化学反应与能量（限时精练）教师讲解版

文档来源网络整理侵权必删限时精练18化学反应与能量时间：40分钟一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）1．已知2A(g)B(g)放热；2A(g)B(1)放热；能量变化示意图正确的是A． B．C． D．【答案】B【详解】已知2A(g)B(g)放热，2A(g)所具有的能量高于B(g)；2A(g)B(1)放热2A(g)所具有的能量高于B(1)；B(g)变成B(1)放热，B(g)所具有的能量高于B(1)，对照图象，B符合，故选B。2.分子中只存在S-F键。已知：1moLS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1moLS-F键需吸收330kJ能量。，则断裂1moLF-F键需要的能量为A． B． C． D．【答案】B【分析】依据化学方程式结合物质结构分析，反应热△H=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出能量。【详解】反应热△H=反应物总键能-生成物总键能，设断裂1molF-F键需吸收的能量为x，热化学方程式为S(s)+3F2(g)═SF6(g)△H=-1220kJ/mol，则反应热△H=280KJ/mol+3×xKJ/mol-6x330kJ/mol=-1220kJ/mol，x=160kJ/mol，即断裂1molF-F键需吸收的能量为160kJ，故选B。3．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，△H2>△H1的是A．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H1；2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2B．S(g)+O2(g)=SO2(g)△H1；S(s)+O2(g)=SO2(g)△H2C．C(s)+O2(g)=CO(g)△H1；C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2D．H2(g)+Cl2(g)=2HC1(g)△H1；2H2(g)+2Cl2(g)=4HC1(g)，△H2【答案】B【详解】A．后者氢气燃烧生成液态水放出的热量多，但放热越多，则△H2<△H1，故A不符合题意；B．气态硫的能量要高于固态硫的能量，因此前者放出的能量多，则△H2>△H1，故B符合题意；C．前者是不完全燃烧，放热少，后者是完全燃烧，放热多，则△H2<△H1，故C不符合题意；D．后者的化学计算数扩大2倍，后者放出的热量多，则△H2<△H1，故D不符合题意；本题答案B。4．已知3.0g乙烷在常温下完全燃烧放出的热量为155.98kJ，则下列表示乙烷标准燃烧热的热化学方程式书写正确的是A．2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-3119.6kJ·mol-1B．C2H6(g)+O2(g)=2CO(g)+3H2O(l)ΔH=-1559.8kJ·mol-1C．C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=-1559.8kJ·mol-1D．C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1559.8kJ·mol-1【答案】D【详解】1mol乙烷完全燃烧放出的热量为×155.98kJ=1559.8kJ，则其标准燃烧热为1559.8kJ·mol-1，乙烷标准燃烧热的热化学方程式为C2H6(g)+O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1559.8kJ·mol-1，综上所述故选D。5．已知断开1molH2(g)中H—H键需要吸收436kJ能量。根据能量变化示意图，下列说法正确的是A．化学反应：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)，是放热反应B．生成lmolCl2(g)中的Cl—Cl键需吸收243kJ能量C．断开lmolHCl(g)中的H—Cl键需释放432kJ能量D．2molHCl(g)的总能量大于1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量【答案】A【详解】A．从图中得，反应物的总能量高于生成物的总能量，是放热反应，A项正确；B．生成Cl—Cl键需放出能量，B项错误；C．断开H—Cl键需吸收能量，C项错误；D．从图中得，反应物的总能量高于生成物的总能量，2molHCl(g)的总能量小于1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量，D项错误；故答案为A。6．下列热化学方程式正确的是选项已知条件热化学方程式AH2的燃烧热为akJ·mol-1H2+Cl2=2HClΔH=-akJ·mol-1B1molSO2、0.5molO2完全反应后，放出热量98.3kJ2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=-98.3kJ·mol-1CH+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ·mol-1D31g白磷比31g红磷能量多bkJP4(s)=4P(s)ΔH=-4bkJ·mol-1【答案】D【详解】A．HCl不是氧化物，不符合燃烧热的概念要求，A错误；B．