2023高考化學大二輪復習第1部分知識整合專題2基本理論第6講化學反應與能量

PAGEPAGE2第6講化學反響與能量[限時50分鐘，總分值70分]一、選擇題(包括7個小題，每題5分，共35分)1．(2022·牡丹江模擬)美國研究人員將CO和O附著在一種釕催化劑外表，用激光脈沖將其加熱到2000K，成功觀察到CO與O形成化學鍵生成CO2的全過程。以下說法不正確的選項是A．CO2屬于酸性氧化物B．CO與O形成化學鍵的過程中放出能量C．釕催化劑可以改變該反響的焓變D．CO與O形成化學鍵的過程中有電子轉移解析A、二氧化碳和堿反響生成鹽和水，說明二氧化碳是酸性氧化物，正確，不選A；B、形成化學鍵時放出熱量，正確，不選B；C、催化劑只改變反響速率，不改變反響的焓變，錯誤，選C；D、一氧化碳轉化為二氧化碳時碳的化合價升高，所以一氧化碳和氧形成化學鍵過程中有電子轉移，正確，不選D。答案C2．(2022·三亞模擬)丙烷的燃燒熱ΔH=－2215kJ·mol－1，假設一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8g水，那么放出的熱量約為A.55kJ B．220kJC．550kJ D．1108kJ解析丙烷分子式是C3H8,1mol丙烷燃燒會產(chǎn)生4mol水，那么丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8g水，消耗丙烷的物質的量是n(C3H8)=m÷M=1.8g÷18g·mol－1=0.1mol，所以反響放出的熱量是Q=(2215kJ·mol－1÷4mol)×0.1=55.375kJ，因此大于數(shù)值與選項A接近。答案A3．(2022·上海高考)H2O2在催化劑作用下分解速率加快，其能量隨反響進程的變化如以下圖所示。以下說法正確的選項是A．參加催化劑，減小了反響的熱效應B．參加催化劑，可提高H2O2的平衡轉化率C．H2O2分解的熱化學方程式：H2O2=H2O＋O2ΔH<0D．反響物的總能量高于生成物的總能量解析參加催化劑，減小了反響的活化能，使反響在較低的溫度下發(fā)生，但是反響的熱效應不變，A項錯誤；參加催化劑，可提高H2O2的分解的反響速率，但不能改變平衡狀態(tài)，對轉化率無影響，B項錯誤；熱化學方程式要符合質量守恒定律，且要注明聚集狀態(tài)，C項錯誤；根據(jù)圖示可知反響物的總能量高于生成物總能量，該反響是放熱反響，D項正確。答案D4．(2022·海淀模擬)H2和I2在一定條件下能發(fā)生反響：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH=－akJ·mol－1：〔a、b、c均大于零〕以下說法不正確的選項是A．反響物的總能量高于生成物的總能量B．斷開1molH－H鍵和1molI－I鍵所需能量大于斷開2molH－I鍵所需能量C．斷開2molH－I鍵所需能量約為(c＋b＋a)kJD．向密閉容器中參加2molH2和2molI2，充分反響后放出的熱量小于2akJ解析該反響的ΔH＜0，為放熱反響，故反響物的總能量高于生成物的總能量，A項正確；該反響為放熱反響，那么斷開1molH－H鍵和1molI－I鍵所需的能量小于斷開2molH－I鍵所需的能量，B項錯誤；ΔH=E(H－H)＋E(I－I)－2E(H－I)=－akJ·mol－1，故斷開2molH－I鍵所需的能量約為(c＋b＋a)kJ，C項正確；H2和I2的反響為可逆反響，2molH2和2molI2不可能完全反響生成4molHI，因此放出的熱量小于2akJ，D項正確。答案B5．斷開或形成1mol化學鍵吸收或放出的能量稱為化學鍵的鍵能，如H－H鍵的鍵能為436kJ·mol－1，N≡N鍵的鍵能為945kJ·mol－1，N－H鍵的鍵能為391kJ·mol－1。那么以下有關工業(yè)合成氨反響的熱化學方程式正確的選項是A.N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up11(高溫、高壓),\s\do11(催化劑))2NH3(g)ΔH=－93kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up11(高溫、高壓),\s\do11(催化劑))2NH3(g)ΔH=＋1471kJ·mol－1C．N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up11(高溫、高壓),\s\do11(催化劑))2NH3(g)ΔH=＋93kJ·mol－1D．N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up11(高溫、高壓),\s\do11(催化劑))2NH3(g)ΔH=－1471kJ·mol－1解析根據(jù)反響熱和鍵能的關系可得，ΔH=945kJ·mol－1＋3×436kJ·mol－1－6×391kJ·mol－1=－93kJ·mol－1。答案A6．(2022·閘北模擬)以下關于如下圖轉化關系(X代表鹵素)的說法錯誤的選項是A．Q3＞0 B．Q1=Q2＋Q3C.按Cl、Br、I的順序，Q2依次增大 D．Q1越大，HX越穩(wěn)定解析A．原子形成化學鍵過程中放熱，那么反響2H(g)＋2X(g)=2HX(g)的Q3＞0，故A正確；B．根據(jù)蓋斯定律可知，途徑Ⅰ生成HX的反響熱與途徑無關，所以Q1=Q2＋Q3，故B正確；C．Cl、Br、I的原子半徑依次增大，Cl2、Br2、I2斷裂化學鍵需要能量減小，所以途徑Ⅱ按Cl、Br、I的順序，吸收的熱量Q2依次減小，故C錯誤；D．Q1為氫氣和鹵素單質形成HX的過程，該反響中Q1越大，說明放出的熱量越多，那么生成的HX具有能量越低，HX越穩(wěn)定，故D正確。答案C7．(2022·江蘇高考)通過以下反響均可獲取H2。