1、考点规范练16化学反应与能量变化(时间:45分钟满分:100分)考点规范练第32页一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2016安徽蚌埠质检)巴黎气候大会揭开了发展低碳经济的宏伟序幕,下列有关说法正确的是()A.太阳能、地热能、核能、化石燃料等均属于“新能源”B.减少含碳物质作燃料符合“低碳”理念C.图中转化途径不能体现“节能减排”的思想D.节约用电不能减少CO2的排放量答案:B解析:化石燃料属于传统能源,A项错误;减少含碳物质作燃料,就可以减少空气中碳元素的含量,符合“低碳”理念,B项正确;从题图可知,HCl循环利用,排出的水无污染,符合“节
2、能减排”思想,C项错误;目前发电主要是火力发电,节约用电就能减少CO2的排放量,D项错误。2.(2016河南郑州第一次质检)在催化剂作用下,H2O2发生分解,其反应能量随反应的进程变化如图:下列说法正确的是()A.H2O2分解反应的H0B.催化剂的加入使反应的热效应减小C.催化剂的加入提高了H2O2的分解率D.催化剂通过改变反应进程、降低反应的活化能来提高H2O2分解速率答案:D解析:由图可知,反应物H2O2具有的能量高于生成物具有的能量,则该反应为放热反应,H0,A项错误;加入催化剂,可改变反应的活化能,从而改变反应速率,但不能改变反应的热效应,B项错误;催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发
3、生移动,故不能提高H2O2的分解率,C项错误;催化剂能降低反应的活化能,从而改变反应进程,提高H2O2的分解速率,D项正确。3.(2016东北师范大学附属中学模拟)下列说法正确的是()A.氢气的燃烧热为H=-285.8 kJmol-1,则电解水时水分解的热化学方程式 2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+285.8 kJmol-1B.反应SO2(g)+2H2S(g)3S(s)+2H2O(l)在常温下能自发进行,则该反应的H0C.500 、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3
4、H2(g)2NH3(g)H=-38.6 kJmol-1D.由C(石墨,s)C(金刚石,s)H=+1.90 kJmol-1可知,金刚石比石墨稳定导学号16980314答案:B解析:燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,故电解水时水分解的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+571.6 kJmol-1,A项错误;SO2与H2S之间的反应是一个熵值减小的反应,它能自发进行,则有H-TScB.甲烷的燃烧热为b kJmol-1C.2CH3OH(g)2CH4(g)+O2(g)H=2(b-a) kJmol-1D.当甲醇和甲烷物质的量之比为12,完全燃烧生成CO2(g)
5、和H2O(l)时,放出的热量为Q kJ,则该混合物中甲醇的物质的量为 mol导学号16980315答案:C解析:等物质的量时,CH4燃烧生成液态水放出的热量更多,故cb,A项错误;甲烷的燃烧热是指1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出的热量,反应中生成的是气态H2O,故b kJmol-1不是甲烷的燃烧热,B项错误;2-2可得2CH3OH(g)2CH4(g)+O2(g)H=2(b-a) kJmol-1,C项正确;-+得CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-(a+c-b) kJmol-1,若设甲醇的物质的量为x,则CH4的物质的量为2x,根据和有(a+c
6、-b) kJmol-1x+2x kJmol-1c=Q kJ,x= mol,即混合物中甲醇的物质的量为 mol,D项错误。8.(2016黑龙江哈尔滨师范大学附中模拟)已知HCN(aq)与NaOH(aq)反应生成1 mol正盐的H=-12.1 kJmol-1;强酸、强碱的稀溶液反应的中和热H=-57.3 kJmol-1。则HCN在水溶液中电离的H等于()A.-69.4 kJmol-1B.-45.2 kJmol-1C.+69.4 kJmol-1D.+45.2 kJmol-1答案:D解析:由题意可写出热化学方程式:HCN(aq)+OH-(aq)CN-(aq)+H2O(l)H=-12.1 kJmol-1
7、;H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,由-可得HCN(aq)CN-(aq)+H+(aq)H=(-12.1 kJmol-1)-(-57.3 kJmol-1)=+45.2 kJmol-1,D项正确。9.(2016河南信阳、三门峡联考)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、Cl(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是()A.e是ClB.ba+c反应的活化能为60 kJmol-1C.a、b、c、d、e中c最稳定D.ba+d反应的热化学方程式为3ClO-(aq)Cl(aq)+2Cl-(aq)H=-116 kJmol-1答案:D解析
8、:由图可知,a为Cl-,b为ClO-,c为Cl,d为Cl,e为Cl,A项错误;无法确定活化能的大小,B项错误;a、b、c、d、e中a的能量最低,所以a最稳定,C项错误;ba+d的化学方程式为3ClO-Cl+2Cl-,所以热化学方程式为3ClO-(aq)Cl(aq)+2Cl-(aq)H=-116 kJmol-1,故D项正确。10.(2016湖南五市十校教研教改共同体联考)已知:2Fe2O3(s)+3C(s)3CO2(g)+4Fe(s)H=+468.2 kJmol-1;C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1;则4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)的H是()A.-1
9、 648.7 kJmol-1B.-1 255.3 kJmol-1C.-861.7 kJmol-1D.+867.1 kJmol-1答案:A解析:将已知反应依次记为,根据盖斯定律,由3-即可得出4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)H=-393.5 kJmol-13-468.2 kJmol-1=-1 648.7 kJmol-1。二、非选择题(本题共3个小题,共50分)11.(2016重庆三峡名校联盟期末)(15分)氢气是一种清洁能源,氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点;氢气也是重要的化工原料。(1)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O
