提升训练10 化学反应中的能量变化1.(2022·江苏卷)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH1=akJ·mol-1 ②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=bkJ·mol-1 ③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=ckJ·mol-1 ④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH4=dkJ·mol-1A.反应①、②为反应③提供原料气B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一C.反应CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH=kJ·mol-1D.反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol-12.(2022·超级全能生联考)已知反应H2(g)+O2(g)H2O(g)的能量变化如图所示,a、b、c表示能量变化,为正值,单位为kJ,下列说法正确的是( )A.H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=ckJ·mol-1B.2H2O(g)2H2(g)+O2(g) ΔH=-2(a-b)kJ·mol-1C.1mol氢气与0.5mol氧气总能量为akJD.2mol氢气与1mol氧气完全反应生成2mol液态水放出的热量小于2(b-a)kJ3.(2022·学军中学)工业生产水煤气的反应为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.4kJ·mol-1,下列判断正确的是( )A.反应物能量总和大于生成物能量总和B.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)ΔH=-131.4kJ·mol-1C.水煤气反应中生成1gH2(g)吸收131.4kJ热量D.水煤气反应中生成1体积CO(g)吸收131.4kJ热量4.化学反应A2(g)+B2(g)2AB(g) ΔH,其能量变化如图所示,下列叙述正确的是( )6\nA.断裂1molA2和1molB2中的化学键,放出akJ能量B.ΔH=+(a-b)kJ·mol-1C.每生成2个AB分子吸收bkJ热量D.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 5.能源是当今社会发展的三大支柱之一。有专家提出:如果能利用太阳能使燃料燃烧的产物如CO2、H2O、N2等重新组合(如图),可以节约燃料,缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为( )A.化学能B.热能C.生物能D.电能6.下列物质放入水中,会显著放热的是( )A.食盐B.蔗糖C.酒精D.生石灰7.乙烯和氢气反应过程中的能量变化如图(图中曲线b)所示。下列有关叙述正确的是( )A.该反应为放热反应B.催化剂能改变该反应的焓变C.图中线a可表示使用催化剂时的能量变化D.逆反应的活化能大于正反应的活化能8.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:+H2(g)。已知:化学键C—HC—CH—H键能/(kJ·mol-1)412348612436根据表中数据计算上述反应的ΔH(kJ·mol-1)( )6\nA.-124B.+124C.+1172D.-10489.2molCl2(g)与足量的H2(g)反应生成HCl(g),在298.15K时测得放出369.2kJ能量。在下列热化学方程式中,不正确的是( )A.H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH=-369.2kJ·mol-1B.2H2(g)+2Cl2(g)4HCl(g)ΔH=-369.2kJ·mol-1C.HCl(g)H2(g)+Cl2(g)ΔH=+92.3kJ·mol-1D.H2(g)+Cl2(g)HCl(g)ΔH=-92.3kJ·mol-110.根据能量变化示意图得出的结论正确的是( )A.1molC完全燃烧生成CO2时放出的热量为393.5kJ·mol-1B.2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1C.2CO2(g)2CO(g)+O2(g)ΔH=+283.0kJ·mol-1D.C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=+393.5kJ·mol-111.运载火箭以液氢为燃烧剂,液氧为氧化剂。已知:①H2(g)H2(l) ΔH=-0.92kJ·mol-1,②O2(g)O2(l) ΔH=-6.84kJ·mol-1,下列说法正确的是( )A.2molH2(g)与1molO2(g)所具有的总能量比2molH2O(g)所具有的总能量低B.氢气的燃烧热为ΔH=-241.8kJ·mol-1C.火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)+O2(l)2H2O(g) ΔH=-474.92kJ·mol-16\nD.H2O(g)变成H2O(l)的过程中,断键吸收的能量小于成键放出的能量12.已知:①P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g) ΔH=akJ·mol-1,②P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=bkJ·mol-1,又知形成或拆开1mol化学键放出或吸收的能量称为该化学键的键能。P4具有正四面体形结构,PCl5(g)中P—Cl键的键能为ckJ·mol-1,PCl3(g)中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol-1。下列叙述正确的是( )A.P—P键的键能大于P—Cl键的键能B.可求Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反应热ΔHC.Cl—Cl键的键能为kJ·mol-1D.P—P键的键能为kJ·mol-113.