第12练 化学反应与热能-2022年高考复习化学考前20天必练小题

2022年高考复习化学考前20天必练小题

第12练  化学反应与热能

1．（2022·北京顺义·二模）土壤中微生物将大气中的H2S氧化为SO的变化过程如下图所示。下列说法不正确的是

A．1 mol H2S(g)和1/2mol O2(g)的总能量高于1 mol S(g)和1 mol H2O(g)的总能量

B．H2S(g)+ 2O2(g)=SO (aq) +2H+(aq) △H=-806.39kJ/mol

C．H2S和SO中S原子采用的杂化方式不同

D．1 mol H2S完全氧化为SO转移8mol电子

【答案】C

【解析】A．由题干图示信息可知，H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) =-221.19kJ/mol，反应放热，则1 mol H2S(g)和1/2mol O2(g)的总能量高于1 mol S(g)和1 mol H2O(g)的总能量，A正确；

B．由题干图示信息可知，反应I：H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) =-221.19kJ/mol ，反应II：S(g)+H2O(g) +O2(g)= SO(aq) +2H+ (aq) =-585.20kJ/mol， 则反应I+II可得反应H2S(g)+ 2O2(g)=SO(aq) +2H+(aq)，根据盖斯定律可知△H=+=(-221.19kJ/mol)+( -585.20kJ/mol)=-806.39kJ/mol，B正确；

C．H2S和SO中S原子原子周围的价层电子对数分别为：2+=4，4+=4，则均采用的sp3杂化，杂化方式相同，C错误；

D．已知H2S中S为-2价，SO中S为+6价，则1 mol H2S完全氧化为SO转移8mol电子，D正确；

故答案为：C。

2．（2022·广东广东·二模）研究表明：MgO基催化剂广泛应用于的转化过程，图是我国科研工作者研究MgO与作用最终生成Mg与的物质相对能量-反应进程曲线。下列说法不正确的是

A．反应中甲烷被氧化

B．中间体比更稳定

C．该反应的速率控制步骤对应的活化能是29.5kJ/mol

D．转化为的焓变为-145.1 kJ/mol

【答案】C

【解析】A．由图可知，该过程的总反应为，反应过程中CH4中C元素的化合价升高，作还原剂，被氧化，故A正确；

B．能量越低越稳定，由图可知，中间体的能量比更低，则比更稳定，故B正确；

C．该反应的反应速率取决于活化能最大的步骤，由图可知，该反应中活化能最大的步骤是HOMgCH3到过渡态2的步骤，该步骤的活化能为299.8kJ/mol，故C错误；

D．由图可知，转化为的焓变为-149.4kJ/mol-(-4.3kJ/mol)=-145.1 kJ/mol，故D正确；

答案选C。

3．（2022·湖南省隆回县第一中学二模）顺−2−丁烯、反−2−丁烯分别与氢气加成制备丁烷的焓的变化如图所示。下列说法正确的是

A．上述反应均为吸热反应

B．顺−2−丁烯比反−2−丁烯稳定

C．1mol顺−2−丁烯转化为1mol反−2−丁烯放热4.2kJ

D．发生加成反应时，顺−2−丁烯断键吸收的能量高于反−2−丁烯断键吸收的能量

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据图中信息得到上述反应均为放热反应，故A错误；

B．根据图中信息得到1mol顺−2−丁烯所含能量比1mol反−2−丁烯所含能量高，因此反−2−丁烯更稳定，故B错误；

C．两者都为放热反应，且顺−2−丁烯加成反应放出的热量大于反−2−丁烯加成反应放出的热量，根据盖斯定律分析得到1mol顺−2−丁烯转化为1mol反−2−丁烯放热4.2kJ，故C正确；

D．发生加成反应时，两者成键释放的能量相同，顺−2−丁烯发生加成反应放出的热量多，因此顺−2−丁烯断键吸收的能量低于反−2−丁烯断键吸收的能量，故D错误；

综上所述，答案为C。

4．（2022·广东惠州·一模）N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是

A．总反应为N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g)     ΔH=ΔH1＋ΔH2

B．为了实现转化，需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O

C．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能

D．总反应的ΔH=-226 kJ·mol-1

【答案】B

【解析】A．根据图甲，①

②

根据盖斯定律①+②得N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g) ΔH=ΔH1＋ΔH2，故A正确；

B．总反应为N2O(g)＋CO(g)=CO2(g)＋N2(g)，不需向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O，故B错误；

C．该反应正反应的活化能为134 kJ·mol-1，逆反应的活化能为360kJ·mol-1，故C正确；

D．根据图乙，总反应的ΔH=(134-360) kJ·mol-1=-226 kJ·mol-1，故D正确；

选B。

5．（2022·湖南娄底·模拟预测）已知：白磷、P4O6的分子结构如图所示。P—P、O=O、P—O键的键能分别为200kJ·mol-1，498kJ·mol-1、351kJ·mol-1

