高考化学二轮复习 专题能力训练7 化学反应与热能（含解析）-人教版高三化学试题

专题能力训练七化学反应与热能(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有1个选项符合题意)1.下列说法或表示方法正确的是()A.反应物的总能量低于生成物的总能量时,该反应一定不能发生B.强酸跟强碱反应放出的热量就是中和热C.大多数化合反应发生时,断键时吸收的热量小于成键时放出的热量D.在101kPa、25℃时,12gC完全燃烧生成CO,放出110.35kJ热量,则C的燃烧热为110.35kJ·mol-1答案:C解析:反应物的总能量低于生成物的总能量即吸热反应,可以发生,A错误;中和热是指强酸强碱的稀溶液完全中和生成1mol水时放出的热量,B错误;大多数化合反应是放热反应,C正确;1mol可燃物充分燃烧,生成稳定的氧化物时所放出的热量才是燃烧热,D错误。2.下列有关叙述正确的是()A.已知反应2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的ΔH=-483.6kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol-1B.已知3O2(g)2O3(g)ΔH>0,则臭氧比氧气稳定C.含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则该反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.4kJ·mol-1D.已知2C(s)+2O2(g)2CO2(g)ΔH1,2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2,则ΔH1>ΔH2答案:C解析:1mol可燃物充分燃烧,生成稳定的氧化物所放出的热量是燃烧热,生成的水应该为液态,A错误;物质具有的能量越低越稳定,氧气更稳定,B错误;20.0gNaOH为0.5mol,故1molNaOH与HCl完全中和放热28.7×2kJ,C正确;ΔH为负值,放热越多值越小,D错误。3.(2019河北隆化高三质检)如图所示,下列说法不正确的是()(1)(2)A.反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)+B2(g)C(g)ΔH1=-Q1kJ·mol-1B.反应过程(2)的热化学方程式为C(g)A2(g)+B2(g)ΔH2=+Q2kJ·mol-1C.Q1>Q2D.ΔH2>ΔH1答案:C解析:由图像数据可知,反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)+B2(g)C(g)ΔH1=-Q1kJ·mol-1,反应过程(2)的热化学方程式为C(g)A2(g)+B2(g)ΔH2=+Q2kJ·mol-1,故A、B两项正确;反应过程(1)与反应过程(2)中,反应物、生成物所涉及物质及状态均相同,只是过程相反,故Q1=Q2,C项不正确;ΔH1为负值,ΔH2为正值,故ΔH2>ΔH1,D项正确。4.下列有关叙述正确的是()A.CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol-1,则CO2分解的热化学方程式为:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)ΔH=+283.0kJ·mol-1B.向1L0.5mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物质:①稀醋酸②浓硫酸③稀硝酸恰好完全反应,其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是:ΔH1<ΔH3<ΔH2C.一定条件下,将0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-38.6kJ·mol-1D.已知氯气、溴蒸气分别与氢气的反应可表示为(Q1、Q2的值均大于零):H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)ΔH=-Q1kJ·mol-1H2(g)+Br2(g)2HBr(g)ΔH=-Q2kJ·mol-1则Q1>Q2答案:D解析:燃烧热是指1mol可燃物充分燃烧,生成稳定的氧化物所放出的热量,所以CO2分解的热化学方程式为2CO2(g)2CO(g)+O2(g)ΔH=+566.0kJ·mol-1,A错误;醋酸是弱电解质,电离时吸热,浓硫酸溶于水时放热,放热多少排序为浓硫酸>稀硝酸>稀醋酸,又因为放热反应中ΔH为负值,故ΔH2<ΔH3<ΔH1,B错误;因为N2与H2的反应为可逆反应,0.5molN2(g)与1.5molH2(g)只能部分反应,无法计算焓变,C错误;氢气与氯气反应放出的热量多,D正确。5.(2019天津第一中学高三月考)下列说法正确的是()A.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-801.3kJ·mol-1,结论:CH4的燃烧热为801.3kJ·mol-1B.稀溶液中有H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,结论:将盐酸与稀氨水混合后,若生成1molH2O,则会放出57.3kJ的能量C.Sn(s,灰)Sn(s,白)ΔH=+2.1kJ·mol-1(灰锡为粉末状),结论:锡制品在寒冷的冬天因易转化为灰锡而损坏D.C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1,C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g)ΔH=-395kJ·mol-1,结论:相同条件下金刚石性质比石墨稳定答案:C解析:1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,生成物中水应为液态水,A项错误;强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol液态水时放出的热量叫中和热,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,NH3·H2O是弱碱,电离需要吸热,反应放出的热量小于57.3kJ,B项错误;冬天温度低,平衡逆向移动,锡制品转化为粉末状的灰锡而损坏,C项正确;C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1①;C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g)ΔH=-395kJ·mol-1②;①-②得C(s,石墨)C(s,金刚石)ΔH=+1.5kJ·mol-1,说明石墨变成金刚石要吸收热量,即金刚石比石墨能量高,物质所含能量越低越稳定,所以石墨更稳定,D项错误。6.下图是镁与卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是()A.由MgCl2制取Mg是放热过程B.热稳定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2C.常温下氧化性:F2<Cl2<Br2<I2D.由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式为:MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g)ΔH=-117kJ·mol-1答案:D解析:Mg(s)与Cl2(g)的总能量高于MgCl2(s)的能量,由MgCl2(s)制取Mg(s)是吸热过程,A错误;物质所含能量越低越稳定,B错误;氧化性:F2>Cl2>Br2>I2,C错误;①Mg(s)+Cl2(g)MgCl2(s)ΔH=-641kJ·mol-1,②Mg(s)+Br2(g)MgBr2(s)ΔH=-524kJ·mol-1,①-②即得D项中的热化学方程式,D正确。7.(2019天津大学附属中学高三模拟)已知:①2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-217kJ·mol-1,②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=bkJ·mol-1。H—H、O—H和OO键的键能分别为436kJ·mol-1、462kJ·mol-1和495kJ·mol-1,则b为()A.+352 B.+132 C.-120 D.-330答案:B解析:根据盖斯定律:②×2-①得:2H2O(g)O2(g)+2H2(g)ΔH=(2b+217)kJ·mol-1而2H2O(g)O2(g)+2H2(g)ΔH=(4×462-495-436×2)kJ·mol-1,即2b+217=4×462-495-436×2解得b=+132。二、非选择题(共4小题,共58分)8.(8分)(1)研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。已知拆开1molH2、1molO2和液态水中1molO—H键使之成为气态原子所需的能量分别为436kJ、495kJ和462kJ;CH3OH(g)的燃烧热为727kJ·mol-1。则CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)ΔH=kJ·mol-1。

