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- 2021-08-24 发布
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2020-2021 学年高二化学重难点训练:化学反应与能量的变化
一、选择题(每小题只有一个正确选项,共 10*6 分)
1.(2020 年高考真题)关于下列△H 的判断正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】碳酸氢根的电离属于吸热过程,则 CO32-(aq)+H+(aq)=HCO3-(aq)为放热反应,所以△H1<0;
CO32-(aq)+H2O(l) HCO3-(aq)+OHˉ(aq)为碳酸根的水解离子方程式,CO32-的水解反应为吸热反应,所以
△H2>0;OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应,为放热反应,所以△H3<0;醋酸与强碱的中和
反应为放热反应,所以△H4<0;但由于醋酸是弱酸,电离过程中会吸收部分热量,所以醋酸与强碱反应过
程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量,则△H4>△H3;综上所述,只有△H1<△H2 正确,故答案为
B。
2.下列各图中,表示正反应是吸热反应的图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A. 表示该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,该反应为吸热反应,
A 符合题意;B. 表示该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反
应,B 不符合题意;C. 表示该反应中反应物的总能量等于生成物的总能量,该既不为
吸热也不放热,故该反应不可能发生;D. 该反应中的过渡态的能量低于反应物的能量,
这是不可能的。 综上所述,答案选 A。
3.下列说法正确的是( )
A.放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应
B.物质发生化学变化都伴有能量的变化
C.水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热
D.同温同压下,反应 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 不同
【答案】B
【解析】A.有的放热反应刚开始也需要加热反应才能进行,如 Na 的燃烧,有的吸热反应常温下也能发生,
如氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应,A 错误;B.化学反应就是旧的化学键的断裂和新的化学键的生成的
过程,都是伴有能量的变化的,B 正确;C.水蒸气变化为液态水不是化学反应,放出的热量是物态变化时
的能量变化,C 错误;D.△H=Q(生成物的能量和)-Q(反应物的能量和),根据盖斯定律,△H 与反应途径、
反应条件无关,D 错误;故选 B。
4.下列变化中,属于吸热反应的是
①液氨气化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③稀释浓硫酸 ④氨催化氧化生成 NO ⑤氯酸钾分解制 O2 ⑥酸碱中
和生成水 ⑦氯化铁溶于水显酸性
A.②⑤⑦ B.①③④ C.①②⑤ D.③④⑥
【答案】A
【解析】①液氨气化,为物理变化,吸收热量; ②将胆矾加热变为白色粉末,五水合硫酸铜分解,为吸热
反应; ③稀释浓硫酸,为物理变化,溶解放热; ④氨催化氧化生成 NO,为放热反应; ⑤氯酸钾分解制
O2 ,为吸热反应;⑥酸碱中和生成水 ,为中和反应,反应放热;⑦氯化铁溶于水显酸性,为水解反应,正
方向吸热。综上所述,属于吸热反应的是②⑤⑦。答案为 A。
5.下列变化中,一定不存在化学能与热能相互转化的是( )
①燃放爆竹 ②碘的升华 ③金属钝化 ④铝热反应 ⑤干冰汽化 ⑥加热氯化铵 ⑦浓硫酸稀释
A.①③④⑤ B.②④⑤⑦ C.②⑤ D.以上选项都不正确
【答案】C
【解析】①燃放爆竹是爆竹中炸药爆炸的过程,属于化学变化,有化学能和热能的相互转化,故①不选;
②碘的升华没有新物质生成,属于物理变化,不存在化学能与热能相互转化,故②选;③金属钝化是化学
变化,存在化学能与热能的相互转化,故③不选;④铝热反应是化学变化,存在化学能与热能的相互转化,
故④不选;⑤干冰的汽化为物理变化,不存在化学能与热能的转化,故⑤选;⑥加热氯化铵,生成氯化氢
和氨气,属于化学变化,存在化学能与热能的相互转化,故⑥不选;⑦浓硫酸稀释过程中硫酸逐渐电离,