则反应P4(g)+3O2(g)=P4O6(g)的ΔH为

A．-1518kJ·mol-1 B．+1518kJ·mol-1 C．-1918kJ·mol-1 D．+1918kJ·mol-1

【答案】A

【解析】1个白磷分子含6个P-P键，1个P4O6分子含12个P-O键。反应热ΔH=断裂化学键的总键能-形成化学键的总键能，所以ΔH=(200×6+498×3-351×12)kJ·mol-1= -1518kJ/mol，A项符合题意。

答案选A。

6．（2022·湖南湘西·三模）1，2－丁二烯(CH2=C=CHCH3)与1，3－丁二烯(CH2=CHCH=CH2)之间进行转化时的能量变化如图所示。下列说法错误的是

A．相同条件下，1，3－丁二烯比1，2－丁二烯稳定

B．曲线a对应的活化能高于曲线b

C．1，2－丁二烯转化成1，3－丁二烯的反应是放热反应

D．加入催化剂，反应的反应热(△H)减小

【答案】D

【解析】A．物质含有的能量越低，物质的稳定性就越强。根据图示可知：在相同条件下，1，3－丁二烯比1，2－丁二烯的能量更低，故1，3－丁二烯比1，2－丁二烯更稳定，A正确；

B．使用催化剂能够降低反应的活化能，使反应在较低条件下发生，因而反应速率加快。根据图示可知曲线a对应的活化能高于使用催化剂时曲线b的活化能，B正确；

C．由于1，2－丁二烯比1，3－丁二烯的能量高，故1，2－丁二烯转化成1，3－丁二烯时会放出热量，该反应是放热反应，C正确；

D．加入催化剂，只能改变反应途径，降低反应的活化能，但不能改变反应物、生成物的能量，因此反应的反应热(△H)不变，D错误；

故合理选项是D。

7．（2022·重庆·模拟预测）我校辅导小组在Pd/SVC催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及其活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示。下列说法不正确的是

A．生成NH3各基元反应中，N元素均被还原

B．生成N2的总反应方程式为2H2+2NON2+2H2O

C．由图可知，H2还原NO为N2和NH3的反应均为吸热反应

D．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为NH3

【答案】C

【解析】A．由图示知，生成NH3的过程为：NO→HNO→NH2O→NH2OH→NH2→NH3，化合价由变化为+2、+1、0、-1、-2、-3，每步反应中N元素化合价均是降低被还原，A正确；

B．由图示知，NO和H2反应生成N2+H2O，故总反应方程式为2H2+2NO N2+2H2O，B正确；

C．=正反应活化能-逆反应活化能，根据表中可知正反应的活化能，逆反应活化能未知，无法计算反应的，故无法判断H2还原NO为N2和NH3的反应是否都为吸热反应，C错误；

D．由图示知，NO被氧化为N2的活化能明显大于氧化生成NH3活化能，故在该催化剂作用下，NO更容易被还原为NH3，D正确；

故选C。

8．（2022·浙江宁波·二模）工业合成尿素以NH3和CO2作为原料，其能量转化关系如图。

已知2NH3(l)+CO2(g)=H2O(l)+H2NCONH2(l) △H=—103.7kJ·mol-1。下列有关说法正确的是

A．△S1>0，△H4>0

B．△H1=—10.0kJ·mol-1

C．H2NCONH4比H2NCONH2能量低，更稳定

D．过程③反应速率慢，使用合适催化剂可减小△H3而加快反应

【答案】B

【解析】A．二氧化碳气体转化为液态二氧化碳是一个熵减的过程，故A错误；

B．由盖斯定律可知，①+②+③得反应2NH3(l)+CO2(g)=H2O(l)+H2NCONH2(l)，则△H=△H1+△H2+△H3=△H1+(—109.2kJ·mol-1)+(+15.5kJ·mol-1)=-103.7，则△H1=—10kJ·mol-1，故B正确；

C．反应③为吸热反应说明H2NCONH4比液态水和H2NCONH2的总能量低，无法比较H2NCONH4比H2NCONH2的能量高低，所以无法判断两者的稳定性强弱，故C错误；

