2021届新高考一轮复习人教版第17讲化学反应与能量变化作业

2021届新高考一轮复习人教版第17讲化学反应与能量变化作业

练案[17]第六章　化学反应与能量 第17讲　化学反应与能量变化 A组　基础必做题 ‎1．(2020·四川攀枝花统考)我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，在低温下获得高转化率与高反应速率。反应过程示意图如下：‎ 下列说法正确的是(　A　)‎ A．图示显示：起始时的2个H2O都参与了反应过程 B．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程 C．过程Ⅲ只生成了极性共价键 D．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH ‎[解析]　本题考查化学反应中水煤气变换反应中的能量变化，以及催化剂的催化机理。根据反应过程示意图，起始时的2个H2O分别在过程Ⅰ、过程Ⅱ中发生化学键的断裂，因此起始时的2个H2O都参与了反应过程，A项正确；根据反应过程示意图，过程Ⅰ、Ⅱ都发生了水分子中H—O键的断裂，化学键断裂为吸热过程，B项错误；过程Ⅲ中生成了H2，H2中的化学键为非极性共价键，C项错误；催化剂能改变反应的活化能，不能改变反应的ΔH，D项错误。‎ ‎2．(2020·吉林长春实验中学开学考)H2(g)和I2(g)在一定条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1。已知H2(g)和I2(g)断键情况如图所示，a、b、c均大于0，下列说法不正确的是(　B　)‎ A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 B．断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量大于断开2 mol H—I键所需能量 C．断开2 mol H—I键所需能量约为(a＋b＋c) kJ D．向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，充分反应后放出的热量小于‎2a kJ ‎[解析]　本题考查反应热与键能的关系。该反应的ΔH<0，则是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确；该反应是放热反应，断开1 mol H—H键和1 mol ‎ I—I键所需能量小于断开2 mol H—I键所需能量，B错误；设断开2 mol H—I键所需能量为x kJ，则有b＋c－x＝－a，那么x＝a＋b＋c，C正确；该反应是可逆反应，向密闭容器中加入2 mol H2(g)和2 mol I2(g)，充分反应，生成的HI的物质的量小于4 mol，则放出的热量小于‎2a kJ，D正确。‎ ‎3．(2020·山西汾阳中学联考)化学键的键能是指气态基态原子形成1 mol化学键时所释放的能量，常用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是(　D　)‎ 共价键 H—H F—F H—F C—F C—Cl C—I E/(kg·mol－1)‎ ‎436‎ ‎157‎ ‎568‎ ‎427‎ ‎330‎ ‎218‎ A．C—Br键键能的可能范围是218 kJ· mol－10，故有ΔH1<ΔH2，A正确；相同条件下，若1 mol H(g)具有的能量为E1,1 mol H2(g)具有的能量为E2，氢原子形成氢分子时放出能量，即2H(g)===H2(g)放出热量，则有2E1>E2，B错误；甲烷完全燃烧生成的稳定氧化物为CO2(g)和H2O(l)，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，C错误；浓硫酸与NaOH溶液发生中和反应放出热量，另外浓硫酸溶于水放热，故含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合放出的热量大于57.3 kJ，D错误。‎ ‎12．(2020·新题预选)下列有关图像的叙述不正确的是(　A　)‎ A．图Ⅰ：H2的燃烧热为245 kJ·mol－1‎ B．图Ⅱ：b可能为使用催化剂的曲线，活化能降低 C．图Ⅱ：恒温恒容时，向容器中充入1 mol N2、3 mol H2，充分反应后放热小于92.2 kJ D．图Ⅲ：HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)‎ ΔH＝＋90.7 kJ·mol－1‎ ‎[解析]　根据燃烧热的概念，H2的燃烧热为1 mol H2(g)完全燃烧生成稳定氧化物H2O(l)时所放出的热量，由图I可知H2O为气态，A项叙述错误；由图Ⅱ可知，曲线b的活化能低于a的，b可能使用了催化剂，B项叙述正确；由于N2与H2合成NH3为可逆反应，故充分反应后达到平衡时放热小于92.2 kJ，C项叙述正确；由图Ⅲ可知，HgO(s)分解为Hg(l)和O2(g)为吸热反应，热化学方程式书写正确，D项叙述正确。‎ ‎13．(2020·海南高三检测)(双选)某反应的ΔH＝＋100 kJ·mol－1，下列有关该反应的叙述正确的是(　CD　)‎ A．正反应活化能小于100 kJ·mol－1‎ B．逆反应活化能一定小于100 kJ·mol－1‎ C．正反应活化能不小于100 kJ·mol－1‎ D．正反应活化能比逆反应活化能大100 kJ·mol－1‎ ‎[解析]　ΔH是正反应的活化能与逆反应活化能的差，由于差值ΔH＝＋100 kJ/mol，则C、D正确。‎ ‎14．(2020·上海高三检测)(双选)已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2均为正值)：‎ H2(g)＋Cl2(g)―→2HCl(g)＋Q1‎ H2(g)＋Br2(g)―→2HBr(g)＋Q2‎ 有关上述反应的叙述正确的是(　AD　)‎ A．Q1>Q2‎ B．生成物总能量均高于反应物总能量 C．生成1 mol HCl气体时放出Q1热量 D．1 mol HBr(g)具有的能量大于1 mol HBr(l)具有的能量 ‎[解析]　B项，因为反应为放热过程，所以生成物总能量要低于反应物总能量；C项，生成1 mol HCl气体时放出热量为Q1。