【創(chuàng)新設(shè)計】2021高考化學(xué)(江西專用)二輪專題提升練：第6講-化學(xué)反應(yīng)與能量(含新題及解析)

第6講化學(xué)反應(yīng)與能量一、小題對點練一、反應(yīng)熱和焓變的分析與推斷1．(2021·上海，9改編)將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應(yīng)猛烈，醋酸漸漸凝固。由此可見 ()。 A．NH4HCO3和鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng) B．該反應(yīng)中，熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量 C．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D．反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NH4HCO3＋HCl=NH4Cl＋CO2＋H2OΔH＝＋QkJ·mol－1 解析依據(jù)醋酸漸漸凝固說明NH4HCO3與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則A、C錯誤，B正確；熱化學(xué)方程式的書寫要標出物質(zhì)的狀態(tài)，D錯誤。 答案B2．由右圖分析，有關(guān)敘述正確的是 ()。 A．A→B＋C和B＋C→A兩個反應(yīng)吸取或放出的能量不相等 B．A→B＋C是放熱反應(yīng) C．A具有的能量高于B和C具有的能量總和 D．A→B＋C是吸熱反應(yīng)，則B＋C→A必定是放熱反應(yīng) 解析由圖可知，B和C的能量總和高于A的能量，則反應(yīng)B＋C→A肯定是放熱反應(yīng)；反之，A→B＋C則是吸熱反應(yīng)。依據(jù)能量守恒定律，兩反應(yīng)的反應(yīng)熱的確定值相等，符號相反。 答案D3．已知反應(yīng)： ①101kPa時，2C(s)＋O2(g)=2CO(g) ΔH＝－221kJ·mol－1 ②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l) ΔH＝－57.3kJ·mol－1。 下列結(jié)論正確的是 ()。 A．碳的燃燒熱大于110.5kJ·mol－1 B．反應(yīng)①的反應(yīng)熱為221kJ·mol－1C．98%的濃硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1mol水的中和熱為－57.3kJ·mol－1 D．稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1mol水時放出57.3kJ的熱量 解析燃燒熱是指在101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量。反應(yīng)①中的碳不是1mol，而且產(chǎn)物CO也不是碳燃燒生成的最穩(wěn)定氧化物，CO可以連續(xù)燃燒放熱，故碳的燃燒熱應(yīng)大于反應(yīng)①放出熱量的一半；B項中反應(yīng)①的反應(yīng)熱為－221kJ·mol－1；C項中描述的是中和熱，數(shù)據(jù)前不應(yīng)帶“－”號，由于濃H2SO4溶解放熱，故放出的熱量應(yīng)大于57.3kJ；D項中的反應(yīng)熱包括H＋與OH－反應(yīng)放出的熱量和稀醋酸電離吸取的熱量，所以放出的熱量要小于57.3kJ。 答案A二、熱化學(xué)反應(yīng)方程式的正誤推斷4．已知25℃、101kPa時，1molH2與溴蒸氣完全反應(yīng)生成氣態(tài)溴化氫放出QkJ能量，則下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是 A．H2(g)＋Br2(g)=2HBr(g) ΔH＝－2QkJ·mol－1 B．H2(g)＋Br2(l)=2HBr(g)ΔH＝－QkJ·mol－1 C.eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Br2(g)=HBr(g) ΔH＝＋eq\f(Q,2)kJ·mol－1 D．HBr(g)=eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Br2(g) ΔH＝＋eq\f(Q,2)kJ·mol－1 解析要留意ΔH的“＋”、“－”號及ΔH和化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系。 答案D5．(2022·貴陽質(zhì)檢)已知乙炔與苯蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式如下： ①C2H2(g)＋eq\f(5,2)O2(g)→2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1300kJ·mol－1 ②C6H6(g)＋eq\f(15,2)O2(g)→6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－3295kJ·mol－1 下列說法正確的是 ()。 A．1molC2H2(g)完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量大于1300kJ B．1molC6H6(l)完全燃燒生成液態(tài)水時放熱大于3295kJ C．相同條件下，等質(zhì)量的C2H2(g)與C6H6(g)完全燃燒，C6H6(g)放熱更多 D．C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的過程屬于放熱反應(yīng) 解析液態(tài)水生成氣態(tài)水要吸熱，則A中放熱應(yīng)小于1300kJ，錯誤；液態(tài)苯的能量比氣態(tài)苯的能量低，則B中放出熱量應(yīng)小于3295kJ，B錯誤；通過計算可知等質(zhì)量的兩者完全燃燒時乙炔放熱多，C錯誤；依據(jù)蓋斯定律，由3×①－②得：3C2H2(g)=C6H6(g)ΔH＝－605kJ·mol－1，D正確。 答案D6．25℃57.3kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5518kJ·mol－1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是 ()。 A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1 B．KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1 C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g) ΔH＝－5518kJ·mol－1 D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－5518kJ·mol－1 解析A項，所列熱化學(xué)方程式中有兩個錯誤，一是中和熱是指反應(yīng)生成1molH2O(l)時的反應(yīng)熱，二是當(dāng)有BaSO4沉淀生成時，反應(yīng)的熱效應(yīng)會有所變化，生成1molH2O(l)時產(chǎn)生的熱量不再是57.3kJ，A項錯誤；B項正確；C項，燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所產(chǎn)生的熱量，這時產(chǎn)物中的水應(yīng)為液態(tài)水，C項錯誤；D項，當(dāng)2mol液態(tài)辛烷完全燃燒時，產(chǎn)生的熱量為11036kJ，D項錯誤。 答案B三、反應(yīng)熱的計算及其大小比較7．已知：HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH＝－12.1kJ·mol－1；HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則HCN在水溶液中電離的ΔH等于 ()。 A．－69.4kJ·mol－1 B．－45.2kJ·mol－1 C．＋45.2kJ·mol－1 D．＋69.4kJ·mol－1 解析依據(jù)蓋斯定律，將HCN與NaOH的反應(yīng)設(shè)計為以下兩步： 則ΔH1＝ΔH2＋ΔH3即－12.1kJ·mol－1 ＝ΔH2＋(－57.3kJ·mol－1)ΔH2＝＋45.2kJ·mol－1。 答案C8．已知298K時，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，在相同條件下向密閉容器中加入1molN2和3molH2，達到平衡時放出的熱量為Q1；向另一容積相同的密閉容器中通入0.95molN2、2.85molH2和0.1molNH3，達到平衡時放出的熱量為Q2。則下列關(guān)系正確的是 ()。 A．Q1＝Q2＝92.4kJ B．Q1<Q2＝92.4kJ C．Q2<Q1<92.4kJ D．Q1＝Q2<92.4kJ 解析可逆反應(yīng)中的反應(yīng)熱是指化學(xué)反應(yīng)進行到底時的反應(yīng)熱，1molN2和3molH2反應(yīng)不行能生成2molNH3，所以Q1<92.4kJ；本題中的兩個反應(yīng)互為等效平衡[等效是指兩個反應(yīng)達到平衡時各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度)是相同的]，但兩個反應(yīng)放出的熱量是不相同的。由于后一反應(yīng)一開頭投入了生成物NH3，所以后一反應(yīng)中由N2和H2反應(yīng)生成的NH3比前一反應(yīng)少，放出的熱量Q2<Q1。 答案C9．已知1g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121kJ，且氧氣中1molO=O鍵完全斷裂時吸取熱量496kJ，水蒸氣中1molH—O鍵形成時放出熱量463kJ，則氫氣中1molH—H鍵斷裂時吸取熱量為 ()。 A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ 解析由題意可知H2燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－484kJ·mol－1，由化學(xué)鍵與反應(yīng)的關(guān)系可知：2E(H－H)＋496kJ·mol－1－463kJ·mol－1×4＝－484kJ·mol－1，則E(H－H)＝436kJ·mol－1。 答案C10．下列各組變化中，前者小于后者的是 ()。 ①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1 CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH2 ②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH1 H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH2 ③t℃時，在肯定條件下，將1molSO2和1molO2分別置于恒容和恒壓的兩個密閉容器中，達到平衡狀態(tài)時分別反應(yīng)放出的熱量。 ④CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH1 CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH2 A．①②③ B．②④ C．②③④ D．③④ 解析①由于H2O(g)=H2O(l)，放出熱量，則ΔH1<ΔH2。②ΔH1＝2ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH2。③該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，故恒壓條件下SO2的轉(zhuǎn)化率比恒容時SO2的轉(zhuǎn)化率大，即恒壓條件下反應(yīng)放出的熱量多。④碳酸鈣分解是吸熱反應(yīng)，ΔH1>0；CaO與水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH2<0，則ΔH1>ΔH2。 答案A二、大題沖關(guān)練11．能源是國民經(jīng)濟進展的重要基礎(chǔ)，我國目前使用的能源主要是化石燃料，而氫氣、二甲醚等都是很有進展前景的新能源。 (1)在25℃、101kPa時，1gCH4 (2)液化石油氣的主要成分是丙烷，丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2220.0kJ·mol－1，已知CO氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－565.14kJ·mol－1，試計算相同物質(zhì)的量的C3H8和CO燃燒產(chǎn)生的熱量的比值________(保留小數(shù)點后一位)。 (3)氫氣既能與氮氣又能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，但是反應(yīng)的條件卻不相同。 已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH＝－483.6kJ·mol－1 3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1 計算斷裂1molN≡N鍵需要消耗能量________kJ，氮氣分子中化學(xué)鍵比氧氣分子中的化學(xué)鍵________(填“強”或“弱”)，因此氫氣與二者反應(yīng)的條件不同。 (4)由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚，其中的主要過程包括以下四個反應(yīng)： 甲醇合成反應(yīng)： ①CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1＝－90.1kJ·mol－1 ②CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2＝－49.0kJ·mol－1 水煤氣變換反應(yīng)： ③CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.1kJ·mol 二甲醚合成反應(yīng)： ④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH4＝－24.5kJ·mol－1 由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為________________________。依據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理，分析增加壓強對直接制備二甲醚反應(yīng)的影響：______________________________________。 解析(1)燃燒熱是指101kPa下1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物時所放出的熱量。(2)2220.0÷282.57≈7.9。(3)3H2(g)＋N2(g)=2NH3(g)中，斷裂1molN≡N鍵和3molH－H鍵，形成6molN－H鍵，則E(N≡N)＋3E(H－H)－6E(N－H)＝－92.4kJ·mol－1，則E(N≡N)＝1173.2kJ·mol－1×2－436kJ·mol－1×3－92.4kJ·mol－1＝946kJ·mol－1。E(N≡N)>E(O＝O)，故氮氣分子中化學(xué)鍵比氧氣分子中的化學(xué)鍵強。(4)依據(jù)蓋斯定律，①×2＋④得：2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－90.1kJ·mol－1×2－24.5kJ·mol－1＝－204.7kJ·mol－1。這是一個氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，壓強增大，平衡正向移動，有利于提高反應(yīng)速率和二甲醚的生成。 答案(1)CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.24kJ·mol－1(2)7.9(3)946強 (4)2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7kJ·mol－1該反應(yīng)分子數(shù)削減，壓強上升使平衡右移，CO和H2的轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加；壓強上升使CO和H2濃度增加，反應(yīng)速率增大12．依據(jù)下列條件計算有關(guān)反應(yīng)的焓變： (1)已知：Ti(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l) ΔH＝－804.2kJ·mol－1 2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s)ΔH＝－882.0kJ·mol－1 Na(s)=Na(l)ΔH＝＋2.6kJ·mol－1 則反應(yīng)TiCl4(l)＋4Na(l)=Ti(s)＋4NaCl(s)的ΔH＝________kJ·mol－1。 (2)已知下列反應(yīng)數(shù)值：反應(yīng)序號化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝－26.7kJ·mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝－50.8kJ·mol－1③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝－36.5kJ·mol－1④FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)ΔH4 則反應(yīng)④的ΔH4＝________kJ·mol－1。 解析(1)由已知反應(yīng)得：TiCl4(l)=Ti(s)＋2Cl2(g)ΔH＝＋804.2kJ·mol－1① 4Na(s)＋2Cl2(g)=4NaCl(s)ΔH＝－1764.0kJ·mol－1② 4Na(s)=4Na(l)ΔH＝＋10.4kJ·mol－1③ 依據(jù)蓋斯定律，將①＋②－③得：TiCl4(l)＋4Na(l)=Ti(s)＋4NaCl(s)ΔH＝＋804.2kJ·mol－1－1764.0kJ·mol－1－10.4kJ·mol－1＝－970.2kJ·mol－1。 (2)依據(jù)蓋斯定律，將(①×3－②－③×2)/6得：FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)，則ΔH4＝(ΔH1×3－ΔH2－ΔH3×2)/6≈＋7.3kJ·mol－1。 答案(1)－970.2(2)＋7.313．氨在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在壓強為30MPa時，合成氨時平衡混合氣體中NH3的體積分數(shù)與溫度的關(guān)系如表所示：溫度/℃200300400500600氨的體積分數(shù)/%89.971.047.026.413.8 請回答下列問題： (1)依據(jù)表中數(shù)據(jù)，結(jié)合化學(xué)平衡移動原理，說明合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)的緣由：______________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (2)依據(jù)圖寫出合成氨的熱化學(xué)方程式是__________________________ ____________________________________________________________。 (3)將1molN2(g)和3molH2(g)放在一密閉容器中，在催化劑存在時進行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量________(填“大于”、“等于”或“小于”)92.2kJ，緣由是__________________________________________________； 若加入催化劑，ΔH________(填“變大”、“不變”或“變小”)。 (4)已知分別破壞1molN≡N鍵、1molH－H鍵時需要吸取的能量為946kJ、436kJ，則破壞1molN—H鍵需要吸取的能量為________kJ。 (5)N2H4可視為NH3分子中的H被－NH2取代的產(chǎn)物。放射衛(wèi)星時以N2H4(g)為燃料、NO2為氧化