专题能力训练四 化学反应中的能量变化(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)1.(2022安徽池州联考)下列各图所表示的反应属于吸热反应的是( ) 2.(2022天津红桥期末)已知:2Zn(s)+O2(g)2ZnO(s)ΔH=-701.0kJ·mol-12Hg(l)+O2(g)2HgO(s) ΔH=-181.6kJ·mol-1则反应Zn(s)+HgO(s)ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为( )A.-519.4kJ·mol-1B.+259.7kJ·mol-1C.-259.7kJ·mol-1D.+519.4kJ·mol-13.(2022宁夏银川一中二模)下列热化学方程式或离子方程式中,正确的是( )A.0.01mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液与0.02mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合:N+Al3++2S+2Ba2++4OH-2BaSO4↓+Al(OH)3↓+NH3·H2OB.一定条件下,将0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1C.溴乙烷中滴入AgNO3溶液检验其中的溴元素:Br-+Ag+AgBr↓D.CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol-1,则CO2分解的热化学方程式为:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)ΔH=+283.0kJ·mol-14.(2022天津南开期末)根据下列热化学方程式:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH2=-285.8kJ·mol-1③CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-870.3kJ·mol-1可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的ΔH为( )A.+244.1kJ·mol-1B.-488.3kJ·mol-1C.-996.6kJ·mol-1D.+996.6kJ·mol-15.下列说法中正确的是( )A.汽油燃烧时将全部的化学能转化为热能B.明矾水解时产生具有吸附性的胶体粒子,可以用于饮用水的杀菌消毒C.根据是否具有丁达尔效应,将分散系分为溶液、浊液和胶体D.已知氯气、溴蒸气分别与氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2的值均大于零):H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)-6-\nΔH=-Q1kJ·mol-1H2(g)+Br2(g)2HBr(g)ΔH=-Q2kJ·mol-1则Q1>Q26.根据碘与氢气反应的热化学方程式:①I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-9.48kJ·mol-1②I2(s)+H2(g)2HI(g) ΔH=+26.48kJ·mol-1下列判断中正确的是( )A.254gI2(g)中通入2gH2(g),反应放热9.48kJB.1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC.反应①的产物比反应②的产物稳定D.物质的量相同时,反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低7.下列说法中正确的是( )A.已知CO的燃烧热ΔH=-283kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1,则图甲表示CO与H2O(g)反应生成CO2和H2的能量变化图甲B.图乙表示某一放热反应,若使用催化剂E1、E2、ΔH都会发生改变图乙C.已知25℃时:①HF(aq)+OH-(aq)F-(aq)+H2O(l) ΔH=-67.7kJ·mol-1②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1则氢氟酸电离的热化学方程式为:HF(aq)F-(aq)+H+(aq) ΔH=+10.4kJ·mol-1D.表示H2燃烧热的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1二、非选择题(共4小题,共58分)8.(12分)(1)(2022湖南六校4月联考)工业上通常采用CO(g)和H2(g)催化合成甲醇CH3OH(g)。已知在某温度和压强下:①2CO(g)+O2(g)2CO2(g)-6-\nΔH=-566.0kJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1③2CH3OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6kJ·mol-1则在相同的温度和压强下,CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式是 。 (2)(2022甘肃张掖三诊部分)利用甲烷催化还原NOx:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574kJ·mol-1 ④CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1160kJ·mol-1 ⑤甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。 (3)(2022福建三明质检)已知:⑥X(s)+O2(g)XO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1⑦H2(g)+O2(g)H2O(g)ΔH=-242.0kJ·mol-1⑧XH4(g)+2O2(g)XO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.0kJ·mol-1则XH4气体分解成氢气和X固体的热化学方程式为 。 9.(15分)(1)下图是金属镁与卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为25℃时的稳定状态)。①由图可知Mg与卤素单质的反应均为 (填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是 ;推测化合物的热稳定性顺序为MgI2 MgF2(填“>”“=”或“<”)。 ②依上图数据写出MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式 。 ③此温度下Mg与氯气生成19gMgCl2,则产生的热效应为 kJ。 (2)已知:Ⅰ.断裂1molN—N键吸收167kJ热量,形成1molN≡N键放出942kJ热量。Ⅱ.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1则:N4(g)+6H2(g)4NH3(g) ΔH= kJ·mol-1(已知N4分子为正四面体结构,N原子之间全部以共价单键相连,N原子最外层均达到8电子稳定结构) 10.(16分)随着世界工业经济发展、人口剧增,全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。-6-\n(1)右图为C及其氧化物的变化关系图,若变化①是置换反应,则其化学方程式为 ;图中变化过程哪些是吸热反应 (填序号)。 (2)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上可用如下方法合成甲醇:方法一 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)方法二 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在25℃、101kPa下,1g甲醇完全燃烧放热22.68kJ,写出甲醇燃烧的热化学方程式: ;某火力发电厂CO2的年度排放量是2200万吨,若将此CO2完全转化为甲醇,则理论上由此获得的甲醇完全燃烧放热约是 kJ(保留三位有效数字)。 (3)金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化:TiO2(金红石)+2C+2Cl2TiCl4+2CO 已知:C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(s)+O2(g) ΔH=+141kJ·mol-1则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH= 。 (4)臭氧可用于净化空气,饮用水消毒,处理工业废物和作为漂白剂。臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如:6Ag(s)+O3(g)3Ag2O(s) ΔH=-235.8kJ·mol-1,已知:2Ag2O(s)4Ag(s)+O2(g) ΔH=+62.2kJ·mol-1,则O3转化为O2的热化学方程式为 。 11.(15分)某种优质燃油由甲、乙两种有机物混合而成,甲、乙两种物质含有C、H、O三种元素中的两种或三种。已知甲、乙及CO、H2的燃烧热如下:物质甲乙COH2-1366-5518-283-286取甲、乙按不同比例混合的燃油23g,在足量的O2中燃烧时,放出的热量Q与混合物中乙的物质的量分数x的关系如右图所示。试求:(1)乙的相对分子质量Mr(乙)= 。 (2)160g由甲、乙以等物质的量混合而成的燃油在347.2LO2中恰好完全燃烧,得492.8L气体,冷却到室温时,还剩余224L(气体体积均在标准状况下测定)。由此可求得混合物中,C、H、O的原子个数比为 。甲、乙的分子式为:甲 ;乙 。 (3)1mol由甲、乙以等物质的量混合而成的燃油在一定量的O2中燃烧,放出热量2876kJ,则反应中生成CO mol。 -6-\n专题能力训练四 化学反应中的能量变化1.A 解析:如果反应物的总能量高于生成物的总能量,反应就是放热反应,反之是吸热反应,A图表示吸热反应,B图表示放热反应,C、D图不符合事实,答案选A。2.C 解析:①2Zn(s)+O2(g)2ZnO(s) ΔH=-701.0kJ·mol-1②2Hg(l)+O2(g)2HgO(s) ΔH=-181.6kJ·mol-1由可求得Zn(s)+HgO(s)ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为-259.7kJ·mol-1。3.A 解析:A项,NH4Al(SO4)2与Ba(OH)2物质的量之比为1∶2,生成BaSO4、Al(OH)3和NH3·H2O,正确;B项,因为N2和H2的反应为可逆反应,0.5molN2(g)和1.5molH2(g)只能部分反应,无法计算焓变,错误;C项,溴乙烷中含有Br原子,不是Br-,与AgNO3溶液不反应,错误;D项,燃烧热是指1mol可燃物充分燃烧,生成稳定的氧化物所放出的热量,所以CO2分解的热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH=+566.0kJ·mol-1,错误。