以下有關說法正確的選項是①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH1=571.6kJ·mol－1②焦炭與水反響制氫：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2=131.3kJ·mol－1③甲烷與水反響制氫：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3=206.1kJ·mol－1A．反響①中電能轉化為化學能B．反響②為放熱反響C．反響③使用催化劑，ΔH3減小D．反響CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH=74.8kJ·mol－1解析反響①是太陽能轉化為化學能，A不正確；反響②中ΔH2＞0，是吸熱反響，B不正確；反響③使用催化劑不能改變反響的焓變，ΔH不變，C不正確；D項中，由蓋斯定律，反響③－②可得CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH=74.8kJ·mol－1，正確。答案D二、非選擇題(包括4個小題，共35分)8．(8分)E1=134kJ·mol－1、E2=368kJ·mol－1，請參考題中圖表，按要求填空：(1)圖Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反響生成CO2(g)和NO(g)過程中的能量變化示意圖，假設在反響體系中參加催化劑，反響速率加快，E1的變化是________(填“增大〞、“減小〞或“不變〞，下同)，ΔH的變化是________。NO2和CO反響的熱化學方程式為__________________________________________________。(2)捕碳技術(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反響。反響Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1反響Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2反響Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3那么ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關系是：ΔH3=________。(3)下表所示是局部化學鍵的鍵能參數(shù)：化學鍵P—PP—OOOPO鍵能/kJ·mol－1abcx白磷的燃燒熱為dkJ·mol－1，白磷及其完全燃燒生成的產(chǎn)物的結構如圖Ⅱ所示，表中x=________kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)。解析(1)參加催化劑能降低反響所需的活化能，那么E1和E2都減小，但E2－E1不變，即反響熱不改變，由圖知，1molNO2和1molCO反響生成CO2和NO放出熱量368－134=234kJ，該反響的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH=－234kJ·mol－1；(2)觀察方程式，利用蓋斯定律，②×2－①得方程式③，故ΔH3=2ΔH2－ΔH1；(3)白磷燃燒的化學方程式為P4＋5O2=P4O10,1mol白磷完全燃燒需拆開6molP—P、5molOO，形成12molP—O、4molPO，故12mol×bkJ·mol－1＋4mol×xkJ·mol－1－(6mol×akJ·mol－1＋5mol×ckJ·mol－1)=dkJ·mol－1，解得x=eq\f(1,4)(6a＋5c＋d－12b)kJ·mol－1。答案(1)減小不變NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH=－234kJ·mol－1(2)2ΔH2－ΔH1(3)eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)9．(9分)碳是形成化合物種類最多的元素，其單質及化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質。請答復以下問題：(1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉化成N，轉化過程如下：ΔH=＋88.6kJ·mol－1那么M、N相比，較穩(wěn)定的是________。(2)CH3OH(l)的燃燒熱ΔH=－238.6kJ·mol－1，CH3OH(l)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH=－akJ·mol－1，那么a________238.6(填“>〞、“<〞或“=〞)。(3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層，生成HCl和CO2，當有1molCl2參與反響時釋放出145kJ熱量，寫出該反響的熱化學方程式：____________________________________________________________________。(4)火箭和導彈外表的薄層是耐高溫物質。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒，所得物質可作耐高溫材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)=2Al2O3(s)＋3TiC(s)ΔH=－1176kJ·mol－1，那么反響過程中，每轉移1mol電子放出的熱量為________。