2023高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí)第1部分知識整合專題2基本理論第6講化學(xué)反應(yīng)與能量_第1頁
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PAGEPAGE2第6講化學(xué)反響與能量[限時(shí)50分鐘,總分值70分]一、選擇題(包括7個(gè)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(xué)鍵生成CO2的全過程。以下說法不正確的選項(xiàng)是A.CO2屬于酸性氧化物B.CO與O形成化學(xué)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(xué)鍵的過程中有電子轉(zhuǎn)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(xué)鍵時(shí)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(cuò)誤,選C;D、一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳時(shí)碳的化合價(jià)升高,所以一氧化碳和氧形成化學(xué)鍵過程中有電子轉(zhuǎn)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(shè)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(huì)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(zhì)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(xiàng)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(jìn)程的變化如以下圖所示。以下說法正確的選項(xiàng)是A.參加催化劑,減小了反響的熱效應(yīng)B.參加催化劑,可提高H2O2的平衡轉(zhuǎn)化率C.H2O2分解的熱化學(xué)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(yīng)不變,A項(xiàng)錯(cuò)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(zhuǎn)化率無影響,B項(xiàng)錯(cuò)誤;熱化學(xué)方程式要符合質(zhì)量守恒定律,且要注明聚集狀態(tài),C項(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)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)+I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH=-akJ·mol-1:〔a、b、c均大于零〕以下說法不正確的選項(xiàng)是A.反響物的總能量高于生成物的總能量B.?dāng)嚅_1molH-H鍵和1molI-I鍵所需能量大于斷開2molH-I鍵所需能量C.?dāng)嚅_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(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)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(xiàng)正確。答案B5.?dāng)嚅_或形成1mol化學(xué)鍵吸收或放出的能量稱為化學(xué)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(guān)工業(yè)合成氨反響的熱化學(xué)方程式正確的選項(xiàng)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(guān)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(guān)于如下圖轉(zhuǎn)化關(guān)系(X代表鹵素)的說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)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(xué)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(guān),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(xué)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(cuò)誤;D.Q1為氫氣和鹵素單質(zhì)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(guān)說法正確的選項(xiàng)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(zhuǎn)化為化學(xué)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(zhuǎn)化為化學(xué)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(xiàng)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(gè)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(shè)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(xué)方程式為__________________________________________________。(2)捕碳技術(shù)(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(guān)系是:ΔH3=________。(3)下表所示是局部化學(xué)鍵的鍵能參數(shù):化學(xué)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(jié)構(gòu)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(xué)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(xué)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(zhì)及化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。請答復(fù)以下問題:(1)有機(jī)物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N,轉(zhuǎn)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(dāng)有1molCl2參與反響時(shí)釋放出145kJ熱量,寫出該反響的熱化學(xué)方程式:____________________________________________________________________。(4)火箭和導(dǎo)彈外表的薄層是耐高溫物質(zhì)。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(zhì)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(zhuǎn)移1mol電子放出的熱量為________。解析(1)M轉(zhuǎn)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(xué)方程式為2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)=4HCl(g)+CO2(g),當(dāng)有2molCl2參與反響時(shí)釋放出290kJ熱量,所以該反響的熱化學(xué)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(zhuǎn)移12個(gè)電子,故每轉(zhuǎn)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(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?(GB3095-2022)將于2022年1月1日在我國全面實(shí)施。據(jù)此,環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)日報(bào)和實(shí)時(shí)報(bào)告包括了NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指標(biāo),為公眾提供健康指引,引導(dǎo)當(dāng)?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(xué)方程式解釋產(chǎn)生NO的原因________________________________________________________________。②汽車排氣管內(nèi)安裝的催化轉(zhuǎn)化器,可使汽車尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。: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(huì)形成酸雨、霧霾,催化復(fù)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(jì)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(dāng)反響中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為最簡整數(shù)比時(shí),ΔH3=bkJ·mol-1,該反響的熱化學(xué)方程式是________________________________,據(jù)此計(jì)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(guān)化學(xué)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(xué)方程式為____________________________________________________________________。解析(1)②按題干順序給3個(gè)熱化學(xué)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(gè)熱化學(xué)方程式相減可得熱化學(xué)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(shí)將上面的方程式及ΔH都除以2可得熱化學(xué)方程式。(3)按題干順序給圖像中的3個(gè)熱化學(xué)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(zhì)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(shí),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(jié)構(gòu)特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)化為SO2(g)和SO3(g)。反響過程和能量關(guān)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(xué)方程式______________________________________________________________________________________________

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