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH=-98.3kJ·mol-1表示1molSO2(g)与0.5molO2(g)完全反应生成1molSO3(g)时，放出放出热量98.3kJ，该反应为可逆反应，反应物不能完全转化，1molSO2与0.5molO2反应不能完全反应，放出的热量小于98.3kJ，B错误；C．反应过程中除了氢离子和氢氧根离子反应放热，硫酸钡沉淀的生成也伴随有沉淀热的变化，C错误；D．31g白磷的物质的量为=0.25mol，比31g红磷能量多bkJ，则1mol白磷(P4)生成4mol红磷(P)，放出4bkJ热量，所以热化学方程式为：P4(s)=4P(s)ΔH=-4bkJ·mol-1.，D正确；答案选D。7．已知热化学方程式：①C(金刚石，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1②C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2③C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH3=+1.9kJ∙mol－1下列说法正确的是()A．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应B．金刚石比石墨稳定C．ΔH3=ΔH1-ΔH2D．ΔH1＞ΔH2【答案】A【分析】根据C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH3=+1.9kJ∙mol－1可知，石墨在一定条件下转化成金刚石是吸热反应，说明石墨的能量低于金刚石的能量，能量低的物质稳定，由此分析。【详解】A．石墨转化为金刚石ΔH3=+1.9kJ∙mol－1，是吸热反应，故A符合题意；B．石墨转化为金刚石ΔH3=+1.9kJ∙mol－1，要吸收能量，说明石墨的能量低，稳定，故B不符合题意；C．根据盖斯定律，③=②-①，故ΔH3=ΔH2-ΔH1，故C不符合题意；D．石墨在一定条件下转化成金刚石是吸热反应，说明石墨的能量低于金刚石的能量，故①中放出的能量比②中的多，放热为负值，ΔH1＜ΔH2，故D不符合题意；答案选A。8．工业生产硫酸过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。现将2molSO2、1molO2充入一密闭容器充分反应后，放出热量98.3kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是A．2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=+196.6kJ·mol-1B．2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=-98.3kJ·mol-1C．SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g)ΔH=-98.3kJ·mol-1D．SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g)ΔH=-196.6kJ·mol-1【答案】C【分析】2molSO2、1molO2充入恒容容器中，达平衡时，SO2的转化率为50%，则反应了的SO2的物质的量为1mol，放出热量98.3kJ，则每反应1molSO2，放出98.3kJ的热量，故热化学方程式为：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-196.6kJ•mol-1或SO2(g)+O2(g)⇌SO3(g)，△H=-98.3kJ•mol-1，由此判断各选项热化学方程式正误。【详解】A．反应是放热反应，ΔH小于0，故A错误；B．热化学方程式中反应热和对应二氧化硫的量不符合，故B错误；C．选项中的热化学方程式符合题意，故C正确；D．热化学方程式中反应热和对应二氧化硫的量不符合，故D错误；故答案为：A。9．在超临界水中进行碳碳加成反应时存在两条不同的路径，其反应机理如图所示。下列有关说法错误的是A．比稳定B．反应生成的活化能为54.0kJ•mol-1C．生成的反应为吸热反应D．选择适当的催化剂，有可能改变不同路径产物的产量【答案】A【详解】A．根据反应机理图可知比的能量低，更稳定，故A错误；B．由图像可知，反应生成的活化能为，故B正确；C．由图可知，生成的反应为吸热反应，故C正确；D．催化剂可以改变反应的路径，所以选择适当的催化剂，有可能改变不同路径产物的产量，故D正确；故选A。10．光照条件下，甲烷氯化反应是一个自由基型的取代反应。在链转移反应过程中，经历两步反应：(·CH3和Cl·分别表示甲基和氯原子)反应1：CH4(g)＋Cl·(g)→·CH3(g)＋HCl(g)；反应2：·CH3(g)＋Cl2(g)→CH3Cl(g)＋Cl·(g)。各物质的相对能量变化如图所示。下列说法不正确的是A．链转移反应的反应速率由第1步反应决定B．反应1的活化能Ea＝16.7kJ·mol—1C．链转移反应的反应热ΔH＝—105.4kJ·mol—1D．由图可知，过渡态结构的稳定性：1>2【答案】D【详解】A．化学反应取决于化学反应速率慢的一步反应，由图可知，反应1的活化能大于反应2的活化能，则反应1的反应速率小于反应2，链转移反应的反应速率由第1步反应决定，故A正确；B．由图可知，反应1的活化能Ea＝16.7kJ·mol—1，故B正确；C．由图可知，链转移反应的反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，反应热ΔH＝—105.4kJ·mol—1，故C正确；D．由图可知，过渡态1的能量高于由图过渡态2，则过渡态结构2的稳定性强于过渡态结构1，故D错误；故选D。