2020届二轮复习 化学反应与能量变化 作业（全国通用） 练习
展开化学反应与能量变化
1．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是( )
A．该反应的活化能为348 kJ·mol－1
B．使用催化剂，该反应ΔH减小
C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)ΔH＝－139 kJ·mol－1
D．反应物中化学键的总键能大于生成物中化学键的总键能
答案 C
解析 该反应的活化能为209 kJ·mol－1，A错误；使用催化剂，该反应的ΔH不变，B错误；由题图可写出该反应的热化学方程式：N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g) ΔH＝(209－348) kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1，C正确；该反应为放热反应，则反应物中化学键的总键能小于生成物中化学键的总键能，D错误。
2．(2015·北京高考)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：
下列说法正确的是( )
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
答案 C
解析 根据能量变化示意图可以判断反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，A错误；根据反应过程示意图可以看出CO中的碳氧键没有断裂，B错误；CO2中含有极性键，C正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O形成CO2的过程，D错误。
3．一定温度和压强下，气体X2与气体Y2反应过程中能量的变化如图中a曲线所示，且该反应在平衡时三种物质共存，下列叙述正确的是( )
A．该反应的热化学方程式为X2＋3Y22XY3
ΔH＝－92 kJ·mol－1
B．b曲线代表温度升高时的能量变化
C．加入催化剂，该化学反应的反应热改变
D．在同温、同体积的条件下，通入1 mol X2和3 mol Y2，反应后放出的热量小于92 kJ
答案 D
解析 热化学方程式应标明各物质的聚集状态，A错误；由题图可知b曲线代表的活化能降低，应该是加入了催化剂，升高温度不能改变活化能，B错误；加入催化剂，反应的反应热不变，C错误；由题干知X2和Y2的反应是可逆反应，该条件下反应放出的热量小于92 kJ，D正确。
4．依据下图判断，下列说法正确的是( )
A．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量低
B．氢气的燃烧热为ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
C．液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
D．H2O(g)生成H2O(l)时，断键吸收的能量小于成键放出的能量
答案 C
解析 2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，放出483.6 kJ的热量，故2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量高，A错误；氢气的燃烧热是指1 mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，故氢气的燃烧热为 kJ·mol－1＝285.8 kJ·mol－1，B错误；水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋(483.6＋88) kJ·mol－1＝＋571.6 kJ·mol－1，C正确；H2O(g)生成H2O(l)为物理变化，不存在化学键的断裂与形成，D错误。
5．已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－394 kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH2＝－242 kJ·mol－1
③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH3＝－2510 kJ·mol－1
④2C(s)＋H2(g)===C2H2(g) ΔH4
下列说法正确的是( )
A．反应①若放出197 kJ的热量，转移4 mol电子
B．由反应②可知1 mol液态水分解所放出的热量为242 kJ
C．反应③表示C2H2燃烧热的热化学方程式
D．ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3
答案 D
解析 1 mol C参与反应①，放出的热量为394 kJ，转移电子为4 mol，故放出197 kJ热量时，转移2 mol电子，A错误；液态水分解需要吸收热量，B错误；表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1，且生成物应为稳定的氧化物，H2O的稳定状态应是液态，而不是气态，C错误；应用盖斯定律，由①×2＋②－③×＝④可知，D正确。
6．已知氢气的燃烧热为286 kJ·mol－1，N2与O2反应的热化学方程式为N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180 kJ·mol－1，且N2(g)与H2(g)在铁催化剂表面反应生成NH3(g)的过程如图所示。
则氨气的催化氧化反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)的ΔH为( )
A．＋1540 kJ·mol－1 B．－1540 kJ·mol－1
C．＋1172 kJ·mol－1 D．－1172 kJ·mol－1
答案 D
解析 由氢气的燃烧热可写出热化学方程式①H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1＝－286 kJ·mol－1；由合成氨的能量变化图像可得合成氨反应②H2(g)＋N2(g)NH3(g) ΔH2＝1127 kJ·mol－1－(324＋389＋460) kJ·mol－1＝－46 kJ·mol－1；结合题给反应③N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH3＝＋180 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由①×6－②×4＋③×2，即得4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l) ΔH＝ΔH1×6－ΔH2×4＋ΔH3×2＝－1172 kJ·mol－1。
7．(2019·河北武邑高三调研)甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用作燃料。
已知：CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)
ΔH1＝－443.64 kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1
下列说法正确的是( )
A．CO的燃烧热为566.0 kJ·mol－1
B．2 mol CO(g)和1 mol O2(g)的总能量比2 mol CO2(g)的总能量低
C．完全燃烧20 g甲醇，生成二氧化碳和水蒸气时放出的热量为908.3 kJ
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1453.28 kJ·mol－1
答案 D