解析(1)M轉化為N是吸熱反響，所以N的能量高，不穩(wěn)定。(2)甲醇燃燒生成CO2(g)和H2(g)屬于不完全燃燒，放出的熱量少，故a<238.6。(3)反響的化學方程式為2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g)，當有2molCl2參與反響時釋放出290kJ熱量，所以該反響的熱化學方程式為2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g)ΔH=－290kJ·mol－1。(4)所給反響中轉移12個電子，故每轉移1mol電子放出的熱量為1176kJ÷12=98kJ。答案(1)M(2)<(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g)ΔH=－290kJ·mol－1(4)98kJ10．(9分)(1)新的?環(huán)境空氣質量標準?(GB3095－2022)將于2022年1月1日在我國全面實施。據(jù)此，環(huán)境空氣質量指數(shù)(AQI)日報和實時報告包括了NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指標，為公眾提供健康指引，引導當?shù)鼐用窈侠戆才懦鲂泻蜕?。①汽車排出的尾氣中含有CO和NO等氣體，用化學方程式解釋產(chǎn)生NO的原因________________________________________________________________。②汽車排氣管內安裝的催化轉化器，可使汽車尾氣中的主要污染物轉化為無毒的大氣循環(huán)物質。：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH=＋180.5kJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH=－221.0kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH=－393.5kJ·mol－1那么反響2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)的ΔH=________kJ·mol－1。(2)直接排放氮氧化物會形成酸雨、霧霾，催化復原法和氧化吸收法是常用的處理方法。利用NH3和CH4等氣體除去煙氣中的氮氧化物。：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1=akJ·mol－1；欲計算反響CH4(g)＋4NO(g)=CO2(g)＋2H2O(l)＋2N2(g)的焓變ΔH2，那么還需要查詢某反響的焓變ΔH3，當反響中各物質的化學計量數(shù)之比為最簡整數(shù)比時，ΔH3=bkJ·mol－1，該反響的熱化學方程式是________________________________，據(jù)此計算出ΔH2=________kJ·mol－1(用含a、b的式子表示)。(3)合成氨用的氫氣可以由甲烷為原料制得。有關化學反響的能量變化如下圖，那么CH4(g)與H2O(g)反響生成CO(g)和H2(g)的熱化學方程式為____________________________________________________________________。解析(1)②按題干順序給3個熱化學方程式編號，由蓋斯定律③×2－①－②得2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH=[－393.5×2－180.5－(－221.0)]kJ·mol－1=－746.5kJ·mol－1。(2)根據(jù)蓋斯定律將的兩個熱化學方程式相減可得熱化學方程式為2N2(g)＋2O2(g)=4NO(g)ΔH=akJ·mol－1－ΔH2=2bkJ·mol－1，那么ΔH2=(a－2b)kJ·mol－1，同時將上面的方程式及ΔH都除以2可得熱化學方程式。(3)按題干順序給圖像中的3個熱化學方程式編號，根據(jù)蓋斯定律，③－②×3－①得CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH=[－846.3－(－241.8)×3－(－282.0)]kJ·mol－1=＋161.1kJ·mol－1。答案(1)①N2＋O2eq\o(=,\s\up11(高溫))2NO②－746.5(2)N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH3=bkJ·mol－1a－2b(3)CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH=＋161.1kJ·mol－111．(9分)單質硫在通常條件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸氣狀態(tài)時，含有S2、S4、S6及S8等多種同素異形體，其中S4、S6和S8具有相似的結構特點，其結構如以下圖所示：在一定條件下，S8(s)和O2(g)發(fā)生反響依次轉化為SO2(g)和SO3(g)。反響過程和能量關系可用以下圖簡單表示(圖中的ΔH表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。(1)寫出表示S8燃燒熱的熱化學方程式______________________________________________________________________________________________