2021届高考化学一轮复习过关训练：化学反应与能量变化

2021届高考化学一轮复习过关训练：化学反应与能量变化

2021 届高考一轮复习化学 化学反应与能量变化 一、选择题 1．如图为氟利昂(如 CFCl3)破坏臭氧层的反应过程示意图，下列说法不正确的是( ) A．过程Ⅰ中断裂极性键 C—Cl 键 B．过程Ⅱ可表示为 O3＋Cl·―→ClO·＋O2 C．过程Ⅲ中 O·＋O·―→O2 是吸热过程 D．图示过程说明氟利昂中氯原子是破坏 O3 的催化剂 2．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－a kJ·mol－1； ②2H2(g)＋O2 (g)===2H2O(l) ΔH＝－b kJ·mol－1， ③部分化学键的键能数据如下表： 分子中的化学键 H—H O===O O—H 键能/(kJ·mol－1) 436 498 463 下列说法不正确的是( ) A．a>b B．反应①中反应物总键能小于生成物总键能 C．a＝482 D．H2(g)的燃烧热为 0.5b kJ·mol－1 3．下图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置(忽略其他有机物)。 已知储氢装置的电流效率η＝生成目标产物消耗的电子数 转移的电子总数 ×100%，下列说法不正确的是 ( ) A．若η＝75%，则参加反应的苯为 0.8 mol B．过程中通过 C—H 键断裂实现氢的储存 C．采用多孔电极增大了接触面积，可降低电池能量损失 D．生成目标产物的电极反应式为： C6H6＋6e－＋6H＋===C6H12 4．一定条件下,在水溶液中 1 mol Cl - (x=0,1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关 说法错误的是( ) A.上述离子中结合 H+能力最强的是 E B.上述离子中最稳定的是 A C.C B+D 反应的热化学方程式为 2Cl - (aq) Cl - (aq)+ClO-(aq) ΔH=-76 kJ·mol-1 D.B A+D 的反应物的键能之和小于生成物的键能之和 5．分别向 1 L 0.5 mol·L－1 的 Ba(OH)2 溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完 全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系中正确的是( ) A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH2＜ΔH3 C．ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1＝ΔH2＜ΔH3 6．3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)反应过程中的能量变化如图所示。有关说法错误的是( ) A．图中 C 表示生成物 NH3(g)的总能量 B．断裂 3 mol H—H 键和 1 mol N≡N 键所吸收的总能量大于形成 6 mol N—H 键所释放的 总能量 C．逆反应的活化能 E(逆)＝E＋|ΔH| D．3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g) ΔH<0 7．下列反应属于放热反应的是( ) ①稀硫酸与氢氧化钾溶液反应 ②锌与稀硫酸的反应 ③生石灰变成熟石灰的反应 ④氢 氧化钡晶体和氯化铵晶体混合反应 ⑤石灰石高温煅烧 ⑥灼热的炭与 CO2 反应 ⑦甲烷 与 O2 的燃烧反应 A．①②③⑤ B．①②③⑦ C．①②⑤⑥⑦ D．④⑥ 8．根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是( ) 碳酸钙的热分解示意图 A．CO2(g)和 CaO(s)的总能量大于 CaCO3(s)的总能量 B．该反应的焓变大于零 C．该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量 D．由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应 9．近年来化学家们发现用铈(Ce)的氧化物可高效制取 H2，制备原理如图所示，已知 0<δ<2，下列说法不正确的是( ) A．太阳能最终转变为化学能 B．T<1050 ℃时，CeO2－δ比 CeO2 稳定 C．CeO2 是水分解的催化剂 D．两步反应均属于氧化还原反应 10．乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述 正确的是 A．①、②、③三步均属于加成反应 B．总反应速率由第①步反应决定 C．第①步反应的中间体比第②步反应的中间体稳定 D．总反应不需要加热就能发生 11．下列热化学方程式及有关应用的叙述中，正确的是 A ． 甲 烷 的 燃 烧 热 为 890.3kJ·mol−1 ， 则 甲 烷 燃 烧 的 热 化 学 方 程 式 可 表 示 为 ： CH4(g)+ 3 2 O2(g)=CO (g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol−1 B ． 已 知 强 酸 与 强 碱 在 稀 溶 液 里 反 应 的 中 和 热 为 57.3kJ·mol−1 ， 则 1 2 H2SO4(aq)+ 1 2 Ba(OH)2(aq) = 1 2 BaSO4(s)+H2O(l) ΔH<-57.3kJ·mol−1 C．500℃、30MPa 下，将 0.5mol N2 和 1.5mol H2 置于密闭的容器中充分反应生成 NH3(g)， 放热 19.3kJ，其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol−1 D ． 已 知 25℃ 、 101KPa 条 件 下 ： 4Al(s)+3O2(g)=2A12O3(s) ΔH=-2834.9kJ·mol−1 ， 4Al(s)+2O3(g)= 2A12O3(s) ΔH=-3119.1kJ·mol−1，则 O3 比 O2 稳定 12．依据事实，回答下列问题。 (1)在 25℃、101kPa 时，1.0g C8H18(l，辛烷)燃烧生成 CO2(g)和 H2O(l)，放出 48.40kJ 的热 量，则 C8H18(l)的燃烧热为_____kJ/mol (2) 已 知 N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol ， N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O (g) ΔH= － 534kJ/mol，根据盖斯定律写出肼(N2H4)与 NO2 完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式 ____________。 (3)某反应过程中的能量变化如图所示，则该反应是___________反应(填“放热”或“吸热”)， 判断依据是____________________。 (4)已知：2NH3(g)+3Cl2(g)=N2(g)+6HCl(g) ΔH=-462kJ·mol−1 N2(g) 945kJ/mol2N(g) Cl2(g) 243kJ/mol2Cl(g) 则断开 1mol H–N 键与断开 1mol H-Cl 键所需能量相差约为_____kJ。 13．工业制氢气的一个重要反应是：CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)。 已知在 25℃时： ①C(s)+ 1 2 O2(g) CO(g) ΔH1=−111kJ·mol− 1 ②H2(g)+ 1 2 O2(g)==H2O(g) ΔH2=−242kJ·mol− 1 ③C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=−394kJ·mol− 1 下列说法不正确的是（ ） A．25℃时，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=−41kJ·mol−1 B．增大压强，反应①的平衡向逆反应方向移动，平衡常数 K 减小 C．反应①达到平衡时，每生成 1mol CO 的同时生成 0.5mol O2 D．反应②断开 2mol H2 和 1mol O2 中的化学键所吸收的能量比形成 4mol O−H 键所放出的 能量少 484kJ 14．下列关于热化学反应的描述中正确的是( )。 A.HCl 和 NaOH 反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则 1 mol H2SO4 和 1 mol Ba(OH)2 反应的 ΔH=-57.3 kJ·mol-1 B.甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则 CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2 O(g) ΔH<-890.3 kJ·mol-1 C.已知 500 ℃、30 MPa 下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,将 1.5 mol H2 和过 量的 N2 在此条件下充分反应,放出热量 46.2 kJ D.CO(g)的燃烧热是 283.0 kJ·mol-1,则反应 2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566.0 kJ·mol-1 15．用惰性电极电解 Cr2(SO4)3 和硫酸混合溶液制备 Cr2 -,阳极附近发生的反应如图所示 (已知:S2 -中 S 元素的化合价为+7 价)。下列说法不正确．．．的是( )。 A.阴极产生氢气 B.S -在整个过程中起还原剂的作用 C.反应Ⅱ的离子方程式为 3S2 -+2Cr3++7H2O 6S -+Cr2 -+14H+ D.阳极的电极反应式为 2S --2e- S2 - 二、非选择题 16．为研究一水草酸钙的热分解性质，进行如下实验：准确称取 36.50 g 样品加热，样品的 固体残留率( 固体样品的剩余质量 固体样品的起始质量 ×100%)随温度的变化如图所示。 (1)300 ℃时残留固体的成分为________，900 ℃时残留固体的成分为________。 (2)通过计算求出 500 ℃时固体的成分及质量(写出计算过程)。 17．由于反应的情况不同，反应热可以分为多种，如燃烧热和中和热等。 (1)下列各项中的ΔH 表示物质的燃烧热的是________(填序号，下同)，表示物质的中和热的 是________。 A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1 B．C(s)＋1 2O2(g)===CO(g) ΔH2 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH3 D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH4 E．C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH5 F．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH6 G．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH7 (2)25 ℃、101 kPa 时，1 g C6H6(l)完全燃烧生成 CO2(g)和 H2O(l)，放出 41.8 kJ 的热量，则 C6H6 的 燃 烧 热 为 ________ ， 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 为 _____________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)晶体硅(熔点 1410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下： Si(粗)――→Cl2 460 ℃SiCl4――→蒸馏 SiCl4(纯) ――→H2 1100 ℃Si(纯) 在上述由 SiCl4 制纯硅的反应中，测得每生成 1.12 kg 纯硅需吸收 a kJ 热量，写出该反应的 热化学方程式： _________________________________________________________________ ______________________。 参考答案 一、选择题 1．C 解析：C 解析 过程Ⅰ中 CFCl3 转化为 CFCl2 和氯原子，断裂极性键 C—Cl 键，A 项正确；根据图 中信息可知，过程Ⅱ可表示为 O3＋Cl·―→ClO·＋O2，B 项正确；形成新键会放出热量，C 项错误；由图示过程可知氟利昂中氯原子是破坏 O3 的催化剂，D 项正确。 2．A 解析：A 解析：本题考查键能、燃烧热、反应热与键能的关系等。