D．过程③使用合适催化剂可降低反应的活化能，但不改变反应热△H3的大小，故D错误；

故选B。

9．（2022·浙江金华·二模）如图表示氯自由基与甲烷反应生成氯甲烷的两步链反应的势能变化，下列说法正确的是

A．第二步链反应的

B．第二步链反应决定了总反应的反应速率

C．第一步链反应还存在一种可能的反应，产物为，该反应之所以未发生可能是因为其活化能相对过高

D．由图可知，两步链反应均为放热反应反应进程

【答案】C

【解析】A．根据图示可知第二步链反应的，A错误；

B．多步反应的总反应速率由活化能大的慢反应决定。根据图示可知第一步反应的活化能大于第二步，因此第一步链反应决定了总反应的反应速率，B错误；

C．反应的活化能越大，反应就越不容易发生，根据物质反应方式可知第一步链反应还存在一种可能的反应，产物为，该反应之所以未发生可能是因为其活化能相对过高，C正确；

D．第一步反应中生成物能量高于反应物，反应属于吸热反应；第二步反应中反应物的能量比生成物的高，反应为放热反应，可见两步反应中第一步为吸热反应，第二步为放热反应，D错误；

故合理选项是C。

10．（2022·上海闵行·模拟预测）一定条件下：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ∆H=-196kJ/mol，下列说法正确的是

A．反应物的总能量低于产物的总能量

B．2SO2(g)+O2(g)2SO3(s) ∆H=-Q       Q>196kJ/mol

C．反应中若使用催化剂，放出热量小于196kJ

D．若投入2molSO2(g)和1molO2(g)，使之反应，放出热量196kJ

【答案】B

【解析】A．该反应∆H=-196kJ/mol，是放热反应，则反应物的总能量高于产物的总能量，A错误；

B．SO3(g)→SO3(s)放出热量，则2SO2(g)+O2(g)2SO3(s) ∆H=-Q，Q>196kJ/mol，B正确；

C．催化剂只改变反应历程，不影响始末过程，则放出热量等于196kJ，C错误；

D．该反应是可逆反应，不能完全反应，投入2molSO2(g)和1molO2(g)，使之反应，放出热量小于196kJ，D错误；故选：B。

11．（2022·山东·济南市历城第二中学二模）二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的“清洁能源”，科学家研究在酸性条件下，用甲醇可合成二甲醚，反应历程中相对能量变化如图所示。

下列叙述错误的是

A．循环过程中，催化剂参与了中间反应

B．该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为1.31kJ·mol-1

C．制约总反应速率关键步骤的基元反应方程式为→CH3OCH3+H+

D．总反应方程式为2CH3OHCH3OCH3+H2O

【答案】B

【解析】A．整个过程中是催化剂，先参与第一步反应，最后一步生成，故A正确；

B．判断反应历程能垒时，注意纵坐标采用科学计数法，由图可知该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为131kJ·mol-1，故B错误；

C．决定总反应速率的是活化能或能垒最高的基元反应，由图可知，该基元反应为：→CH3OCH3+H+，故C正确；

D．整个过程消耗甲醇，生成二甲醚和水，故总反应为，故D正确；

故选B。

12．（2022·北京·模拟预测）某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程，该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。下列叙述错误的是（     ）

A．该历程中HCHO中所有的C-H键均断裂

B．该过程的总反应为HCHO+O2CO2+H2O

C．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量

D．生成物CO2中的氧原子由HCHO和O2共同提供

【答案】C

【解析】A．反应HCHO→CO2，HCHO中所有的C-H键均断裂，A项正确；

B．根据题干所示，反应物为HCHO和O2，生成物为CO2和H2O，HAP做催化剂，反应方程式为：HCHO+O2CO2+H2O，B项正确；

C．该反应与甲醛和氧气燃烧：HCHO+O2CO2+H2O能量变化大致相同，甲醛燃烧为放热反应，故题中反应也为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，C项错误；

D．根据图示反应时HCHO中C-H键均断裂，连接O2提供的一个O原子形成CO2，则生成物CO2中的氧原子由HCHO和O2共同提供，D项正确；

答案选C。

13．（2022·重庆·二模）环氧乙烷()可用作生产一次性口罩的灭菌剂。工业上常用乙烯氧化法生产环氧乙烷，其原理是：2CH2=CH2(g)+O2(g)2 (g)       ∆H。己知下列两个反应，则为

①

②

A． B． C． D．

【答案】B

【解析】由盖斯定律可知，反应①×2-②×2得到反应：2CH2=CH2(g)+O2(g)2 (g)，则其焓变为（-1323kJ /mol）×2-（-1218kJ /mol）×2=；

故选B。

14．（2022·重庆·模拟预测）氢能被称为未来能源，利用乙醇来制取氢气涉及如下反应

反应I：CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)        △H1=+173.5kJ·mol-1

反应II：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)          △H2=-41.2kJ·mol-1

