1、专题5化学反应与能量一、选择题(每小题6分，共54分)1(2010山东理综，10)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()A生成物总能量一定低于反应物总能量B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同解析：放热反应中生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应中生成物总能量高于反应物总能量，A错误；化学反应的速率与反应物本身的性质、温度、压强、浓度、催化剂等因素有关，与吸热、放热反应无关，B错误；通过盖斯定律可以间接测量某些难以直接测量的反应的焓变，C正确；同温同压下，
2、H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反应条件不会影响H的值，D错误。答案：C2(2011烟台模拟)根据盖斯定律判断如图所示的物质转变过程中，正确的等式是()AH1H2H3H4BH1H2H3H4CH1H2H3H4 DH1H2H3H4答案：D3化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化：下列说法中正确的是()A1mol N2(g)和1mol O2(g)反应放出的能量为180kJB1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量C通常情况下
3、，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NODNO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水解析：根据图示可以看出拆开1mol N2和1mol O2需要吸收的能量分别为946kJ和498kJ，生成2mol NO(g)放出的能量2mol632kJ/mol，故反应吸收热量为180kJ；选项B，N2和O2的反应是吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量；选项C，N2与O2在高压放电时才能化合生成NO；选项D，NO不是酸性氧化物，不能与NaOH溶液反应。答案：B4下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是()A石墨转变为金刚石是吸热反应B白磷比红磷稳定CS(g
4、)O2(g)=SO2(g)H1S(s)O2(g)=SO2(g)H2则H1H2DCO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H10解析：从图像1可知，金刚石所具有的能量高于石墨，故A正确；能量越高越不稳定，B错；C项，因S(s)S(g)，要吸收热量，故H1H2；D项，由图4可以看出，反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量，故表现为放热，H1192.9kJmol1解析：A项中192.9kJ/mol是反应的热效应，而不是CH3OH的燃烧热，A错；B项中根据反应的H49.0kJ/mol可知该反应为吸热反应，生成物的总能量应该比反应物的总能量大，B错；C项中从反应和看，前者是吸热的，后者是放热的，
5、C错；根据反应CH3OH为气态时H192.9kJ/mol，而当CH3OH为液态时H应大于192.9kJ/mol，D正确。答案：D6一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574kJ/molCH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1 160kJ/mol下列叙述正确的是()ACH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(l)H867kJ/molBCH4催化还原NOx为N2的过程中，若x1.6，则转移电子3.2molC若0.2mol CH4还原NO2至N2，在上述条件下放出的热
6、量为173.4kJD若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子3.2mol解析：和反应叠加可以得到CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)HkJ/mol867kJ/mol，A选项中生成的应是气态水，错误；NO1.6中的N的价态是3.2，还原成氮气时，1mol NO1.6完全反应转移电子为3.2mol，B选项中没有给出反应物的具体的量，错误；0.2mol CH4还原NO2至N2，放出的热量是8670.2kJ173.4kJ，C选项正确；标准状况下4.48 L CH4参加反应时，消耗0.4mol的NO2，转移电子数为0.44mol1.6mol，D选
7、项错误。答案：C7已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566kJ/molNa2O2(s)CO2(g)=Na2CO3(s)O2(g)H226kJ/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283kJB下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C2Na2O2(s)2CO2(s)=2Na2CO3(s)O2(g)H452kJ/molDCO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移数为6.021023解析：A选项中燃烧热单位错误，应为kJ/mol；B项中图中没有表示出H566kJ/mol时对应的反应物与生成物的量的关系，B项错误；由于2Na2O2(
8、s)2CO2(g)=2Na2CO3(s)O2(g)H452kJ/mol，所以2Na2O2(s)2CO2(s)=2Na2CO3(s)O2(g)H452kJ/mol，C正确；由盖斯定律得：CO(g)Na2O2(s)=Na2CO3(s)H509kJ/mol，可知当放出509kJ热量时，消耗1mol CO，电子转移数为26.021023，D错误。答案：C8已知：C(s)1/2O2(g)=CO(g)H110.5kJ/molCO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H283.0kJ/molH2(g)1/2O2(g)=H2O(g)H241.8kJ/molC(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H131.3kJ
