（廣西專用）2014屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)題庫 6-1 化學(xué)反應(yīng)與熱能 1（含解析）

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1、第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一講 化學(xué)反應(yīng)與熱能 一、選擇題 1．下列反應(yīng)的能量變化與其他三項(xiàng)不相同的是 (　　) A．鋁粉與氧化鐵的反應(yīng) B．碳與水蒸氣的反應(yīng) C．鋅片與稀硫酸的反應(yīng) D．鈉與冷水的反應(yīng) 解析　A、C、D均為放熱反應(yīng)，B為吸熱反應(yīng)，故選B。 答案　B 2．下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是 (　　) A．生成物總能量一定低于反應(yīng)物總能量 B．放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率 C．應(yīng)用蓋斯定律，可計(jì)算某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)焓變 D．同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在

2、光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH不同 解析　根據(jù)生成物總能量和反應(yīng)物總能量的相對(duì)大小，把化學(xué)反應(yīng)分為吸熱反應(yīng)和放熱 反應(yīng)，吸熱反應(yīng)的生成物總能量高于反應(yīng)物總能量，放熱反應(yīng)的生成物總能量低于反應(yīng) 物總能量；反應(yīng)速率是單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)濃度的變化，與反應(yīng)的吸熱、放熱無關(guān)；同溫同 壓下，H2(g)和Cl2(g)的總能量與HCl(g)的總能量的差值不受光照和點(diǎn)燃條件的影響，所 以該反應(yīng)的ΔH相同。 答案　C 3．下列變化過程中一定不存在化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的是 (　　) A．燒制陶瓷 B．干冰氣化 C．糧食釀酒 D．使用火藥 解析　化學(xué)變化過程中一定存在著能量變化，也

3、就存在化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，排除 A、C、D三項(xiàng)；只有B項(xiàng)中的變化屬于物理變化，符合題意。 答案　B 4．下面均是正丁烷與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(25 ℃，101 kPa)： (1)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－2878 kJ/mol (2)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g) ΔH＝－2658 kJ/mol (3)C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l) ΔH＝－1746 kJ/mol (4)C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g) ΔH＝－1526 k

4、J/mol 由此判斷，正丁烷的燃燒熱為 (　　) A．－2878 kJ/mol B．－2658 kJ/mol C．－1746 kJ/mol D．－1526 kJ/mol 解析　燃燒熱的概念：在25 ℃、101 kPa時(shí)，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物 時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。在該題中穩(wěn)定的氧化物指的是生成的CO2(g)和 H2O(l)，由此可知A答案正確。 答案　A 5．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)；ΔH＝－72 kJ/mol，蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的能量為 30 kJ，其他相關(guān)

5、數(shù)據(jù)如下表： H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol分子中的化學(xué)鍵斷 裂時(shí)需要吸收的能量/kJ 436 a 369 則表中a為 (　　) A．404 B．260 C．230 D．200 解析　首先根據(jù)蓋斯定律求出H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)的ΔH為－102 kJ/mol，然后根 據(jù)反應(yīng)熱：ΔH＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝436＋a－369×2＝－102，解 得：a＝200，則由此可知D項(xiàng)正確。 答案　D 6．下列變化過程中ΔH＜0的是

6、(　　) A．電解Al2O3得到Al和O2 B．HCl分解為H2和Cl2 C．Na與水反應(yīng) D．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl晶體混合反應(yīng) 解析　ΔH＜0，說明反應(yīng)放熱，分析可知只有鈉與水的反應(yīng)放熱。 答案　C 7．在298 K、100 kPa時(shí)，已知： 2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)ΔH1 Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)ΔH2 2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)ΔH3 則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關(guān)系正確的是 (　　) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH

7、3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 解析　本題考查蓋斯定律。據(jù)題意可知，第三個(gè)反應(yīng)可以是第一個(gè)反應(yīng)和第二個(gè)反應(yīng)的 兩倍之和。故ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。 答案　A 8．已知：C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1① C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.51 kJ·mol－1② 計(jì)算反應(yīng)C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的反應(yīng)熱ΔH的值為 (　　) A．－283.01 kJ·mol－1 B．＋172.51 kJ·mol－1 C．＋283.1 kJ·mol－1 D．＋50

