1、专题能力训练七化学反应与热能(时间:45分钟满分:100分)专题能力训练第12页一、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.下列说法或表示方法正确的是()A.反应物的总能量低于生成物的总能量时,该反应一定不能发生B.强酸跟强碱反应放出的热量就是中和热C.大多数化合反应发生时,断键时吸收的热量小于成键时放出的热量D.在101 kPa、25 时,12 g C完全燃烧生成CO,放出110.35 kJ热量,则C的燃烧热为110.35 kJmol-1答案:C解析:反应物的总能量低于生成物的总能量即吸热反应,可以发生,A错误;中和热是指强酸强碱的稀溶液完全中和生成1mol水
2、时放出的热量,B错误;大多数化合反应是放热反应,C正确;1mol可燃物充分燃烧,生成稳定的氧化物时所放出的热量才是燃烧热,D错误。2.下列有关叙述正确的是()A.已知反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的H=-483.6 kJmol-1,则氢气的燃烧热为241.8 kJmol-1B.已知3O2(g)2O3(g)H0,则臭氧比氧气稳定C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ 的热量,则该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=-57.4 kJmol-1D.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g)H1,2C(s
3、)+O2(g)2CO(g)H2,则H1H2答案:C解析:1mol可燃物充分燃烧,生成稳定的氧化物所放出的热量是燃烧热,生成的水应该为液态,A错误;物质具有的能量越低越稳定,氧气更稳定,B错误;20.0gNaOH为0.5mol,故1molNaOH与HCl完全中和放热28.72kJ,C正确;H为负值,放热越多值越小,D错误。3.(2019河北隆化高三质检)如图所示,下列说法不正确的是()(1)(2)A.反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)+B2(g)C(g)H1=-Q1 kJmol-1B.反应过程(2)的热化学方程式为C(g)A2(g)+B2(g)H2=+Q2 kJmol-1C.Q1Q2D.H
4、2H1答案:C解析:由图像数据可知,反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)+B2(g)C(g)H1=-Q1kJmol-1,反应过程(2)的热化学方程式为C(g)A2(g)+B2(g)H2=+Q2kJmol-1,故A、B两项正确;反应过程(1)与反应过程(2)中,反应物、生成物所涉及物质及状态均相同,只是过程相反,故Q1=Q2,C项不正确;H1为负值,H2为正值,故H2H1,D项正确。4.下列有关叙述正确的是()A.CO(g)的燃烧热是283.0 kJmol-1,则CO2分解的热化学方程式为:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)H=+283.0 kJmol-1B.向1 L 0.5 molL-
5、1的NaOH溶液中加入下列物质:稀醋酸浓硫酸稀硝酸恰好完全反应,其焓变H1、H2、H3的关系是:H1H3Q2答案:D解析: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)H=+566.0kJmol-1,A错误;醋酸是弱电解质,电离时吸热,浓硫酸溶于水时放热,放热多少排序为浓硫酸稀硝酸稀醋酸,又因为放热反应中H为负值,故H2H3MgBr2MgCl2MgF2C.常温下氧化性:F2Cl2Br2Cl2Br2I2,C错误;Mg(s)+Cl2(g)MgCl2(s)H=-641kJmol-1,Mg(s)+Br2(g)MgBr
6、2(s)H=-524kJmol-1,-即得D项中的热化学方程式,D正确。7.(2019天津大学附属中学高三模拟)已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-217 kJmol-1,C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=b kJmol-1。HH、OH和OO键的键能分别为436 kJmol-1、462 kJmol-1和495 kJmol-1,则b为()A.+352B.+132C.-120D.-330答案:B解析:根据盖斯定律:2-得:2H2O(g)O2(g)+2H2(g)H=(2b+217)kJmol-1而2H2O(g)O2(g)+2H2(g)H=(4462-495-4362)kJmo
7、l-1,即2b+217=4462-495-4362解得b=+132。二、非选择题(共4小题,共58分)8.(8分)(1)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。已知拆开1 mol H2、1 mol O2和液态水中1 mol OH键使之成为气态原子所需的能量分别为436 kJ、495 kJ和462 kJ;CH3OH(g)的燃烧热为727 kJmol-1。则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)H= kJmol-1。(2)甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:热化学方程式甲烷氧化CH4(g)+
8、2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H1=-802.6 kJmol-1CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)H2=-322.0 kJmol-1蒸气重整CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H3=+206.2 kJmol-1CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H4=+165.0 kJmol-1已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H= kJmol-1。答案:(1)-5.5(2)-41.2解析:(1)根据题意,可得H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=(436+49512-4622)kJmol-1=-240.5kJmol-1CH3
9、OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-727kJmol-1,则所求热化学方程式可由3-得到,根据盖斯定律,H=-5.5kJmol-1。(2)将已知热化学方程式依次编号为、,则所求热化学方程式可由-得到,根据盖斯定律,H=-41.2kJmol-1。9.(15分)(1)已知:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H=+86.89 kJmol-1CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-638.51 kJmol-1已知水的汽化热为44 kJmol-1,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为。(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素分子式为C
