2020年高考化学大二轮复习 专题四 化学反应原理 提升训练10 化学反应中的能量变化

2020年高考化学大二轮复习 专题四 化学反应原理 提升训练10 化学反应中的能量变化

- 1 - 提升训练 10　化学反应中的能量 变化 1.(2018·金华十校统测)下列热化学方程式书写正确的是(ΔH 的绝对值均正确)(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(g)　ΔH=-1 367.0 kJ· mol-1(标准燃烧热) B.NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ· mol-1(中和热) C.S(s)+O2(g) SO2(g)　ΔH=-269 kJ· mol-1(反应热) D.2NO2 O2+2NO　ΔH=+116.2 kJ· mol-1(反应热) 2.(2018·湖州统测)下列说法正确的是(　　) A.图①中 ΔH1=ΔH2+ΔH3 B.图②在催化剂条件下,反应的活化能等于 E1+E2 C.图③表示醋酸溶液滴定 NaOH 和氨水混合溶液的电导率变化曲线 D.图④可表示由 CO(g)生成 CO2(g)的反应过程和能量关系 3.(2018·富阳中学模拟)25 ℃、101 kPa 下: ①2Na(s)+ O2(g) Na2O(s) ΔH1=-414 kJ· mol-1 - 2 - ②2Na(s)+O2(g) Na2O2(s) ΔH2=-511 kJ· mol-1 下列说法正确的是(　　) A.①和②产物的阴、阳离子个数比不相等 B.①和②生成等物质的量的产物,转移电子数不同 C.常温下 Na 与足量 O2 反应生成 Na2O,随温度升高生成 Na2O 的速率逐渐增大 D.25 ℃、101 kPa 下,Na2O2(s)+2Na(s) 2Na2O(s)　ΔH=-317 kJ· mol-1 4.(2018·舟山模拟)已知充分燃烧 a g 乙烯气体时生成 1 mol 二氧化碳气体和液态水,并放出 热量 b kJ,则表示乙烯燃烧的热化学方程式正确的是(　　) A.2C2H4(g)+6O2(g) 4CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-4b kJ· mol-1 B.C2H4(g)+3O2(g) 2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+2b kJ· mol-1 C.2C2H4(g)+6O2(g) 4CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2b kJ· mol-1 D.2C2H4(g)+6O2(g) 4CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+b kJ· mol-1 5.下列物质放入水中,会显著放热的是(　　) A.食盐 B.蔗糖 C.酒精 D.生石灰 6.乙烯和氢气反应过程中的能量变化如图(图中曲线 b)所示。下列有关叙述正确的是(　　) A.该反应为放热反应 B.催化剂能改变该反应的焓变 C.图中曲线 a 可表示使用催化剂时的能量变化 D.逆反应的活化能大于正反应的活化能 7.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应: +H2(g)。 已知: 化学键 C—H C—C C C H—H 键能/(kJ·mol-1) 412 348 612 436 根据表中数据计算上述反应的 ΔH(kJ · mol-1)(　　) A.-124 B.+124 C.+1 172 D.-1 048 8.2 mol Cl2(g)与足量的 H2(g)反应生成 HCl(g),在 298.15 K 时测得放出 369.2 kJ 能量。在下 列热化学方程式中,不正确的是(　　) A.H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH=-369.2 kJ·mol-1 - 3 - B.2H2(g)+2Cl2(g) 4HCl(g) ΔH=-369.2 kJ·mol-1 C.HCl(g) H2(g)+ Cl2(g) ΔH=+92.3 kJ·mol-1 D. H2(g)+ Cl2(g) HCl(g) ΔH=-92.3 kJ·mol-1 9.根据能量变化示意图得出的结论正确的是(　　) A.1 mol C 完全燃烧生成 CO2 时放出的热量为 393.5 kJ·mol-1 B.2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·mol-1 C.2CO2 (g) 2CO(g)+O2(g) ΔH=+283.0 kJ·mol-1 D.C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=+393.5 kJ·mol-1 10.运载火箭以液氢为燃烧剂,液氧为氧化剂。已知: ①H2(g) H2(l)　ΔH=-0.92 kJ·mol-1, ②O2(g) O2(l)　ΔH=-6.84 kJ·mol-1。 下列说法正确的是(　　) A.2 mol H2(g)与 1 mol O2(g)所具有的总能量比 2 mol H2O(g)所具有的总能量低 B.表示氢气的标准燃烧热的 ΔH=-241.8 kJ·mol-1 C.火箭中液氢燃烧的热化学方程式为 2H2(l)+O2(l) 2H2O(g)　ΔH=-474.92 kJ·mol-1 D.H2O(g)变成 H2O(l)的过程中,断键吸收的能量小于成键放出的能量 11.