天津专用2020高考化学二轮复习专题能力训练7化学反应与热能含解析 7页

专题能力训练七　化学反应与热能 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)‎ ‎1.下列说法或表示方法正确的是(　　)‎ A.反应物的总能量低于生成物的总能量时,该反应一定不能发生 B.强酸跟强碱反应放出的热量就是中和热 C.大多数化合反应发生时,断键时吸收的热量小于成键时放出的热量 D.在101 kPa、25 ℃时,12 g C完全燃烧生成CO,放出110.35 kJ热量,则C的燃烧热为110.35 kJ·mol-1‎ 答案:C 解析:反应物的总能量低于生成物的总能量即吸热反应,可以发生,A错误;中和热是指强酸强碱的稀溶液完全中和生成1mol水时放出的热量,B错误;大多数化合反应是放热反应,C正确;1mol可燃物充分燃烧,生成稳定的氧化物时所放出的热量才是燃烧热,D错误。‎ ‎2.下列有关叙述正确的是(　　)‎ A.已知反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol-1‎ B.已知3O2(g)2O3(g)　ΔH>0,则臭氧比氧气稳定 C.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,则该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.4 kJ·mol-1‎ D.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g)　ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH2,则ΔH1>ΔH2‎ 答案:C 解析:1mol可燃物充分燃烧,生成稳定的氧化物所放出的热量是燃烧热,生成的水应该为液态,A错误;物质具有的能量越低越稳定,氧气更稳定,B错误;20.0gNaOH为0.5mol,故1molNaOH与HCl完全中和放热28.7×2kJ,C正确;ΔH为负值,放热越多值越小,D错误。‎ ‎3.(2019河北隆化高三质检)如图所示,下列说法不正确的是(　　)‎ ‎(1)‎ ‎(2)‎ A.反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)+B2(g)C(g)　ΔH1=-Q1 kJ·mol-1‎ B.反应过程(2)的热化学方程式为C(g)A2(g)+B2(g)　ΔH2=+Q2 kJ·mol-1‎ C.Q1>Q2‎ D.ΔH2>ΔH1‎ - 7 -‎ 答案:C 解析:由图像数据可知,反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)+B2(g)C(g)　ΔH1=-Q1kJ·mol-1,反应过程(2)的热化学方程式为C(g)A2(g)+B2(g)　ΔH2=+Q2kJ·mol-1,故A、B两项正确;反应过程(1)与反应过程(2)中,反应物、生成物所涉及物质及状态均相同,只是过程相反,故Q1=Q2,C项不正确;ΔH1为负值,ΔH2为正值,故ΔH2>ΔH1,D项正确。‎ ‎4.下列有关叙述正确的是(　　)‎ A.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则CO2分解的热化学方程式为:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)‎ ΔH=+283.0 kJ·mol-1‎ B.向1 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物质:①稀醋酸　②浓硫酸　③稀硝酸恰好完全反应,其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是:ΔH1<ΔH3<ΔH2‎ C.一定条件下,将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1‎ D.已知氯气、溴蒸气分别与氢气的反应可表示为(Q1、Q2的值均大于零):‎ H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH=-Q1 kJ·mol-1‎ H2(g)+Br2(g)2HBr(g)　ΔH=-Q2 kJ·mol-1‎ 则Q1>Q2‎ 答案:D 解析:燃烧热是指1mol可燃物充分燃烧,生成稳定的氧化物所放出的热量,所以CO2分解的热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　ΔH=+566.0kJ·mol-1,A错误;醋酸是弱电解质,电离时吸热,浓硫酸溶于水时放热,放热多少排序为浓硫酸>稀硝酸>稀醋酸,又因为放热反应中ΔH为负值,故ΔH2<ΔH3<ΔH1,B错误;因为N2与H2的反应为可逆反应,0.5molN2(g)与1.5molH2(g)只能部分反应,无法计算焓变,C错误;氢气与氯气反应放出的热量多,D正确。‎ ‎5.(2019天津第一中学高三月考)下列说法正确的是(　　)‎ A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-801.3 kJ·mol-1,结论:CH4的燃烧热为801.3 kJ·mol-1‎ B.稀溶液中有H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1,结论:将盐酸与稀氨水混合后,若生成1 mol H2O,则会放出57.3 kJ的能量 C.Sn(s,灰)Sn(s,白)　ΔH=+2.1 kJ·mol-1(灰锡为粉末状),结论:锡制品在寒冷的冬天因易转化为灰锡而损坏 D.C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5 kJ·mol-1,C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-395 kJ·mol-1,结论:相同条件下金刚石性质比石墨稳定 答案:C 解析:1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,生成物中水应为液态水,A项错误;强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol液态水时放出的热量叫中和热,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-57.3kJ·mol-1,NH3·H2O是弱碱,电离需要吸热,反应放出的热量小于57.3kJ,B项错误;冬天温度低,平衡逆向移动,锡制品转化为粉末状的灰锡而损坏,C项正确;C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-393.5kJ·mol-1　①;C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g)　ΔH=-395kJ·mol-1　②;①-②得C(s,石墨)C(s,金刚石)　ΔH=+1.5kJ·mol-1,说明石墨变成金刚石要吸收热量,即金刚石比石墨能量高,物质所含能量越低越稳定,所以石墨更稳定,D项错误。‎ ‎6.下图是镁与卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是(　　)‎ - 7 -‎ A.由MgCl2制取Mg是放热过程 B.热稳定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2‎ C.