1、第六章 化学反应与能量 (时间90分钟，满分100分)一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分)1参照反应BrH2HBrH的能量对反应历程的示意图，下列叙述中正确的是()A正反应为吸热反应B正反应为放热反应C加入催化剂，该化学反应的反应热增大D从图中可看出，该反应的反应热与反应途径有关解析：该反应中反应物BrH2的总能量低于生成物HBrH的总能量，正反应为吸热反应，A正确；H117 kJ/mol42 kJ/mol75 kJ/mol，反应热只与反应的始态与终态有关，与反应途径、是否使用催化剂无关答案：A2已知Zn(s)H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)H2(g)H0；则下列关于该
2、反应的叙述不正确的是 ()A该反应中旧键断裂需吸收能量，新键形成需放出能量，所以总能量不变B上述热化学方程式中的H的值与反应物的用量无关C该反应的化学能可以转化为电能D反应物的总能量高于生成物的总能量解析：任何一个化学反应，其反应前后都有能量的变化；在所给反应中，反应放热，则反应物的总能量高于生成物的总能量答案：A3(2010肇庆检测)下列化学反应属于吸热反应的是 ()A碘的升华B生石灰溶于水C镁与稀盐酸反应D熟石灰与NH4Cl晶体混合制氨解析：在题中给出的四个选项里，吸热的是A、D，但A是物理变化，所以答案为D.答案：D4(2010华南师大附中模拟)下列各组变化中，化学反应的热量变化前者小于
3、后者的一组是 ()CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1；CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H22H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H2t时，在一定条件下，将1 mol SO2和1 mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时放出的热量分别为Q1、Q2CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H1；CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H2ABC D解析：中，CH4燃烧生成液态水时放出的热量多，则H1H2；中H12H2，H1、H2均为负值，则H1H2；中，1 mol SO2和1 mol O2
4、反应时恒容条件下比恒压条件下转化率小，放出的热量少，故Q1Q2，中，CaCO3分解为吸热反应H10，CaO和H2O反应为放热反应H20，故H1H2.符合题意答案：A5已知在一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ/mol，CH4的燃烧热为890 kJ/mol，由1 mol CO和3 mol CH4组成混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为 ()A2912 kJ B2953 kJC3236 kJ D3867 kJ解析：1 mol CO完全燃烧放出的热量：1 mol283 kJ/mol283 kJ，3 mol CH4完全燃烧放出的热量：3 mol890 kJ/mol2670 kJ，共释放的热量为
5、：283 kJ2670 kJ 2953 kJ.答案：B6下列说法正确的是 ()A1 mol硫酸与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热B25、101 kPa时，1 mol S和2 mol S的燃烧热相等CCO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应D101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热解析：中和热是在稀溶液里强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水时所释放出的热量，而1 mol H2SO4和1 mol Ba(OH)2完全中和时生成2 mol H2O，而且有BaSO4生成，A错误；燃烧热指在25、101 kPa时1
6、 mol该物质完全燃烧生成稳定的化合物时，所放出的热量，与实际燃烧的硫的物质的量无关，B正确；CO燃烧的反应是放热反应，C错误；燃烧热与温度和压强有关，不同温度下测得的反应热是不同的，故未指明温度谈燃烧热无意义，且若碳不完全燃烧所放出的热量也不能称为燃烧热，D错误答案：B7已知25、101 kPa条件下：4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H2834.9 kJ/mol4Al(s)2O3(g)=2Al2O3(s)H3119.1 kJ/mol由此得出的正确结论是 ()A等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应B等质量的O2比O3能量高，由O2变O3为吸热反应CO3比O2稳定，由O2
7、变O3为放热反应DO2比O3稳定，由O2变O3为吸热反应解析：上式减下式得3O2(g)=2O3(g)H284.2 kJ/mol，可知，同为6 mol 氧原子，O3的能量高于O2，则O3不稳定，由O2变为O3是吸热反应答案：D8有专家指出，如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合，使之能够实现如图转化，那么，不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，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电能解析：关键信息是CO2、H2O、N2利用太阳能使它们重新组合，根据图示可知组合成可燃物，而可燃物燃烧后转化为产物并放出热量，产物又结合太阳能
