高考化学2017届二轮复习专题08 化学反应与能量变化课

专题八化学反应与能量变化1．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见()NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应该反应中，热能转化为产物内部的能量反应物的总能量高于生成物的总能量反应的热化学方程式为NH4HCO3+HCI—-NH4CI+CO2个+H20AH=+QkJ・mol—1【答案】B【解析】根据醋酸逐渐凝固说明该反应是吸热反应，则A、C错误，B正确；热化学方程式的书写要标出物质的状态，D错误。2.能源是当今社会发展的三大支柱之一。有专家提出：如果能够利用太阳能使燃料燃烧产物(如C02、H20、N2等)重新组合(如下图)，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()燃烧热燃料燃烧产物ch4,ch3oh,co2,h2o,nh3……N2…•“太阳能太阳能化学能B.热能C.生物能D.电能【答案】B【解析】根据图示是利用太阳能把燃烧产物转化为燃料CH4、CH30H、NH3等，所以太阳能最终转化为热能。3•某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H20、CO2转变为H2、CO。其过程如下：mCeO2—①毀(m—x)CeO2・xCe+xO2(m—x)CeO2(m—x)CeO2・xCe+xH2O+xCO2900°C一②TmCeO2＋xH2＋xCO()列说法不正确的是()A.该过程中CeO2没有消耗该过程实现了太阳能向化学能的转化右图中AH1=AH2+AH3以CO和02构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH——2e—===CO3—~2H2O【答案】C【解析】抓住盖斯定律的含义(反应的焓变与途径无关，只与始态和终态有关)解题。A项根据题干中已知的两个反应可以看出，CeO2在反应前后没有变化，CeO2应是水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳的催化剂。B项在太阳能的作用下，水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳，太阳能转化为化学能。C项根据盖斯定律可知一△H1=AH2+AH3。D项以一氧化碳和氧气构成的碱性燃料电池，负极应为一氧化碳失电子，在碱性条件下一氧化碳应变为碳酸根离子，结合选项中所给的电极反应式，再根据电荷守恒、得失电子守恒则可判断其正确。根据碘与氢气反应的热化学方程式

(i)l2(g)+H2(g)2HI(g)AH=-9.48kJ・mol—1(ii)l2(s)+H2(g)2HI(g)AH=+26.48kJ・mol—1下列判断正确的是()1molI2(s)中通入2gH2(g)，反应吸热26.48kJ1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低反应(i)放出的热量多，所以产物的能量低，比反应(ii)的产物更稳定【答案】C【解析】A项，12⑸和H2(g)的反应是可逆反应；B项,I2(g)===I2⑸AH=—35.96kJ・mo—1,所以1molI2⑸和1molI2(g)所含能量相差35.96kJ；C项，固态碘稳定，能量低；D项,(i)、(ii)中HI均为气体，能量一样，也一样稳定。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，下列说法正确的是()放出能量\2x632kJ-mol-*吸收能量/吸收能量946kJmo1放出能量\2x632kJ-mol-*吸收能量/吸收能量946kJmo1/498kJmol"1Wg)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化1molN2(g)和NA个02(g)反应放出的能量为180kJ1molN2(g)和1mol02(g)具有总能量小于2molNO(g)具有的总能量通常情况下，N2(g)和02(g)混合能直接生成NON0是一种酸性氧化物，能与Na0H溶液反应生成盐和水【答案】B【解析】N2(g)+O2(g)===2NO(g)AH=+180kJ・mo—1,A项，应为吸收热量180kJ；C项，N2和02反应需高温或放电；D项，NO不是酸性氧化物。6.利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法，已知CO(g)+2H2(g)CH30H(g)反应过程中的能量变化情况如图所示，曲线I和曲线II分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是()“能量(kJmor')1molCH1molCH3OH(g)U反应过程该反应的AH=+91kJ・mol—1加入催化剂，该反应的AH变小反应物的总能量大于生成物的总能量如果该反应生成液态CH30H，则AH增大【答案】C【解析】根据图示，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应，故选项A错误,C正确；加入催化剂只能降低反应所需的活化能，而对反应热无影响，选项B错误；生成液态CH30H时释放出的热量更多，AH更小，选项D错误。甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种反应原理如下：CH30H(g)+H20(g)===C02(g)+3H2(g)AH=+49.0kJ・mo—1下列说法正确的是()1LCH30H蒸汽与1L水蒸气反应生成1LC02气体与3L氢气吸收热量49.0kJ1个CH3OH分子与1个水分子反应生成1个CO2分子与3个H2分子吸收49.0kJ热量相同条件下1molCH3OH(g)与1molH2O(g)的能量总和小于1molCO2(g)与3molH2(g)的能量总和1molCH3OH蒸汽与1mol液态水反应生成1molCO2气体与3mol氢气吸收的热量小于49.0kJ【答案】C【解析】热化学方程式中，化学计量数代表物质的量，A、B错误；C项，该反应为吸热反应，生成物总能量高；D项，由于液态水变成气态水需要吸收热量，所以吸收的热量应大于49.0kJ。某一化学反应在不同条件下的能量变化曲线如下图所示。下列说法正确的是()化学催化比酶催化的效果好B•使用不同催化剂可以改变反应的热效应使用不同催化剂可以改变反应的能耗反应物的总能量低于生成物的总能量【答案】C【解析】酶的催化效果好，使用不同的催化剂可以降低反应所需的能耗。反应物的总能量大于生成物的总能量。下列各组热化学方程式中，Q1VQ2的是()CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)AH=-Q1kJ・mol—1CH4(g)+3/2O2(g)===CO(g)+2H2O(g)AH=—Q2kJ・mo—1S(g)+O2(g)===SO2(g)AH=—Q1kJ・mol—1S(s)+O2(g)===SO2(g)AH=—Q2kJ・mol—1H2(g)+Br2(g)===2HBr(g)AH=—Q1kJ・mol—1H2(g)+CI2(g)===2HCI(g)AH=—Q2kJ・mo—1HCI(aq)+NaOH(aq)===NaCI(aq)+H2O(l)AH=—Q1kJ・mol—1CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l)AH=—Q2kJ・mol—1【答案】C【解析】A项，生成CO2放出热量多，Q1>Q2；B项，气态硫燃烧放出热量多，Q1>Q2；C项，HCl比HBr稳定，放出热量多，Q1VQ2；D项，电离需吸热，Q1>Q2。已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下所示：2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l)△H=—2600kJ・mo—12C6H6(g)+15O2(g)===12CO2(g)+6H2O(l)△H=—6590kJ・mo—1下列说法正确的是()2molC2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热大于2600kJ2molC6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于6590kJC•相同条件下，等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧，C6H6(g)放热更多D.C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应【答案】D【解析】A项，生成气态水放出的热量小于生成液态水放出的热量；B项，液态苯燃烧放出热2600kJ量少；C项，1g乙炔放出的热量：52g=50kJ・g—16950kJ1g苯放出的热量：156g=44.55kJ・g—13质量相同时，C2H2放热更多；D项，①込一②=2得3C2H2(g)===C6H6(g)AH=—605kJ・mo—1。⑴生产水煤气过程中有以下反应：①qs)+CO2(g)2CO(g)AH1；CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)AH2；C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)AH3；上述反应AH3与AH1、AH2之间的关系为。将CH4转化成CO,工业上常采用催化转化技术，其反应原理为2CH4(g)+3O2(g)2CO(g)+4H2O(g)AH=—1038kJ・mol—1。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)：X在750°C时催化效率最高，能使正反应速率加快约3x105倍；Y在600C时催化效率最高，能使正反应速率加快约3x105倍；Z在440C时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1x106倍；根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是(填"X”或"Y”或"Z”)，选择的理由是请画出(2)中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。【答案】(1)AH3=AH1＋AH2(2)Z催化效率最高其活性温度低，节能(或催化活性高、速度快、反应温度低)⑶gt厂、无催化剂里丿厂飞一有催化剂|反应物卜丹飞,|生成物反应过範【解析】⑴①C(s)+CO2(g)2CO(g)AH1②C0(g)+H20(g)H2(g)+CO2(g)AH2两式相加C(s)+H20(g)C0(g)+H2(g)AH3=AH1＋AH2。选择催化剂，应看温度和催化效率，Z的催化效率最高时，温度低，且速率快，所以Z合适。画图时，应注意在有催化剂时，反应物、生成物的总能量不变，AH不变，活化能减少。火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知:0.4mol液态肼与足量的双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652kJ的热量。请回答下列问题：该反应的热化学方程式为。⑵又已知H2O(l)===H2O(g)AH=+44kJ・mol—1，则16g液态肼与双氧水反应生成液态水时放出的热量是kJ。

