2019年高考化學二輪專題 化學反應中的能量變化（含解析）.docx

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2019年高考化學二輪專題：化學反應中的能量變化 一、單選題 1. 已知化學反應A2(g)+ B2(g)＝2AB(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是 A.每生成2分子AB吸收bkJ熱量 B.斷裂1molA-A和1molB-B鍵，放出akJ能量 C.該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量 D.該反應熱△H=+（a-b）kJ/mol 【答案】D 【解析】A.化學反應過程中，形成化學鍵釋放能量，故每生成2分子AB釋放b kJ能量，選項錯誤，A不符合題意； B.化學反應過程中，斷裂化學鍵吸收能量，故斷裂1molA-A鍵和1molB-B鍵，需要吸收a kJ能量，選項錯誤，B不符合題意； C.由圖示可知，反應物的能量低于生成物的總能量，選項錯誤，C不符合題意； D.由圖示可知，該反應為吸熱反應，其ΔH>0，故該反應的反應熱ΔH=+(a+b) kJ/mol，選項正確，D符合題意； 故答案為：D 2. 下列依據(jù)熱化學方程式得出的結論正確的是（ ） A.已知P（白磷，s）=P（紅磷，s）△H＜0，則白磷比紅磷穩(wěn)定 B.已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） △H= -483.6kJ?mol-1，則氫氣的標準燃燒熱為241.8kJ?mol-1 C.已知2C（s）+2O2（g）=2CO2（g）△H=a kJ?mol-1 2C（s）+O2（g）=2CO（g）△H=b kJ?mol-1，則a＞b D.已知NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ?mol-1，則含40.0gNaOH的稀溶液與濃硫酸完全中和，放出大于57.3kJ的熱量 【答案】D 【解析】A.由反應的ΔH<0可知，反應物白磷所具有的能量高于生成物紅磷所具有的能量，物質具有的能量越高，越不穩(wěn)定，故白磷比紅磷更不穩(wěn)定，選項錯誤，A不符合題意； B.燃燒熱是指1mol純物質完全燃燒，生成相應的穩(wěn)定的氧化物時所放出的能量，該熱化學方程式中生成物為氣態(tài)水，故241.8kJ/mol不是氫氣的燃燒熱，選項錯誤，B不符合題意； C.碳不完全燃燒放出的熱量小于完全燃燒放出的熱量，故b>a，選項錯誤，C不符合題意； D.由于濃硫酸稀釋放熱，故40.0g（即1mol）NaOH與濃硫酸反應放出的熱量大于57.3kJ，選項正確，D符合題意； 故答案為：D 3. 如圖所示是298K時，N2與H2反應過程中能量變化的曲線圖，下列敘述錯誤的是（ ） A.在溫度、體積一定的條件下，通入1mol N2和3mol H2反應后放出的熱量為92kJ B.a曲線是加入催化劑時的能量變化曲線 C.加入催化劑，也不能提高N2的轉化率 D.該反應的熱化學方程式為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H=﹣92 kJ/mol 【答案】A 【解析】A、該反應是可逆反應，反應存在一定限度，在溫度、體積一定的條件下，通入1 mol N2和3 mol H2充分反應后放出的熱量小于92 kJ，故A符合題意； B、催化劑能改變反應的路徑，使發(fā)生反應所需的活化能降低，因此a曲線是加入催化劑時的能量變化曲線，故B不符合題意； C、催化劑能改變反應速率，但不能改變化學平衡，所以加入催化劑，也不能提高N2的轉化率，故C不符合題意； D、該反應放出的能量大于吸收的能量，所以放熱，書寫熱化學方程式必須標注物質的聚集狀態(tài)，該熱化學方程式未標注物質的狀態(tài)，故D不符合題意。 故答案為：A。 4. 某晶體 MnH2O 溶于水后，溶液溫度降低。而 M(s)溶于水后，溶液溫度升高，可將變化過程表示為圖。下列說法中錯誤的是（ ） A.△H1＝△H2＋△H3 B.M(s)溶于水形成溶液△S＞0 C.△H2＞△H3 D.若 M 為 CuSO4，則 25℃時 CuSO4溶液 pH＝7 【答案】D 【解析】A. 根據(jù)蓋斯定律可知，總反應的熱效應等于各分步反應的熱效應之和，因此△H1＝△H2＋△H3， A不符合題意； B. M(s)溶于水形成溶液，混亂度增大，熵變增大，△S＞0，B不符合題意； C. M(s)溶于水后，溶液溫度升高，△H3<0，晶體 MnH2O 溶于水后，溶液溫度降低，△H1>0，根據(jù)蓋斯定律可知，△H1＝△H2＋△H3，△H2=△H1-△H3>0，所以△H2＞△H3， C不符合題意； D. CuSO4屬于強酸弱堿鹽，Cu2+水解使溶液顯酸性，25℃時 CuSO4溶液 pH<7，D符合題意； 故答案為：D 5. 