2015年湖北高考化学专题训练：反应与能量

湖北2015年高考化学专题训练：反应与能量

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　　1.小烧杯放在一块沾有水的玻璃片上，加入氯化铵固体与氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，并用玻璃棒搅拌，玻璃片上的水结成了冰。由此可知(　　)

　　A.该反应中，化学能转变成热能

　　B.反应物的总能量低于生成物的总能量

　　C.氯化铵与氢氧化钡的反应为放热反应

　　D.反应的热化学方程式为2NH4Cl+Ba(OH)2BaCl2+2NH3·H2O　ΔH>0

　　答案　B

　　解析　根据实验现象，该反应为吸热反应，B项正确;D项未标明状态;A项，该反应从环境吸收热量，转变成化学能。

　　2.(2014·海南，8改编)某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　)

　　A.反应过程a有催化剂参与

　　B.该反应为放热反应，热效应等于ΔH

　　C.改变催化剂，不能改变该反应的活化能

　　D.有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1+E2

　　答案　B

　　解析　A项，由图可知，反应过程a需要的活化能比b要高，所以a没有催化剂参与，错误;B项，由图可知，该反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应属于放热反应，反应的热效应等于反应物与生成物能量之差，即ΔH，正确;C项，改变催化剂，改变了反应进行的途径，可改变了反应的活化能，错误。

　　3.关于下图所示转化关系(X代表卤素)，说法不正确的是(　　)

　　A.2H(g)+2X(g)2HX(g)　ΔH3<0

　　B.生成HX的反应热与途径无关，所以ΔH1=ΔH2+ΔH3

　　C.Cl、Br、I的非金属性依次减弱，所以途径Ⅱ吸收的热量依次增多

　　D.生成HCl放出的热量比生成HBr的多，说明HCl比HBr稳定

　　答案　C

　　解析　C项，非金属性越弱，X2越不稳定，破坏化学键吸收的能量越少，错误。

　　4.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：

　　H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)

　　ΔH=-57.3 kJ·mol-1

　　向1 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，则恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是(　　)

　　A.ΔH1<ΔH2<ΔH3 B.ΔH1>ΔH3>ΔH2

　　C.ΔH2>ΔH1>ΔH3 D.ΔH1<ΔH3<ΔH2

　　答案　B

　　解析　与浓硫酸反应放出的热量最多，ΔH最小，与稀醋酸反应放出的热量最少，ΔH最大，所以ΔH1>ΔH3>ΔH2，B项正确。

　　5.已知下列反应的能量变化示意图如下：

　　下列有关说法正确的是(　　)

　　A.1 mol S(g)与O2(g)完全反应生成SO2(g)，反应放出的热量小于297.0 kJ

　　B.在相同条件下，SO3(g)比SO2(g)稳定

　　C.1 mol SO2(g)和 mol O2(g)生成1 mol SO3(g)吸收98.7 kJ

　　D.S(s)与O2(g)反应生成SO3(g)的热化学方程式S(s)+O2(g)　　SO3(g)　ΔH=+395.7 kJ·mol-1

　　答案　B

　　解析　A项，S(g)燃烧生成SO2(g)放出的热量多，错误;B项，由于SO2和O2反应生成SO3，放出热量，所以SO3稳定，正确;C项，应放出98.7 kJ热量，错误;D项，该反应为放热反应，错误。

　　6.已知：Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g)ΔH1

　　2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)ΔH2

　　2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH3

　　则反应Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l)的ΔH是(　　)

　　A.ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3

　　B.ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3

　　C.ΔH=ΔH1+2ΔH2+2ΔH3

　　D.ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3

　　答案　A

　　解析　Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g)　ΔH1

　　H2O2(l)===H2O(l)+O2(g)

　　H2(g)+O2(g)===H2O(l)

　　由盖斯定律三式相加得

　　Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l)