存在化学键的断裂,同时放出大量的热,存在化学能与热能的转化,故⑦不选;不存在化学能与热能相互
转化的是②⑤,故选 C。
6.下列变化过程,属于放热反应的是
①金属钠与水 ②NH4Cl 晶体与 Ba(OH)2·8H2O 混合搅拌 ③H2 在 Cl2 中燃烧 ④液态水变成水蒸气 ⑤
酸碱中和 ⑥碳酸钙热分解
A.①②⑤ B.①③⑤ C.③④⑤ D.②④⑥
【答案】B
【解析】常见的放热反应有:酸碱中和反应、燃烧反应、大多数的化合反应、活泼金属和水或酸的置换反
应、铝热反应;常见的吸热反应有:大多数的分解反应、NH4Cl 与 Ba(OH)2·8H2O 的复分解反应、碳和水蒸
气生成水煤气的反应、碳和二氧化碳生成一氧化碳的反应。①金属钠与水反应生成 NaOH 和氢气,是放热反
应;②NH4Cl 晶体与 Ba(OH)2·8H2O 的反应是吸热反应;③燃烧都是放热反应;④液态水变成水蒸气不是化
学反应,但是吸热的过程;⑤酸碱中和都是放热反应;⑥碳酸钙热分解是吸热反应;故选 B。
7.测定稀盐酸和氢氧化钠稀溶液中和热的实验中没有使用的仪器有:①大、小烧杯;②容量瓶;③量筒;
④环形玻璃搅拌棒;⑤试管;⑥温度计;⑦蒸发皿;⑧托盘天平中的( )
A.①②⑥⑦ B.②⑤⑦⑧ C.②③⑦⑧ D.③④⑤⑦
【答案】B
【解析】在测定稀盐酸和氢氧化钠稀溶液中和反应反应热的实验中,需要使用量筒量取溶液体积,小烧杯作
为两溶液的反应容器,小烧杯置于大烧杯中,小烧杯与大烧杯之间填充隔热材料,反应过程中用环形玻璃
搅拌棒不断搅拌促进反应均匀、快速进行,用温度计量取起始温度和最高温度,没有使用到的是容量瓶、
试管、蒸发皿、托盘天平,即②⑤⑦⑧,答案选 B。
8.在 25 ℃、101 kPa 下,1 g 甲醇燃烧生成 CO2 和液态水时放热 22.68 kJ,下列热化学方程式书写正确的
是( )
A. CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+725.76 kJ·mol-1
B. 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1451.52 kJ·mol-1
C. 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-725.76 kJ·mol-1
D. 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+1451.52 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】A、甲醇燃烧是放热反应,焓变值为负值,故 A 错误;B、1 g 甲醇燃烧生成 CO2 和液态水时放热 22.68
kJ,则 64g 即 2mol 甲醇燃烧放的热量为 1451.52 kJ,热化学方程式为:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)
ΔH=-1451.52 kJ·mol-1,故 B 正确;C、1g 甲醇燃烧生成 CO2 和液态水时放热 22.68 kJ,则 64g 即 2mol
甲醇燃烧放的热量为 1451.52 kJ,反应热数值计算错误,故 C 错误;D、甲醇燃烧是放热反应,焓变值为负
值,故 D 错误。综上所述,本题正确答案为 B。
9.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现 T℃时(各物质均为气态),甲
醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:
下列说法正确的是( )
A.反应Ⅱ的热化学方程式为:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △H=+akJ/mol(a>0)
B.1molCH3OH(g)和 1molH2O(g)的总能量大于 1molCO2(g)和 3molH2(g)的总能量
C.选择优良的催化剂降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能,有利于减少过程中的能耗
D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂
【答案】C
【解析】由反应机理图可知,反应Ⅰ为:CH3OH =2H2+CO,反应Ⅱ为:CO+H2O=H2+CO2。由能量图可知,反应Ⅰ
为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,对比能量图中反应Ⅰ的反应物所具有的能量和反应Ⅱ的生成物所具有的
能量,可知反应Ⅰ的反应物和反应Ⅱ的生成物所具有的能量的大小关系为:EⅡ生>EⅠ反。A.结合能量图可知,
