（广西专用）2022届高三化学一轮复习题库 6-1 化学反应与热能 1（含解析）

第六章化学反应与能量第一讲化学反应与热能一、选择题1．下列反应的能量变化与其他三项不相同的是(　　)A．铝粉与氧化铁的反应B．碳与水蒸气的反应C．锌片与稀硫酸的反应D．钠与冷水的反应解析　A、C、D均为放热反应，B为吸热反应，故选B。答案　B2．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(　　)A．生成物总能量一定低于反应物总能量B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同解析　根据生成物总能量和反应物总能量的相对大小，把化学反应分为吸热反应和放热反应，吸热反应的生成物总能量高于反应物总能量，放热反应的生成物总能量低于反应物总能量；反应速率是单位时间内物质浓度的变化，与反应的吸热、放热无关；同温同压下，H2(g)和Cl2(g)的总能量与HCl(g)的总能量的差值不受光照和点燃条件的影响，所以该反应的ΔH相同。答案　C3．下列变化过程中一定不存在化学能与热能相互转化的是(　　)A．烧制陶瓷B．干冰气化C．粮食酿酒D．使用火药解析　化学变化过程中一定存在着能量变化，也就存在化学能与热能的相互转化，排除A、C、D三项；只有B项中的变化属于物理变化，符合题意。答案　B4．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃，101kPa)：(1)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)8\nΔH＝－2878kJ/mol(2)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)ΔH＝－2658kJ/mol(3)C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)ΔH＝－1746kJ/mol(4)C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)ΔH＝－1526kJ/mol由此判断，正丁烷的燃烧热为(　　)A．－2878kJ/molB．－2658kJ/molC．－1746kJ/molD．－1526kJ/mol解析　燃烧热的概念：在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。在该题中稳定的氧化物指的是生成的CO2(g)和H2O(l)，由此可知A答案正确。答案　A5．已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)；ΔH＝－72kJ/mol，蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ，其他相关数据如下表：H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436a369则表中a为(　　)A．404B．260C．230D．200解析　首先根据盖斯定律求出H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)的ΔH为－102kJ/mol，然后根据反应热：ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝436＋a－369×2＝－102，解得：a＝200，则由此可知D项正确。答案　D8\n6．下列变化过程中ΔH＜0的是(　　)A．电解Al2O3得到Al和O2B．HCl分解为H2和Cl2C．Na与水反应D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体混合反应解析　ΔH＜0，说明反应放热，分析可知只有钠与水的反应放热。答案　C7．在298K、100kPa时，已知：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)ΔH1Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　)A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2解析　本题考查盖斯定律。据题意可知，第三个反应可以是第一个反应和第二个反应的两倍之和。故ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。答案　A8．已知：C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.51kJ·mol－1②计算反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的反应热ΔH的值为(　　)A．－283.01kJ·mol－1B．＋172.51kJ·mol－1C．＋283.1kJ·mol－1D．＋504.00kJ·mol－1解析　根据盖斯定律：将②式反写则CO2(g)===C(s)＋O2(g)　ΔH＝＋393.51kJ·mol－1，①式×2得2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－110.5×2kJ·mol－1，二式相加合并得C(s)＋CO2(g)===2CO(g)；ΔH＝＋393.51kJ·mol－1－221kJ·mol－1＝＋172.51kJ·mol－1。答案　B8\n二、非选择题9．现有下列热化学方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝－566kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－890kJ·mol－1④CH3CH2OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH4＝－1367kJ·mol－1(1)下列说法正确的是________。A．C(s)不完全燃烧的热化学方程式为：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221kJ·mol－1B．CH4的燃烧热比CO的燃烧热大C．ΔH4>ΔH3>ΔH2>ΔH1D．CO(g)具有的能量比CO2(g)高E．1molC2H5OH蒸气完全燃烧生成CO2和液态水，放出大于1367kJ的热量(2)常温下，取体积比为4∶1的甲烷和CO的混合气体112L(标准状况)，经完全燃烧后恢复至室温，放出的热量为________kJ。解析　(1)由①×2－②得2C(s)＋O2(g)===2CO(g)，其ΔH＝2ΔH1－ΔH2＝2×(－393.5kJ·mol－1)－(－566kJ·mol－1)＝－221kJ·mol－1，故A正确；由CH4、CO的燃烧热分别为890kJ·mol－1、283kJ·mol－1，故B项正确；比较ΔH需带“－”号，显然C项不正确，由于C2H5OH(g)能量高于C2H5OH(l)，故E正确。(2)由4molCH4和1molCO完全燃烧放出的热量为4×890＋566×＝3843kJ。答案　(1)A、B、E　(2)384310．科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8kJ·mol－1、－283.0kJ·mol－1和－726.5kJ·mol－1。