下列說法正確的是（ ） A.物質發(fā)生化學變化都伴隨著能量變化 B.任何反應中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化 C.伴有能量變化的物質變化都是化學變化 D.放熱反應發(fā)生時不必加熱 【答案】A 【解析】A.物質發(fā)生化學變化都伴隨著能量變化，A符合題意； B.并不是所有的能量變化都變現(xiàn)為熱量的變化，還可以是光的變化，磁的變化，B不符合題意； C.能量不能離開物質單獨存在，有能量變化的不一定是化學變化，如物質在融化過程當中，雖然吸收能量，但是沒有新的物質生成，不是化學變化，C不符合題意； D.某些放熱反應需要在加熱的條件下才會發(fā)生，D不符合題意； 故答案為：A 6. 下列變化中，屬于吸熱反應的是（ ） ①液態(tài)水汽化?、趯⒛懙\加熱變?yōu)榘咨勰、蹪釮2SO4稀釋④KClO3分解制O2 ⑤生石灰跟水反應生成熟石灰⑥CaCO3高溫分解?、逤O2+C 高溫__ 2CO ⑧Ba（OH）2?8H2O與固體NH4Cl混合?、酑+H2O（g）高溫__ CO+H2 ⑩Al與HCl反應． A.①②④⑥⑦⑧⑨ B.②④⑥⑦⑧⑨ C.①④⑥⑧ D.①②④⑧⑨ 【答案】B 【解析】①液態(tài)水汽化，即水由液態(tài)到氣態(tài)需要吸熱，但是物理變化過程，①不符合題意； ②膽礬加熱失去結晶水變成白色粉末，需要吸熱，②符合題意； ③濃硫酸稀釋放出大量的熱，③不符合題意； ④氯酸鉀分解需要吸熱，④符合題意； ⑤生石灰跟水反應生成熟石灰會放出大量的熱，⑤不符合題意； ⑥CaCO3高溫分解是吸熱反應，⑥符合題意； ⑦二氧化碳和碳反應是吸熱反應，⑦符合題意； ⑧Ba(OH)2?8H2O與固體NH4C反應是吸熱反應l，⑧符合題意； ⑨碳與水反應是吸熱反應，⑨符合題意； ⑩Al與HCl反應是放熱反應，⑩不符合題意； 綜上，屬于吸熱反應的為：②④⑥⑦⑧⑨，B符合題意； 故答案為：B 7. 在下列各說法中，正確的是（ ） A.ΔH>0表示放熱反應B.1mol H2與0.5mol O2反應放出的熱就是H2的燃燒熱 C.1mol H2SO4與1mol Ba(OH)2完全反應放出的熱叫做中和熱D.熱化學方程式中的化學計量數(shù)表示物質的量，可以用分數(shù)表示 【答案】D 【解析】A.ΔH>0表示吸熱反應，A不符合題意； B.若生成的水是液態(tài)水，則放出的熱就是H2的燃燒熱，若生成的水是氣態(tài)水，則放出的熱不是H2的燃燒熱，B不符合題意； C.該反應中生成2mol水的同時生成了BaSO4沉淀，不能表示中和熱，C不符合題意； D.熱化學方程式中的化學計量系數(shù)表示的參與反應的物質的物質的量，可以用分數(shù)表示，D符合題意； 故答案為：D 8. 下列有關中和反應的反應熱的說法正確的是（ ） A.中和反應反應熱的熱化學方程式：H＋(l)＋OH－(l)=H2O(l) ΔH=－57.3 kJmol－1 B.準確測量中和反應反應熱的實驗過程中，至少需測定溫度4次 C.環(huán)形玻璃攪拌棒材料若用銅代替，則測量出的中和反應反應熱數(shù)值偏小 D.若稀酸溶液中H＋與稀堿溶液中OH－的物質的量相等，則所測中和反應反應熱數(shù)值更準確 【答案】C 【解析】A.溶液中發(fā)生的反應，應用離子狀態(tài)“aq”表示，l表示的液態(tài)，選項錯誤，A不符合題意； B.測中和反應的反應熱時，需測量混合前酸和堿的溫度，再測完全反應后所得溶液的溫度，故需測量溫度3次，選項錯誤，B不符合題意； C.金屬銅的導熱性比玻璃強，故用銅代替環(huán)形玻璃攪拌棒，所測量的中和反應的反應熱數(shù)值偏小，選項正確，C符合題意； D.反應過程中，應使H+或OH-過量，使反應完全進行，測得的中和反應的反應熱數(shù)值才更準確，選項錯誤，D不符合題意； 故答案為：C 9. 已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH＝－566kJ/mol，Na2O2(s)＋CO2(g)=Na2CO3(s)＋1/2O2(g) ΔH＝－226 kJ/mol,根據(jù)以上熱化學方程式判斷下列說法正確的是( ) A.CO的燃燒熱為283 kJ B.