(2022·北京卷节选)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:钛精矿粗TiCl4纯TiCl4氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+175.4kJ·mol-12C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH2=-220.9kJ·mol-1(1)沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式: 。 (2)氯化过程中CO和CO2可以相互转化,根据如图判断:CO2生成CO反应的ΔH 0(填“>”“<”或“=”),判断依据: 14.最近几年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如下图所示,据此判断:图甲①该反应的ΔH 0(选填“>”“<”)。 6\n②当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在图甲中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。图乙③研究表明在紫外线照射下,由于TiO2的催化作用,空气中的某些物质会产生OH自由基,如图乙所示,OH与NO2反应为NO2+OHHNO3,写出NO与OH反应的化学方程式 。 (2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ·mol-12NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol-1;H2O(g)H2O(l) ΔH=-44.0kJ·mol-1写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式: 。 参考答案提升训练10 化学反应中的能量变化1.C2.B A项中反应物的能量高于生成物,该反应为放热反应,ΔH=-ckJ·mol-1,A错误。2molH2O(g)分解时,先吸收2bkJ能量,又释放2akJ能量得到产物,ΔH=-2(a-b)kJ·mol-1,B正确。图中标示了1mol氢气与0.5mol氧气总能量,但是在纵坐标中没有具体可用的读数,akJ是由此状态变化到气态原子时的能量变化,C错误。反应生成液态水比生成气态水释放出更多的能量,所以2mol氢气与1mol氧气完全反应生成2mol液态水放出的热量大于2(b-a)kJ,D错误。正确答案B。3.B 4.B 5.B 6.D 7.C8.B ΔH=反应物总键能-生成物总能键能,由有机物的结构可知,应是—CH2CH3中总键能与—CHCH2、H2总键能之差,故ΔH=(5×412+348-3×412-612-436)kJ·mol-1=+124kJ·mol-1,故选B。9.A10.B 根据能量变化示意图,1molC(s)完全燃烧生成CO2(g)时放出的热量为393.5kJ,A项热量的单位错误;由图可知,1molC(s)不完全燃烧生成CO(g)时放热110.5kJ热量,则热化学方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1,故B正确;由题图可知,1molCO2分解生成1molCO和0.5mol氧气吸收283.0kJ热量,则热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=-566.0kJ·mol-1,故C错误;碳的燃烧反应是放热反应,ΔH<0,故D错误。11.C A项,由图像分析,2molH2(g)与1molO2(g)反应生成2molH2O(g),放出483.6kJ的热量,故2molH2(g)与1molO2(g)所具有的总能量比2molH2O(g)所具有的总能量高,A项错误。B项,氢气的燃烧热是指16\nmol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量,故氢气的燃烧热ΔH=-kJ·mol-1=-285.8kJ·mol-1,B项错误。C项,①2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1,②H2(g)H2(l) ΔH=-0.92kJ·mol-1,③O2(g)O2(l) ΔH=-6.84kJ·mol-1,根据盖斯定律,由①-②×2-③可得2H2(l)+O2(l)2H2O(g) ΔH=-474.92kJ·mol-1,C项正确。D项,H2O(g)生成H2O(l)为物理变化,不存在化学键的断裂和生成,D项错误。12.C P—Cl键的键能大于P—P键的键能,A项错误;PCl5(g)→PCl5(s)的能量转化未知,无法求出B项反应的反应热,B项错误;设Cl—Cl键的键能为x,根据盖斯定律,反应②-①得到4PCl3(g)+4Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=(b-a)kJ·mol-1,则(b-a)kJ·mol-1=1.2ckJ·mol-1×12+4x-ckJ·mol-1×20,x=kJ·mol-1,C项正确;同理可得P—P键的键能为kJ·mol-1,D项错误。13.(1)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g) ΔH=-45.5kJ·mol-1(2)> 温度越高,CO的物质的量越多而CO2的物质的量少,说明CO2生成CO的反应是吸热反应14.(1)①<②③NO+3OHHNO3+H2O(2)CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-898.1kJ·mol-1【解析】(1)①根据先拐先平规律知,T1、S1线先达到平衡,故T1>T2,但T1条件下c(CO2)小于T2条件下的c(CO2),所以该反应为放热反应ΔH<0。②T2、S2条件下的反应速率应比T2、S1条件下的慢,但温度不变故平衡后c(CO2)不变,故图像应为:③由图乙可得化学方程式为:NO+3OHHNO3+H2O。(2)已知:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ·mol-1①,2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol-1②,H2O(g)H2O(l) ΔH=-44.0kJ·mol-1③,由盖斯定律①-②+③×2可得:CH4(g)+N2O4(g)N2(g)+2H2O(l)+CO2(g) ΔH=-898.1kJ·mol-1。6
