2020届高考化学一轮复习化学反应与热能作业 8页

第1讲　化学反应与热能 A组　基础题组 ‎1.已知2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)为放热反应,对该反应的下列说法正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ‎ A.因该反应为放热反应,故不加热就可发生 B.相同条件下,2 mol H2的能量或1 mol CO的能量一定高于1 mol CH3OH的能量 C.相同条件下,反应物2 mol H2和1 mol CO的总能量一定高于生成物1 mol CH3OH的总能量 D.达到平衡时,CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等 答案　C　放热反应可能也需要一定的反应条件,可能需要加热才能发生,A错误;由已知反应为放热反应可知,相同条件下,2 mol H2(g)的能量与1 mol CO(g)的能量和一定高于1 mol CH3OH(g)的能量,B错误、C正确;平衡时,各物质的浓度不变,浓度是否相等与起始量、转化率有关,D错误。‎ ‎2.25 ℃、101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol-1,下列热化学方程式书写正确的是(　　)‎ A.‎1‎‎2‎Ba(OH)2(aq)+‎1‎‎2‎H2SO4(aq) ‎1‎‎2‎BaSO4(s)+H2O(l)‎ ΔH=-57.3 kJ· mol-1‎ B.KOH(aq)+‎1‎‎2‎H2SO4(aq) ‎1‎‎2‎K2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1‎ C.2NaOH(aq)+H2SO4(aq) Na2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1‎ D.KOH(aq)+‎1‎‎2‎H2SO4(浓) ‎1‎‎2‎K2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1‎ 答案　B　A项,生成硫酸钡沉淀也放热,反应的中和热大于57.3 kJ·mol-1,故A错误;B项,中和热是强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol液态水时放出的热量,故B正确;C项,反应中生成2 mol水,反应热应该为-57.3 kJ· mol‎-‎‎1‎×2,故C错误;D项,浓硫酸稀释也要放热,反应的中和热大于57.3 kJ·mol-1,故D错误。‎ ‎3.已知:①2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH1=-571.6 kJ·mol-1‎ ‎②2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH2=‎ ‎-1 452 kJ·mol-1‎ ‎③H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH3=-57.3 kJ·mol-1‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.H2(g)的燃烧热为571.6 kJ·mol-1‎ B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多 C.‎1‎‎2‎H2SO4(aq)+‎1‎‎2‎Ba(OH)2(aq)‎1‎‎2‎BaSO4(s)+H2O(l)‎ ΔH=-57.3 kJ·mol-1‎ D.3H2(g)+CO2(g)CH3OH(l)+H2O(l)　ΔH=+131.4 kJ·mol-1‎ 答案　B　燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧,生成稳定的氧化物所放出的热量,而反应①是2 mol氢气燃烧,A错误;1 g氢气完全燃烧放出热量142.9 kJ,1 g甲醇完全燃烧放出热量约22.69 kJ,同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多,B正确;生成硫酸钡沉淀还要放出热量,故ΔH<-57.3 kJ·mol-1,C错误;利用盖斯定律,‎①×3-②‎‎2‎即得目标热化学方程式,3H2(g)+CO2(g)CH3OH(l)+H2O(l)　ΔH=‎ ‎-131.4 kJ·mol-1,D错误。‎ ‎4.(2018北京朝阳期末)下图为H2与O2反应生成H2O(g)的能量变化示意图:‎ 下列有关叙述不正确的是(　　)‎ A.1 mol H2分子断键需要吸收436 kJ的能量 B.H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g) H2O(g)　ΔH=-241.8 kJ/mol C.反应物的总能量高于生成物的总能量 D.形成化学键释放的总能量比断裂化学键吸收的总能量小 答案　D　根据示意图可知1 mol H2分子断键需要吸收436 kJ的能量,A正确;反应热等于断键吸收的能量和形成化学键放出的能量的差值,因此H2(g)+‎1‎‎2‎O2(g) H2O(g)的反应热ΔH=436 kJ/mol+‎1‎‎2‎×498 kJ/mol-2×463.4 kJ/mol=-241.8 kJ/mol,B正确;反应是放热反应,‎ 则反应物的总能量高于生成物的总能量,C正确;反应是放热反应,则形成化学键释放的总能量比断裂化学键吸收的总能量大,D错误。‎ ‎5.(2018福建五校教学联合体期末)已知:‎ ‎2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-566 kJ· mol-1‎ N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=+180 kJ·mol-1‎ 则2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)的ΔH是(　　)‎ A.-386 kJ·mol-1 ‎ B.+386 kJ·mol-1‎ C.-746 kJ·mol-1 ‎ D.