10、O(NH2)2。已知:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)H=-159.5 kJmol-1NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)H=+116.5 kJmol-1H2O(l)H2O(g)H=+44.0 kJmol-1写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式。答案:(1)H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1(2)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)H=-87.0 kJmol-1解析:(1)CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H=+86.89kJmol-1CH3OH(g
11、)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-638.51kJmol-1H2O(l)H2O(g)H=+44kJmol-1根据盖斯定律,13(-)得H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-241.8kJmol-1,-得H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285.8kJmol-1。(2)根据盖斯定律,+-:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)H=-87.0kJmol-1。10.(2018全国)(15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题。(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2
12、O等,写出该反应的化学方程式:。(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48 kJmol-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)H2=-30 kJmol-1则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的H为 kJmol-1。(3)对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K时反应的平衡转化率=%。平衡常数K343 K=(保留2位小数)。在343 K下:
13、要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有、。比较A、B处反应速率大小:vA(填“大于”“小于”或“等于”)vB。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl32-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算A处的v正v逆=(保留1位小数)。答案:(1)2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl(2)114(3)220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)大于1.3解析:(1)SiHCl3与H2O反应生成(HSiO)2O为非氧化还原反应,由原子守恒配平:2SiHCl3+3H2O(HSiO)
14、2O+6HCl。(2)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48kJmol-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)H2=-30kJmol-1根据盖斯定律:3+即可得4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)H=114kJmol-1。(3)由图根据“先拐先平速率大”可知A点所在曲线温度较高,则343K时平衡转化率为22%;设SiHCl3起始物质的量为1mol,则有2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始物质的量/mol100转化物质的量/mol0.220.110.11平衡物质的量/mol0.780.110.11平衡
15、常数K343K=0.110.11(0.78)20.02。A处反应相当于在B处反应的基础上升高温度,反应速率vA大于vB;达平衡时v正、v逆相等,k正xSiHCl32=k逆xSiH2Cl2xSiCl4k正k逆=xSiH2Cl2xSiCl4xSiHCl32=K343K=0.02A处SiHCl3转化率为20%,设起始时SiHCl3物质的量为1mol,则有:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始物质的量/mol100转化物质的量/mol0.20.10.1A点物质的量/mol0.80.10.1此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1,
16、v正v逆=k正xSiHCl32k逆xSiH2Cl2xSiCl4=0.020.820.10.1=1.281.3。11.(20分)(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用SO2将CO氧化,SO2被还原为S。已知:C(s)+12O2(g)CO(g)H1=-126.4 kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)H2=-393.5 kJmol-1S(s)+O2(g)SO2(g)H3=-296.8 kJmol-1则SO2氧化CO的热化学方程式为。(2)用O2将HCl转化为Cl2,可提高效率,减少污染。传统上该转化通过下图所示的催化循环实现。其中,反应为2HCl(
17、g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s)H1反应生成1 mol Cl2的反应热为H2,则总反应的热化学方程式为(反应热用H1和H2表示)。(3)将CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,可发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的H=+206 kJmol-1已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-802 kJmol-1,写出由CO2和H2O(g)生成CO的热化学方程式:。(4)工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:用焦炭与水反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);用天然气与水蒸气反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g
18、)+3H2(g)已知有关反应的能量变化如下图所示,则方法中反应的H=。答案:(1)SO2(g)+2CO(g)S(s)+2CO2(g)H=-237.4 kJmol-1(2)2HCl(g)+12O2(g)H2O(g)+Cl2(g)H=H1+H2(3)CO2(g)+3H2O(g)2O2(g)+CO(g)+3H2(g)H=+1 008 kJmol-1(4)(a+3b-c) kJmol-1解析:(1)由盖斯定律可知,待求反应式可通过反应2-2-得到,进而求出待求反应的H。(2)反应的热化学方程式为CuCl2(s)+12O2(g)CuO(s)+Cl2(g)H2。故总反应2HCl(g)+12O2(g)H2O(g)+Cl2(g)H=H1+H2。(3)由式-式得CO2(g)+3H2O(g)2O2(g)+CO(g)+3H2(g)H=+206kJmol-1-(-802kJmol-1)=+1008kJmol-1。(4)由图可知:.CO(g)+12O2(g)CO2(g)H=-akJmol-1;.12O2(g)+H2(g)H2O(g)H=-bkJmol-1;.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-ckJmol-1。根据盖斯定律可知反应的H为(-c+3b+a)kJmol-1。