已知:①P4(g)+6Cl2(g) 4PCl3(g) ΔH=a kJ·mol-1, - 4 - ②P4(g)+10Cl2(g) 4PCl5(g)　ΔH=b kJ·mol-1,又知形成或拆开 1 mol 化学键放出或吸收的 能量称为该化学键的键能。P4 具有正四面体形结构,PCl5(g)中 P—Cl 键的键能为 c kJ·mol-1,PCl3(g)中 P—Cl 键的键能为 1.2c kJ·mol-1。下列叙述正确的是(　　) A.P—P 键的键能大于 P—Cl 键的键能 B.可求 Cl2(g)+PCl3(g) PCl5(s)的反应热 ΔH C.Cl—Cl 键的键能为 kJ·mol-1 D.P—P 键的键能为 kJ·mol-1 12.TiCl4 是由钛精矿(主要成分为 TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯 TiCl4 的流程示意 图如下: 钛精矿 粗 TiCl4 纯 TiCl4 氯化过程:TiO2 与 Cl2 难以直接反应,加碳生成 CO 和 CO2 可使反应得以进行。 已知:TiO2(s) +2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g)　 ΔH1=+175.4 kJ·mol-1 2C(s) +O2(g) 2CO(g)　ΔH2=-220.9 kJ·mol-1 (1)沸腾炉中加碳氯化生成 TiCl4(g)和 CO(g)的热化学方程式: 　。 (2)氯化过程中 CO 和 CO2 可以相互转化,根据如图判断:CO2 生成 CO 反应的 ΔH　　　　0(填 “>”“<”或“=”),判断依据:　 　。 13.(1)已知: 若表示 1 mol 甲醇完全燃烧的焓变为 ΔH3,试用 ΔH1、ΔH2、ΔH3 表示 CO(g)+2H2(g) CH3OH(l) 的 ΔH=　　　　　。若 ΔH1=-285.8 kJ· mol-1,ΔH2=+283.0 kJ· mol-1,某 H2 和 CO 的混合气 体完全燃烧时放出 113.74 kJ 能量,同时生成 3.6 g 液态水,则原混合气体中 H2 和 CO 的物质的 量之比为　　　　。 (2)以 CH4 和 H2O 为原料,通过下列反应也可以制备甲醇。 Ⅰ.CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.0 kJ· mol-1 - 5 - Ⅱ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH=-129.0 kJ· mol-1 CH4(g)与 H2O(g)反应生成 CH3OH(g)和 H2(g)的热化学方程式为　。 参考答案 提升训练 10　化学反应中的能量变化 1.C　A 项,生成的水不是液态水,故 A 项中 ΔH 不能表示 C2H5OH 的标准燃烧热;B 项,中和 反应为放热反应,故 B 项中 ΔH 应为负值;D 项,热化学方程式没有标明各物质的聚集状态。 2.C　若将图①中 ΔH1 对应的箭头改变方向(指向 H2O),则根据盖斯定律可知有 ΔH1=ΔH2+ΔH3,A 项错误;图②加入催化剂后,该反应的活化能为 E1,B 项错误;图③中,加入醋 酸溶液后发生反应:CH3COOH+NaOH CH3COONa+H2O,导电离子的物质的量变化不大,但加入了醋 酸溶液后,溶液体积增大,离子浓度减小,电导率减小,将 NaOH 反应完毕后,加入的醋酸与氨水 反应:CH3COOH+NH3·H2O CH3COONH4+H2O,溶液中导电离子浓度增大,溶液电导率增大,氨水反 应完毕后,再加入醋酸溶液后,溶液体积增大,因为醋酸是弱酸,则溶液的电导率会减小,C 项正 确;图④中各物质的聚集状态没有注明,D 项错误。 3.D　A 项,①和②产物中阳离子均为 Na+,阴离子分别为 O2-、 ,则阴、阳离子个数 比均为 1∶2,错误;B 项,①和②生成等物质的量的产物,由 Na 元素的化合价变化可知转移电 子数相同,错误;C 项,Na 与 O2 加热生成 Na2O2,随温度升高生成 Na2O 的速率减小,错误;D 项,由 盖斯定律可知,①×2-②可得 Na2O2(s)+2Na(s) 2Na2O(s),则 ΔH=(-414kJ·mol-1)×2-(-511kJ·mol-1)=-317kJ·mol-1,正确。 4.A　乙烯燃烧是放热反应,ΔH 为负值,生成 1molCO2 时,放热 bkJ,故生成 4molCO2 时,放 热 4bkJ。 5.D　A、B、C 中物质均溶于水,热效应不明显,CaO 与水反应,放出大量的热,热效应明显。 6.C　从图示可以看出反应物的总能量低于生成物的总能量,故为吸热反应,A 项错误;焓 变与反应过程中是否使用催化剂无关,B 项错误;加入催化剂可以降低反应的活化能,C 项正确; 正反应是吸热反应,逆反应的活化能小于正反应的活化能,D 项错误。 7.B　ΔH=反应物总键能-生成物总能键能,由有机物的结构可知,应是—CH2CH3 中总键能 与—CH CH2、H2 总键能之差,故 ΔH=(5×412+348-3×412-612-436)kJ·mol-1=+124kJ·mol-1, 故选 B。 8.A　2molCl2(g)对应放出的热量为 369.2kJ,1molCl2(g)对应放出的热量为 184.6kJ, molCl2(g)对应放出的热量为 92.3kJ,故 A 错误,B 正确;放热反应的 ΔH 为负值, H2(g)+ Cl2(g) HCl(g)是放热反应,HCl(g) H2(g)+ Cl2(g)是吸热反应,在 相同条件下其 ΔH 的绝对值相等,符号相反,故 C、D 两项正确。 