4.B 解析:依据盖斯定律①×2+②×2-③得到2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l) ΔH=-488.3kJ·mol-1,故选B。5.D 解析:生成的CO2、H2O也具备能量,A选项错误;明矾可净水,但不能杀菌消毒,B选项错误;溶液、浊液和胶体的分类标准是分散质粒子的直径大小,C错误;氯气与氢气反应放出的热量多,D选项正确。6.D 解析:A选项,此反应为可逆反应,错误;B选项,两式相减得I2(g)I2(s) ΔH=-35.96kJ·mol-1错误;C选项,两个反应产物相同,稳定性相同,错误;D选项,因为反应生成物具备的能量相同,放出的热量越多,反应物具备的能量越高,正确。7.A 解析:A选项,①CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283kJ·mol-1、②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1,①式减去×②式可得:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2kJ·mol-1,正确;B选项,对催化剂E1、E2有影响,但对ΔH无影响,错误;C选项,将①式减去②式可得:HF(aq)H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4kJ·mol-1,错误;D选项不是表示1molH2燃烧,错误。8.答案:(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-128.8kJ·mol-1(2)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ·mol-1(3)XH4(g)X(s)+2H2(g) ΔH=+75.5kJ·mol-1解析:(1)(①+②×2-③)得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),反应热也根据相应关系相加减,ΔH1=[-566.0kJ·mol-1+(-483.6kJ·mol-1)×2-(-1275.6kJ·mol-1)]=-128.8kJ·mol-1。(2)根据盖斯定律,(④+⑤)即得所求方程式,所以甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ·mol-1。(3)⑧-⑥-⑦×2得XH4(g)X(s)+2H2(g) ΔH=-802.0kJ·mol-1-(-393.5kJ·mol-1)-(-242.0kJ·mol-1)×2=+75.5kJ·mol-1。9.答案:(1)①放热 反应物总能量大于生成物总能量 <②MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(l) ΔH=-117kJ·mol-1③128.2-6-\n(2)-1066.4解析:(1)②Mg(s)+Cl2(g)MgCl2(s) ΔH=-641kJ·mol-1 Mg(s)+Br2(g)MgBr2(s) ΔH=-524kJ·mol-1上述两式相减得MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g) ΔH=(-641+524)kJ·mol-1;③n(MgCl2)=0.2mol,放出641kJ·mol-1×0.2mol=128.2kJ;(2)一个N4分子中含有6个N—N键,所以N4(g)2N2(g)ΔH=-(942×2-167×6)kJ·mol-1=-882kJ·mol-1,此式+Ⅱ式×2得所求方程式,ΔH=-882kJ·mol-1-2×92.2kJ·mol-1=-1066.4kJ·mol-1。10.答案:(1)C+H2OH2+CO(合理即可,如与CuO、FeO、SiO2等反应) ①③(2)CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.76kJ·mol-1 3.63×1014(3)-80kJ·mol-1(4)2O3(g)3O2(g) ΔH=-285kJ·mol-1解析:(1)由信息可知反应①是置换反应,所以应为吸热反应;(2)1mol甲醇燃烧放出热量22.68kJ×32=725.76kJ,依据信息生成物水为液态;依据碳原子守恒n(CH3OH)=n(CO2)==5×1011mol,放出热量725.76kJ·mol-1×5×1011mol=3.63×1014kJ;(3)对已知热化学方程式编号从前到后分别为①②③,③-②+①×2即可得所求方程式,所以+141kJ·mol-1-(-566kJ·mol-1)+(-393.5kJ·mol-1)×2;(4)首先写出所求反应的化学方程式2O3(g)3O2(g),前式×2+后式×3即可得所求热化学方程式。11.答案:(1)114(2)10∶24∶1 C2H6O C8H18(3)2解析:(1)当x=1.0时,燃油全部是乙,n(乙)==0.2017mol,则Mr(乙)==114。当x=0时,同理可得Mr(甲)=46。(2)160g混合物燃烧生成n(CO2)==10mol,n(H2O)==12mol,根据CO2和H2O中的氧元素之和与消耗氧气的差值求得原混合物中含n(O)=1mol,所以C、H、O的原子个数比为10∶24∶1。设160g混合物的物质的量为nmol,则114n+46n=160,解得n=1。所以甲的分子式为C2H6O,乙的分子式为C8H18。(3)1mol混合物完全燃烧放出热量kJ=3442kJ,实际放出热量2876kJ,所以生成CO的物质的量为=2mol。-6-
