2023高考化学大二轮复习第1部分知识整合专题2基本理论第6讲化学反应与能量

PAGEPAGE2第6讲化学反响与能量[限时50分钟，总分值70分]一、选择题(包括7个小题，每题5分，共35分)1．(2022·牡丹江模拟)美国研究人员将CO和O附着在一种钌催化剂外表，用激光脉冲将其加热到2000K，成功观察到CO与O形成化学键生成CO2的全过程。以下说法不正确的选项是A．CO2属于酸性氧化物B．CO与O形成化学键的过程中放出能量C．钌催化剂可以改变该反响的焓变D．CO与O形成化学键的过程中有电子转移解析A、二氧化碳和碱反响生成盐和水，说明二氧化碳是酸性氧化物，正确，不选A；B、形成化学键时放出热量，正确，不选B；C、催化剂只改变反响速率，不改变反响的焓变，错误，选C；D、一氧化碳转化为二氧化碳时碳的化合价升高，所以一氧化碳和氧形成化学键过程中有电子转移，正确，不选D。答案C2．(2022·三亚模拟)丙烷的燃烧热ΔH=－2215kJ·mol－1，假设一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水，那么放出的热量约为A.55kJ B．220kJC．550kJ D．1108kJ解析丙烷分子式是C3H8,1mol丙烷燃烧会产生4mol水，那么丙烷完全燃烧产生1.8g水，消耗丙烷的物质的量是n(C3H8)=m÷M=1.8g÷18g·mol－1=0.1mol，所以反响放出的热量是Q=(2215kJ·mol－1÷4mol)×0.1=55.375kJ，因此大于数值与选项A接近。答案A3．(2022·上海高考)H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反响进程的变化如以下图所示。以下说法正确的选项是A．参加催化剂，减小了反响的热效应B．参加催化剂，可提高H2O2的平衡转化率C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2=H2O＋O2ΔH<0D．反响物的总能量高于生成物的总能量解析参加催化剂，减小了反响的活化能，使反响在较低的温度下发生，但是反响的热效应不变，A项错误；参加催化剂，可提高H2O2的分解的反响速率，但不能改变平衡状态，对转化率无影响，B项错误；热化学方程式要符合质量守恒定律，且要注明聚集状态，C项错误；根据图示可知反响物的总能量高于生成物总能量，该反响是放热反响，D项正确。答案D4．(2022·海淀模拟)H2和I2在一定条件下能发生反响：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH=－akJ·mol－1：〔a、b、c均大于零〕以下说法不正确的选项是A．反响物的总能量高于生成物的总能量B．断开1molH－H键和1molI－I键所需能量大于断开2molH－I键所需能量C．断开2molH－I键所需能量约为(c＋b＋a)kJD．向密闭容器中参加2molH2和2molI2，充分反响后放出的热量小于2akJ解析该反响的ΔH＜0，为放热反响，故反响物的总能量高于生成物的总能量，A项正确；该反响为放热反响，那么断开1molH－H键和1molI－I键所需的能量小于断开2molH－I键所需的能量，B项错误；ΔH=E(H－H)＋E(I－I)－2E(H－I)=－akJ·mol－1，故断开2molH－I键所需的能量约为(c＋b＋a)kJ，C项正确；H2和I2的反响为可逆反响，2molH2和2molI2不可能完全反响生成4molHI，因此放出的热量小于2akJ，D项正确。答案B5．断开或形成1mol化学键吸收或放出的能量称为化学键的键能，如H－H键的键能为436kJ·mol－1，N≡N键的键能为945kJ·mol－1，N－H键的键能为391kJ·mol－1。那么以下有关工业合成氨反响的热化学方程式正确的选项是A.N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up11(高温、高压),\s\do11(催化剂))2NH3(g)ΔH=－93kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up11(高温、高压),\s\do11(催化剂))2NH3(g)ΔH=＋1471kJ·mol－1C．N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up11(高温、高压),\s\do11(催化剂))2NH3(g)ΔH=＋93kJ·mol－1D．N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up11(高温、高压),\s\do11(催化剂))2NH3(g)ΔH=－1471kJ·mol－1解析根据反响热和键能的关系可得，ΔH=945kJ·mol－1＋3×436kJ·mol－1－6×391kJ·mol－1=－93kJ·mol－1。答案A6．(2022·闸北模拟)以下关于如下图转化关系(X代表卤素)的说法错误的选项是A．Q3＞0 B．Q1=Q2＋Q3C.按Cl、Br、I的顺序，Q2依次增大 D．Q1越大，HX越稳定解析A．原子形成化学键过程中放热，那么反响2H(g)＋2X(g)=2HX(g)的Q3＞0，故A正确；B．根据盖斯定律可知，途径Ⅰ生成HX的反响热与途径无关，所以Q1=Q2＋Q3，故B正确；C．Cl、Br、I的原子半径依次增大，Cl2、Br2、I2断裂化学键需要能量减小，所以途径Ⅱ按Cl、Br、I的顺序，吸收的热量Q2依次减小，故C错误；D．Q1为氢气和卤素单质形成HX的过程，该反响中Q1越大，说明放出的热量越多，那么生成的HX具有能量越低，HX越稳定，故D正确。答案C7．(2022·江苏高考)通过以下反响均可获取H2。以下有关说法正确的选项是①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH1=571.6kJ·mol－1②焦炭与水反响制氢：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2=131.3kJ·mol－1③甲烷与水反响制氢：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3=206.1kJ·mol－1A．反响①中电能转化为化学能B．反响②为放热反响C．反响③使用催化剂，ΔH3减小D．反响CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH=74.8kJ·mol－1解析反响①是太阳能转化为化学能，A不正确；反响②中ΔH2＞0，是吸热反响，B不正确；反响③使用催化剂不能改变反响的焓变，ΔH不变，C不正确；D项中，由盖斯定律，反响③－②可得CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH=74.8kJ·mol－1，正确。答案D二、非选择题(包括4个小题，共35分)8．(8分)E1=134kJ·mol－1、E2=368kJ·mol－1，请参考题中图表，按要求填空：(1)图Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反响生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，假设在反响体系中参加催化剂，反响速率加快，E1的变化是________(填“增大〞、“减小〞或“不变〞，下同)，ΔH的变化是________。NO2和CO反响的热化学方程式为__________________________________________________。(2)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反响。反响Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1反响Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2反响Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3那么ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3=________。(3)下表所示是局部化学键的键能参数：化学键P—PP—OOOPO键能/kJ·mol－1abcx白磷的燃烧热为dkJ·mol－1，白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图Ⅱ所示，表中x=________kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代数式表示)。