高考化学二轮复习专项分层特训练17 化学反应与能量变化、盖斯定律及应用含答案

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这是一份高考化学二轮复习专项分层特训练17 化学反应与能量变化、盖斯定律及应用含答案，共9页。试卷主要包含了6 g硫粉与11，5 ml N2和1等内容，欢迎下载使用。

可根据HO（g）＋HO（g）===H2O2（g）计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·ml－1。下列说法不正确的是（）
A．H2的键能为436 kJ·ml－1
B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C．解离氧氧单键所需能量：HOOD．H2O（g）＋O（g）===H2O2（g）ΔH＝－143 kJ·ml－1
2.[2022·浙江1月]相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 ml环己烷（）的能量变化如图所示：
下列推理不正确的是（）
A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B．ΔH2＜ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定
C．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D．ΔH3－ΔH1＜0，ΔH4－ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性
3.[2021·北京卷]丙烷经催化脱氢可制丙烯：C3H8⇌C3H6＋H2。600 ℃，将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变化关系如图。
已知：
①C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）
ΔH＝－2 220 kJ·ml－1
②C3H6（g）＋ eq \f(9,2) O2（g）===3CO2（g）＋3H2O（l）
ΔH＝－2 058 kJ·ml－1
③H2（g）＋ eq \f(1,2) O2（g）===H2O（l）
ΔH＝－286 kJ·ml－1
下列说法不正确的是（）
A．C3H8（g）===C3H6（g）＋H2（g）
ΔH＝＋124 kJ·ml－1
B．c（H2）和c（C3H6）变化差异的原因：
CO2＋H2⇌CO＋H2O
C．其他条件不变，投料比c（C3H8）/c（CO2）越大，C3H8转化率越大
D．若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间一定存在：3c0（C3H8）＋c0（CO2）＝c（CO）＋c（CO2）＋3c（C3H8）＋3c（C3H6）
4.[2022·山东枣庄期中]臭氧层中臭氧分解过程如图所示，下列说法正确的是（）
A．催化反应①②均为放热反应
B．E1是催化反应①对应的正反应的活化能，（E2＋ΔH）是催化反应②对应的逆反应的活化能
C．决定O3分解反应速率的是催化反应②
D．温度升高，总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度，且平衡常数增大
5.[2022·江西赣州期末]多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T ℃时（各物质均为气态），甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图：
下列说法正确的是（）
A．反应Ⅱ的热化学方程式为
CO（g）＋H2O（g）===H2（g）＋CO2（g）
ΔH＝＋a kJ·ml－1（a>0）
B．1 ml CH3OH（g）和1 ml H2O（g）的总能量大于1 ml CO2（g）和3 ml H2（g）的总能量
C．选择优良的催化剂降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能，有利于减少过程中的能耗
D．CO（g）在反应中生成又消耗，CO（g）可认为是催化剂
6.[2022·山东省实验中学期中]下列说法正确的是（）
A．已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3 kJ·ml－1，在测定中和热时实际加入的酸碱的量的多少会影响该反应的ΔH
B．密闭容器中，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6 g时，放出19.12 kJ热量，则Fe（s）＋S（s）===FeS（s）ΔH＝－95.6 kJ·ml－1
C．500 ℃、30 MPa下，将0.5 ml N2和1.5 ml H2置于密闭的容器中反应生成NH3（g），放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝－38.6 kJ·ml－1
D．相同条件下，在两个相同的恒容密闭容器中，2 ml N2和6 ml H2反应放出的热量是1 ml N2和3 ml H2反应放出的热量的2倍
7.[2022·河南南阳期中]运载火箭“太空发射系统”于2018年首次执行飞行任务，其所需燃料为高能火箭燃料——肼（H2N－NH2）。该物质燃烧过程中的能量变化如图所示。
已知：
下列判断不正确的是（）
A.表中的a＝389
B.图示中的ΔH3＝＋2 249 kJ·ml－1
C.H—O键比H—N键稳定
D.N2H4在氧气中燃烧的热化学方程式为N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－534 kJ·ml－1
