最大，故表中最稳定的共价键是hf键，b正确；断键吸热，h2(g)=2h(g)过程中断裂1 mol hh键，则有h436 kj mol1，c正确；根据h与键能的关系可知，h2(g)f2(g)=2hf(g)的h(436 kjmol1157 kjmol1)(2568 kjmol1)543 kjmol1，d错误。4(2020福建福州检测)已知化学反应a2(g)b2(g)=2ab(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是(b)a每生成2分子ab(g)吸收b kj热量b该反应的反应热h(ab)kjmol1c若使用催化剂，可以减小a、b的差值d1 mol a2和1 mol b2完全分解为气态原子吸收a kj能量解析由图知，1 mol a2(g)和1 mol b2(g)生成2 mol ab(g)时吸收的热量为(ab)kj，a错误；该反应的正、逆反应的活化能分别为a kjmol1，b kjmol1，则该反应的反应热为：h(ab)kjmol1，b正确；使用催化剂，可以减少a、b的值，但其差值(h)不变，c错误；1 mol a2(g)和1 mol b2(g)完全分解为气态原子吸收q kj能量，若a2、b2为液态或固态，1 mol a2和b2完全分解为气态原子时吸收的能量大于a kj，d错误。5(2020北京门头沟区检测)化学反应常常伴随能量的变化，以下是h2与cl2反应的能量变化示意图：根据h2(g)cl2(g)=2hcl(g)反应的能量变化示意图，则下列说法正确的是(b)a氯化氢分子的电子式：hb该反应是工业制取盐酸的化学反应原理c形成1 mol hcl键要吸收431 kj的能量d该反应中反应物总能量小于生成物总能量解析hcl为共价化合物，a错误；形成1 mol hcl键要释放431 kj的能量，c错误；1 mol h2(g)和1 mol cl2(g)断键吸收的总能量小于2 mol hcl(g)形成时释放的总能量，故反应放热，d错误。6(2020湖北重点高中联考)铍和氯气反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是(b)ae2是正反应的活化能b该反应的h0c加入催化剂，h减小dhe2e1解析本题考查反应的活化能、反应热等。图中e1、e2分别代表正、逆反应的活化能，a错误；由图可知，反应物be(s)cl2(g)具有的总能量高于生成物becl2(s)具有的总能量，该反应是放热反应，则h0，b正确；h由反应物和生成物具有的总能量决定，加入催化剂，能改变正、逆反应的活化能，但h不变，c错误；该反应的he1e2，d错误。7(2020四川成都检测)某实验小组用0.50 moll1naoh溶液和0.50 moll1硫酸溶液进行反应热的测定，实验装置如图所示。(1)装置中碎泡沫塑料的作用是 隔热保温，防止热量的损失 。(2)写出该反应的热化学方程式生成1 mol h2o(l)时的反应热为57.3 kjmol1：h2so4(aq)2naoh(aq)=na2so4(aq)2h2o(l)h114.6 kjmol1。(3)取50 ml naoh溶液和30 ml硫酸溶液进行实验，实验数据如下表所示。请填写表格中的空白：温度次数起始温度t1/ h2so4naoh平均值终止温度t2/ 温度差平均值(t2t1)/ 126.226.026.130.1 4.0 227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4近似认为0.50 moll1naoh溶液和0.50 moll1硫酸溶液的密度都是1.0 gml1，中和后生成溶液的比热容c4.18 j(g )1。则生成1 mol h2o(l)时的反应热h 53.5 kgmol1 (取小数点后一位)。上述实验数值结果与57.3 kjmol1有偏差，产生偏差的原因不可能是 b (填字母)。a实验装置保温、隔热效果差b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(4)若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和稀氨水分别和1 l 1 moll1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为h1、h2、h3，则h1、h2、h3的大小关系为： h1h2h3 。解析(3)第2组数据偏差较大，应舍去。其他三组的温度差平均值约为4.0 。h53.5 kjmol1。放出的热量少可能是热量散失过多、多次加入碱或起始温度读得较高等原因。(4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同；稀氨水中的nh3h2o是弱电解质，在与盐酸的反应中，nh3h2o的电离要吸收热量，故中和热要小一些(或h偏大)。易错警示(1)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动。