则lmolCH3CH2OH(g)与H2O(g)作用生成CO(g)和H2(g)反应的△H为

A．+255.9kJ·mol-1 B．-255.9kJ·mol-1

C．+132.3kJ·mol-1 D．-132.3kJ·mol-1

【答案】A

【解析】CH3CH2OH(g)与H2O(g)作用生成CO(g)和H2(g)反应方程式Ⅲ为：CH3CH2OH(g)＋H2O(g)=2CO(g)＋4H2(g)；由盖斯定律可知，I-2×II=Ⅲ，则该反应的热化学方程式为：CH3CH2OH(g)＋H2O(g)=2CO(g)＋4H2(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2=(＋173.5 kJ·mol-1)-2×(-41.2 kJ·mol-1)=＋255.9 kJ·mol-1。

故选A。

15．（2022·内蒙古·包钢一中一模）已知：①2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)       ΔΗ1=-akJ·mol−1

②C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g)       ΔΗ2=-bkJ·mol−1

③2Na(s)+C(s，石墨)+O2(g)=Na2CO3(s)       ΔΗ3=-ckJ·mol−1

④CO2(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)+O2(g)       ΔΗ4

下列说法不正确的是

A．石墨的燃烧热ΔΗ=-bkJ·mol−1

B．C(s，石墨)+O2(g)=CO(g)   ΔΗ>-bkJ·mol−1

C．反应④中，ΔΗ4=(c-a-b)kJ·mol−1

D．若将①设计成原电池，则32gO2在正极反应转移2mol电子

【答案】C

【解析】A．燃烧热指在101kPa下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出热量，即石墨燃烧热指1mol石墨完全燃烧生成CO2时放出的热量，根据②推出，石墨的燃烧热ΔΗ=-bkJ·mol−1，故A说法正确；

B．石墨不完全燃烧放出的热量小于完全燃烧放出的热量，即C(s，石墨)+O2(g)=CO(g) ΔΗ>-bkJ·mol−1，故B说法正确；

C．由盖斯定律，③－②－①得出④，ΔΗ4= (－c＋a＋b)kJ/mol，故C说法错误；

D．根据反应方程式，氧元素的化合价由0价降低为-1，则32gO2在正极反应转移电子物质的量=2mol，故D说法正确；

答案为C。

16．（2022·陕西宝鸡·三模）我国科学家研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g) △H=akJ·mol-1]的反应历程如下图所示，下列说法正确的是

A．1molC2H4(g)与1molH2(g)具有的能量之和小于1molC2H6(g)的能量

B．过渡态物质的稳定性：过渡态1>过渡态2

C．该反应的焓变：ΔH=—129.6kJ·mol-1

D．相应的活化能：催化剂AuF<催化剂AuPF

【答案】C

【解析】A．由图可知，该反应为反应物总能量高于生成物的总能量的放热反应，故A错误；

B．由图可知，过渡态1的相对能量高于过渡态2，物质的能量越高，越不稳定，所以过渡态1的稳定性小于过渡态2，故B错误；

C．由图可知，反应的焓变ΔH=—[0—(—129.6kJ·mol-1)]=—129.6kJ·mol-1，故C正确；

D．由图可知，催化剂AuF、催化剂AuPF的活化能分别为109.34 kJ·mol-1、26.3 kJ·mol-1，则催化剂AuF的活化能大于催化剂AuPF，故D错误；

故选C。

17．（2022·河南河南·二模）某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热∆H=-620.9kJ·mol-1。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是

A．∆E=306.6kJ/mol B．三个基元反应中只有③是放热反应

C．该化学反应的速率主要由反应②决定 D．该过程的总反应为2CO+2NO=N2+2CO2

【答案】D

【解析】A．图中ΔE=△E=248.3-【-620.9-（199.2）-（-513.5）】=554.9kJ⋅mol-1，故A错误；

B．由图可知，三个基元反应中，反应②和反应③的反应物总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，故B错误；

C．正反应活化能最大的是反应③，活化能越大反应速率越慢，整个反应由最慢的一步决定，则该化学反应的速率主要由反应③决定，故C错误；

D．由始态和终态可知，该过程的总反应为2CO+2NO=N2+2CO2，故D正确；

故选：D。

18．（2021·吉林·东北师大附中一模）研究表明与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是

A．反应总过程

B．使反应的活化能减小

C．总反应若在的密闭容器中进行，温度越高反应速率一定越快

D．两步反应均为放热反应

【答案】C

【解析】A．由图可知，反应物总能量高于生成物，因此该反应为放热反应，即，故A正确；

B．由图可知，加入Fe+后，反应的活化能相较于未加入Fe+低，故B正确；

C．温度高时，Fe+会失去催化活性，因此温度较高时，反应速率可能减小，故C错误；

D．由图可知，两步反应的反应物总能量均大于生成物总能量，因此均为放热反应，故D正确；

综上所述，说法错误的是C项，故答案为C。