專題2化學(xué)基本理論第2講化學(xué)反應(yīng)與能量變化提能力

1、 1據(jù)報(bào)道，科學(xué)家開(kāi)發(fā)出了利用太陽(yáng)能分解水的新型催化劑。下列有關(guān)水分解過(guò)程的能量變化示意圖正確的是()解析：分解水屬于吸熱反應(yīng)，催化劑可以降低活化能。答案：B2下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的說(shuō)法不正確的是()A任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著熱量的變化B一個(gè)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)要看反應(yīng)物和生成物具有總能量的相對(duì)大小C化學(xué)鍵的斷裂一定吸收能量， 化學(xué)鍵的形成一定釋放能量D化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的能量變化除熱能外，也可以是光能、電能等解析：任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化，但不一定是熱量的變化，A錯(cuò)。答案：A3雙選題已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中不正確的是()A每生成

2、2分子AB吸收b kJ熱量B該反應(yīng)熱H(ab) kJmol1C該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量D斷裂1 mol AA和1 mol BB鍵，放出a kJ能量解析：觀察題給圖像可以得到，上述反應(yīng)的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應(yīng)，其中反應(yīng)熱H(ab)kJmol1。化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，化學(xué)鍵斷裂為吸熱過(guò)程，化學(xué)鍵形成為放熱過(guò)程。答案：AD4肼(N2H4)是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，它與N2O4反應(yīng)時(shí)，N2O4為氧化劑，生成氮?dú)夂退魵?。已知：N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H8.7 kJ/mol，N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.0 kJ/mol，下列表示肼跟N2

3、O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，正確的是()A2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g) 4H2O(g) H542.7 kJ/molB2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H1059.3 kJ/molC2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H1076.7 kJ/molDN2H4(g) N2O4(g)=N2(g)2H2O(g) H1076.7 kJ/mol解析：N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H8.7 kJ/mol，N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.0 kJ/mol，將熱化學(xué)方程式2就可以得到肼與N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，則

4、H534.0 kJ/mol28.7 kJ/mol1076.7 kJ/mol，選項(xiàng)C正確。答案：C5甲醇是人們開(kāi)發(fā)和利用的一種新能源。已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1571.8 kJ/mol；CH3OH(g)1/2O2(g)=CO2(g)2H2(g)H2192.9 kJ/mol。(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)。(2)反應(yīng)中的能量變化如圖所示，則H2_ kJ/mol(用E1、E2表示)。(3)H2(g)的燃燒熱為_(kāi)。(4)請(qǐng)你分析H2(g)作為能源比甲醇蒸氣作為能源的優(yōu)點(diǎn)：_(寫出兩點(diǎn)即可)。解析：(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)反應(yīng)可得甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH

5、3OH(g)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ/mol。(2)反應(yīng)的最終能量變化只與始態(tài)、終態(tài)能量有關(guān)，與中間狀態(tài)無(wú)關(guān)，故H2E1E2。(3)根據(jù)燃燒熱的定義可知，H2(g)的燃燒熱為H285.9 kJ/mol。(4)比較H2(g)和CH3OH(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式，H2(g)燃燒產(chǎn)物為H2O，其對(duì)環(huán)境無(wú)任何影響，CH3OH(g)燃燒會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有影響的溫室氣體CO2，且等質(zhì)量的H2(g)燃燒比CH3OH(g)燃燒放出的熱量多。答案：(1)CH3OH(g)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ/mol(2)E1E2(3)285.9 kJ

6、/mol(4)H2燃燒的產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染；等質(zhì)量的H2完全燃燒放出的熱量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)(限時(shí)45分鐘，滿分100分)一、選擇題(本題包括7小題，每小題6分，共42分)1化學(xué)與人類生活、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)。下列措施有利于節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的是()加快化石燃料的開(kāi)采與使用；研發(fā)易降解的生物農(nóng)藥；應(yīng)用高效潔凈的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)；田間焚燒秸稈；推廣使用節(jié)能環(huán)保材料。A BC D解析：本題考查化學(xué)與STSE的聯(lián)系，意在考查考生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。加快化石燃料的開(kāi)采與使用不利于節(jié)能減排，田間焚燒秸桿會(huì)污染環(huán)境，故選B.答案：B2根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式()

7、I2(g)H2(g) 2HI(g)H9.48 kJ/mol()I2(s)H2(g) 2HI(g)H26.48 kJ/mol下列判斷正確的是()A254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反應(yīng)放熱9.48 kJB1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJC反應(yīng)()的產(chǎn)物比反應(yīng)()的產(chǎn)物穩(wěn)定D反應(yīng)()的反應(yīng)物總能量比反應(yīng)()的反應(yīng)物總能量低解析：反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化；利用蓋斯定律可得出1 mol 固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96 kJ；同一種物質(zhì)的能量在相同條件下，能量一樣多。同樣利用蓋斯定律可得出選項(xiàng)D正確。答案：D3已知斷開(kāi)或形成1 m