反应Ⅱ为放热反应,根据反应机理图可知,反应Ⅱ的热化学方程式为:CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) △
H=-akJ/mol(a>0),A 项错误;B.结合反应机理和能量图可知,EⅡ生>EⅠ反,即 1molCH3OH(g)和 1molH2O(g)
的总能量小于 1molCO2(g)和 3molH2(g)的总能量,B 项错误;C.催化剂可以通过参与反应改变反应历程降低
反应的活化能,从而可减少反应过程的能耗,C 项正确;D.CO(g)属于中间产物,不是催化剂。D 项错误;
答案选 C。
10.根据如图能量关系示意图,下列说法正确的是
A.1 mol C(s)与 1 mol O2(g)的能量之和为 393.5 kJ
B.反应 2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)中,生成物的总能量大于反应物的总能量
C.由 C(s)→CO(g)的热化学方程式为:2C(s)+O2(g)= 2CO(g) ΔH=-221.2 kJ·mol-1
D.热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量,则 CO 热值ΔH=-10.1 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】由图可知,转化Ⅰ反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,热化学方程式为C(s)+O2(g)= CO2(g)
ΔH=-393.5 kJ·mol-1,转化Ⅱ反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,热化学方程式为 2CO(g)
+O2(g)= 2CO2(g) ΔH=-282.9kJ·mol-1,转化Ⅰ—转化Ⅱ得 C(s)→CO(g)的热化学方程式 2C(s)+O2(g)=
2CO(g) ΔH=-221.2 kJ·mol-1。A 项、由图可知 1 mol C(s)与 1 mol O2(g)的能量比 1 mol CO2(g)能量
高 393.5 kJ,故 A 错误;B 项、由图可知反应 2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g)为放热反应,生成物的总能量小于反
应物的总能量,故 B 错误;C 项、由图可知 1 mol C(s)与 O2(g)生成 1 mol CO(g)放出热量为 393.5 kJ-282.9
kJ=110.6 kJ,则 C(s)→CO(g)的热化学方程式为 2C(s)+O2(g)= 2CO(g) ΔH=-221.2 kJ·mol-1,故 C
正确;D 项、热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量,则 CO 的热值为 282.9 kJ× 1
28 g≈10.1
kJ·g-1,故 D 错误;故选 C。
二、主观题(共 小题,共 40 分)
11.( 15 分)如图所示,把试管放入盛有 25℃饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再滴入
5mL 稀盐酸。
回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是________________。
(2)产生上述现象的原因是________________。
(3)写出有关反应的离子方程式____________、____________。
(4)由实验推知,MgCl2 溶液和 H2 的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
【答案】(每空 3 分)(1)镁片上有大量气泡产生,镁片逐渐溶解,烧杯中溶液变浑浊(2)镁与盐酸反应生成
氢气,且该反应放热,Ca(OH)2 的溶解度随温度升高而减小,故有固体析出(3)Mg+2H+=Mg2++H2↑、Ca2++
2OH-=Ca(OH)2↓ (4)小于
【解析】(1)镁与稀盐酸会发生反应:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,该反应为放热反应,因 Ca(OH)2 溶解度随温度
升高而降低,故实验现象为:镁片上有大量气泡产生,镁片逐渐溶解,烧杯中溶液变浑浊,故答案为:镁
片上有大量气泡产生,镁片逐渐溶解,烧杯中溶液变浑浊;
(2)由(1)分析可知,产生上述现象的原因是:镁与盐酸反应生成氢气,且该反应放热,Ca(OH)2 的溶解
度随温度升高而减小,故有固体析出,故答案为:镁与盐酸反应生成氢气,且该反应放热,Ca(OH)2 的溶解
度随温度升高而减小,故有固体析出;