　　ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。

　　7.一些烷烃的燃烧热(kJ·mol-1)如下：

　　化合物　　燃烧热　　化合物　　　燃烧热

　　甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0

　　乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6

　　丙烷 2 221.5 2­甲基丁烷 3 531.3

　　下列推断正确的是(　　)

　　A.热稳定性：正丁烷>异丁烷

　　B.乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)　ΔH=-1 560.8 kJ·mol-1

　　C.相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量就越多

　　D.正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJ·mol-1

　　答案　D

　　解析　A项，由于正丁烷燃烧比异丁烷放出热量多，所以异丁烷稳定;B项，化学计量系数与ΔH的数值不对应且应生成液态水;C项，相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少;D项，正戊烷放出的热量比2­甲基丁烷放出的热量多。

　　8.已知热化学方程式N2(g)+3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH=-Q kJ·mol-1(Q>0)。下列说法中，正确的是(　　)

　　A.1 mol N2(g)和3 mol H2(g)具有的能量之和低于2 mol NH3(g)具有的能量

　　B.将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出Q kJ的热量

　　C.升高温度，平衡向逆反应方向移动，上述热化学方程式中的Q值减小

　　D.将一定量N2(g)和H2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则此过程中有3 mol H2被氧化

　　答案　D

　　解析　A项，反应物总能量大于生成物总能量;B项，该反应为可逆反应;C项，Q是完全反应时所对应的反应热的数值;D项，1 mol N2和3 mol H2完全反应放出的热量为Q kJ。

　　9.已知H2(g)+Br2(l)2HBr(g)　ΔH=-72 kJ·mol-1，蒸发1 mol Br2(l)需要的能量为30 kJ，其他相关数据如下表。则表中a的值为(　　)

　　H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369 A.200 B.230 C.260 D.404

　　答案　A

　　解析　H2(g)+Br2(l)2HBr(g)

　　ΔH=-72 kJ·mol-1

　　Br2(g)Br2(l)　ΔH=-30 kJ·mol-1

　　所以H2(g)+Br2(g)2HBr(g)

　　ΔH=-102 kJ·mol-1

　　436 kJ·mol-1+a kJ·mol-1-369 kJ·mol-1×2

　　=-102 kJ·mol-1

　　a=200。

　　10.按要求回答下列问题

　　(1)已知在常温常压下：

　　
①2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)

　　ΔH=-1 275.6 kJ·mol-1

　　
②H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44.0 kJ·mol-1

　　写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式________________________________________。

　　(2)已知：CH3OH(g)+O2(g)　　CO2(g)+2H2(g)

　　ΔH1=-192.9 kJ·mol-1

　　H2(g)+O2(g)　　H2O(g)

　　ΔH2=-120.9 kJ·mol-1

　　则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变ΔH3=__________________。

　　(3)苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中用乙苯(C6H5—CH2CH3)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5—CHCH2)的反应方程式为

　　C6H5—CH2CH3(g)　　C6H5—CHCH2(g)+H2(g)　ΔH1

　　已知：3C2H2(g)　　C6H6(g)　ΔH2

　　C6H6(g)+C2H4(g)　　C6H5—CH2CH3(g)　ΔH3

　　则反应3C2H2(g)+C2H4(g)　　C6H5—CHCH2(g)+H2(g)的ΔH=____________。

　　(4)氨的合成是最重要的化工生产之一。

　　工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：

　　
①用焦炭跟水反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);

　　
②用天然气跟水蒸气反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

　　已知有关反应的能量变化如下图所示，则方法
②中反应的ΔH=____________。

　　(5)甲醇是一种用途广泛的化工原料。

　　工业上常用下列两种反应制备甲醇：

　　
①CO(g)+2H2(g)　　CH3OH(g)