8、ol化學(xué)鍵吸收或放出的能量稱為化學(xué)鍵的鍵能，如HH鍵的鍵能為436 kJ/mol，NN鍵的鍵能為945 kJ/mol，NH鍵的鍵能為391 kJ/mol。則下列有關(guān)工業(yè)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是() 解析：根據(jù)反應(yīng)熱和鍵能的關(guān)系可得，H945 kJ/mol3436 kJ/mol6391 kJ/mol93 kJ/mol。答案：A4雙選題下列說(shuō)法正確的是()A任何酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O的過(guò)程中，能量變化均相同B同溫同壓下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的H相同C已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)Ha kJmol1，2H2(g)O2(g)=

9、2H2O(l)Hb kJmol1，則abD已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，C(s，金剛石)O2(g)=CO2(g)H395.0 kJmol1，則C(s，石墨)=C(s，金剛石)H1.5 kJmol1解析：A項(xiàng)，弱酸與弱堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O釋放的能量小于強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水釋放的能量，不正確；B項(xiàng)，不論是在光照還是在點(diǎn)燃條件下的H均相同，正確；C項(xiàng)，生成液態(tài)水放出的熱量多，故ab，不正確；D項(xiàng)，根據(jù)蓋斯定律，用兩個(gè)熱化學(xué)方程式相減即得，正確。答案：BD5SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在SF鍵。已知：1 mol

10、S(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kJ，斷裂1 mol FF、SF鍵需吸收的能量分別為160 kJ、330 kJ。則S(s)3F2(g)=SF6(g)的反應(yīng)熱H為()A1780 kJ/mol B1220 kJ/molC450 kJ/mol D430 kJ/mol解析：本題考查化學(xué)反應(yīng)熱計(jì)算。化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的生成，舊鍵的斷裂吸收熱量，新鍵的生成放出熱量，兩個(gè)熱量變化的總體效應(yīng)即為反應(yīng)的熱效應(yīng)。S(s)3F2(g)=SF6(g)的反應(yīng)過(guò)程中舊鍵斷裂吸收的熱量為280 kJ160 kJ3760 kJ，新鍵生成放出的熱量為330 kJ61980 kJ，反應(yīng)放出1220 kJ的熱

11、量，H1220 kJ/mol。答案：B6將1 000 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液與足量稀硫酸充分反應(yīng)放出a kJ熱量；將1 000 mL 0.5 molL1 HCl溶液與足量CH3COONa溶液充分反應(yīng)放出b kJ熱量(不考慮醋酸鈉水解)；將500 mL 1 molL1 H2SO4溶液與足量(CH3COO)2Ba(可溶性強(qiáng)電解質(zhì))溶液反應(yīng)放出的熱量為()A(5a2b) kJ B(2b5a) kJC(5a2b) kJ D(10a4b) kJ解析：依題意可得：Ba2(aq)SO(aq)=BaSO4(s)H10a kJmol1；CH3COO(aq)H(aq)=CH3COOH(aq)H2

12、b kJmol1。則Ba2(aq)SO(aq)2CH3COO(aq)2H(aq)=BaSO4(s)2CH3COOH(aq)H(10a4b) kJmol1，即0.5 mol H2SO4參與反應(yīng)放出的熱量為(5a2b)kJ。答案：C7雙選題紅磷(P)和Cl2發(fā)生反應(yīng)生成PCl3和PCl5，反應(yīng)過(guò)程和能量的關(guān)系如下圖所示，圖中的H表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，該分解反應(yīng)是可逆反應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是()A其他條件不變，升高溫度有利于PCl5的生成B反應(yīng)2P(s)5Cl2(g)=2PCl5(g)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)熱H798 kJ/molCP和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方

13、程式為：2P(s)3Cl2(g)=2PCl3(g)H306 kJ/molD其他條件不變，對(duì)于PCl5分解生成PCl3和Cl2的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，PCl5的轉(zhuǎn)化率減小，平衡常數(shù)K不變解析：由圖可知，P和Cl2反應(yīng)生成PCl5的熱化學(xué)方程式是：P(s)Cl2(g)=PCl5(g)H399 kJ/mol，則A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；圖中的H表示生成1 mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；溫度不變，平衡常數(shù)不變，D項(xiàng)正確。答案：BD二、非選擇題(本題包括4小題，共58分)8(15分)化學(xué)在能源開(kāi)發(fā)與利用中起著十分關(guān)鍵的作用。(1)蘊(yùn)藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀象冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒和水汽化的熱化

