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  • 2021-07-05 发布

2020届高考化学一轮复习化学反应与能量作业(3)

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第六章 第一节 ‎ 一、选择题 ‎1.(2018·浙江“七彩阳光”联盟)下列化学反应属于放热反应的是(  )‎ A.浓硫酸溶于水 B.镁溶于盐酸 C.石灰石煅烧 D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合 ‎【答案】B ‎2.(2018·河南信阳高三模拟)页岩气是从页岩层中开采出来的天然气,是一种重要的非常规天然气资源。我国的页岩气储量超过其他任何一个国家,可采储量有1 275万亿立方英尺,这些储量足够我国使用300多年。下列有关页岩气的叙述错误的是(  )‎ A.页岩气属于一种新能源 B.页岩气属于一次能源 C.页岩气属于清洁能源 D.页岩气属于不可再生能源 ‎【答案】A ‎【解析】页岩气属于天然气,是化石燃料,不属于新能源。‎ ‎3.(2019·湖北八校第一次联考)炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是(  )‎ A.氧分子的活化包括O—O键的断裂与C—O键的生成过程 B.每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量 ‎ C.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eV D.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂 ‎【答案】C ‎4.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(  )‎ A.常温常压下,1 g H2在足量Cl2中燃烧生成HCl,放出92.3 kJ的热量,则热化学方程式可表示为H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=+184.6 kJ·mol-1‎ B.甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1‎ C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ·mol-1,则含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量 D.相同条件下,2 mol氢原子所具有的能量小于1 mol氢分子所具有的能量 ‎【答案】C ‎【解析】H2在Cl2中燃烧放出热量,ΔH<0,A项错误;B中水应为液态,B项错误;1 mol NaOH完全中和放出57.4 kJ热量,0.5 mol应放出28.7 kJ热量,C项正确;氢原子转化为氢分子形成化学键放出能量,说明2 mol氢原子的能量大于1 mol氢分子的能量,D项错误。‎ ‎5.(2017·江西南昌调研)已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) ΔH=-x kJ/mol,蒸发1 mol H2O(l)需要吸收的能量为44 kJ。1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量相关数据如下表,则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为(  )‎ 物质 NH3(g)‎ O2(g)‎ NO(g)‎ H2O(g)‎ 能量/kJ a b z d A.(x+4a+5b-6d-44)/4‎ B.(x+12a+5b-12d-264)/4‎ C.(x+4a+5b-6d-264)/4‎ D.(x+12a+5b-12d-44)/4‎ ‎【答案】C ‎【解析】ΔH=反应物的化学键断裂所需总能量-生成物的化学键形成释放总能量,则ΔH=-x kJ/mol=[4a+5b-4z-(6d+264)]kJ/mol,z=(x+4a+5b-6d-264)/4,C项正确。‎ ‎6.(2018·江苏南京三模)CO、H2、C2H5OH三种物质燃烧的热化学方程式如下:‎ ‎①CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)  ΔH1=a kJ/mol ‎②H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g)  ΔH2=b kJ/mol ‎③C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=c kJ/mol 下列说法正确的是(  )‎ A.ΔH1>0‎ B.2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=-2b kJ/mol C.CO2与H2合成C2H5OH反应的原子利用率为100%‎ D.2CO(g)+4H2(g)===H2O(g)+C2H5OH(l)  ΔH=(2a+4b-c)kJ/mol ‎【答案】D ‎【解析】反应①‎ 为CO的燃烧,一定是放热反应,所以焓变应该小于0,选项A错误。反应②中水的状态为气态,而选项B中方程式里水的状态为液态,显然无法计算选项B中方程式的焓变,选项B错误。CO2与H2合成C2H5OH反应为2CO2(g)+6H2(g)===3H2O(g)+C2H5OH(l),显然原子利用率小于100%,选项C错误。①×2+②×4-③得到:2CO(g)+4H2(g)===H2O(g)+C2H5OH(l)  ΔH=(2a+4b-c)kJ/mol,选项D正确。‎ ‎7.(2018·浙江卷,21)氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是(  )‎ A.已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1<0‎ B.