解析 1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量为燃烧热，根据热化学方程式2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1，可得CO的燃烧热为283.0 kJ·mol－1，故A错误；放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，所以2 mol CO(g)和1 mol O2(g)的总能量比2 mol CO2(g)的总能量高，故B错误；已知：①CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－443.64 kJ·mol－1，②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1，根据盖斯定律①＋②×得CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－726.64 kJ·mol－1，则完全燃烧20 g甲醇，即0.625 mol，放出的热量为0.625 mol×726.64 kJ·mol－1＝454.15 kJ，故C错误；由C项知CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－726.64 kJ·mol－1，方程式的计量数加倍，则反应热也加倍，则2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1453.28 kJ·mol－1，故D正确。
8．已知下列反应的热化学方程式：
①6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l) ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2
③C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3
④H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH4
⑤4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g) ΔH5
下列判断正确的是( )
A．反应②③④的焓变ΔH均大于0
B．ΔH2<2ΔH4
C．ΔH5＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1
D．ΔH5＝2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3
答案 C
解析 A项，反应②③④均为放热反应，故焓变ΔH均小于0。B项，反应②生成气态水，反应④生成液态水，两个反应生成等量H2O的情况下，生成液态水释放出更多热量，释放热量越多，ΔH越小，故有ΔH2>2ΔH4。根据盖斯定律，⑤＝12×③＋5×②－2×①，故ΔH5＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1。
9．室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A．ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3
答案 B
解析 由题干信息可得：①CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l) ΔH1>0，②CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq) ΔH2<0，③CuSO4·5H2O(s)=== CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH3，根据盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，由于ΔH1>0，ΔH2<0，故ΔH3>ΔH1，B正确，C、D错误；ΔH3>0，ΔH2<0，故ΔH3>ΔH2，A错误。
10．(2019·河南汝州实验中学高三期末)已知25 ℃、101 kPa下，如下图所示，石墨的燃烧热为393.51 kJ/mol，金刚石的燃烧热为395.41 kJ/mol。下列表达正确的是( )
A．金刚石比石墨稳定
B．C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ/mol
C．ΔH1＜ΔH2
D．如果使用催化剂，ΔH1和ΔH2都变小
答案 B
解析 由题可知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.51 kJ/mol；C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395.41 kJ/mol，二者相减可得C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ/mol，B正确。金刚石燃烧放出能量较多，则说明金刚石总能量较大，石墨比金刚石稳定，A错误；反应放热，则ΔH＜0，金刚石放出的热量多，则有ΔH1＞ΔH2，C错误；催化剂不改变反应热的大小，D错误。
11．(2019·江西师大附中高三期末考试)按要求回答下列问题：
(1)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_________。
(2)已知碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1，S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol－1,2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1，则S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝____________________________。
(3)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－437.3 kJ·mol－1，H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，写出煤气化(碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气)的热化学方程式：____________。计算10m3(标准状况)水煤气完全燃烧放出的热量为________kJ(结果保留到小数点后一位)。
答案 (1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92 kJ·mol－1
(2)(3a＋b－c) kJ·mol－1
(3)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1 126964.3
解析 (1)在反应N2＋3H22NH3中，断裂3 mol H—H键，1 mol N≡N键共吸收的能量为3×436 kJ＋946 kJ＝2254 kJ，生成2 mol NH3，共形成6 mol N—H键，放出的能量为6×391 kJ＝2346 kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为2346 kJ－2254 kJ＝92 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1。
(2)碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1，其热化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1 ①，
S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝bkJ·mol－1 ②，2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1 ③，将方程式3×①＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)，则ΔH＝(3a＋b－c) kJ·mol－1。
(3)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－437.3 kJ·mol－1①，H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1②，CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJ·mol－1③。
根据盖斯定律计算，①－②－③得到固态碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式是C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1。根据反应②③可以知道，每2摩尔水煤气完全燃烧放出的热量为285.8 kJ＋283.0 kJ＝568.8 kJ，所以10 m3(标准状况)的水煤气完全燃烧放出的热量为×568.8 kJ×≈126964.3 kJ。