解析(1)参加催化剂能降低反响所需的活化能，那么E1和E2都减小，但E2－E1不变，即反响热不改变，由图知，1molNO2和1molCO反响生成CO2和NO放出热量368－134=234kJ，该反响的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH=－234kJ·mol－1；(2)观察方程式，利用盖斯定律，②×2－①得方程式③，故ΔH3=2ΔH2－ΔH1；(3)白磷燃烧的化学方程式为P4＋5O2=P4O10,1mol白磷完全燃烧需拆开6molP—P、5molOO，形成12molP—O、4molPO，故12mol×bkJ·mol－1＋4mol×xkJ·mol－1－(6mol×akJ·mol－1＋5mol×ckJ·mol－1)=dkJ·mol－1，解得x=eq\f(1,4)(6a＋5c＋d－12b)kJ·mol－1。答案(1)减小不变NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH=－234kJ·mol－1(2)2ΔH2－ΔH1(3)eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)9．(9分)碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请答复以下问题：(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：ΔH=＋88.6kJ·mol－1那么M、N相比，较稳定的是________。(2)CH3OH(l)的燃烧热ΔH=－238.6kJ·mol－1，CH3OH(l)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH=－akJ·mol－1，那么a________238.6(填“>〞、“<〞或“=〞)。(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反响时释放出145kJ热量，写出该反响的热化学方程式：____________________________________________________________________。(4)火箭和导弹外表的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)=2Al2O3(s)＋3TiC(s)ΔH=－1176kJ·mol－1，那么反响过程中，每转移1mol电子放出的热量为________。解析(1)M转化为N是吸热反响，所以N的能量高，不稳定。(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故a<238.6。(3)反响的化学方程式为2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g)，当有2molCl2参与反响时释放出290kJ热量，所以该反响的热化学方程式为2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g)ΔH=－290kJ·mol－1。(4)所给反响中转移12个电子，故每转移1mol电子放出的热量为1176kJ÷12=98kJ。答案(1)M(2)<(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g)ΔH=－290kJ·mol－1(4)98kJ10．(9分)(1)新的?环境空气质量标准?(GB3095－2022)将于2022年1月1日在我国全面实施。据此，环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标，为公众提供健康指引，引导当地居民合理安排出行和生活。①汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体，用化学方程式解释产生NO的原因________________________________________________________________。②汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH=＋180.5kJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH=－221.0kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH=－393.5kJ·mol－1那么反响2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)的ΔH=________kJ·mol－1。(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾，催化复原法和氧化吸收法是常用的处理方法。利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物。：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1=akJ·mol－1；欲计算反响CH4(g)＋4NO(g)=CO2(g)＋2H2O(l)＋2N2(g)的焓变ΔH2，那么还需要查询某反响的焓变ΔH3，当反响中各物质的化学计量数之比为最简整数比时，ΔH3=bkJ·mol－1，该反响的热化学方程式是________________________________，据此计算出ΔH2=________kJ·mol－1(用含a、b的式子表示)。(3)合成氨用的氢气可以由甲烷为原料制得。有关化学反响的能量变化如下图，那么CH4(g)与H2O(g)反响生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为____________________________________________________________________。解析(1)②按题干顺序给3个热化学方程式编号，由盖斯定律③×2－①－②得2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH=[－393.5×2－180.5－(－221.0)]kJ·mol－1=－746.5kJ·mol－1。(2)根据盖斯定律将的两个热化学方程式相减可得热化学方程式为2N2(g)＋2O2(g)=4NO(g)ΔH=akJ·mol－1－ΔH2=2bkJ·mol－1，那么ΔH2=(a－2b)kJ·mol－1，同时将上面的方程式及ΔH都除以2可得热化学方程式。(3)按题干顺序给图像中的3个热化学方程式编号，根据盖斯定律，③－②×3－①得CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH=[－846.3－(－241.8)×3－(－282.0)]kJ·mol－1=＋161.1kJ·mol－1。答案(1)①N2＋O2eq\o(=,\s\up11(高温))2NO②－746.5(2)N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH3=bkJ·mol－1a－2b(3)CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH=＋161.1kJ·mol－111．(9分)单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如以下图所示：在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反响依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反响过程和能量关系可用以下图简单表示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。(1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式______________________________________________________________________________________________