8、4.00 kJ·mol－1 解析　根據(jù)蓋斯定律：將②式反寫則CO2(g)===C(s)＋O2(g)　ΔH＝＋393.51 kJ·mol－1，① 式×2得2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－110.5×2 kJ·mol－1，二式相加合并得C(s)＋ CO2(g)===2CO(g)；ΔH＝＋393.51 kJ·mol－1－221 kJ·mol－1＝＋172.51 kJ·mol－1。 答案　B 二、非選擇題 9．現(xiàn)有下列熱化學(xué)方程式： ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 ②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2

9、＝－566 kJ·mol－1 ③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－890 kJ·mol－1 ④CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH4＝－1 367 kJ·mol－1 (1)下列說法正確的是________。 A．C(s)不完全燃燒的熱化學(xué)方程式為： 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1 B．CH4的燃燒熱比CO的燃燒熱大 C．ΔH4>ΔH3>ΔH2>ΔH1 D．CO(g)具有的能量比CO2(g)高 E．1 mol C2H5OH蒸氣完全燃燒生成CO2和液態(tài)水

10、，放出大于1 367 kJ的熱量 (2)常溫下，取體積比為4∶1的甲烷和CO的混合氣體112 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，經(jīng)完全燃燒后 恢復(fù)至室溫，放出的熱量為________kJ。 解析　(1)由①×2－②得2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，其ΔH＝2ΔH1－ΔH2＝2×(－393.5 kJ·mol－1)－(－566 kJ·mol－1)＝－221 kJ·mol－1，故A正確；由CH4、CO的燃燒熱分別為 890 kJ·mol－1、283 kJ·mol－1，故B項(xiàng)正確；比較ΔH需帶“－”號(hào)，顯然C項(xiàng)不正確， 由于C2H5OH(g)能量高于C2H5OH(l)，故E正確。 (2)由4

11、 mol CH4和1 mol CO完全燃燒放出的熱量為4×890＋566×＝3 843 kJ。 答案　(1)A、B、E　(2)3 843 10．科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱ΔH分別為－285.8 kJ·mol－1、－283.0 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1。請(qǐng)回答下列問題： (1)用太陽能分解10 mol水消耗的能量是________kJ； (2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_____________________

12、__ ______________________________________________________； (3)在容積為2 L的密閉容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他條件不變的情況下，考 察溫度對(duì)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(注：T1、T2均大于300 ℃)： 下列說法正確的是________(填序號(hào))； ①溫度為T1時(shí)，從反應(yīng)開始到平衡，生成甲醇的平均速率為 v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1 ②該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小 ③該反應(yīng)為放熱反應(yīng) ④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2，達(dá)到平衡時(shí)增大 (4)在T1溫度時(shí)，將1 mol

13、CO2和3 mol H2充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后， 若CO2的轉(zhuǎn)化率為α，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為________； (5)在直接以甲醇為燃料的燃料電池中，電解質(zhì)溶液為酸性，負(fù)極的反應(yīng)式為________、 正極的反應(yīng)式為__________________________________________________________。 理想狀態(tài)下，該燃料電池消耗1 mol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為702.1 kJ，則該燃料電池 的理論效率為____________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電 池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。 解析　

14、該題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡移動(dòng)原理及平衡常數(shù)等知識(shí)點(diǎn)。 (1)分解10 mol水消耗的能量在數(shù)值上等于10 mol H2(g)完全燃燒時(shí)所放出的熱量：10 mol×285.8 kJ·mol－1＝2 858 kJ。 (2)根據(jù)CO(g)、CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式，再由蓋斯定律可寫出甲醇不完全燃燒 的熱化學(xué)方程式。 (3)生成甲醇的平均速率是單位時(shí)間內(nèi)甲醇物質(zhì)的量濃度的變化，①錯(cuò)誤；由圖像知 T2>T1，溫度升高時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，知T2時(shí)平衡常數(shù)比T1時(shí)小，正反應(yīng)為放熱 反應(yīng)，②錯(cuò)誤，③正確；升高溫度，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，增大，④正確。 (4)由　　　

