专题化学基本理论化学反应与能量变化提能力

1、 1据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是()解析：分解水属于吸热反应，催化剂可以降低活化能。答案：B2下列与化学反应能量变化相关的说法不正确的是()A任何化学反应都伴随着热量的变化B一个反应是吸热反应还是放热反应要看反应物和生成物具有总能量的相对大小C化学键的断裂一定吸收能量， 化学键的形成一定释放能量D化学反应过程的能量变化除热能外，也可以是光能、电能等解析：任何化学反应都伴随着能量的变化，但不一定是热量的变化，A错。答案：A3双选题已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中不正确的是()A每生成

2、2分子AB吸收b kJ热量B该反应热H(ab) kJmol1C该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量D断裂1 mol AA和1 mol BB键，放出a kJ能量解析：观察题给图像可以得到，上述反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，其中反应热H(ab)kJmol1。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。答案：AD4肼(N2H4)是火箭发动机的燃料，它与N2O4反应时，N2O4为氧化剂，生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H8.7 kJ/mol，N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.0 kJ/mol，下列表示肼跟N2

3、O4反应的热化学方程式，正确的是()A2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g) 4H2O(g) H542.7 kJ/molB2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H1059.3 kJ/molC2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H1076.7 kJ/molDN2H4(g) N2O4(g)=N2(g)2H2O(g) H1076.7 kJ/mol解析：N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H8.7 kJ/mol，N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.0 kJ/mol，将热化学方程式2就可以得到肼与N2O4反应的热化学方程式，则

4、H534.0 kJ/mol28.7 kJ/mol1076.7 kJ/mol，选项C正确。答案：C5甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1571.8 kJ/mol；CH3OH(g)1/2O2(g)=CO2(g)2H2(g)H2192.9 kJ/mol。(1)甲醇蒸气完全燃烧的热化学反应方程式为_。(2)反应中的能量变化如图所示，则H2_ kJ/mol(用E1、E2表示)。(3)H2(g)的燃烧热为_。(4)请你分析H2(g)作为能源比甲醇蒸气作为能源的优点：_(写出两点即可)。解析：(1)根据盖斯定律，反应反应可得甲醇蒸气完全燃烧的热化学方程式为：CH

5、3OH(g)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ/mol。(2)反应的最终能量变化只与始态、终态能量有关，与中间状态无关，故H2E1E2。(3)根据燃烧热的定义可知，H2(g)的燃烧热为H285.9 kJ/mol。(4)比较H2(g)和CH3OH(g)完全燃烧的热化学方程式，H2(g)燃烧产物为H2O，其对环境无任何影响，CH3OH(g)燃烧会产生对环境有影响的温室气体CO2，且等质量的H2(g)燃烧比CH3OH(g)燃烧放出的热量多。答案：(1)CH3OH(g)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJ/mol(2)E1E2(3)285.9 kJ

6、/mol(4)H2燃烧的产物对环境无任何污染；等质量的H2完全燃烧放出的热量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)(限时45分钟，满分100分)一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分)1化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列措施有利于节能减排、保护环境的是()加快化石燃料的开采与使用；研发易降解的生物农药；应用高效洁净的能源转化技术；田间焚烧秸秆；推广使用节能环保材料。A BC D解析：本题考查化学与STSE的联系，意在考查考生运用化学知识解决实际问题的能力。加快化石燃料的开采与使用不利于节能减排，田间焚烧秸杆会污染环境，故选B.答案：B2根据碘与氢气反应的热化学方程式()

7、I2(g)H2(g) 2HI(g)H9.48 kJ/mol()I2(s)H2(g) 2HI(g)H26.48 kJ/mol下列判断正确的是()A254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反应放热9.48 kJB1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJC反应()的产物比反应()的产物稳定D反应()的反应物总能量比反应()的反应物总能量低解析：反应是可逆反应，反应物不能完全转化；利用盖斯定律可得出1 mol 固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ；同一种物质的能量在相同条件下，能量一样多。同样利用盖斯定律可得出选项D正确。答案：D3已知断开或形成1 m

8、ol化学键吸收或放出的能量称为化学键的键能，如HH键的键能为436 kJ/mol，NN键的键能为945 kJ/mol，NH键的键能为391 kJ/mol。则下列有关工业合成氨反应的热化学方程式正确的是() 解析：根据反应热和键能的关系可得，H945 kJ/mol3436 kJ/mol6391 kJ/mol93 kJ/mol。答案：A4双选题下列说法正确的是()A任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中，能量变化均相同B同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H相同C已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)Ha kJmol1，2H2(g)O2(g)=

9、2H2O(l)Hb kJmol1，则abD已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，C(s，金刚石)O2(g)=CO2(g)H395.0 kJmol1，则C(s，石墨)=C(s，金刚石)H1.5 kJmol1解析：A项，弱酸与弱碱发生中和反应生成1 mol H2O释放的能量小于强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水释放的能量，不正确；B项，不论是在光照还是在点燃条件下的H均相同，正确；C项，生成液态水放出的热量多，故ab，不正确；D项，根据盖斯定律，用两个热化学方程式相减即得，正确。答案：BD5SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol

10、S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为()A1780 kJ/mol B1220 kJ/molC450 kJ/mol D430 kJ/mol解析：本题考查化学反应热计算。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，旧键的断裂吸收热量，新键的生成放出热量，两个热量变化的总体效应即为反应的热效应。S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应过程中旧键断裂吸收的热量为280 kJ160 kJ3760 kJ，新键生成放出的热量为330 kJ61980 kJ，反应放出1220 kJ的热

11、量，H1220 kJ/mol。答案：B6将1 000 mL 0.1 molL1 BaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出a kJ热量；将1 000 mL 0.5 molL1 HCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出b kJ热量(不考虑醋酸钠水解)；将500 mL 1 molL1 H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为()A(5a2b) kJ B(2b5a) kJC(5a2b) kJ D(10a4b) kJ解析：依题意可得：Ba2(aq)SO(aq)=BaSO4(s)H10a kJmol1；CH3COO(aq)H(aq)=CH3COOH(aq)H2

12、b kJmol1。则Ba2(aq)SO(aq)2CH3COO(aq)2H(aq)=BaSO4(s)2CH3COOH(aq)H(10a4b) kJmol1，即0.5 mol H2SO4参与反应放出的热量为(5a2b)kJ。答案：C7双选题红磷(P)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程和能量的关系如下图所示，图中的H表示生成1 mol产物的数据。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，该分解反应是可逆反应。下列说法正确的是()A其他条件不变，升高温度有利于PCl5的生成B反应2P(s)5Cl2(g)=2PCl5(g)对应的反应热H798 kJ/molCP和Cl2反应生成PCl3的热化学方

13、程式为：2P(s)3Cl2(g)=2PCl3(g)H306 kJ/molD其他条件不变，对于PCl5分解生成PCl3和Cl2的反应，增大压强，PCl5的转化率减小，平衡常数K不变解析：由图可知，P和Cl2反应生成PCl5的热化学方程式是：P(s)Cl2(g)=PCl5(g)H399 kJ/mol，则A项错误，B项正确；图中的H表示生成1 mol产物的数据，C项错误；温度不变，平衡常数不变，D项正确。答案：BD二、非选择题(本题包括4小题，共58分)8(15分)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观象冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的热化

14、学方程式分别为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJmol1，H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1；则356 g“可燃冰”(分子式为CH49H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水，放出的热量为_。(2)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为_；(3)家用液化气中主要成分之一是丁烷。当1 g丁烷完全燃烧并生成CO2和液态水时，放出热量50 kJ。试写出丁烷燃烧反应的热化学方程式_。解析：(1)356 g“可燃冰”释放的甲烷为2 mol，根据题中的热化学方程式写

15、出甲烷燃烧生成液态水的燃烧方程式可计算出放出的热量。(2)1 mol乙硼烷燃烧生成固态B2O3和液态水放出热量2165 kJ。(3)1 mol丁烷质量为58 g，从而可计算出反应热并写出热化学方程式。答案：(1)1780.6 kJ(2)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2165 kJ/mol(3)C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H2900 kJ/mol9(15分)在火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4 mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.

16、64 kJ的热量。(1)写出肼和H2O2反应的热化学方程式_。(2)已知H2O(l)=H2O(g)H44 kJ/mol，则16 g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时，放出的热量是_。(3)上述反应应用于火箭推进器，除释放出大量热量和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是_。(4)向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼，写出反应的离子方程式_，该反应的还原产物是_。解析：(1)首先根据题意确定反应物和生成物，然后写出化学方程式：N2H42H2O2=N24H2O。0.4 mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64 kJ的热量，则1 mol液态肼和足量H2O2

17、反应时放出热量为：2.5256.64 kJ641.6 kJ，由此可写出上述反应的热化学方程式。(2)16 g液态肼的物质的量为0.5 mol，则与足量双氧水反应生成0.5 mol N2和2 mol H2O(l)时放出热量为：0.5 mol641.6 kJ/mol2 mol44 kJ/mol408.8 kJ。(3)反应生成的物质是N2和H2O，无污染。(4)氨气中氮元素的化合价为3，肼分子中氮元素的化合价为2，则氨是还原剂，次氯酸钠是氧化剂，还原产物是NaCl，然后根据电子转移守恒以及电荷守恒即可写出离子方程式。答案：(1)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.6 k

18、J/mol(2)408.8 kJ(3)产物为氮气和水，无污染(4)2NH3ClO=N2H4ClH2ONaCl10(12分)联合国气候变化大会于2009年12月718日在哥本哈根召开。中国政府承诺到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%45%。(1)有效“减碳”的手段之一是节能。下列制氢方法最节能的是_(填字母序号)。A电解水制氢：2H2O2H2O2B高温使水分解制氢：2H2O2H2O2C太阳光催化分解水制氢：2H2O2H2O2D天然气制氢：CH4H2O CO3H2(2)用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲醚)是解决能源危机的研究方向之一。已知：CO(g)2H2(g) CH3O

19、H(g)H90.7 kJmol12CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g)H23.5 kJmol1CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H41.2 kJmol1则CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式为_。 (3)在催化剂和一定温度、压强条件下，CO与H2可反应生成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，则：p1_p2(填“”或“”)，上述反应的H_0(填“”或“”)。解析：(1)太阳能是取之不尽的天然能源，用太阳能分解水最节能。(2)利用盖斯定律进行计算，将三个方程式进行形式变换，2CO(g)4H2(g) 2CH3OH(g)H181.4 kJmol12CH3OH(g) CH3OCH3(g)H2O(g