二、多选题（每小题有一个或两个选项符合题意）11．已知煤转化成水煤气及其燃饶过程的能量变化如图，则下列说法正确的是A．ΔH1+ΔH2+ΔH3=0B．ΔH1<ΔH2C．由ΔH3可知，该步反应的反应物键能总和大于生成物的键能总和D．若用C(s)和H2O(l)转化为H2(g)和CO(g)，则ΔH2变小【答案】B【详解】A．根据盖斯定律，ΔH1=ΔH2+ΔH3，故A错误；B．C(s)+H2O(g)＝CO(g)+H2(g)为吸热反应，ΔH2>0；碳燃烧放热，ΔH1<0，所以ΔH1<ΔH2，故B正确；C．燃烧反应放热，ΔH3<0，该步反应的反应物键能总和小于生成物的键能总和，故C错误；D．H2O(l)的能量小于H2O(g)，若用C(s)和H2O(l)转化为H2(g)和CO(g)，根据盖斯定律，ΔH2变大，故D错误；选B。12．25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol-1，辛烷的燃烧热为5518kJ·mol-1，下列热化学方程式书写正确的是A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH-(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)=K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1C．C8H18(l)＋O2(g)=8CO2(l)＋9H2O(l)ΔH=-5518kJ·mol-1D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH=-5518kJ·mol-1【答案】BC【详解】A．中和热指反应生成1molH2O(l)时所放出的热量，同时当有BaSO4沉淀生成时，反应放出的热量会增加，因此生成2molH2O(l)时放出的热量大于57.3kJ×2，A错误；B．生成1molH2O(l)放出57.3kJ·mol-1热量，则表示中和热的热化学方程式为KOH(aq)＋H2SO4(aq)=K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1，B正确；C．燃烧热指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，产物中的水为液态水，则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为C8H18(l)＋O2(g)=8CO2(l)＋9H2O(l)ΔH=-5518kJ·mol-1，C正确；D．当2mol辛烷完全燃烧时，放出的热量为11036kJ，且辛烷应为液态，D错误；选BC。13．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH=+49.0kJ·mol-1②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1下列说法正确的是（）A．CH3OH的燃烧热为192.9kJ∙mol-1B．反应①中的能量变化如图所示C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量D．根据②推知反应CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH＞-192.9kJ∙mol-1【答案】D【详解】A．燃烧热是指完全燃烧1mol纯物质生成最稳定产物的过程中放出的热量，甲醇燃烧对应产物应该是二氧化碳气体和液态的水，不是氢气，故A不符合题意；B．根据图示内容知道：反应物的能量高于生成物的能量，则反应是放热的过程，而①是吸热的过程，故B不符合题意；C．根据热化学方程式②知道，甲醇转化为氢气的过程也可能是放热的，故C不符合题意；D．气体甲醇变为液态甲醇的过程是放热的过程，根据反应②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ∙mol-1知道，液态甲醇发生此反应放出的热量会小于192.9kJ，故CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH＞-192.9kJ∙mol-1，故D符合题意；答案选D。14．NO与CO在金属铑(Rh)的催化下发生反应2NO(g)＋CO(g)⇌N2O(g)＋CO2(g)ΔH，该反应过程经历如下两步：反应Ⅰ：NO(g)＋CO(g)＋Rh(s)⇌RhN(s)＋CO2(g)ΔH1＝－33.44kJ·mol－1反应Ⅱ：RhN(s)＋NO(g)⇌Rh(s)＋N2OΔH2＝－319.35kJ·mol－1如图所示为该反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应过程的能量变化对比图。下列有关判断正确的是A．ΔH＝－285.91kJ·mol－1B．E1为反应2NO(g)＋CO(g)⇌N2O(g)＋CO2(g)不使用催化剂和使用催化剂的活化能之差C．E2为使用催化剂后降低的活化能D．使用合适的催化剂可降低反应的活化能，提高反应速率【答案】BD【详解】A．根据盖斯定律，由反应Ⅰ＋反应Ⅱ可得2NO(g)＋CO(g)⇌N2O(g)＋CO2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－352.79kJ·mol－1，A项错误；

B．E1为2NO(g)＋CO(g)⇌N2O(g)＋CO2(g)不使用催化剂和使用催化剂的活化能之差，B项正确；

C．E2为2NO(g)＋CO(g)⇌N2O(g)＋CO2(g)的焓变，C项错误；

D．使用合适的催化剂可降低反应的活化能，从而提高反应速率，D项正确；