常温下氧化性:F2Cl2>Br2>I2,C错误;①Mg(s)+Cl2(g)MgCl2(s)　ΔH=-641kJ·mol-1,②Mg(s)+Br2(g)MgBr2(s)　ΔH=-524kJ·mol-1,①-②即得D项中的热化学方程式,D正确。‎ ‎7.(2019天津大学附属中学高三模拟)已知:①2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-217 kJ·mol-1,‎ ‎②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=b kJ·mol-1。‎ H—H、O—H和OO键的键能分别为436 kJ·mol-1、462 kJ·mol-1和495 kJ·mol-1,则b为(　　)‎ A.+352 B.+132 C.-120 D.-330‎ 答案:B 解析:根据盖斯定律:②×2-①得:‎ ‎2H2O(g)O2(g)+2H2(g)　ΔH=(2b+217)kJ·mol-1‎ 而2H2O(g)O2(g)+2H2(g)　ΔH=(4×462-495-436×2)kJ·mol-1,‎ 即2b+217=4×462-495-436×2‎ 解得b=+132。‎ 二、非选择题(共4小题,共58分)‎ ‎8.(8分)(1)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。‎ 已知拆开1 mol H2、1 mol O2和液态水中1 mol O—H键使之成为气态原子所需的能量分别为436 kJ、495 kJ和462 kJ;CH3OH(g)的燃烧热为727 kJ·mol-1。‎ 则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)ΔH=　　　　 kJ·mol-1。 ‎ ‎(2)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有:‎ 热化学方程式 甲烷氧化 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH1=-802.6 kJ·mol-1‎ CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)　ΔH2=-322.0 kJ·mol-1‎ 蒸气重整 CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH3=+206.2 kJ·mol-1‎ CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)　ΔH4=+165.0 kJ·mol-1‎ - 7 -‎ 已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=　　　　 kJ·mol-1。 ‎ 答案:(1)-5.5　(2)-41.2‎ 解析:(1)根据题意,可得①H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g)H2O(l)ΔH=(436+495×‎1‎‎2‎-462×2)kJ·mol-1=-240.5kJ·mol-1‎ ‎②CH3OH(g)+‎3‎‎2‎O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-727kJ·mol-1,则所求热化学方程式可由①×3-②得到,根据盖斯定律,ΔH=-5.5kJ·mol-1。‎ ‎(2)将已知热化学方程式依次编号为①、②、③、④,则所求热化学方程式可由④-③得到,根据盖斯定律,ΔH=-41.2kJ·mol-1。‎ ‎9.(15分)(1)已知:‎ ‎①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)ΔH=+86.89 kJ·mol-1‎ ‎②CH3OH(g)+‎3‎‎2‎O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-638.51 kJ·mol-1‎ 已知水的汽化热为44 kJ·mol-1,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为　 。‎ ‎(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[分子式为CO(NH2)2]。已知:‎ ‎①2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)‎ ΔH=-159.5 kJ·mol-1‎ ‎②NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=+116.5 kJ·mol-1‎ ‎③H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1‎ 写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式　 。 ‎ 答案:(1)H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8 kJ·mol-1‎ ‎(2)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0 kJ·mol-1‎ 解析:(1)①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)ΔH=+86.89kJ·mol-1‎ ‎②CH3OH(g)+‎3‎‎2‎O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-638.51kJ·mol-1‎ ‎③H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44kJ·mol-1‎ 根据盖斯定律,‎1‎‎3‎×(②-①)得④H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g)H2O(g)　ΔH=-241.8kJ·mol-1,④-③得H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8kJ·mol-1。‎ ‎(2)根据盖斯定律,①+②-③:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)　ΔH=-87.0kJ·mol-1。‎ ‎10.(2018全国Ⅲ)(15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题。‎ ‎(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式: 　 。 ‎ ‎(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:‎ ‎2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)‎ ΔH1=48 kJ·mol-1‎ ‎3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)‎ ΔH2=-30 kJ·mol-1‎ 则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为　　　　　 kJ·mol-1。 ‎ - 7 -‎ ‎(3)对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。‎ ‎①343 K时反应的平衡转化率α=　　　　　%。