15、　CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始量/mol　　1　　　　3　　　　0　　　　　0 變化量/mol　　α　　　　3α　　　 α　　　　　α 平衡量/mol　 1－α　　 3－3α　　 α　　　　　α 則反應(yīng)后與反應(yīng)前的壓強(qiáng)比為：＝1－。 (5)書寫電極反應(yīng)式時(shí)要注意：酸性電解質(zhì)時(shí)，負(fù)極產(chǎn)物為CO2，正極產(chǎn)物為H2O。 答案　(1)2 858 (2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－443.5 kJ·mol－1 (3)③④ (4)1－ (5)CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋ O2＋6H＋＋

16、6e－===3H2O　96.6% 11．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知 1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1。 請(qǐng)回答下列問題： (1)圖中A、C分別表示____________、____________，E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無 影響？______________。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是 降低？____________，理由是_____________________________________________； (2)圖中ΔH＝_

17、_______kJ·mol－1； (3)V2O5的催化循環(huán)機(jī)理可能為：V2O5氧化SO2時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩化合物；四價(jià) 釩化合物再被氧氣氧化。寫出該催化循環(huán)機(jī)理的化學(xué)方程式________________________； (4)如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05 mol·(L·min)－1，則 v(O2)＝________mol·(L·min)－1、 v(SO3)＝________mol·(L·min)－1； (5)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ·mol－1，計(jì)算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH＝__________ _____________(要求計(jì)算過程)

18、。 解析　(1)本小題考查反應(yīng)物總能量高于生成物總能量為放熱反應(yīng)，可得到A和C所表 示的意義，E為活化能，與反應(yīng)熱無關(guān)，但使用催化劑可以降低活化能；(2)圖中表示的 是2 mol SO2的反應(yīng)，因此ΔH＝－99 kJ·mol－1×2＝－198 kJ·mol－1；(3)依題意即可寫出： SO2＋V2O5===SO3＋2VO2,4VO2＋O2===2V2O5；(4)依據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可 進(jìn)行計(jì)算。 (5)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－296 kJ·mol－1① SO2(g)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH2＝－99 kJ·mol－1② ①×3＋②

19、×3得： 3S(s)＋O2(g)===3SO3(g)　ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)×3＝－1 185 kJ·mol－1 答案　(1)反應(yīng)物總能量　生成物總能量　沒有影響　降低　因?yàn)榇呋瘎└淖兞朔磻?yīng)歷 程，使活化能E降低 (2)－198 (3)SO2＋V2O5===SO3＋2VO2,4VO2＋O2===2V2O5 (4)0.025　0.05　(5)－296 kJ·mol－1×3－99 kJ·mol－1×3＝－1 185 kJ·mol－1 12．為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計(jì)需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)焓變，并采取相 應(yīng)措施。化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，也可進(jìn)行理論推算。

20、(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得：5 g甲醇在氧氣中完全燃燒，生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出113.5 kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 (2)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程。在化學(xué)反應(yīng)過程中，破壞舊化學(xué)鍵需要吸收能量，形成新化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。 化學(xué)鍵 H—H N—H NN 鍵能(kJ·mol－1) 436 391 945 已

21、知反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計(jì)算a 的數(shù)值，列出簡(jiǎn)單的計(jì)算式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)依據(jù)蓋斯定律可以對(duì)某些難以通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。 已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol

22、 2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－571.6 kJ/mol 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2599 kJ/mol 根據(jù)蓋斯定律，計(jì)算298 K時(shí)由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變(列出簡(jiǎn)單的計(jì)算式)：________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________

23、____。 解析　(1)燃燒1 mol CH3OH的ΔH＝－113.5 kJ÷5 g×32 g·mol－1＝－726.4 kJ· mol－1，由此可寫出相應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 (3)解答該題的核心任務(wù)就是由反應(yīng)①②③得到反應(yīng)④： C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1① 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1② 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2599 kJ·mol－1③ 2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g)　ΔH④ 不難看出，(①×4＋②－③)/2即得到④，反應(yīng)熱也由此求出。 答案　(1)CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.4 kJ·mol－1或 2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1452.8 kJ·mol－1 (2)a＝3×436＋945－6×391＝－93 (3)ΔH＝(4ΔH1＋ΔH2－ΔH3)/2＝＋226.7 kJ· mol－1