请回答下列问题：(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是________kJ；(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_____________________________________________________________________________；8\n(3)在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300℃)：下列说法正确的是________(填序号)；①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小③该反应为放热反应④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大(4)在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为________；(5)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为________、正极的反应式为__________________________________________________________。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为____________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。解析　该题考查了盖斯定律的应用、化学平衡移动原理及平衡常数等知识点。(1)分解10mol水消耗的能量在数值上等于10molH2(g)完全燃烧时所放出的热量：10mol×285.8kJ·mol－1＝2858kJ。(2)根据CO(g)、CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式，再由盖斯定律可写出甲醇不完全燃烧的热化学方程式。(3)生成甲醇的平均速率是单位时间内甲醇物质的量浓度的变化，①错误；由图像知T2>T1，温度升高时平衡向逆反应方向移动，知T2时平衡常数比T1时小，正反应为放热8\n反应，②错误，③正确；升高温度，反应向逆反应方向移动，增大，④正确。(4)由　　　　CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)起始量/mol　　1　　　　3　　　　0　　　　　0变化量/mol　　α　　　　3α　　　α　　　　　α平衡量/mol　1－α　　3－3α　　α　　　　　α则反应后与反应前的压强比为：＝1－。(5)书写电极反应式时要注意：酸性电解质时，负极产物为CO2，正极产物为H2O。答案　(1)2858(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－443.5kJ·mol－1(3)③④(4)1－(5)CH3OH＋H2O－6e－===CO2＋6H＋O2＋6H＋＋6e－===3H2O　96.6%11．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH＝－99kJ·mol－1。请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示____________、____________，E的大小对该反应的反应热有无影响？______________。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？____________，理由是_____________________________________________；(2)图中ΔH＝________kJ·mol－1；(3)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式________________________；8\n(4)如果反应速率v(SO2)为0.05mol·(L·min)－1，则v(O2)＝________mol·(L·min)－1、v(SO3)＝________mol·(L·min)－1；(5)已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol－1，计算由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH＝_______________________(要求计算过程)。解析　(1)本小题考查反应物总能量高于生成物总能量为放热反应，可得到A和C所表示的意义，E为活化能，与反应热无关，但使用催化剂可以降低活化能；(2)图中表示的是2molSO2的反应，因此ΔH＝－99kJ·mol－1×2＝－198kJ·mol－1；(3)依题意即可写出：SO2＋V2O5===SO3＋2VO2,4VO2＋O2===2V2O5；(4)依据速率之比等于化学计量数之比可进行计算。(5)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－296kJ·mol－1①SO2(g)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH2＝－99kJ·mol－1②①×3＋②×3得：3S(s)＋O2(g)===3SO3(g)　ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)×3＝－1185kJ·mol－1答案　(1)反应物总能量　生成物总能量　没有影响　降低　因为催化剂改变了反应历程，使活化能E降低(2)－198(3)SO2＋V2O5===SO3＋2VO2,4VO2＋O2===2V2O5(4)0.025　0.05　(5)－296kJ·mol－1×3－99kJ·mol－1×3＝－1185kJ·mol－112．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。(1)实验测得：5g甲醇在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：________________________________________________________________________。(2)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，破坏旧化学键需要吸收能量，形成新化学键又会释放能量。化学键H—HN—HNN8\n键能(kJ·mol－1)436391945已知反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝akJ·mol－1。试根据表中所列键能数据计算a的数值，列出简单的计算式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－571.6kJ/mol2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599kJ/mol根据盖斯定律，计算298K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1molC2H2(g)反应的焓变(列出简单的计算式)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析　(1)燃烧1molCH3OH的ΔH＝－113.5kJ÷5g×32g·mol－1＝－726.4kJ·mol－1，由此可写出相应的热化学方程式。(3)解答该题的核心任务就是由反应①②③得到反应④：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH2＝－571.6kJ·mol－1②2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599kJ·mol－1③2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g)　ΔH④不难看出，(①×4＋②－③)/2即得到④，反应热也由此求出。答案　(1)CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.4kJ·mol－1或2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452.8kJ·mol－1(2)a＝3×436＋945－6×391＝－93(3)ΔH＝(4ΔH1＋ΔH2－ΔH3)/2＝＋226.7kJ·mol－18