高中化学二轮复习 2-4化学反应与能量变化适考素能特训

(对应学生用书P097)一、选择题1.eq\a\vs4\al(2012·北京海淀区高三模拟)已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180kJ·mol－1②则2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)的ΔH是()A．－386kJ·mol－1 B．＋386kJ·mol－1C．－746kJ·mol－1 D．＋746kJ·mol－1[解析]根据盖斯定律，将反应①－②得该反应，则ΔH＝－566kJ·mol－1－(＋180kJ·mol－1)＝－746kJ·mol－1。[答案]C2.eq\a\vs4\al(2011·北京)25℃、101kPa下：①2Na(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=Na2O(s)ΔH1＝－414kJ/mol②2Na(s)＋O2(g)=Na2O2(s)ΔH2＝－511kJ/mol下列说法正确的是()A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等B.①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同C.Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O 的速率逐渐加快D.25℃、101kPa下，Na2O2(s)＋2Na(s)=2Na2O(s)ΔH＝－317kJ/mol[解析]A项，Na2O2的电子式为Na＋[eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up16(··),\s\do14(··))eq\o\al(·,·)eq\o(O,\s\up16(··),\s\do14(··))eq\o\al(·,·)]2－Na＋，两个氧原子形成一个阴离子，所以Na2O2中阴阳离子个数比为1∶2，与Na2O相同；B项，生成1molNa2O、1molNa2O2都转移2mol电子；C项，在较高的温度下产物可能是Na2O2而非Na2O；D项，①×2－②可得Na2O2(s)＋2Na(s)=2Na2O(s)ΔH＝－317kJ/mol。[答案]D3.eq\a\vs4\al(2012·长春高中毕业班第一次调研)已知常温下红磷比白磷稳定，在下列反应中：4P(红磷，s)＋5O2(g)=2P2O5(s)ΔH＝－akJ·mol－14P(白磷，s)＋5O2(g)=2P2O5(s)ΔH＝－bkJ·mol－1若a、b均大于零，则a、b关系为()A．a<b B.a＝bC．a>b D．无法确定[解析]物质越稳定本身含有的能量越低，由于红磷比白磷稳定，故等量的红磷比白磷完全燃烧放出的热量少，故a<b。[答案]A4.eq\a\vs4\al(高考变式题)已知反应：①101kPa时，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1下列结论正确的是()A．碳的燃烧热大于110.5kJ·mol－1B．①的反应热为221kJ·mol－1C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3kJ·mol－1D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量[解析]A选项考查的是燃烧热概念的两个点：“1mol纯物质燃烧”和“生成稳定的化合物”，从前一个点看，数据已换算成对应1mol纯物质的数值，但是生成的CO不是稳定的化合物，碳燃烧生成的CO2才是稳定的化合物，该反应不能表示碳的燃烧热。CO燃烧生成CO2还要放出热量，故碳的燃烧热大于110.5kJ·mol－1；B选项考查的是燃烧热和反应热的区别。反应热表示吸热反应和放热反应两种反应的能量变化，正确表述为“①的反应热为－221kJ·mol－1”；C选项考查中和热与反应热的区别。中和反应一定是放热反应，中和热是指在稀溶液中酸跟碱发生中和反应生成1mol水放出的热量，正确表述为“稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ·mol－1”；D选项从更深层次考查中和热的概念，稀醋酸电离是吸热过程，中和热应小于57.3kJ·mol－1。[答案]A5.eq\a\vs4\al(2012·湖南长沙高考模拟)一般硫粉含有S(单斜)和S(正交)两种同素异形体。已知常温下：S(正交)＋O2(g)=SO2(g)'ΔH＝－296.83kJ/molS(单斜)＋O2(g)=SO2(g)'ΔH＝－297.16kJ/mol下列说法正确的是()A．S(g)＋O2(g)=SO2(g)'ΔH>－297.16kJ/molB．单斜硫转变为正交硫的能量变化可用下图表示C．常温下正交硫比单斜硫稳定D．单斜硫转化为正交硫的变化是物理变化[解析]由题干中的两个热化学方程式知，正交硫比单斜硫的能量低，正交硫比单斜硫稳定，二者是两种物质，相互转化发生的是化学变化。气态硫能量比固态硫能量高，完全燃烧放热应该多，但ΔH反而小，故A、B、D错，C正确。[答案]C6.eq\a\vs4\al(2011·上海高考)根据碘与氢气反应的热化学方程式(1)I2(g)＋H2(g)2HI(g)ΔH＝－9.48kJ/mol(2)I2(s)＋H2(g)2HI(g)ΔH＝＋26.48kJ/mol下列判断正确的是()A．254gI2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48kJB．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC．反应(1)的产物比反应(2)的产物稳定D．反应(2)的反应物总能量比反应(1)的反应物总能量低[解析]反应是可逆反应，反应物不能完全转化；利用盖斯定律可得出1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ；同一种物质的能量在相同条件下，能量一样多。