+746 kJ·mol-1‎ 答案　C　①2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　ΔH=-566 kJ·mol-1,②N2(g)+O2(g) 2NO(g)　ΔH=+180 kJ·mol-1,依据盖斯定律由①-②得2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH=-746 kJ·mol-1。‎ ‎6.油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:‎ C57H104O6(s)+80O2(g) 57CO2(g)+52H2O(l)‎ 已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×10 4 kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为(　　)‎ A.3.8×104 kJ· mol-1‎ B.-3.8×104 kJ· mol-1‎ C.3.4×104 kJ· mol-1‎ D.-3.4×104 kJ· mol-1‎ 答案　D　燃烧1 mol油酸甘油酯释放的热量为‎3.8×1‎0‎‎4‎kJ‎1 000 g×884 g≈3.4×104 kJ,则油酸甘油酯的燃烧热ΔH=-3.4×104 kJ·mol-1。‎ ‎7.在298 K、100 kPa时,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 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　)‎ A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2‎ B.ΔH3=ΔH1+ΔH2‎ C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2‎ D.ΔH3=ΔH1-ΔH2‎ 答案　A　①2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)　ΔH1;②H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)　ΔH2;③2Cl2(g)+2H2O(g) 4HCl(g)+O2(g)　ΔH3。由盖斯定律可知,反应③=①+2×②,故ΔH3=ΔH1+2ΔH2,故选A。‎ ‎8.根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量的变化情况,判断下列说法正确的是(　　)‎ A.2 mol N原子结合生成N2(g)时需要吸收946 kJ能量 B.1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量 C.2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量为1 444 kJ D.该反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=‎ ‎-180 kJ·mol-1‎ 答案　B　A项,2 mol N原子结合生成N2(g)放出946 kJ能量,错误;C项,2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量比1 mol N2(g)和1 mol O2(g)的总能量多1 444 kJ,错误;D项,该反应的ΔH=946 kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2×632 kJ·mol-1=‎ ‎+180 kJ·mol-1。‎ ‎9.氨气是一种重要的化工原料,工业上用N2和H2合成NH3。现已知N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量变化示意图如下图。则N—H键键能为(　　)‎ 化学键 H—H 键能(kJ/mol)‎ ‎436‎ ‎946‎ A.248 kJ/mol B.391 kJ/mol C.862 kJ/mol D.431 kJ/mol 答案　B　ΔH=反应物的活化能-生成物的活化能=1 127 kJ/mol-1 173 kJ/mol=-92 kJ/mol,热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92 kJ/mol,ΔH=反应物键能和-生成物键能和=946 kJ/mol+3×436 kJ/mol-6×Q(N—H)=-92 kJ/mol,Q(N—H)=391 kJ/mol。‎ ‎10.NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大气中的寿命可达740年,如表所示是几种化学键的键能:‎ 化学键 F—F N—F 键能(kJ/mol)‎ ‎946.0‎ ‎154.8‎ ‎283.0‎ 下列说法中正确的是(　　)‎ A.过程N2(g) 2N(g)放出能量 B.过程N(g)+3F(g) NF3(g)放出能量 C.反应N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)的ΔH>0‎ D.NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应 答案　B　N2(g) 2N(g)为化学键的断裂过程,应吸收能量,故A错误;N(g)+3F(g) NF3(g)为形成化学键的过程,放出能量,故B正确;反应N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)的ΔH=(946.0+3×154.8-283.0×6)kJ·mol-1=-287.6 kJ·mol-1,ΔH<0,故C错误;NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,则不能发生化学反应,故D错误。‎ ‎11.通常把断裂1 mol某化学键所吸收的能量称为键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估算化学反应的反应热(用ΔH表示,放热反应的ΔH<0,吸热反应的ΔH>0),ΔH=反应物总键能-生成物总键能。