2022届高考化学一轮复习规范练16化学反应与能量变化含解析新人教版

1、化学反应与能量变化(时间:45分钟满分:100分)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.(2020全国)铑的配合物离子Rh(CO)2I2-可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。下列叙述错误的是()。A.CH3COI是反应中间体B.甲醇羰基化反应为CH3OH+COCH3CO2HC.反应过程中Rh的成键数目保持不变D.存在反应CH3OH+HICH3I+H2O答案:C解析:认真观察甲醇羰基化反应过程示意图,可确定A、B、D三项均正确。C项,反应过程中,铑的配合物离子中Rh的成键数目由4变为6、又由6变为5、再由5变为6、最后又变为4,C项错误。2.在催化

2、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:由题图可知,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

3、.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)+3H2(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,金刚石比石墨稳定答案:B解析:燃烧

4、热是1mol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=+571.6kJmol-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H=-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)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Qa+2bmol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

5、指1molCH4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H=-bkJmol-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)+32O2(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-b)kJmol-1x+2xkJmol-1c=QkJ,x=Qa-b+3cmol,即混合物中甲醇的物质的量为Qa+3c-bmol,D项错误。8.已知HCN(aq)与NaOH(aq)反应生成1 mo

6、l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=-12.1kJmol-1;H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3kJmol-1,由-可得HCN(aq)CN-(aq)+H+(aq)H=(-12.1kJmol-1)-(-57.3kJmol-1)=+45.2kJmol-1,D项

7、正确。9.根据表中的信息判断下列说法错误的是()。物质外观熔点燃烧热H/(kJmol-1)金刚石无色,透明固体?-395.4石墨灰黑,不透明固体?-393.5A.由表中信息可得如图所示的图像B.由表中信息知C(石墨,s)C(金刚石,s)H=+1.9 kJmol-1C.由表中信息可推知相同条件下金刚石的熔点低于石墨的熔点D.表示石墨燃烧热的热化学方程式为C(石墨,s)+12O2(g)CO(g)H=-393.5 kJmol-1答案:D解析:由表中信息可得:C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g)H=-395.4kJmol-1C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5kJmol-1根据盖

8、斯定律,由-得:C(金刚石,s)C(石墨,s)H=-1.9kJmol-1,A项正确;C(石墨,s)C(金刚石,s)H=+1.9kJmol-1,B项正确;由表中信息可知等质量的石墨所具有的能量低于等质量的金刚石所具有的能量,物质所具有的能量越低越稳定,而石墨的层内共价键键长比金刚石的共价键键长短,作用力更大,破坏石墨中化学键需要更多的能量,所以石墨的熔点比金刚石的高,C项正确;式表示石墨燃烧热的热化学方程式,D项错误。10.已知:1 mol晶体硅中含有2 mol SiSi键。Si(s)+O2(g)SiO2(s)H,其反应过程与能量变化如图所示。化学键SiOOOSiSi断开1mol共价键所需能量/

9、kJ460500176下列说法中正确的是()。A.晶体硅光伏发电是将化学能转化为电能B.二氧化硅的稳定性小于硅的稳定性C.H=-988 kJmol-1D.H=(a-c) kJmol-1答案:C解析:晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能,A项错误;根据化学键的键能判断,断裂1mol二氧化硅中的SiO键需要的能量为4460kJ=1840kJ,断裂1mol晶体硅中的SiSi键需要的能量为2176kJ=352kJ,故二氧化硅的稳定性大于硅的稳定性,B项错误;Si(s)+O2(g)SiO2(s)H=(1762+500-4604)kJmol-1=-988kJmol-1,C项正确;根据图中信息可知,H=-ck

10、Jmol-1,D项错误。二、非选择题(本题共3个小题,共50分)11.(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可作为太阳能分解水的催化剂。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

11、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 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。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0.0020mol,至少需要吸收的光能为0.0020m

12、ol484kJmol-1=0.968kJ。(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=3436kJmol-1+945.8kJmol-1-6E(NH)=-92.2kJmol-1,E(NH)=391kJmol-1。(3)反应4H2(g)+2NO2(g)N2(g)+4H2O(g)可以由2-得到,故H=(-483.6kJmol-1)2-67.7kJmol-1=-1034.9kJmol-1。12.(20分)乙烯可用作合成纤维、合成橡胶、塑料的原料。回答下列问题:(1)实验室用乙醇和五氧化二磷制取乙烯的过程如下:P2O5+3H2O2H3

13、PO4;H3PO4+C2H5OHC2H5OPO(OH)2(磷酸单乙酯)+H2O;170200 时,C2H5OPO(OH)2会分解生成乙烯和磷酸。C2H5OPO(OH)2分解反应的化学方程式为。(2)用CrO3作催化剂,CO2重整C2H6制乙烯的反应过程如下:C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)H1;3H2(g)+2CrO3(s)3H2O(g)+Cr2O3(s)H2;Cr2O3(s)+3CO2(g)3CO(g)+2CrO3(s)H3。反应C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)的H=(用含H1、H2、H3的代数式表示)。已知部分化学键的键能数据如下表所示,则H1=

14、 kJmol-1。化学键CCCCCHHH键能/(kJmol-1)348615413436答案:(1)C2H5OPO(OH)2CH2CH2+H3PO4(2)3H1+H2+H33+123解析:(1)170200时,C2H5OPO(OH)2会分解生成乙烯和磷酸,则C2H5OPO(OH)2分解反应的化学方程式为C2H5OPO(OH)2CH2CH2+H3PO4。(2)将题述热化学方程式分别用a、b、c表示,3a+b+c3得:C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)H=3H1+H2+H33。H=反应物键能之和-生成物键能之和,则H1=(6413+348-4413-615-436

15、)kJmol-1=+123kJmol-1。图113.(15分)人类研究氢能源从未间断过,而热化学循环分解水制H2是在水反应体系中加入一种中间物,经历不同的反应阶段,最终将水分解为H2和O2,这是一种节约能源、节省反应物料的技术,图1是热化学循环制氢气的流程:(1)实验测得,1 g H2燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为。(2)整个流程参与循环的物质是和(填化学式),最难进行的反应是(填序号)。(3)汞虽然有毒,但用途广泛。用汞和溴化钙作催化剂,可以在较低温度下经过下列反应使水分解制氢气和氧气:CaBr2+2H2OCa(OH)2+2HBr;HgBr2+Ca

16、(OH)2CaBr2+HgO+H2O;2HgO2Hg+O2。反应的化学方程式为。(4)合成氨用的H2可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如图2所示,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为。图2答案:(1)H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1(2)SO2I2(3)Hg+2HBrHgBr2+H2(4)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+161.1 kJmol-1解析:(1)1g氢气燃烧生成液态水放出142.9kJ热量,则2g氢气即1mol氢气燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285.8kJmol-1。(2)反应为二氧化硫、碘单质与水的反应:SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,反应为硫酸分解生成二氧化硫、氧气、水:2H2SO42SO2+O2+2H2O,反应为碘化氢分解:2HIH2+I2,整个流程参与循环的物质是SO2、I2,最难进行的反应是。(3)根据反应知反应有Hg