8、转化为燃料，如此循环可知太阳能最终转化为热能答案：B9(2009天津高考)已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJ/molNa2O2(s)CO2(g)=Na2CO3(s)O2(g)H226 kJ/mol根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是 ()ACO的燃烧热为283 kJB右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C2Na2O2(s)2CO2(s)=2Na2CO3(s)O2(g)H452 kJ/molDCO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.021023解析：A错，燃烧热的单位应是kJ/mol.B项，图中没有标注物质的系数C项，由CO
9、2(s)=CO2(g)H0及盖斯定律可知C项正确D项，当反应放出509 kJ热量时，参加反应的CO为1 mol，电子转移数为26.021023.答案：C10已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.8 kJ/molFe2O3(s)CO(g)=Fe3O4(s)CO2(g)H15.73 kJ/molFe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H640.4 kJ/mol则14 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe单质和CO2气体时对应的H约为()A218 kJ/mol B109 kJ/molC218 kJ/mol D109 kJ/mol解析：该
10、问题可以转化为CO(g)FeO(s)=Fe(s)CO2(g)H？所以应用盖斯定律，若把已知给出的3个热化学方程式按照顺序编号为、，那么()即可答案：B11(2010东北师大附中高三摸底)2008年北京奥运会“祥云”奥运火炬所用环保型燃料为丙烷，悉尼奥运会所用火炬燃料为65%丁烷和35%丙烷，已知丙烷的燃烧热为2221.5 kJ/mol；正丁烷的燃烧热为2878 kJ/mol；异丁烷的燃烧热为2869.6 kJ/mol；下列有关说法正确的是 ()A丙烷燃烧的热化学方程式为：C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)H2221.5 kJ/molB相同质量的正丁烷和异丁烷分别完全燃烧，
11、前者需要的氧气多，产生的热量也多C正丁烷比异丁烷稳定D奥运火炬燃烧时主要是将化学能转变为热能和光能解析：A项中，水为气态，不正确；正丁烷和异丁烷互为同分异构体，等质量燃烧时需要氧气的量相同根据正丁烷和异丁烷的燃烧热可推知，C4H10(正)=C4H10(异)H8.4 kJ/mol，因此，异丁烷比正丁烷稳定答案：D12将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1V250 mL)下列叙述正确的是 ()A做该实验时环境温度为22B该实验表明化学能可能转化为热能CNaOH溶液的浓度约为1.0 mol/L
12、D该实验表明有水生成的反应都是放热反应解析：中和反应为放热反应，B正确；分析表中数据，当加入盐酸5 mL、NaOH溶液45 mL时，反应后温度为22，故实验时环境温度低于22，A错误；加入HCl溶液30 mL时反应放热最多，此时酸碱正好完全中和，c(NaOH)1.0 mol/L30 mL20 mL1.5 mol/L，C错误；有水生成的反应不一定是放热反应，如H2CuO,H2OCu是吸热反应，D错误答案：B13(2009南通九校联考)通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能键能的大小可用于估算化学反应的反应热(H)，化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新
13、化学键的键能之和的差.化学键HHClClHCl生成1 mol化学键时放出的能量436 kJ/mol243 kJ/mol431 kJ/mol则下列热化学方程式不正确的是 ()A.H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJ/molBH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJ/molC.H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJ/molD2HCl(g)=H2(g)Cl2(g)H183 kJ/mol解析：由反应热与键能的关系：H反应物键能总和生成物键能总和，计算反应A的反应热，H436 kJ/mol243 kJ/mol431 kJ/mol91.5 kJ/mol，A正确，并
14、由此推知B、D正确，C错误答案：C14某实验小组学生用50 mL 0.50 mol/L的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应通过测定反应过程中所放出的热量计算反应热下列说法正确的是 ()A如图条件下实验过程中没有热量损失B图中实验装置缺少环形玻璃搅拌棒C烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯D若改用60 mL 0.50 mol/L盐酸跟50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应，从理论上说所求反应热相等解析：图中小烧杯与大烧杯之间有很大空隙未填满碎纸条，会有较多的热量散失，A错误；烧杯间碎纸条的主要作用是隔热保温，C错误；D项中所求中和热相