(3)此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大的优点是【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)AH=—641.63kJ・mol—1408.815对环境无污染【解析】解答本题的关键是先判断N2H4、H2O2中N、0的化合价：N2H4中N为一2价、H2O2中0为一1价。根据氧化还原反应方程式的配平原则，配平后的方程式为N2H4+2H2O2===N2个+4H20个。所以该反应的热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(g)AH=—641.63kJ・mol—1。若生成的水为液态，其热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)===N2(g)+4H2O(l)AH=—817.63kJ・mol—1。13．根据下列条件计算有关反应的焓变：已知：Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)AH=—804.2kJ・mol—12Na⑸+Cl2(g)===2NaCl(s)AH=—882.0kJ・mol—1Na⑸===Na(l)AH=+2.6kJ・mol—1则反应TiCl4(l)+4Na(l)===TKs)+4NaCl⑸的AH=kJ・mol—1。已知下列反应数值：反应序号化学反应反应热①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g)AH1=—26.7kJ・mol—1②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g)AH2=—50.8kJ・mol—③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO⑸+CO2(g)AH3=—36.5kJ・mol—1④FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)AH4则反应④的AH4=kJ・mol—1。【答案】(1)—970.2(2)＋7.3【解析】(1)由已知反应得：TiCl4(l)===Ti(s)+2Cl2(g)AH=+804.2kJ・mol—1①4Na(s)+2Cl2(g)===4NaCl(s)AH=—1764.0kJ・mol—1②4Na(s)===4Na(l)AH=+10.4kJ・mol—1。③根据盖斯定律，将①+②一③得：TiCl4(l)+4Na(l)===TRs)+4NaCl⑸AH=+804.2kJ・mol—1—1764.0kJ・mol—1—10.4kJ・mol—1=—970.2kJ・mol—1。⑵根据盖斯定律，将(①x3—②一③x2)/6得：FeO⑸+CO(g)===Fe(s)+CO2(g),则AH4=(AH1x3—AH2—AH3x2)后+7.3kJ・mol—1。14.请参考题中图表，已知E1=134kJ・mol—1、E2=368kJ・mol—1,根据要求回答问题：(1)图I是1molN02(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是(填"增大”、"减小”或"不变”，下同)，AH的变化是。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ・mol—1②CH3OH(g)+jo2(g)===CO2(g)+2H2(g)△H=—192.9kJ・