‎ 已知:N—N键、H—H键和N—H键的键能分别记作a kJ·mol-1、b kJ·mol-1和c kJ·mol-1,合成氨反应的能量变化关系如图所示。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)合成氨反应的化学方程式为　。 ‎ ‎(2)NH3分解生成N2和1 mol H2要　　　　(填“吸收”或“放出”)　　　　热量(用含a、b、c的代数式表示)kJ。 ‎ ‎(3)事实上,反应的热量总小于理论值,原因可能是　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)N2+3H2 2NH3　(2)吸收　(6c-a-3b)/3　(3)反应不充分、热量损失等 解析　(1)氮气和氢气在一定条件下化合生成氨气,则合成氨反应的化学方程式为N2+3H2 2NH3。‎ ‎(2)根据图像可知反应物总能量高于生成物总能量,则反应是放热反应,因此逆反应是吸热反应,依据方程式N2+3H2 2NH3可知反应热ΔH=(a+3b-6c)kJ·mol-1,则NH3分解生成N2和1 mol H2要吸收的热量为(6c-a-3b)/3 kJ。‎ ‎12.(1)(2018江苏单科)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:‎ ‎2NO2(g)+H2O(l) HNO3(aq)+HNO2(aq)　ΔH=-116.1 kJ·mol-1‎ ‎3HNO2(aq) HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)　ΔH=75.9 kJ·mol-1‎ 反应3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。 ‎ ‎(2)(2018天津理综)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:‎ CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)‎ ‎①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:‎ 化学键 C—H CO H—H C← O(CO)‎ 键能/kJ·mol-1‎ ‎413‎ ‎745‎ ‎436‎ ‎1 075‎ 则该反应的ΔH=　　　　　　　　。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是　　　　(填“A”或“B”)。 ‎ 答案　(1)-136.2‎ ‎(2)+120 kJ·mol-1　B 解析　(1)将已知热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律‎①×3+②‎‎2‎得3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g)　ΔH=‎-116.1 kJ·mol‎-1‎×3+75.9 kJ·mol‎-1‎‎2‎=-136.2 kJ·mol-1。‎ ‎(2)①由已知键能数据知,反应的ΔH=4×413 kJ·mol-1+2×745 kJ·mol-1-(2×1 075 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1)=+120 kJ·mol-1;已知正反应是气体分子数增大的吸热反应,A(恒容)与B(恒压,容积可变)相比,B中压强小于A,减压平衡正向移动,则B容器中反应达到平衡后吸收的热量较多。‎ B组　提升题组 ‎13.已知通过乙醇制取氢气通常有如下两条途径:‎ a.CH3CH2OH(g)+H2O(g) 4H2(g)+2CO(g)　ΔH1=+256.6 kJ·mol-1‎ b.2CH3CH2OH(g)+O2(g) 6H2(g)+4CO(g)　ΔH2=+27.6 kJ·mol-1‎ 则下列说法正确的是(　　)‎ A.升高a的反应温度,乙醇的转化率增大 B.由反应b可知乙醇的燃烧热为13.8 kJ·mol-1‎ C.对反应b来说,增大O2浓度可使ΔH2的值增大 D.由以上两种途径制取等量的氢气,消耗的能量相同 答案　A　反应a为吸热反应,升高温度,乙醇的转化率增大,A项正确。‎ ‎14.从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应:2H2+O2 2H2O。‎ ‎(1)为了加快反应速率,可以采取的措施有　　　　(填序号,下同)。 ‎ A.使用催化剂 B.适当提高氧气的浓度 C.适当提高反应的温度 D.适当降低反应的温度 ‎(2)下图能正确表示该反应中能量变化的是　　　　。 ‎ ‎(3)从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。‎ 化学键 H—H O O H—O 键能(kJ/mol)‎ ‎436‎ ‎496‎ ‎463‎ 请填写下表:‎ 化学键 填“吸收热量”或 ‎“放出热量”‎ 能量变化(kJ)‎ 拆开化 学键 ‎2 mol H—H 化学键 ‎　　　 ‎ ‎　　　 ‎ ‎1 mol OO 化学键 形成化 学键 ‎4 mol H—O键 ‎　　　 ‎ ‎　　　 ‎ 总能量变化 ‎　　　 ‎ ‎　　　 ‎ 答案　(1)ABC　(2)A　(3)吸收热量　1 368　放出热量 ‎1 852　放出热量　484‎ 解析　(1)使用催化剂可以加快反应速率,A正确;适当提高氧气的浓度可以加快反应速率,B正确;适当提高反应的温度可以加快反应速率,C正确;适当降低反应的温度可以减小反应速率,D错误。‎ ‎(2)氢气燃烧是放热反应,这说明反应物的总能量高于生成物的总能量,因此能正确表示该反应中能量变化的是A。‎ ‎(3)由于断键吸收能量,则拆开2 mol H—H化学键需要吸收能量2 mol×436 kJ/mol=872 kJ,拆开1 mol OO化学键需要吸收能量1 mol×496 kJ/mol=496 kJ,则断键共需要吸收的能量是872 kJ+496 kJ=1 368 kJ;形成4 mol H—O键放出的能量是4 mol×463 kJ/mol=1 852 kJ,所以2 mol氢气反应生成2 mol H2O最终放出的能量是1 852 kJ-1 368 kJ=484 kJ。‎