不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒，因为铜传热快，热量损失大。(2)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。(3)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是取结果的平均值，计算时应注意单位的统一。但要注意数据的取舍，离群数据要舍去。b组能力提升题8(2020海南高三检测)某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是(bc)a反应过程a有催化剂参与b该反应为放热反应，热效应等于hc改变催化剂，可改变该反应的活化能d有催化剂条件下，反应的活化能等于e1e2解析过程a的活化能比过程b的活化能高，故反应过程b有催化剂参与，a错误；生成物所具有的能量比反应物所具有的能量低，故该反应为放热反应，且由图中信息可知两者能量的差值为h，b正确；不同催化剂的催化效率不同，故改变催化剂，可改变该反应的活化能，c正确；e1、e2分别代表反应过程中各步反应的活化能，在有催化剂的条件下，该反应的活化能等于各步反应中活化能较高的e1，d错误。点拨加入催化剂，改变的是活化能的大小，活化能降低，反应更易于进行，但因反应的始态和终态不变，故反应热不会变化。9(2020安徽皖南名校联考)化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图所示为n2(g)和o2(g)反应生成no(g)过程中的能量变化。下列说法正确的是(b)a1 mol n2(g)和1 mol o2(g)反应放出的能量为180 kjb1 mol n2(g)和1 mol o2(g)具有的总能量小于2 mol no(g)具有的总能量c通常情况下，n2(g)和o2(g)混合能直接生成nodno是一种酸性氧化物，能与naoh溶液反应生成盐和水解析1 mol n2和1 mol o2反应过程中，吸收的能量是946 kj498 kj1 444 kj，放出的能量是1 264 kj，所以1 mol n2(g)和1 mol o2(g)反应的反应热h1 444 kjmol11 264 kjmol1180 kjmol1，该反应为吸热反应，a错误；根据a中分析可知1 mol n2(g)和1 mol o2(g)具有的总能量小于2 mol no(g)具有的总能量，b正确；该反应是吸热反应，通常情况下，n2(g)和o2(g)混合不能直接生成no，一般需要高温或放电，c错误；no不能与碱反应生成盐和水，不是酸性氧化物，d错误。10(2020湖南浏阳一中等校联考)下列关于反应能量的说法正确的是(a)a一定条件下：2so2(g)o2(g)2so3(g)h1；2so3(g)2so2(g)o2(g)h2，则h1h2b相同条件下，若1 mol h(g)具有的能量为e1,1 mol h2(g)具有的能量为e2，则有2e1e2c甲烷的燃烧热为890.3 kjmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(g)h890.3 kjmol1d已知h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1，则含1 mol naoh的氢氧化钠溶液与含0.5 mol h2so4的浓硫酸混合放出57.3 kj的热量解析本题考查反应热、燃烧热、中和热及热化学方程式等。反应是放热反应，反应是吸热反应，则有h10，故有h1e2，b错误；甲烷完全燃烧生成的稳定氧化物为co2(g)和h2o(l)，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890.3 kjmol1，c错误；浓硫酸与naoh溶液发生中和反应放出热量，另外浓硫酸溶于水放热，故含1 mol naoh的氢氧化钠溶液与含0.5 mol h2so4的浓硫酸混合放出的热量大于57.3 kj，d错误。11(2020新题预选)下列有关图像的叙述不正确的是(a)a图：h2的燃烧热为245 kjmol1b图：b可能为使用催化剂的曲线，活化能降低c图：恒温恒容时，向容器中充入1 mol n2、3 mol h2，充分反应后放热小于92.2 kjd图：hgo(s)=hg(l)o2(g)h90.7 kjmol1解析根据燃烧热的概念，h2的燃烧热为1 mol h2(g)完全燃烧生成稳定氧化物h2o(l)时所放出的热量，由图i可知h2o为气态，a项叙述错误；由图可知，曲线b的活化能低于a的，b可能使用了催化剂，b项叙述正确；由于n2与h2合成nh3为可逆反应，故充分反应后达到平衡时放热小于92.2 kj，c项叙述正确；由图可知，hgo(s)分解为hg(l)和o2(g)为吸热反应，热化学方程式书写正确，d项叙述正确。