同样利用盖斯定律可得出选项D正确。[答案]D7.eq\a\vs4\al(高考预测题)对于反应C2H4(g)=C2H2(g)＋H2(g)、2CH4(g)=C2H4(g)＋2H2(g)，当升高温度时都向右移动。①C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH1②2C(s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH2③2C(s)＋2H2(g)=C2H4(g)ΔH3。则①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小顺序排列正确的是()A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH2>ΔH3>ΔH1C．ΔH2>ΔH1>ΔH3 D．ΔH3>ΔH2>ΔH1[解析]由反应②－③得C2H4(g)=C2H2(g)＋H2(g)'ΔH2－ΔH3，由反应③－2×①得2CH4(g)=C2H4(g)＋2H2(g)'ΔH3－2ΔH1，当升高温度时两反应都向右移动，所以两反应均为吸热反应，即ΔH2－ΔH3>0，ΔH3－2ΔH1>0，可得ΔH2>ΔH3>ΔH1，故选B。[答案]B8.eq\a\vs4\al(2012·长沙模拟)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：①CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1下列说法不正确的是()A．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)'ΔH＝－Q，Q>574kJ·mol－1B．等物质的量的甲烷分别参加反应①、②，反应转移的电子数不同C．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJD．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总物质的量为1.6mol[解析]因反应①、②中甲烷均转化为CO2和H2O，故等物质的量的甲烷分别参加反应①、②，反应转移的电子数相同；由(①＋②)×eq\f(1,2)可得出反应③CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝0.5ΔH1＋0.5ΔH2。反应放出的热量为eq\f(1,2)(574kJ·mol－1＋1160kJ·mol－1)×0.2mol＝173.4kJ，反应转移电子的总物质的量为1.6mol。[答案]B9.eq\a\vs4\al(2012·江苏化学，4)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[解析]图中生成物总能量高于反应物总能量，反应为吸热反应，A错；使用催化剂可降低活化能而影响反应速率，但不会影响焓变，B错，C正确；图中E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，E1>E2，D错误。[答案]C10.eq\a\vs4\al(2012·河北石家庄高三一检)已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－24.8kJ·mol－1Fe2O3(s)＋eq\f(1,3)CO(g)=eq\f(2,3)Fe3O4(s)＋eq\f(1,3)CO2(g)ΔH＝－15.73kJ·mol－1Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝＋640.4kJ·mol－1则14gCO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为()A.－218kJ·mol－1 B.－109kJ·mol－1C.＋218kJ·mol－1 D.＋109kJ·mol－1[解析]该问题可以转化为eq\f(1,2)CO(g)＋eq\f(1,2)FeO(s)=eq\f(1,2)Fe(s)＋eq\f(1,2)CO2(g)ΔH＝？所以应用盖斯定律，若把已知给出的3个热化学方程式按照顺序编号为①②③，那么[(①－②)×eq\f(3,2)－③]×eq\f(1,6)即可。[答案]B二、非选择题11．化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观象冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的热化学方程式分别为：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1，H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1；则356g“可燃冰”(分子式为CH4·9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出的热量为________。(2)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为_________________________________________________________；(3)家用液化气中主要成分之一是丁烷。当1g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50kJ。试写出丁烷燃烧反应的热化学方程式___________________________________________________。[解析](1)356g“可燃冰”释放的甲烷为2mol，根据题中的热化学方程式写出甲烷燃烧生成液态水的燃烧方程式可计算出放出的热量。