8.[2022·山东滕州一中期中]以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程如图所示。
相关反应的热化学方程式：
反应Ⅰ：SO2（g）＋I2（g）＋2H2O（l）===2HI（aq）＋H2SO4（aq）
ΔH1＝－213 kJ·ml－1
反应Ⅱ：
H2SO4（aq）===SO2（g）＋H2O（l）＋ eq \f(1,2) O2（g）
ΔH2＝＋327 kJ·ml－1
反应Ⅲ：2HI（aq）===H2（g）＋I2（g）ΔH3＝＋172 kJ·ml－1
下列说法不正确的是（）
A.该过程实现了太阳能到化学能的转化
B.SO2和I2对总反应起到了催化作用
C.总反应的热化学方程式为2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋286 kJ·ml－1
D.该过程降低了水分解制氢的活化能，但总反应的ΔH不变
9.[2022·辽宁名校联考]如图表示在催化剂（Nb2O5）表面进行的反应：H2（g）＋CO2（g）===CO（g）＋H2O（g）。
已知下列反应：
①2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH1
②C（s）＋ eq \f(1,2) O2（g）===CO（g） ΔH2
③C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH3
下列说法不正确的是（）
A.ΔH2＜ΔH3
B.图中的能量转化方式为太阳能转化为化学能
C.反应2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）的ΔH＝2（ΔH3－ΔH2）
D.反应H2（g）＋CO2（g）===CO（g）＋H2O（g）的ΔH＝ΔH2－ΔH3＋ eq \f(1,2) ΔH1
10.[2022·湖北学校检测]设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应：
①C2H4（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（g）ΔH1＝－a kJ·ml－1
②C2H4（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l）ΔH2＝－b kJ·ml－1
其他数据如表：
下列说法正确的是（）
A.a＜b，且C2H4的燃烧热为a kJ·ml－1
B.x＝ eq \f(2 782－a,3)
C.H2O（l）===H2O（g）ΔH＝－（b－a） kJ·ml－1
D.当有4NA个C—H键断裂时，放出热量一定为a kJ
11.[2022·河北唐山一中期中]工业合成三氧化硫的反应为2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝－198 kJ·ml－1，反应过程可用如图模拟（代表O2分子，代表SO2分子，代表催化剂）。下列说法正确的是（）
A.过程Ⅰ和过程Ⅳ决定了整个反应进行的程度
B.过程Ⅱ放热，过程Ⅲ吸热
C.1 ml SO2和1 ml O2反应，放出的热量小于99 kJ
D.催化剂可降低整个反应的活化能，因此使ΔH减小
练17 化学反应与能量变化、盖斯定律及应用
1．答案：C
解析：由气态时H、H2的相对能量可知，H2的键能为218 kJ·ml－1×2＝436 kJ·ml－1，A项正确；由表格中数据可知O2的键能为249 kJ·ml－1×2＝498 kJ·ml－1，而H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·ml－1，214 kJ·ml－1×2<498 kJ·ml－1，B项正确；HOO中解离O—O键所需能量为249 kJ·ml－1＋39 kJ·ml－1－10 kJ·ml－1＝278 kJ·ml－1，H2O2中解离O—O键所需能量为214 kJ·ml－1，C项错误；ΔH＝－136 kJ·ml－1＋242 kJ·ml－1－249 kJ·ml－1＝－143 kJ·ml－1，D项正确。
2．答案：A
解析：由ΔH2≠ΔH3可知双键位置不同，物质所具有的能量不同，加氢放出的热量不同，所以碳碳双键加氢放出的热量与双键数目及双键位置都有关系，A错误；能量越低越稳定，ΔH2<ΔH3说明单双键交替的两个碳碳双键有利于物质稳定，B正确；苯分子若存在3个双键，则ΔH4<ΔH3，由图知ΔH4>ΔH3且3ΔH1<ΔH4说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，C正确；由ΔH3－ΔH1<0可知双键数目越多，加氢放出的热量越多，由ΔH4 －ΔH3>0可知苯分子比单双键交替的两个碳碳双键的结构更稳定，存在特殊稳定性，D正确。
3．答案：C
解析：分析题给的热化学方程式，由①－②－③可得C3H8（g）===C3H6（g）＋H2（g），根据盖斯定律，该反应的ΔH＝（－2 220 kJ·ml－1）－（－2 058 kJ·ml－1）－（－286 kJ·ml－1）＝＋124 kJ·ml－1，A项正确；由图像可知，C3H6、H2的浓度随CO2浓度的变化趋势存在差异，因为发生了反应：CO2＋H2⇌CO＋H2O，B项正确；相同条件下，提高C3H8和CO2的投料比例，相当于C3H8投入多，则转化率减小，C项错误；如果生成物只有C3H6、H2、CO和H2O，则发生反应C3H8⇌C3H6＋H2和CO2＋H2⇌CO＋H2O，根据碳原子守恒可知，初始物质浓度c0和流出物质浓度c符合3c0（C3H8）＋c0（CO2）＝3c（C3H6）＋c（CO）＋3c（C3H8）＋c（CO2），D项正确。
4．答案：B