相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小 C.相同条件下,HCl的ΔH3+ΔH4比HI的大 D.一定条件下,气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量,则该条件下ΔH2=a kJ/mol ‎【答案】D ‎【解析】已知HX气体转化为HX溶液为放热,则图示中HF(aq)转化为HF(g)为吸热过程,对应的ΔH1>0,A项错误;图中ΔH2表示气态HX转化为气态原子吸收的能量,称为键能,HCl比HBr稳定,则HCl键能比HBr大,B项错误;ΔH3+ΔH4表示H(g)生成H+(aq),HCl和HI中H均相同,则ΔH3+ΔH4相等,C项错误; 断开1 mol H-X吸收a kJ能量,对应图中的ΔH2,其值为正,即ΔH2=a kJ/mol,D项正确.‎ ‎8.(2017·江苏镇江一模)我国利用合成气直接制烯烃获重大突破,其原理如下:‎ 反应①:C(s)+1/2O2(g)CO(g) ΔH1‎ 反应②:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH2‎ 反应③:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3=-90.1 kJ·mol-1‎ 反应④:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4,能量变化如图所示 反应⑤:3CH3OH(g)3H2O(g)+CH3CH===CH2(g)  ΔH5=-31.0 kJ·mol-1。‎ 下列说法正确的是(  )‎ A.反应③使用催化剂,ΔH3减小 B.反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能 C.ΔH1-ΔH2<0‎ D.3CO(g)+6H2(g)CH3CH===CH2(g)+3H2O(g) ΔH=-121.1 kJ·mol-1‎ ‎【答案】C ‎【解析】3CO(g)+6H2(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) ΔH=3ΔH3+ΔH5=-301.3 ‎ kJ·mol-1,故D项错误。‎ ‎9.已知:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH1‎ H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH2‎ ‎4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3‎ N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH4‎ ‎2NH3(g)+3Cl2(g)===N2(g)+6HCl(g) ΔH5‎ 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(  )‎ A.ΔH1>0,ΔH2>0  B.ΔH3>0,ΔH4>0‎ C.ΔH2=ΔH4+ΔH5  D.ΔH3=ΔH1-2ΔH2‎ ‎【答案】D ‎【解析】所有的燃烧反应均属于放热反应,因此ΔH1<0,ΔH2<0,A项错误;合成氨气属于放热反应,ΔH4<0,B项错误;将题中各反应按顺序依次编号为①、②、③、④、⑤,由盖斯定律可知,②=(④+⑤)÷3,因此ΔH2=(ΔH4+ΔH5)÷3,C项错误;由盖斯定律可知,③=①-②×2,故ΔH3=ΔH1-2ΔH2,D项正确。‎ 二、非选择题 ‎10.丙烷燃烧可以通过以下两种途径,回答下列问题:‎ 途径Ⅰ:C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)  ΔH1=-a kJ·mol-1‎ 途径Ⅱ:C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)  ΔH2=+b kJ·mol-1‎ ‎2C3H6(g)+9O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)  ΔH3=-c kJ·mol-1‎ ‎2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)  ΔH4=-d kJ·mol-1(a,b,c,d均为正值)‎ ‎(1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量,途径Ⅰ放出的热量______(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。‎ ‎(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)+H2(g)的反应中,反应物具有的总能量______(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要______(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物,因此其反应条件是________。‎ ‎(3)b与a、c、d的数学关系式是______________。‎ ‎【答案】(1)等于 (2)小于 吸收 加热 (3)2b=c+d-2a ‎【解析】(1)根据盖斯定律知两者相等。(3)设途径Ⅱ的3个热化学方程式分别为①、②、③,将途径Ⅱ的热化学方程式①+1/2(②+③)可得途径Ⅰ的热化学方程式,则反应热有关系:2b+(-c)+(-d)=-2a,整理即得2b=c+d-2a。‎ ‎11.(1)搭载“天宫一号”的长征三号丙运载火箭使用的推进剂是液氢和液氧,这种推进剂的优点是_____________________________________________。