14、學(xué)方程式分別為：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJmol1，H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1；則356 g“可燃冰”(分子式為CH49H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為_(kāi)。(2)0.3 mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5 kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為_(kāi)；(3)家用液化氣中主要成分之一是丁烷。當(dāng)1 g丁烷完全燃燒并生成CO2和液態(tài)水時(shí)，放出熱量50 kJ。試寫出丁烷燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_。解析：(1)356 g“可燃冰”釋放的甲烷為2 mol，根據(jù)題中的熱化學(xué)方程式寫

15、出甲烷燃燒生成液態(tài)水的燃燒方程式可計(jì)算出放出的熱量。(2)1 mol乙硼烷燃燒生成固態(tài)B2O3和液態(tài)水放出熱量2165 kJ。(3)1 mol丁烷質(zhì)量為58 g，從而可計(jì)算出反應(yīng)熱并寫出熱化學(xué)方程式。答案：(1)1780.6 kJ(2)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2165 kJ/mol(3)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2900 kJ/mol9(15分)在火箭推進(jìn)器中裝有還原劑肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑H2O2，當(dāng)它們混合時(shí)，即產(chǎn)生大量的氮?dú)夂退魵?，并放出大量的熱。已?.4 mol液態(tài)肼和足量H2O2反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵鈺r(shí)放出256.

16、64 kJ的熱量。(1)寫出肼和H2O2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_。(2)已知H2O(l)=H2O(g)H44 kJ/mol，則16 g液態(tài)肼與足量雙氧水反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水時(shí)，放出的熱量是_。(3)上述反應(yīng)應(yīng)用于火箭推進(jìn)器，除釋放出大量熱量和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個(gè)很突出的優(yōu)點(diǎn)是_。(4)向次氯酸鈉溶液中通入一定物質(zhì)的量的氨氣可生成肼，寫出反應(yīng)的離子方程式_，該反應(yīng)的還原產(chǎn)物是_。解析：(1)首先根據(jù)題意確定反應(yīng)物和生成物，然后寫出化學(xué)方程式：N2H42H2O2=N24H2O。0.4 mol液態(tài)肼和足量H2O2反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵鈺r(shí)放出256.64 kJ的熱量，則1 mol液態(tài)肼和足量H2O2

17、反應(yīng)時(shí)放出熱量為：2.5256.64 kJ641.6 kJ，由此可寫出上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(2)16 g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為0.5 mol，則與足量雙氧水反應(yīng)生成0.5 mol N2和2 mol H2O(l)時(shí)放出熱量為：0.5 mol641.6 kJ/mol2 mol44 kJ/mol408.8 kJ。(3)反應(yīng)生成的物質(zhì)是N2和H2O，無(wú)污染。(4)氨氣中氮元素的化合價(jià)為3，肼分子中氮元素的化合價(jià)為2，則氨是還原劑，次氯酸鈉是氧化劑，還原產(chǎn)物是NaCl，然后根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒以及電荷守恒即可寫出離子方程式。答案：(1)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.6 k

18、J/mol(2)408.8 kJ(3)產(chǎn)物為氮?dú)夂退?，無(wú)污染(4)2NH3ClO=N2H4ClH2ONaCl10(12分)聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)于2009年12月718日在哥本哈根召開(kāi)。中國(guó)政府承諾到2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%45%。(1)有效“減碳”的手段之一是節(jié)能。下列制氫方法最節(jié)能的是_(填字母序號(hào))。A電解水制氫：2H2O2H2O2B高溫使水分解制氫：2H2O2H2O2C太陽(yáng)光催化分解水制氫：2H2O2H2O2D天然氣制氫：CH4H2O CO3H2(2)用CO2和氫氣合成CH3OCH3(甲醚)是解決能源危機(jī)的研究方向之一。已知：CO(g)2H2(g) CH3O

19、H(g)H90.7 kJmol12CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g)H23.5 kJmol1CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H41.2 kJmol1則CO2和氫氣合成CH3OCH3(g)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。 (3)在催化劑和一定溫度、壓強(qiáng)條件下，CO與H2可反應(yīng)生成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，則：p1_p2(填“”或“”)，上述反應(yīng)的H_0(填“”或“”)。解析：(1)太陽(yáng)能是取之不盡的天然能源，用太陽(yáng)能分解水最節(jié)能。(2)利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算，將三個(gè)方程式進(jìn)行形式變換，2CO(g)4H2(g) 2CH3OH(g)H181.4 kJmol12CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g