9.B　根据能量变化示意图,1molC(s)完全燃烧生成 CO2(g)时放出的热量为 393.5kJ,A 项 热量的单位错误;由图可知,1molC(s)不完全燃烧生成 CO(g)时放热 110.5kJ 热量,则热化学方 程式为 2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH=-221.0kJ·mol-1,故 B 正确;由题图可知,1molCO2 分解生 成 1molCO 和 0.5mol 氧气吸收 283.0kJ 热量,则热化学方程式为 2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)　 ΔH=-566.0kJ·mol-1,故 C 错误;碳的燃烧反应是放热反应,ΔH<0,故 D 错误。 10.C　A 项,由图像分析,2molH2(g)与 1molO2(g)反应生成 2molH2O(g),放出 483.6kJ 的热 量,故 2molH2(g)与 1molO2(g)所具有的总能量比 2molH2O(g)所具有的总能量高,A 项错误。B 项, - 6 - 氢气的标准燃烧热是指 1mol 氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量,故表示氢气的标准燃烧 热的 ΔH=- kJ·mol-1=-285.8kJ·mol-1,B 项错误。C 项,①2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH=-483.6kJ·mol-1,②H2(g) H2(l)　ΔH=-0.92kJ·mol-1,③O2(g) O2(l)　 ΔH=-6.84kJ·mol-1,根据盖斯定律,由①-②×2-③可得 2H2(l)+O2(l) 2H2O(g)　 ΔH=-474.92kJ·mol-1,C 项正确。D 项,H2O(g)生成 H2O(l)为物理变化,不存在化学键的断裂和 生成,D 项错误。 11.C　P—Cl 键的键能大于 P—P 键的键能,A 项错误;PCl5(g)→PCl5(s)的能量转化未知, 无法求出 B 项反应的反应热,B 项错误;设 Cl—Cl 键的键能为 x,根据盖斯定律,反应②-①得 到 4PCl3(g)+4Cl2(g) 4PCl5(g)　ΔH=(b-a)kJ·mol-1,则 (b-a)kJ·mol-1=1.2ckJ·mol-1×12+4x-ckJ·mol-1×20,x= kJ·mol-1,C 项正确; 同理可得 P—P 键的键能为 kJ·mol-1,D 项错误。 12.答案: (1)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g)　ΔH=-45.5 kJ·mol-1 (2)>　温度越高,CO 的物质的量越多而 CO2 的物质的量少,说明 CO2 生成 CO 的反应是吸热 反应 解析: 由制备纯 TiCl4 的流程示意图,钛精矿与氯气、C 发生氯化过程,反应为 TiO2+2Cl2+2C TiCl4+2CO。 (1)由Ⅰ.TiO2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g)　ΔH1=+175.4kJ·mol-1 Ⅱ.2C(s)+O2(g) 2CO(g)　ΔH2=-220.9kJ·mol-1, 结合盖斯定律可知,Ⅰ+Ⅱ得到 TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g)　 ΔH=(+175.4kJ·mol-1)+(-220.9kJ·mol-1)=-45.5kJ·mol-1,即热化学方程式为 TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(g)+2CO(g)　ΔH=-45.5kJ·mol-1。 (2)因温度越高,CO 的物质的量越多而 CO2 的物质的量少,说明 CO2 生成 CO 的反应是吸热 反应,所以 ΔH>0;温度越高,CO 的物质的量越多而 CO2 的物质的量少,说明 CO2 生成 CO 的反应 是吸热反应。 13.答案: (1)2ΔH1-ΔH2-ΔH3　1∶1 (2)CH4(g)+H2O(g) CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77 kJ· mol-1 解析: (1)由反应Ⅰ可得①H2(g)+ O2(g) H2O(l)　ΔH1,由反应Ⅱ可得②CO2(g) CO(g)+ O2(g)　ΔH2,由表示 1mol 甲醇完全燃烧的焓变为 ΔH3 可得③CH3OH(l)+ O2(g) CO2(g)+2H2O(l)　ΔH3,将①×2-②-③可得目标热化学方程式,故 ΔH=2ΔH1-ΔH2-ΔH3。由 ΔH1、ΔH2 可知表示 H2、CO 的标准燃烧热的 ΔH 分别为 -285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1,混合气体完全燃烧生成 3.6g 液态 水,n(H2O)=0.2mol,n(H2)=0.2mol,H2 燃烧放出的热量 Q=0.2mol×285.8kJ·mol-1=57.16kJ,则 - 7 - 混合气体中 CO 燃烧放出的热量为 113.74kJ-57.16kJ=56.58kJ,则混合气体中 n(CO)= ≈0.2mol。 (2)依据盖斯定律,Ⅰ+Ⅱ得到:CH4(g)+H2O(g) CH3OH(g)+H2(g)　 ΔH=(206.0-129.0)kJ·mol-1=+77kJ·mol-1。