9、/mol下列说法正确的是()A将2.4g炭完全转化为水煤气，然后再充分燃烧，整个过程放出热量39.35kJBH2的燃烧热为241.8kJ/molC由反应可知CO具有还原性而没有氧化性D由反应可知，反应过程中转移5mol电子且生成液态水时放出的热量大于604.5kJ解析：选项A，根据盖斯定律，2.4g炭完全转化为水煤气，然后再充分燃烧，整个过程放出的热量等于0.2molC(s)完全燃烧释放出的热量，反应有：C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5kJ/mol，故0.2molC(s)完全燃烧放出热量78.7kJ。根据燃烧热的定义可知B选项错误；选项C，CO既有氧化性又有还原性；选项D，根据反应
10、可知，1mol H2(g)完全反应转移2mol电子生成气态水，同时放出241.8kJ热量，故反应过程中转移5mol电子生成气态水放出热量2.5mol241.8kJ/mol604.5kJ，由于气态水转化为液态水时放出热量，故生成液态水时放出的热量大于604.5kJ。答案：D9(2010重庆高考，12)已知H2(g)Br2(l)2HBr(g)；H72kJ/mol，蒸发1mol Br2(1)需要吸收的能量为30kJ，其它相关数据如下表：H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436a369则表中a为()A404B260C230D200解析：首先根据盖斯定律求
11、出H2(g)Br2(g)=2HBr(g)的H为102kJ/mol，然后根据反应热：H反应物的键能之和生成物的键能之和436a3692102解得：a200，由此可知D项正确。答案：D二、非选择题(共46分)10(14分)(2011江苏，20)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H206.2kJmol1CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247.4kJmol12H2S(g)=2H2(g)S2(g)H169.8kJmol1(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生
12、成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_。(2)H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是_；燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式：_。(3)H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图(1)所示。图中A、B表示的物质依次是_。(4)电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图见图(2)(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为_。(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化
13、物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为_。解析：本题以新能源为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表的综合题，是以化学知识具体运用的典型试题。答案：(1)CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.0kJmol1(2)为H2S热分解反应提供能量2H2SSO2=2H2O3S(或4H2S2SO2=4H2O3S2)(3)H、O(或氢原子、氧原子)(4)CO(NH2)28OH6e=CON26H2O(5)2Mg2Cu3H2MgCu23MgH211(14分)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，充分
14、燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。(1)等质量的金刚石和石墨完全燃烧_(填“金刚石”或“石墨”)放出热量更多，写出表示石墨燃烧热的热化学方程式_。(2)在通常状况下，金刚石和石墨相比_(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，写出石墨转化为金刚石的热化学方程式_。(3)12g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36g，该过程放出的热量为_。答案：(1)金刚石C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H393.5kJ/mol(2)石墨C(石墨，s)=C(金刚石，s)H1.9kJ/mol(3)252.0kJ12(18分)(2010北京高考)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3H2O的形式存在，该废
15、水的处理流程如下：(1)过程：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30，通空气将氨赶出并回收。用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：_。用化学平衡原理解释通空气的目的：_。(2)过程：在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：第一步反应是_反应(选填“放热”或“吸热”)，判断依据是_。1mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是_。(3)过程：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2。若该反应消耗32g CH3OH转移6mol 电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是_。答案：(1)NHOH=NH3H2O废水中的NH3被空气带走，使NH3H2ONH3H2O的平衡向正反应方向移动，利于除氨(2)放热H273kJ/mol0(反应物的总能量大于生成物的总能量)NH(aq)2O2(g)=2H(aq)NO(aq)H2O(l)H346kJ/mol(3)5：6