　　ΔH1=-90.1 kJ·mol-1

　　
②CO2(g)+3H2(g)　　CH3OH(g)+H2O(l)　ΔH2

　　已知：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

　　ΔH3=-41.1 kJ·mol-1

　　H2O(l)H2O(g)　ΔH4=+44.0 kJ·mol-1

　　则ΔH2=__________。

　　答案　(1)CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)

　　ΔH=-725.8 kJ·mol-1

　　(2)-72.0 kJ·mol-1

　　(3)ΔH1+ΔH2+ΔH3

　　(4)(a+3b-c) kJ·mol-1

　　(5)-93.0 kJ·mol-1

　　11.(2014·高考试题组合)

　　(1)[2014·新课标全国卷，28(1)(2)]乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：

　　
①间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)，再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式________________________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　
②已知：

　　甲醇脱水反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

　　ΔH1=-23.9 kJ·mol-1

　　甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH2=-29.1 kJ·mol-1

　　乙醇异构化反应C2H5OH(g)CH3OCH3(g)

　　ΔH3=+50.7 kJ·mol-1

　　则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)的ΔH=______________ kJ·mol-1。

　　与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　(2)[2014·四川理综，11(3)]已知：25 ℃、101 kPa时，

　　Mn(s)+O2(g)MnO2(s)　ΔH=-520 kJ·mol-1

　　S(s)+O2(g)SO2(g)　ΔH=-297 kJ·mol

　　Mn(s)+S(s)+2O2(g)MnSO4(s)

　　ΔH=-1 065 kJ·mol-1

　　SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是

　　________________________________________________________________________。

　　(3)[2014·浙江理综，27(3)]煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：

　　CaSO4(s)+CO(g)　　CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)

　　ΔH1=218.4 kJ·mol-1(反应Ⅰ)

　　CaSO4(s)+4CO(g)　　CaS(s)+4CO2(g)

　　ΔH2=-175.6 kJ·mol-1(反应Ⅱ)

　　假设某温度下，反应 Ⅰ 的速率(v1)大于反应 Ⅱ 的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是________。

　　答案　(1)
①CH2CH2+H2SO4(浓)C2H5OSO3H，C2H5OSO3H+H2OC2H5OH+H2SO4

　　
②-45.5　污染小，腐蚀性小等

　　(2)MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s)

　　ΔH=-248 kJ·mol-1

　　(3)C

　　12.请参考题中图表，已知E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1，根据要求回答下列问题：

　　(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________________________________________________________________

　　________________________________________________________________________。

　　(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：

　　
①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)

　　ΔH=+49.0 kJ·mol-1

　　
②CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)

　　ΔH=-192.9 kJ·mol-1

　　又知
③H2O(g)H2O(l)　ΔH=-44 kJ·mol-1，则甲醇蒸汽燃烧为液态水的热化学方程式为______________________。

　　(3)如表所示是部分化学键的键能参数：

　　化学键 P—P P—O OO P===O 键能/kJ·mol-1 a b c x 已知白磷的燃烧热为d kJ·mol-1，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图Ⅱ所示，则表中x=________________________________________________________________________

　　kJ·mol-1(用含a、b、c、d的代表数式表示)。

　　答案　(1)减小　不变　NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1

　　(2)CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)

　　ΔH=-764.7 kJ·mol-1

　　(3)(d+6a+5c-12b)

　　解析　(1)观察图像，E1应为反应的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但是ΔH不变;1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO的反应热数值即反应物和生成物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)　ΔH=-234 kJ·mol-1。

　　(2)观察方程式，利用盖斯定律，将所给热化学方程式作如下运算：
②×3-
①×2+
③×2，即可求出甲醇蒸汽燃烧的热化学方程式。

　　(3)白磷燃烧的化学方程式为P4+5O2P4O10，结合图Ⅱ中白磷及其完全燃烧产物的结构，根据“反应热=反应物键能总和-生成物键能总和”与燃烧热概念可得等式：6a+5c-(4x+12b)=-d，据此可得x=(d+6a+5c-12b)。