故选BD。15．某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图所示，下列说法错误的是A．总反应为放热反应B．使用催化剂后，活化能不变C．反应①是吸热反应，反应②是放热反应D．ΔH=ΔH2-ΔH1【答案】BD【详解】A．反应物总能量大于生成物总能量，总反应为放热反应，A正确；B．催化剂能降低反应的活化能，B错误；C．①的反应物总能量小于生成物总能量，是吸热反应，②的反应物总能量高于生成物总能量，是放热反应，C正确；D．反应①是吸热反应，反应②是放热反应，总反应是放热反应，由盖斯定律可知ΔH=ΔH1＋ΔH2，D错误；选BD。三、填空题16.(1)已知C(s，石墨)=C(s，金刚石)ΔH＞0，则稳定性:金刚石___(填“＞”或“＜”)石墨。(2)已知:2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)ΔH1；2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH2；则ΔH1____(填“＞”或“＜”)ΔH2。(3)“嫦娥五号”发射时，用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)ΔH=+10.7kJ·mol-1；②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-543kJ·mol-1写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式:________。(4)25℃、101kPa时，14gCO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3kJ热量，则CO的燃烧热ΔH=____。(5)0.50L2.00mol·L-1H2SO4溶液与2.10L1.00mol·L-1KOH溶液完全反应，放出114.6kJ热量，该反应的中和热ΔH=______。(6)已知断开1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是________。【答案】（1）＜（2）＜（3）2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1096.7kJ·mol-1（4）-282.6kJ·mol-1（5）-57.3kJ·mol-1（6）N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1【详解】(1)已知C(s，石墨)=C(s，金刚石)ΔH＞0，该反应是吸热反应，因此石墨的总能量低于金刚石，能量越低越稳定，则稳定性金刚石＜石墨；(2)碳完全燃烧放热多，放热反应焓变小于0，放热越多ΔH越小，反应2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)为碳完全燃烧，反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)为碳不完全燃烧，则ΔH1＜ΔH2；(3)已知：①N2(g)+2O2(g)=N2O4(g)ΔH=+10.7kJ·mol-1；②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH=-543kJ·mol-1则根据盖斯定律可知②×2-①即气态肼和N2O4反应的热化学方程式为2N2H4(g)+N2O4(g)＝3N2(g)+4H2O(g)ΔH＝-1096.7kJ·mol-1；(4)25℃、101kPa时，14gCO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3kJ热量，则1molCO即28gCO完全燃烧放出的热量是282.6kJ。由于燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，则CO的燃烧热为ΔH=-282.6kJ·mol-1；(5)0.50L2.00mol·L-1H2SO4溶液与2.10L1.00mol·L-1KOH溶液完全反应，放出114.6kJ热量，反应为H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O，根据题意，0.50L2.00mol·L-1H2SO4溶液与2.10L1.00mol·L-1KOH溶液完全反应生成2mol水；中和热是在一定条件下的稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量，所以该反应的中和热为ΔH=-57.3kJ·mol-1

；(6)已知断开1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，反应热等于断键吸收的热量与形成化学键所放出的热量的差值，则N2与H2反应生成2molNH3的反应热为436kJ/mol×3+946kJ/mol-391kJ/mol×3×2＝-92kJ/mol、则该反应的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1。17．(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：反应Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)⇌NH2COONH4(s)ΔH1反应Ⅱ：NH2COONH4(s)⇌CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH2＝＋72.49kJ·mol－1总反应：2NH3(g)＋CO2(g)⇌CO