解析：由题图可知，催化反应①中生成物能量高于反应物能量，催化反应①是吸热反应，A错误；E1为催化反应①对应的正反应的活化能，（E2＋ΔH）为催化反应②对应的逆反应的活化能，B正确；决定总反应速率的是慢反应，活化能越大反应速率越慢，催化反应①的正反应活化能更大，反应速率更慢，所以催化反应①决定臭氧的分解速率，C错误；总反应的反应物能量高于生成物的能量，所以总反应为放热反应，升高温度，总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度，平衡逆向移动，平衡常数减小，D错误。
5．答案：C
解析：由反应机理图可知，反应Ⅰ为CH3OH===2H2＋CO，反应Ⅱ为CO＋H2O===H2＋CO2。结合能量图可知，反应Ⅱ为放热反应，ΔH<0，A项错误；结合反应机理和能量图可知，EⅡ生>EⅠ反，即1 ml CH3OH（g）和1 ml H2O（g）的总能量小于1 ml CO2（g）和3 ml H2（g）的总能量，B项错误；催化剂可以降低反应的活化能，从而减少反应过程中的能耗，C项正确；CO（g）属于中间产物，不是催化剂，D项错误。
6．答案：B
解析：在测定中和热时实际加入的酸碱的量的多少会影响反应放出的热量，但不会影响该反应的ΔH，A错误；计算可知，硫粉过量，密闭容器中，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6 g（即0.2 ml）时，放出19.12 kJ热量，则热化学方程式为Fe（s）＋S（s）===FeS（s） ΔH＝－95.6 kJ·ml－1，B正确；N2和H2反应生成NH3的反应是可逆反应，氮气和氢气没有完全反应，因此不能根据题给数据得出合成氨反应的热化学方程式，C错误；两个反应在容积相同的容器中进行，则压强不同，反应的程度不同，该反应正方向是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，则2 ml N2和6 ml H2反应程度大，放出的热量多于1 ml N2和3 ml H2反应放出的热量的2倍，D错误。
7．答案：A
解析：根据燃烧过程中的能量变化图，可知断裂1 ml N—N键、1 ml O===O键、4 ml N—H键共吸收（2 783－534）kJ的能量，所以a＝398，故A错误；根据盖斯定律，图示中的ΔH3＝－534 kJ·ml－1＋2 783 kJ·ml－1＝＋2 249 kJ·ml－1，故B正确；键能越大越稳定，H—O键比H—N键稳定，故C正确；根据图示，N2H4在氧气中燃烧的热化学方程式为N2H4（g）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－534 kJ·ml－1，故D正确。
8．答案：C
解析：通过流程图可知，该流程中消耗了太阳能，储存了化学能，实现了太阳能到化学能的转化，故A正确；根据流程图可知总反应为H2O eq \(=====,\s\up7(催化剂)) H2↑＋ eq \f(1,2) O2↑，其中SO2和I2起到催化剂的作用，故B正确；反应Ⅰ＋反应Ⅱ＋反应Ⅲ，得到H2O（l）===H2（g）＋ eq \f(1,2) O2（g），根据盖斯定律，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝（－213 kJ·ml－1）＋（＋327 kJ·ml－1）＋（＋172 kJ·ml－1）＝＋286 kJ·ml－1，则2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋572 kJ·ml－1，故C错误；ΔH只与始态和终态有关，催化剂的使用降低了水分解制氢的活化能，但ΔH保持不变，故D正确。
9．答案：A
解析：ΔH2是1 ml C不完全燃烧反应的焓变，ΔH3是1 ml C完全燃烧反应的焓变，放热焓变为负，故ΔH2＞ΔH3，A项错误；由图知，太阳能提供能量实现CO2和H2反应生成CO和H2O，B项正确；（③－②）×2即得2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝2（ΔH3－ΔH2），C项正确； eq \f(①,2) ＋②－③得：H2（g）＋CO2（g）===CO（g）＋H2O（g） ΔH＝ eq \f(1,2) ΔH1＋ΔH2－ΔH3，D项正确。
10．答案：B
解析：燃烧热所涉及的产物是稳定的，水应为液态，A项错误；根据键能计算反应热，ΔH1＝[（413×4＋610＋3x）－（798×4＋463×4）] kJ·ml－1＝－a kJ·ml－1，则有x＝ eq \f(2 782－a,3) ，B项正确；根据盖斯定律， eq \f(1,2) ×（①－②）得H2O（l）===H2O（g） ΔH＝ eq \f(1,2) （b－a） kJ·ml－1，C项错误；当有4NA个C—H键断裂时，若生成H2O（g）放出a kJ热量，若生成H2O（l）放出b kJ热量，D项错误。
11．答案：C
解析：过程Ⅰ是吸附过程，过程Ⅲ是共价键形成过程，均为放热过程，自发进行程度大，但过程Ⅱ是共价键断裂的过程，过程Ⅳ是生成物解吸过程，均需要消耗能量，活化能相对较大，决定了全部反应进行的程度，A错误；由图可知，过程Ⅱ化学键断裂，为吸热过程，过程Ⅲ化学键形成，为放热过程，B错误；2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝－198 kJ·ml－1是可逆反应，1 ml SO2和1 ml O2反应时，O2过量，消耗SO2的物质的量小于1 ml，放热小于99 kJ，C正确；催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应的始态、终态，不能改变反应热，D错误。
物质（g）
O
H
HO
HOO
H2
O2
H2O2
H2O
能量/
（kJ·ml－1）
249
218
39
10
0
0
－136
－242
化学键
N—N
O===O
NN
O—H
N—H
键能/（kJ·ml－1）
159
498
943
460
a
化学键
C===O
O===O
C—H
O—H
C===C
键能/（kJ·ml－1）
798
x
413
463
610