‎ ‎15．(2020·广东广州外国语学校检测)乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH<0。‎ ‎(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的ΔH＝ －2(b－a) kJ·mol－1(用含a、b的式子表示)‎ ‎(2)几种化学键的键能如下表所示，实验测得上述反应的ΔH＝－152 kJ·mol－1，则表中的x＝ 620 。‎ 化学键 C===O H—H C===C C—H O—H 键能/ (kJ·mol－1)‎ ‎803‎ ‎436‎ x ‎414‎ ‎463‎ ‎[解析]　(1)ΔH等于正反应的活化能与逆反应的活化能的差。由图可知反应2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)为放热反应，ΔH＝－2(b－a)kJ·mol－1。‎ ‎(2)ΔH＝(4×803＋6×436－4×414－x－8×463)kJ·mol－1＝－152 kJ·mol－1，解得x＝620。‎ ‎16．(2020·经典习题选粹)(1)[2019·课标Ⅲ理综，28(2)]Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：‎ CuCl2(s)===CuCl(s)＋Cl2(g)　ΔH1＝83 kJ·mol－1‎ CuCl(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g)‎ ΔH2＝－20 kJ·mol－1‎ CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g)‎ ΔH3＝－121 kJ·mol－1‎ 则4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝ －116 kJ·mol－1。‎ ‎(2)如图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。‎ 通过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为　H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝286 kJ·mol－1　、　H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝20 kJ·mol－1　，制得等量H2所需能量较少的是 系统(Ⅱ) 。‎ ‎(3)已知：‎ ‎①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)ΔH1‎ ‎②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)ΔH2‎ ‎③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)ΔH3‎ ‎④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)‎ ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol－1‎ 上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝ 2ΔH3－2ΔH2－ΔH1 ，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 反应放热量大，产生大量气体 。‎ ‎(4)已知下列反应：‎ SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l)　ΔH1‎ ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)ΔH2‎ CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3‎ 则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝ ΔH1＋ΔH2－ΔH3 。‎ ‎[解析]　(1)将题给三个热化学方程式分别编号为①、②、③，根据盖斯定律由①×2＋②×2＋③×2可得目标热化学方程式，则反应热ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3＝－116 kJ·mol－1。‎ ‎(2)将题给四个热化学方程式依次编号为①②③④，系统(Ⅰ)中制氧的反应为H2O(l)===H2(g)＋O2(g)，根据盖斯定律，由①＋②＋③可得：H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝327 kJ·mol－1＋(－151 kJ·mol－1)＋110 kJ·mol－1＝286 kJ·mol－1。系统(Ⅱ)中制氢反应为H2S(g)===H2(g)＋S(s)，根据盖斯定律，由②＋③＋④可得H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝(－151 kJ·mol－1)＋110 kJ·mol－1＋61 kJ·mol－1＝20 kJ·mol－1。分析系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢反应的热化学方程式可知，制取等量的H2时，系统(Ⅱ)消耗的能量少。‎ ‎(3)根据盖斯定律，反应④可由2×③－2×②－①求得，故热效应之间的关系可表示为ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；联氨有强还原性，N2O4有强氧化性，两者反应时放出大量的热量，且产生大量气体，故联氨和N2O4可作为火箭推进剂。‎ ‎(4)根据盖斯定律，由①＋②－③可得SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)，故该反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。‎