15、同，但反应物的物质的量不同，所以反应热不同，D错误答案：B15在密闭容器中充入4 mol SO2和3 mol O2，一定条件下建立平衡：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJ/mol测得SO2的转化率为90%，则在此条件下，反应放出的热量为 ()A1.8Q kJ B2Q kJCQ kJ D0.9Q kJ解析：热化学方程式的含义是指2 mol SO2完全反应放出Q kJ热量，现有4 mol SO2，且转化率为90%，则产生的热量与反应物的量相对应，放出的热量为Q kJ90%1.8Q kJ.答案：A16用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染，例如：CH4(g)4NO2(g)=4NO
16、(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJ/molCH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1160 kJ/mol下列说法不正确的是 ()A由反应可推知：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(l)H574 kJ/molB反应转移的电子数相同C若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2同时生成气态水，放出的热量为173.4 kJD若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2到N2，整个过程中转移电子1.60 mol解析：水蒸气冷凝为液态水需要释放能量，所以CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(l)H574 kJ/
17、mol.答案：A二、非选择题(本题包括6个小题，共52分)17(8分)按要求写热化学方程式：(1)已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式_.(2)25、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式_(3)已知下列热化学方程式：CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1870.3 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJ/mol
18、H2(g)O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJ/mol写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式_解析：(1)由中和热的定义可知，1 mol NaOH与 mol H2SO4反应生成1 mol水时放热57.3 kJ.(2)CO2通入澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，即n(CO2)0.25 mol，则n(C4H10) mol,1 mol丁烷完全燃烧放出热量16Q kJ.(3)合成CH3COOH的反应为：2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)根据盖斯定律，22得，H(393.5 kJ/mol)2(285.8 kJ/mol)2(870.3
19、kJ/mol)488.3 kJ/mol.答案：(1)H2SO4(aq)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol(2)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H16Q kJ/mol(3)2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)H488.3 kJ/mol18(6分)已知：在热力学标准态(298 K、1.01105Pa)下，由稳定的单质发生反应生成1 mol化合物的反应热叫该化合物的生成热(H)如图所示为氧族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图试回答下列问题：(1)写出氧族元素中含有18e的两种氢化物的电子式：_.(2)请你归纳：
20、非金属元素氢化物的稳定性与其反应热H的关系_(3)写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应的热化学反应式：_.解析：(1)氧族元素包括O、S、Se、Te，含18e的氢化物有H2O2和H2S，它们的电子式分别为H H，H H.(2)据生成热的数据示意图知，H越小，说明生成对应的氢化物时放出热量越多，生成的氢化物越稳定，所以a、b、c、d分别代表碲、硒、硫、氧(3)因生成1 mol H2Se时吸收81 kJ的热量，那么当1 mol H2Se分解时放出81 kJ的热量，其热化学方程式可表示为H2Se(g)=Se(s)H2(g)H81 kJ/mol.答案：(1)H H、H H(2)非金属元素氢化物越稳