‎ ‎(2)已知:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1‎ H2(g)===H2(l) ΔH=-0.92 kJ·mol-1‎ O2(g)===O2(l) ΔH=-68.4 kJ·mol-1‎ H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1‎ 则液氢与液氧反应生成气态水的热化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)如果此次“天宫一号”所携带的燃料为1.08吨,液氢、液氧恰好完全反应生成气态水,总共释放的能量为________kJ(保留3位有效数字)。‎ ‎【答案】(1)相同质量时,氢气燃烧放出的热量多,产物为水,无污染 ‎(2)H2(l)+1/2O2(l)===H2O(g) ΔH=-206.68 kJ·mol-1 (3)1.24×107‎ ‎【解析】(2)①H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l)‎ ΔH=-285.8 kJ·mol-1‎ ‎②H2(g)===H2(l) ΔH=-0.92 kJ·mol-1‎ ‎③O2(g)===O2(l) ΔH=-68.4 kJ·mol-1‎ ‎④H2O(l)===H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1‎ 由①-②-③×1/2+④得,H2(l)+1/2O2(l)===H2O(g) ΔH=-206.68 kJ·mol-1。‎ ‎(3)若携带1.08吨燃料,液氢和液氧完全反应生成气态水,则m(H2)∶m(O2)=1∶8,即H2有0.12吨,H2的物质的量为6×104 mol,放出的能量为6×104 mol×206.68 kJ·mol-1=1.24×107 kJ。‎ ‎12.(2018·湖北咸宁质检)钙、铅均是重要的金属元素,在工农业生产中具有重要应用。‎ ‎(1)加热条件下用CO还原PbO可得到单质铅。已知:①2Pb(s)+O2(g)===2PbO(s) ΔH=-438 kJ·mol-1;②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1。则CO还原PbO的热化学方程式为________________________________________________________。‎ ‎(2)与CaSO4·2H2O脱水反应相关的热化学方程式有:①CaSO4·2H2O(s)===CaSO4·H2O(s)+H2O(g) ΔH1=+83.2 kJ·mol-1‎ ‎②CaSO4·2H2O(s)===CaSO4(s)+2H2O(l) ΔH2=+26 kJ·mol-1‎ ‎③H2O(g)===H2O(l) ΔH3=-44 kJ·mol-1‎ 则反应CaSO4·H2O(s)===CaSO4(s)+H2O(g)的ΔH4=______kJ·mol-1。‎ ‎(3)目前工业上合成电石主要采用无焰氧化加热法。‎ 已知:①CaO(s)+3C(s)===CaC2(s)+CO(g) ΔH=+464.1 kJ·mol-1;②C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1‎ 若不考虑热量耗散,原料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO。则为了维持热平衡,每生产1 mol CaC2,投料的量为1 mol CaO、______mol C及______mol O2。‎ ‎【答案】(1)CO(g)+PbO(s)===Pb(s)+CO2(g) ΔH=-64 kJ/mol ‎(2)30.8 (3)7.2 2.1‎ ‎【解析】(2)将反应②-反应③×2-反应①可得ΔH4=ΔH2-2ΔH3-ΔH1=-30.8 kJ·mol-1。‎ ‎(3)若不考虑热量耗散,原料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO,为了维持热平衡,所以每生产1 mol CaC2,需投料的量为1 mol CaO,而投入碳的量为3 mol+‎ =7.2 mol,氧气的物质的量为×1/2=2.1 mol。‎ ‎13.(1)甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应如下表:‎ 化学方程式 焓变ΔH/(kJ·mol-1)‎ 甲烷 氧化 CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)‎ ΔH1‎ CH4(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g)‎ ‎-322.0‎ 蒸气 重整 CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)‎ ‎+206.2‎ CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g)‎ ‎+165.0‎ ‎①反应CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的ΔH=______kJ·mol-1。‎ ‎②甲烷的燃烧热为ΔH2,则ΔH2________ΔH1(填“>”“=”或“<”)。‎ ‎(2)物质(t-BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应:(t-BuNO)22(t-BuNO) ΔH。实验测得该反应的ΔH=+50.5 kJ·mol-1,活化能Ea=90.4 kJ·mol-1。‎ 下列能量关系图合理的是________(填字母)。‎ ‎ ‎ A B ‎ ‎ C ‎(3)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1,则生成1 m3(标准状况)CO所需的热量为________。‎ ‎【答案】(1)①-41.2 ②< (2)C (3)5.52×103 kJ

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