(2)甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:热化学方程式甲烷氧化CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-802.6kJ·mol-1CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)ΔH2=-322.0kJ·mol-1蒸气重整CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.2kJ·mol-1CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)ΔH4=+165.0kJ·mol-1已知反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH=kJ·mol-1。

答案:(1)-5.5(2)-41.2解析:(1)根据题意,可得①H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=(436+495×12-462×2)kJ·mol-1=-240.5kJ·mol②CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-727kJ·mol-1,则所求热化学方程式可由①×3-②得到,根据盖斯定律,ΔH=-5.5kJ·mol-1。(2)将已知热化学方程式依次编号为①、②、③、④,则所求热化学方程式可由④-③得到,根据盖斯定律,ΔH=-41.2kJ·mol-1。9.(15分)(1)已知:①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)ΔH=+86.89kJ·mol-1②CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-638.51kJ·mol-1已知水的汽化热为44kJ·mol-1,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为 。(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[分子式为CO(NH2)2]。已知:①2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)ΔH=-159.5kJ·mol-1②NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH=+116.5kJ·mol-1③H2O(l)H2O(g)ΔH=+44.0kJ·mol-1写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。

答案:(1)H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1(2)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0kJ·mol-1解析:(1)①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)ΔH=+86.89kJ·mol-1②CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-638.51kJ·mol-1③H2O(l)H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1根据盖斯定律,13×(②-①)得④H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1,④-③得H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1(2)根据盖斯定律,①+②-③:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH=-87.0kJ·mol-1。10.(2018全国Ⅲ)(15分)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题。(1)SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体,遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等,写出该反应的化学方程式:

。

(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=-30kJ·mol-1则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为kJ·mol-1。

(3)对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂,在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。①343K时反应的平衡转化率α=%。平衡常数K343K=(保留2位小数)。

②在343K下:要提高SiHCl3转化率,可采取的措施是;要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有、。

③比较A、B处反应速率大小:vA(填“大于”“小于”或“等于”)vB。反应速率v=v正-v逆=k正xSiHCl32-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,答案:(1)2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl(2)114(3)①220.02②及时移去产物改进催化剂提高反应物压强(浓度)③大于1.3解析:(1)SiHCl3与H2O反应生成(HSiO)2O为非氧化还原反应,由原子守恒配平:2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl。(2)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol-1①3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=-30kJ·mol-1②根据盖斯定律:①×3+②即可得4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)ΔH=114kJ·mol-1。(3)①由图根据“先拐先平速率大”可知A点所在曲线温度较高,则343K时平衡转化率为22%;设SiHCl3起始物质的量为1mol,则有 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始物质的量/mol 1 0 0转化物质的量/mol 0.22 0.11 0.11平衡物质的量/mol 0.78 0.11 0.11平衡常数K343K=0.③A处反应相当于在B处反应的基础上升高温度,反应速率vA大于vB;达平衡时v正、v逆相等,k正xSiHCl32k正k逆=A处SiHCl3转化率为20%,设起始时SiHCl3物质的量为1mol,则有: 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始物质的量/mol 1 0 0转化物质的量/mol 0.2 0.1 0.1A点物质的量/mol 0.8 0.1 0.1此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1,v正11.(20分)(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用SO2将CO氧化,SO2被还原为S。已知:①C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH1=-126.4kJ·mol-1②C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH2=-393.5kJ·mol-1③S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH3=-296.8kJ·mol-1则SO2氧化CO的热化学方程式为。

(2)用O2将HCl转化为Cl2,可提高效率,减少污染。传统上该转化通过下图所示的催化循环实现。其中,反应①为2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s)ΔH1反应②生成1molCl2的反应热为ΔH2,则总反应的热化学方程式为(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。

(3)将CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,可发生反应:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),该反应的ΔH=+206kJ·mol-1已知:②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802kJ·mol-1