21、定，H越小，反之亦然(3)H2Se(g)=Se(s)H2(g)H81 kJ/mol19(9分)(2008海南高考)反应A(g)B(g)C(g)D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题： (1)该反应是_反应(填“吸热”“放热”)(2)当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率_(填“增大”“减小”“不变”)，原因是_，_.(3)反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？_原因是_.(4)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1_，E2_(填“增大”“减小、”“不变”)解析：由图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应是放热反应催化剂是通过降低活化能(E)提高活
22、化分子的百分含量来加快化学反应速率的，但不影响化学平衡状态(或化学平衡不移动)答案：(1)放热(2)减小根据勒夏特列原理，升高温度有利于反应向吸热反应方向移动，因而该反应中A的转化率减小(3)没有催化剂只能改变化学反应的速率和途径，不能改变化学反应的始态和终态的能量，因此对反应热没有影响(4)减小减小20(10分)(2009福州质检)磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物3.1 g的单质磷(P)在3.2 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是_，其相应的质量(g)为_(2)已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol，则1 mol P与O2反
23、应生成固态P2O3的反应热H_.(3)写出1 mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式：_.解析：根据题意由质量守恒定律设反应生成P2O3 x mol，P2O5 y mol，则有，解得：所以反应生成P2O3：0.025 mol110 g/mol2.75 gP2O5：0.025 mol142 g/mol3.55 g根据燃烧热的概念，可知燃烧生成0.5 mol P2O5放热Y kJ，所以生成0.025 mol P2O3.放出热量为：X kJ0.025(X0.05Y) kJ，由此可推算出其余问题的答案答案：(1)P2O3、P2O52.75 g、3.55 g(2)(20XY) kJ/mol(
24、3)P(s)O2(g)=P2O3(s)H(20XY) kJ/mol21(10分)近年来，由CO2催化加氢合成甲醇的相关研究受到越来越多的关注该方法既可解决CO2废气的利用问题，又可开发生产甲醇的新途径，具有良好的应用前景已知4.4 g CO2气体与H2经催化加氢生成CH3OH气体和水蒸气时放出4.95 kJ的能量(1)该反应的热化学方程式为：_.(2)在270、8 MPa和适当催化剂的条件下，CO2的转化率达到22%，则4.48 m3(已折合为标准状况)的CO2能合成CH3OH气体的物质的量是_，此过程中能放出热量_ kJ.(3)又已知H2O(g)=H2O(l)H44 kJ/mol，则22 g
25、 CO2气体与H2反应生成CH3OH气体和液态水时放出热量为_(4)根据该反应特点，有利于甲醇合成的条件是_A高压高温 B低压高温C高压低温 D低压低温解析：(1)4.4 g CO2气体完全合成CH3OH和水蒸气放热4.95 kJ，则1 mol CO2完全合成CH3OH和水蒸气放热49.5 kJ，热化学方程式为CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H49.5 kJ/mol.(2)n(CH3OH)n(CO2)22%44 mol，每生成1 mol CH3OH(g)放热49.5 kJ，则此过程中放热为：(4449.5)kJ2178 kJ.(3)由H2O(g)=H2O(l)H44 kJ
26、/mol以及(1)中的热化学方程式可知，1 mol CO2完全合成CH3OH并生成液态水时放热为44 kJ49.5 kJ93.5 kJ.则22 g CO2即0.5 mol CO2与H2反应时，放热为93.5 kJ246.75 kJ.(4)该反应正反应放热，低温有利于CO2合成CH3OH，又因正反应为体积减小的反应，高压有利于CO2合成CH3OH.答案：(1)CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H49.5 kJ/mol(2)44 mol2178(3)46.75 kJ(4)C22(9分)某反应过程中的能量变化如图所示：(1)写出该反应的热化学方程式：_.(2)在溶液中进行化学反应
27、中的物质，其状态标为“aq”，已知0.5 mol H2SO4在溶液中与足量氢氧化钠反应放出57.3 kJ的热量，用离子方程式写出该反应的热化学方程式：_.(3)合成氨反应的热化学方程式：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJ/mol已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应，在某一定条件下，N2的转化率仅为10%，要想通过该反应得到92.2 kJ的热量，至少在反应混合物中要投放N2的物质的量为_ mol.解析：(1)由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，可判断所给反应是一个放热反应，据图可写出反应的热化学方程式(3)据热化学方程式可知，1 mol N2完全反应才能得到92.2 kJ的热量，而N2转化率为10%，则实际需要投入10 mol N2才能转化1 mol N2.答案：(1)A(g)2B(g)=C(l)3D(l)H432 kJ/mol(2)H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol(3)10