等量的 H2(g)完全反应 生成 H2O(l)放出的热量比生成 H2O(g)放出的热量多，则有 a-890.3kJ·mol−1 ， A 错 误 ； 反 应 1 2 H2SO4(aq)+ 1 2 Ba(OH)2(aq)= 1 2 BaSO4(s)+H2O(l)，既包含 H+(aq)+OH−(aq)=H2O(l)，又包含 1 2 SO2−4 (aq)+ 1 2 Ba2+(aq)= 1 2 BaSO4(s)，所以ΔH 为两反应之和，故ΔH<-57.3kJ·mol−1，B 正 确；N2 与 H2 的反应可逆，0.5mol N2 和 1.5mol H2 置于密闭的容器中充分反应生成 NH3(g)， 放热 19.3kJ，其热化学方程式为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<-38.6kJ·mol−1，C 错 误；4Al(s)+3O2(g)=2A12O3(s) ΔH=-2834.9kJ·mol−1，4Al(s)+2O3(g)=2A12O3(s) ΔH=-3119.1 kJ·mol−1，表明 O3 比 O2 能量高，稳定性差，D 错误。故选 B。 12．H 解析：（1）5517.6 （2）2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1135.7kJ/mol （3）吸热 反应物总能量小于生成物总能量 （4）41 【解析】(1)1mol 辛烷质量为 114g，所以燃烧热应为 48.40kJ/mol×114=5517.6kJ/mol。答案 为：5517.6；(2)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7kJ/mol ①；N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=－534kJ/mol ②；反应方程式为 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)，依据盖斯定律， 将 ② ×2- ① ， 即 得 肼 (N2H4) 与 NO2 完 全 反 应 生 成 氮 气 和 气 态 水 的 热 化 学 方 程 式 2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=－1135.7kJ/mol。(3)由于反应物的总能量<生成物 的总能量，所以反应吸热；判断依据是反应物总能量小于生成物总能量。(4)ΔH＝反应物的 总键能-生成物的总键能=6×E(N-H)+3×E(Cl-Cl)-E(N≡N)-6×E(H-Cl)=-462kJ·mol−1，6×[E(N-H) –E(H-Cl)]=-246kJ·mol−1，所以断开 1mol H–N 键与断开 1mol H–Cl 键所需能量相差约为 41kJ。 13．B 解析：B 【解析】A．根据盖斯定律③-②-①得 CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) ΔH=−41kJ·mol−1，故 A 正确；B．平衡常数只与温度有关，增大压强 K 不变，故 B 错误；C．反应①，每生成 1mol CO 的同时生成 0.5mol O2，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故 C 正确； D．焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和，因此反应②断开 2mol H2 和 1mol O2 中的 化学键所吸收的能量比形成 4mol O-H 键所放出的能量少 484kJ，故 D 正确；选 B。 【点睛】记住化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变。 14．D 解析：D 【解析】H2SO4 和 Ba(OH)2 反应会生成硫酸钡沉淀,则测定的 H2SO4 和 Ba(OH)2 反应的ΔH 不 等 于 2×(-57.3) kJ·mol-1,A 项 错 误 ; 甲 烷 的 标 准 燃 烧 热 ΔH=-890.3 kJ·mol-1, 即 CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1, 液 态 水 变 气 态 水 需 要 吸 热 , 则 CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH>-890.3 kJ·mol-1,B 项错误;该反应是可逆反应,将 1.5 mol H2 和过量的 N2 在此条件下充分反应,放出的热量应小于 46.2 kJ,C 项错误;CO(g)的燃烧 热是 283.0 kJ·mol-1,则 CO(g)+ O2(g) CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,该反应的逆反应为吸热 反应,所以反应 2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566.0 kJ·mol-1,D 项正确。 15．B 二、非选择题 16． (1)CaC2O4 CaO (2)500 ℃时残留固体的成分为 CaC2O4 和 CaCO3 的混合物，样品中 CaC2O4·H2O 的物质的量 n(CaC2O4·H2O)＝ 36.50 g 146 g·mol－1 ＝0.25 mol， 设混合物中 CaC2O4 和 CaCO3 的物质的量分别为 x mol 和 y mol，根据 500 ℃时固体总质量 可得 128x＋100y＝36.50 g×76.16%，根据钙元素守恒可得 x＋y＝0.25， 解得 x＝0.1，y＝0.15， m(CaC2O4)＝0.1 mol×128 g·mol－1＝12.8 g， m(CaCO3)＝0.15 mol×100 g·mol－1＝15.0 g 500 ℃时固体的成分为 12.8 g CaC2O4 和 15.0 g CaCO3。 17．(1)D、E F (2)3260.4 kJ·mol－1 C6H6(l)＋15 2 O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－3260.4 kJ·mol－1(其他合 理答案均可) (3)SiCl4(g)＋2H2(g) =====1100 ℃ Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋0.025a kJ·mol－1 解析 (3)审题时注意题干中的单位是“kg”。设生成 1 mol 纯硅(28 g)吸收的热量为 Q，计算 式为：1120 g∶a kJ＝28 g∶Q，Q＝0.025a kJ。书写热化学方程式时要标明各物质的状态： SiCl4(g)＋2H2(g) =====1100 ℃ Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋0.025a kJ·mol－1。