2020-2021学年高二化学重难点训练：化学反应与能量的变化

2020-2021学年高二化学重难点训练：化学反应与能量的变化

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。