(2)1mol乙硼烷燃烧生成固态B2O3和液态水放出热量eq\f(649.5kJ,0.3)＝2165kJ。(3)1mol丁烷质量为58g，从而可计算出反应热并写出热化学方程式。[答案](1)1780.6kJ(2)B2H6(g)＋3O2(g)=B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ/mol(3)C4H10(g)＋eq\f(13,2)O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2900kJ/mol12．硅及其化合物是重要的非金属材料。由石英砂制取高纯硅的主要化学反应有：①粗硅的制取：SiO2＋2Ceq\o(=,\s\up17(高温))Si(粗)＋2CO②粗硅中Si与Cl2反应：Si(s)＋2Cl2(g)eq\o(=,\s\up17(加热))SiCl4(g)ΔH＝－akJ/mol③粗硅的提纯反应：SiCl4(g)＋2H2(g)eq\o(=,\s\up17(高温))Si(s)＋4HCl(g)'ΔH请回答下列问题：(1)上述三个反应都属于________(填反应类型)。(2)已知1molSi固体中有2molSi－Si键，1molO2中有1molO＝O键，1molSiO2固体中有4molSi－O键。某些化学键数据如下：化学键Si－OCl－ClH－HH－ClSi－SiO＝O断键所需能量/(kJ·mol－1)460243436431176498根据化学键数据写出Si(s)在O2中完全燃烧生成SiO2的热化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________。(3)可由反应②和另一个反应______________________________(填化学方程式)通过盖斯定律计算获得反应③的反应热，若该反应每生成1mol化合物的反应热ΔH＝－bkJ/mol，则反应③的反应热ΔH＝________kJ/mol(用含a、b的代数式表示)。[解析](2)反应中放出的热量为：460kJ×4－(176kJ×2＋498kJ)＝990kJ。据此可写出相应的热化学方程式。(3)反应②③相加得2H2＋2Cl2=4HCl，因而答案为H2＋Cl2=2HCl。据题意，可写出热化学方程式：2H2(g)＋2Cl2(g)=4HCl(g)ΔH＝－4bkJ/mol。该反应减去反应②可得反应③的反应热ΔH＝－(4b－a)kJ/mol。[答案](1)氧化还原反应(2)Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH＝－990kJ/mol(3)H2＋Cl2=2HCl'－(4b－a)或a－4b13．联合国气候变化大会于2009年12月7～18日在哥本哈根召开。中国政府承诺到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。(1)有效“减碳”的手段之一是节能。下列制氢方法最节能的是________(填字母序号)。A．电解水制氢：2H2Oeq\o(=,\s\up17(电解))2H2↑＋O2↑B．高温使水分解制氢：2H2Oeq\o(=,\s\up17(高温))2H2↑＋O2↑C．太阳光催化分解水制氢：2H2Oeq\o(=,\s\up17(TiO2),\s\do15(太阳光))2H2↑＋O2↑D．天然气制氢：CH4＋H2Oeq\o(,\s\up17(高温))CO＋3H2(2)用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲醚)是解决能源危机的研究方向之一。已知：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－90.7kJ·mol－12CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－1CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1则CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在催化剂和一定温度、压强条件下，CO与H2可反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，则：p1________p2(填“<”、“>”或“＝”)，上述反应的ΔH________0(填“<”、“>”或“＝”)。[解析](1)太阳能是取之不尽的天然能源，用太阳能分解水最节能。(2)利用盖斯定律进行计算，将三个方程式进行形式变换，2CO(g)＋4H2(g)2CH3OH(g)ΔH＝－181.4kJ·mol－12CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－12CO2(g)＋2H2(g)2CO(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋82.4kJ·mol－1三式相加得：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1(3)由图示可知，温度越高，CO的转化率越低，说明正反应放热，ΔH<0，该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强时，平衡正向移动，CO的转化率增大，所以p1<p2。[答案](1)C(2)2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1(3)<<14.水是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。有关水的反应有很多，依据题意回答下列问题。(1)水分子自身电离出电子数相等的阴、阳两种离子，其中阳离子的化学式为________。(2)常温下，某溶液中由水电离的c(H＋)＝1×10－12mol·L－1，该溶液可能是________。①二氧化硫水溶液②氯化铵水溶液③碳酸氢钠水溶液④