平衡常数K343 K=　　　　　(保留2位小数)。 ‎ ‎②在343 K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是　　　　　　　　　;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有　　　　　　　　、　　　　　　　　。 ‎ ‎③比较A、B处反应速率大小:vA　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)vB。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl‎3‎‎2‎-k逆xSiH‎2‎Cl‎2‎xSiCl‎4‎,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算A处的v正v逆=　　　　(保留1位小数)。 ‎ 答案:(1)2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl ‎(2)114　(3)①22　0.02　②及时移去产物　改进催化剂 提高反应物压强(浓度)　③大于　1.3‎ 解析:(1)SiHCl3与H2O反应生成(HSiO)2O为非氧化还原反应,由原子守恒配平:2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl。‎ ‎(2)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol-1①‎ ‎3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=-30kJ·mol-1②‎ 根据盖斯定律:①×3+②即可得4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)　ΔH=114kJ·mol-1。‎ ‎(3)①由图根据“先拐先平速率大”可知A点所在曲线温度较高,则343K时平衡转化率为22%;‎ 设SiHCl3起始物质的量为1mol,则有 ‎　　　　 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)‎ 起始物质的量/mol 1 0 0‎ 转化物质的量/mol 0.22 0.11 0.11‎ 平衡物质的量/mol 0.78 0.11 0.11‎ 平衡常数K343K=‎0.11×0.11‎‎(0.78‎‎)‎‎2‎≈0.02。‎ ‎③A处反应相当于在B处反应的基础上升高温度,反应速率vA大于vB;‎ 达平衡时v正、v逆相等,k正xSiHCl‎3‎‎2‎=k逆xSiH‎2‎Cl‎2‎xSiCl‎4‎ k正k逆‎=‎xSiH‎2‎Cl‎2‎‎·‎xSiCl‎4‎xSiHCl‎3‎‎2‎‎=K343K=0.02‎ A处SiHCl3转化率为20%,设起始时SiHCl3物质的量为1mol,则有:‎ ‎　　　 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)‎ 起始物质的量/mol 1 0 0‎ 转化物质的量/mol 0.2 0.1 0.1‎ A点物质的量/mol 0.8 0.1 0.1‎ 此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1,‎ v正v逆‎=k正xSiHCl‎3‎‎2‎k逆xSiH‎2‎Cl‎2‎xSiCl‎4‎=‎‎0.02×0.‎‎8‎‎2‎‎0.1×0.1‎‎=1.28≈1.3。‎ - 7 -‎ ‎11.(20分)(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用SO2将CO氧化,SO2被还原为S。已知:‎ ‎①C(s)+‎1‎‎2‎O2(g)CO(g)ΔH1=-126.4 kJ·mol-1‎ ‎②C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH2=-393.5 kJ·mol-1‎ ‎③S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH3=-296.8 kJ·mol-1‎ 则SO2氧化CO的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)用O2将HCl转化为Cl2,可提高效率,减少污染。传统上该转化通过下图所示的催化循环实现。‎ 其中,反应①为2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s)‎ ΔH1‎ 反应②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2,则总反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。 ‎ ‎(3)将CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,可发生反应:‎ ‎①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的ΔH=+206 kJ·mol-1‎ 已知:②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-802 kJ·mol-1,写出由CO2和H2O(g)生成CO的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:‎ ‎①用焦炭与水反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);‎ ‎②用天然气与水蒸气反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)‎ 已知有关反应的能量变化如下图所示,则方法②中反应的ΔH=　　　　　　。 ‎ 答案:(1)SO2(g)+2CO(g)S(s)+2CO2(g)ΔH=-237.4 kJ·mol-1‎ ‎(2)2HCl(g)+‎1‎‎2‎O2(g)H2O(g)+Cl2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2‎ ‎(3)CO2(g)+3H2O(g)2O2(g)+CO(g)+3H2(g)ΔH=+1 008 kJ·mol-1‎ ‎(4)(a+3b-c) kJ·mol-1‎ 解析:(1)由盖斯定律可知,待求反应式可通过反应2×②-2×①-③得到,进而求出待求反应的ΔH。‎ ‎(2)反应②的热化学方程式为CuCl2(s)+‎1‎‎2‎O2(g)CuO(s)+Cl2(g)　ΔH2。‎ - 7 -‎ 故总反应2HCl(g)+‎1‎‎2‎O2(g)H2O(g)+Cl2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2。‎ ‎(3)由①式-②式得CO2(g)+3H2O(g)2O2(g)+CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206kJ·mol-1-(-802kJ·mol-1)=+1008kJ·mol-1。‎ ‎(4)由图可知:‎ Ⅰ.CO(g)+‎1‎‎2‎O2(g)CO2(g)　ΔH=-akJ·mol-1;‎ Ⅱ.‎1‎‎2‎O2(g)+H2(g)H2O(g)　ΔH=-bkJ·mol-1;‎ Ⅲ.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-ckJ·mol-1。‎ 根据盖斯定律可知反应②的ΔH为(-c+3b+a)kJ·mol-1。‎ - 7 -‎