10、并通入0.10 mol水蒸气发生反应:2H2O(g)2H2(g)+O2(g)H=+484 kJmol-1,不同时段产生O2的量见表格:时间/min20406080n(O2)/mol0.001 00.001 60.002 00.002 0上述反应过程中能量转化形式为光能转化为能,达平衡过程中至少需要吸收光能 kJ(保留三位小数)。(2)氢气是合成氨工业的原料,合成塔中每产生2 mol NH3,放出92.2 kJ热量。已知:则1 mol NH键断裂吸收的能量约等于。(3)已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-483.6 kJmol-1N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H=+67.7
11、 kJmol-1则H2还原NO2生成水蒸气和氮气反应的热化学方程式是。导学号16980316答案:(1)化学0.968(2)391 kJ(3)4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O (g)H=-1 034.9 kJmol-1解析:(1)题述反应过程中能量转化形式为光能转化为化学能,达平衡时,生成氧气0.002 mol,至少需要吸收的光能为0.002 mol484 kJmol-1=0.968 kJ。(2)3H2(g)+N2(g)2NH3(g),反应的焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量=3436 kJmol-1+945.8 kJmol-1-6E(NH)=-92.
12、2 kJmol-1,E(NH)=391 kJmol-1。(3)反应4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)可以由2-得到,故H=(-483.6 kJmol-1)2-67.7 kJmol-1=-1 034.9 kJmol-1。12.(2016河南洛阳高中月考)(20分)工业上合成反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),其反应过程的能量变化如图所示:已知:1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H=-99 kJmol-1。请回答下列问题:(1)图中A、C分别表示、,E的大小对该反应的反应热(填“有”或“无”)影响。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中
13、B点(填“升高”或“降低”),理由是。(2)图中H= kJmol-1。(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物,四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式:。(4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol(Lmin)-1,则v(O2)= mol(Lmin)-1、v(SO3)= mol(Lmin)-1。(5)已知单质硫的燃烧热为296 kJmol-1,计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的H=。答案:(1)反应物总能量生成物总能量无降低因为催化剂改变了反应历程,使活化能E降低(2)-198(3)SO2+V2O5SO3+2VO2、4V
14、O2+O22V2O5(4)0.0250.05(5)-1 185 kJmol-1解析:(1)图中A表示反应物总能量,C表示生成物总能量,E为活化能,与反应热无关,但使用催化剂可以降低活化能。(2)图中表示的是2 mol SO2(g)的反应,因此H=-99 kJmol-12=-198 kJmol-1。 (3)V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物VO2,可写出相关反应的化学方程式。(4)依据化学反应速率之比等于化学计量数之比可进行计算。(5)S(s)+O2(g)SO2(g)H1=-296 kJmol-1SO2(g)+O2(g)SO3(g)H2=-99 kJmol-1由3+3得:3S(s)+
15、O2(g)3SO3(g)H=(H1+H2)3=-1 185 kJmol-113.(2016浙江理综,28节选)(15分)催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-53.7 kJmol-1CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H2某实验室控制CO2和H2初始投料比为12.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:T/K催化剂CO2转化率/%甲醇选择性/%543Cat.112.342.
16、3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比已知:CO和H2的燃烧热分别为H(CO)=-283.0 kJmol-1、H(H2)=-285.8 kJmol-1H2O(l)H2O(g)H3=+44.0 kJmol-1请回答:(1)反应的H2= kJmol-1。(2)在下图中分别画出反应在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程能量”示意图。导学号16980317答案:(1)+41.2(2)解析:(1)根据CO、H2的燃烧热可得热化学方程式:CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJmol-1;:H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1;若设H2O(l)H2O(g)H=+44 kJmol-1为,将反应+-可得反应,故H2=-285.8 kJmol-1+44 kJmol-1-(-283.0 kJmol-1)=+41.2 kJmol-1。(2)催化剂对平衡移动无影响,故三条曲线的起点和终点相同,但是使用催化剂后能降低反应的活化能,由表格中的数据可知,Cat.2的催化效果更好,即在图像上表现为Cat.2对应曲线在Cat.1对应曲线的下方。