(3)镁与盐酸反应的离子方程式为:Mg+2H+=Mg2++H2↑,烧杯中发生反应:Ca2++2OH-=Ca(OH)2↓,故答
案为:Mg+2H+=Mg2++H2↑、Ca2++2OH-=Ca(OH)2↓;
(4)该反应为放热反应,即反应物总能量高于生成物总能量,故 MgCl2 溶液和 H2 的总能量小于镁片和盐酸
的总能量,故答案为:小于。
12.( 12 分)下表中的数据是破坏 1 mol 物质中的化学键所消耗的能量(kJ):
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
能量(kJ) 243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答(1)~(4)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是______________。
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是______________。
A.HCl B.HBr C.HI
(3)X2+H2=2HX(X 代表 Cl、Br、I)的反应是________(吸热反应或放热反应)。
(4)相同条件下,X2(X 代表 Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热
量最多的是______。
【答案】(每空 3 分)(1)A (2)A (3) 放热反应(4)氯气
【解析】(1)破坏 1 mol 物质中的化学键所消耗的能量越大,则物质越稳定,所具有的能量越低,则所给
四种物质中,物质本身具有的能量最低的是 H2,答案选 A;
(2)破坏 1 mol 物质中的化学键所消耗的能量越大,则物质越稳定,所具有的能量越低,则所给三种物质
中,最稳定的是 HCl,答案选 A;
(3)以氯元素为例进行计算。断开 Cl―Cl 和 H―H 需吸收的能量为:243 kJ+436 kJ=679kJ,而形成 2 mol
HCl 放出的能量为:2×432kJ=864 kJ,所以在 Cl2+ H2=2HCl 反应中放出 864 kJ -679 kJ =185 kJ 的热量,
同理可计算在 Br2+H2=2HBr、I2+H2=2HI 反应中分别放出 103 kJ、9 kJ 的热量,故答案为放热反应;
(4)根据(3)中计算可知,相同条件下,X2(X 代表 Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的
氢气时,放出或吸收的热量最多的是氯气,故答案为氯气。
13、(13 分)中和热是指酸跟碱发生中和反应生成 lmol H2O 所放出的热量。某学生想通过测反应过程中所
放出的热量来计算中和热。他将 50mL0.5mol/L 的盐酸与 50mL0.55mol/L 的 NaOH 溶液在如图所示的装置中
进行中和反应。请回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是__________________,烧杯间满碎塑料泡沫的作用是
______________________________________________。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值_______(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
(3)实验中改用 60 mL 0.50 mol/L 的盐酸跟 50mL 0.55 mol/L 的 NaOH 溶液进行反应,与上述实验相比,
溶液温度升高度数________(填“相等”或“不相等”)。所求中和热的数值会________(填“相等”或“不
相等”),理由是 。
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒;(2 分)保温、隔热,减少实验过程中的热最损失;(2 分)(2)偏小;
(2 分)(3)不相等;(2 分)相等(2 分);中和热是指酸跟碱发生中和反应生成 lmolH2O 所放出的热量,
它与酸、碱的用量无关(3 分)
【解析】(1)中和热的测定需要仪器:两个口径不同的烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒、硬纸板、碎塑料
泡沫或者碎纸片,因此图中缺少的玻璃用品是环形玻璃搅拌棒;本实验要减少热量的损失,因此两个烧杯
之间填充碎塑料泡沫或碎纸片;(2)如果不盖硬纸板,会造成热量的损失,△H=cm△t/n(H2O),△t 偏小,
因此所得中和热数值偏小;(3)两个实验产生水的物质的量不同,放出热量不同,所测温度升高的度数不
相等,但所求中和热的数值不变,因为中和热指酸与碱反应生成 lmolH2O 所放出的热量,与酸碱的用量无关。