上圖所示為CO生成CO2的反應過程和能量的關系 C.2Na2O2(s)＋2CO2(s)=2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH>－452 kJ/mol D.CO(g)與Na2O2(s)反應放出509 kJ熱量時，轉移電子數(shù)為6.021023 【答案】C 【解析】A、已知：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol；一氧化碳的燃燒熱為283KJ/mol，A不符合題意； B、依據(jù)熱化學方程式，2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol可知，圖象中一氧化碳和氧氣物質的量為1、1/2，物質的量與反應的物質的量不符合，B不符合題意； C、固體二氧化碳變化為氣體二氧化碳需要吸熱，焓變放熱是負值；依據(jù)熱化學方程式判斷，2Na2O2（s）+2CO2（g）=2Na2CO3（s）+O2（g）△H=-452kJ/mol；所以反應2Na2O2（s）+2CO2（s）=2Na2CO3（s）+O2（g）△H＞-452 kJ/mol，C符合題意； D、已知：①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol,②Na2O2（s）+CO2（g）=Na2CO3（s）+1/2O2（g）△H=-226kJ/mol,依據(jù)蓋斯定律②2+①得到：Na2O2（s）+2CO（g）=2Na2CO3（s）△H=-1018KJ/mol,CO（g）與Na2O2（s）反應放出509 kJ熱量時，反應的一氧化碳物質的量為1mol，電子轉移數(shù)為26.021023， D不符合題意； 故答案為：C 10. 下列有關熱化學方程式的評價合理的是( ) 實驗事實 熱化學方程式 評價 A 已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l) ΔH＝ －57.3 kJmol－1，將稀硫酸與稀氫氧化鋇溶液混合 H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJmol－1 正確 B 醋酸與稀氫氧化鈉溶液混合 CH3COOH(l)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1 錯誤；因為醋酸狀態(tài)為“aq”，而不是“l(fā)” C 160 g SO3氣體與適量水恰好完全反應生成H2SO4，放出熱量260.6 kJ SO3(g)＋H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH＝－130.3 kJmol－1 錯誤；因為反應熱為ΔH＝－260.6 kJmol－1 D 已知25 ℃、101 kPa下，120 g石墨完全燃燒放出熱量3 935.1 kJ C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.51 kJmol－1 錯誤；同素異形體要注名稱：C(石墨) A.AB.BC.CD.D 【答案】D 【解析】A、生成的硫酸鋇存在溶解平衡，焓變不符合題意，A不符合題意； B、醋酸是弱電解質，存在電離平衡，電離吸熱，焓變不符合題意，B不符合題意； C、160g三氧化硫是2mol，因此1mol三氧化硫完全反應放出130.3kJ，熱化學方程式符合題意，C不符合題意； D、120g石墨是10mol，因此1mol石墨完全反應放出293.5kJ，但同素異形體要注名稱，熱化學方程式不符合題意，D符合題意， 故答案為：D 二、填空題 11. CH4的燃燒熱為893 kJmol－1，寫出表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式：________。 【答案】CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－893 kJmol－1 【解析】CH4的燃燒熱為893 kJmol－1，依據(jù)燃燒熱是1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量，反應的熱化學方程式為CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－893 kJmol－1。表示燃燒熱的熱化學方程式中可燃物的化學計量數(shù)必為1，答案不能改用其它方式表示。 12.已知拆開1 mol H2、1 mol O2中的化學鍵需要消耗的能量分別為436 kJ、496 kJ，形成1 mol H—O鍵釋放的能量為463 kJ。試說明2 mol H2（g）在適量O2中燃燒生成水蒸氣的能量變化。 【答案】2 mol H2（g）在適量O2中燃燒生成水蒸氣時，放出484 kJ的能量。 【解析】先分別求出反應過程放出能量和吸收能量的大小，然后求出反應過程中的能量變化。根據(jù)化學方程式2H2＋O2=2H2O，該反應斷鍵吸收的能量為2436 kJ＋1496 kJ＝1 368 kJ，該反應成鍵放出的能量為4463 kJ＝1 852 kJ，因此共放出能量484 kJ。 13. 