12(2020山东滨州检测)下列关于化学反应中能量变化的叙述正确的是(d)a由h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kj/mol知，中和热为57.3 kj/molb一定条件下，0.2 mol so2(g)与0.1 mol o2(g)混合充分反应时放出的热量为18 kj，则有2so2(g)o2(g)2so3(g)h180 kj/molc已知h2(g)o2(g)=h2o(g)h241.8 kj/mol，则h2的燃烧热为241.8 kj/mold已知s(s)o2(g)=so2(g)h1，s(g)o2(g)=so2(g)h2，则h1h2解析本题考查热化学知识，意在考查考生对化学基本概念与理论的应用能力。有弱碱或弱酸参与的中和反应的中和热不是57.3 kj/mol，a错误；因为so2(g)与o2(g)的反应是可逆的，0.2 mol so2(g)与0.1 mol o2(g)混合充分反应时消耗的so2(g)少于0.2 mol，故所给热化学方程式错误，b错误；与燃烧热对应的生成物中水应为液态，c错误；固态硫所具有的能量低于气态硫，d正确。特别提醒中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态h2o时的反应热。需注意：稀溶液是指物质溶于大量水中；中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应；中和反应的实质是h和oh结合生成h2o，即h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kjmol1。13(2020河北衡水检测)在25 、1.01105 pa下，将22 g co2通入750 ml 1.0 moll1的naoh溶液中充分反应，放出x kj热量。在该条件下，将1 mol co2通入2l 1.0 moll1的naoh溶液中充分反应，放出y kj热量，则co2与naoh反应生成nahco3的热化学方程式为(b)aco2(g)naoh(aq)=nahco3(aq)h(2yx) kjmol1bco2(g)naoh(aq)=nahco3(aq)h(4xy) kjmol1cco2(g)naoh(aq)=nahco3(aq)h(2xy) kjmol1dco2(g)naoh(aq)=nahco3(aq)h(8x2y) kjmol1解析根据题意，将22 g co2通入750 ml 1.0 moll1的naoh溶液中充分反应，n(co2)0.5 mol，n(naoh)1.0 moll10.75 l0.75 mol，反应产物为碳酸钠和碳酸氢钠，反应的化学方程为2co23naoh=nahco3na2co3h2o，由0.5 mol co2参加反应放出热量为x kj知，2 mol co2参加反应放出的热量为4x kj，即热化学方程式为2co2(g)3naoh(aq)=nahco3(aq)na2co3(aq)h2o(l)h4x kjmol1，又将1 mol co2通入2 l 1.0 moll1naoh溶液中充分反应放出y kj的热量，则热化学方程式为2naoh(aq)co2(g)=na2co3(aq)h2o(l)hy kjmol1，根据盖斯定律，由可得naoh(aq)co2(g)=nahco3(aq)h(4xy)kjmol1。14(2020广东广州外国语学校检测)乙烯是重要的化工原料。用co2催化加氢可制取乙烯：2co2(g)6h2(g)c2h4(g)4h2o(g)h0。(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的h 2(ba) kjmol1(用含a、b的式子表示)(2)几种化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的h152 kjmol1，则表中的x 620 。化学键c=ohhc=cchoh键能/ (kjmol1)803436x414463解析(1)h等于正反应的活化能与逆反应的活化能的差。由图可知反应2co2(g)6h2(g)c2h4(g)4h2o(g)为放热反应，h2(ba)kjmol1。(2)h(480364364414x8463)kjmol1152 kjmol1，解得x620。15(2020经典习题选粹)(1)2019课标理综，28(2)deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：cucl2(s)=cucl(s)cl2(g)h183 kjmol1cucl(s)o2(g)=cuo(s)cl2(g)h220 kjmol1cuo(s)2hcl(g)=cucl2(s)h2o(g)h3121 kjmol1则4hcl(g)o2(g)=2cl2(g)2h2o(g)的h 116 kjmol1。(2)如图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为h2o(l)=h2(g)o2(g)h286 kjmol1、h2s(g)=h2(g)s(s)h20 kjmol1，制得等量h2所需能量较少的是 系统() 。(3)已知：2o2(g)n2(g)=n2o4(l)h1n2(g)2h2(g)=n2h4(l)h2o2