已知：①Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）△H1=﹣26.7kJ/mol ②3Fe2O3（s）+CO（g）═2Fe3O4（s）+CO2（g）△H2=﹣50.75kJ/mol ③Fe3O4（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO2（g）△H3=﹣36.5kJ/mol 則反應：2FeO（s）+2CO（g）═2Fe（s）+2CO2（g）的△H=________． 【答案】+14.56kJ?mol﹣1 【解析】由①3﹣②﹣③2得：6FeO（s）+6CO（g）═6Fe（s）+6CO2（g）?、茉儆散?得：2FeO（s）+2CO（g）═2Fe（s）+2CO2（g）故△H= 3△H1-△H2-2△H33 = 3(-26.7kJ?mol-1)-(-50.75kJ?mol-1)-2(-36.5kJ?mol-1)3 =+14.56 kJ?mol﹣1．故答案為：+14.56 kJ?mol﹣1． 三、實驗探究題 14. 用如圖所示的裝置測定中和熱。 實驗藥品：100mL0.50mol?L-1鹽酸、50mL0.50mol?L-1NaOH溶液、 50mL0.50mol?L-1氨水。 實驗步驟：略。 已知：NH3H2O ? NH4++OH-， ΔH＞0 回答下列問題： （1）從實驗裝置上看，還缺少________；是否可以用銅質材料替代________（填“是”或“否”），理由是________。 （2）燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是________。 （3）將濃度為0.5molL－1的酸溶液和0.50molL－1的堿溶液各50mL混合(溶液密度均為1gmL－1)，生成溶液的比熱容c＝4.18Jg－1℃－1，攪動后，測得酸堿混合液的溫度變化數(shù)據(jù)如下： 反應物 起始溫度t1/℃ 終止溫度t2/℃ 中和熱 甲組 HCl＋NaOH 15.0 18.3 ΔH1 乙組 HCl＋NH3H2O 15.0 18. 1 ΔH2 ①某同學利用上述裝置做甲組實驗，測得中和熱的數(shù)值偏低，試分析可能的原因________。 A.測量完鹽酸的溫度再次測最NaOH溶液溫度時，溫度計上殘留的酸液未用水沖洗干凈。 B.做本實驗的當天室溫較高 C.大小燒杯口不平齊，小燒杯口未接觸泡沫塑料板。 D.NaOH溶液—次性迅速倒入 ②寫出HCl＋NH3H2O的熱化學方程式：________。 ③兩組實驗結果差異的原因是________。 【答案】（1）環(huán)形玻璃攪拌棒；否；金屬材質易散熱，使實驗誤差增大 （2）減少實驗過程中的熱量損失。 （3）AC；HCl(aq)＋NH3H2O(aq)=NH4Cl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－51.8kJmol－1；NH3H2O在中和過程中要吸熱，導致放熱較少 【解析】（1）該裝置中還缺少儀器環(huán)形玻璃攪拌棒，用于攪拌，使液體混合均勻，充分反應；由于銅的導熱性比玻璃強，為防止熱量的散失，不可用銅質材料代替； （2）碎泡沫塑料的作用是防止熱量的散失； （3）①A、溫度計上殘留的酸液未用水沖洗，則會導致HCl變少，放出的熱量變小，從而導致根據(jù)實驗過程計算出的反應熱變小，A符合題意； B、環(huán)境溫度對此實驗的結論沒有影響，B不符合題意； C、沒有隔熱措施，導致熱量散失，據(jù)此計算出的反應熱變小，C符合題意； D、NaOH溶液一次性迅速倒入為正確操作，D不符合題意； ②根據(jù)公式計算反應熱?H=-0.418(t2-t1)0.025=-0.418(18.1-15.0)0.025=-51.8kJ/mol， 故該反應的熱化學方程式為：HCl(aq)＋NH3H2O(aq)=NH4Cl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－51.8kJmol－1； ③乙組實驗中所用NH3H2O是一種弱堿，其電離過程需要吸熱，導致放出的熱量變??； 四、綜合題 15.（1）如圖是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，已知E1＝+134kJmol－1、E2＝+368kJmol－1，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：________。 （2）以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[化學式為CO(NH2)2]。 已知： a: 2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH＝－159.5kJmol－1 b: NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝＋116.5kJmol－1 c: H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0kJmol－1 ①對于a反應來說，________(填“高溫”“低溫”或“無影響”)更有利于該反應的自發(fā)。 ②寫出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學反應方程式：________。 【答案】（1）減??；不變；NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234kJmol－1 （2）低溫；2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJmol－1 【解析】（1）圖中E1的能量表示該反應的活化能，加入催化劑，可以降低反應的活化能，故E1的值變小；而催化劑不改變平衡移動的方向，故反應放出的熱量保持不變。該反應的反應熱?H=E1-E2=(+134kJmol－1)-( +368kJmol－1)= －234kJmol－1，故該反應的熱化學方程式為：NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234kJmol－1。 （2）①a反應為放熱反應，?H＜O，且反應前后氣體分子數(shù)減小，即?S＞0，根據(jù)?H-T?S＜0，反應自發(fā)進行可知，該反應需在低溫下，更有利與于其自發(fā)進行。 ②CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的化學方程式為：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)，根據(jù)蓋斯定律，可得該反應的反應熱ΔH=ΔHa+ΔHb-ΔHc=(－159.5kJmol－1)+( ＋116.5kJmol－1)-( ＋44.0kJmol－1)= －87.0kJmol－1 故該反應的熱化學方程式為：2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－87.0kJmol－1 16.化學反應與能量變化密切相關?；卮鹣铝袉栴}： （1）反應物和生成物均為氣態(tài)的某可逆反應，在不同條件下的反應歷程分別為A、B,如圖所示。 ①正反應的活化能為________(用圖中字母表示)； ②當反應達平衡后，其他條件不變，升高溫度，反應物的轉化率將________(填“增大”、“減小”、“不變”)； ③B歷程表明此反應采用的條件為________(填標號)。 A．升高溫度　 B.降低溫度 C.增大反應物濃度 D.使用催化劑 （2）在如圖的轉化關系中(X代表鹵素)?！鱄2________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；△H1、△H2和△H3三者存在的關系為________。 （3）甲醇( )是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應如下： ①CO(g)+2H2(g) ? CH3OH(g) △H1 ②CO2(g)+3H2(g) ? CH3OH（g）+H2O(g) △H2 ③CO2(g)+H2(g) ? CO(g)+H2O(g) △H3 已知反應①中的相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學鍵 H-H C-O C O H-O C-H E/(kJmol－1) 436 343 1076 465 413 ①計算△H1=________kJ.mol－1； ②已知△H3=＋41.1 kJ.mol－1，則△H2 =________kJ.mol－1。 【答案】（1）E1；增大；D （2）＞；△H1 =△H2＋△H3 （3）-99；-57.9 【解析】(1)①根據(jù)圖像，正反應的活化能為E1，故答案為：E1； ②由圖可知，反應物的總能量低于生成物的總能量，該反應為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，反應物的轉化率增大；故答案為：增大； ③B歷程中反應物的活化能降低，最后達到相同的狀態(tài)，表明此反應中加入了催化劑， 故答案為：D；(2)根據(jù)圖像，△H2表示的是破壞分子中的共價鍵變成原子的過程，需要吸熱，即△H2＞0；根據(jù)蓋斯定律可知：△H1=△H2+△H3，故答案為：＞；△H1=△H2+△H3；(3)反應熱=反應物總鍵能-生成物總鍵能，故△H1=1076kJ?mol-1+2436kJ?mol-1-(3413+343+465)kJ?mol-1=-99kJ?mol-1，根據(jù)蓋斯定律：反應②-反應①=反應③，故△H3=△H2-△H1=△H2-(-99kJ?mol-1)=+41.1kJ?mol-1，解得：△H2=-57.9 kJ?mol-1，故答案為：-99；-57.9。