2019届二轮复习 化学反应与能量变化 作业（全国通用） 练习

化学反应与能量变化
A组　基础必做题
1．(2018·山东潍坊高三模拟)用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl。利用如下反应，可实现氯的循环利用：
4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJ/mol

下列说法正确的是 (　D　)
A．升高温度能提高HCl的转化率
B．加入催化剂，能使该反应的焓变减小
C．1 mol Cl2转化为2 mol Cl原子放出243 kJ热量
D．断裂H2O(g)中1 mol H—O键比断裂HCl(g)中1 mol H—Cl键所需能量多
[解析]　A项，正反应是放热反应，所以升高温度平衡逆向移动，HCl转化率降低，错误；B项，催化剂不改变反应的焓变，错误；C项，断键需要吸收能量，错误；D项，ΔH＝4E(H—Cl键)＋E(O===O键)－2E(Cl—Cl键)－4E(H—O键)，所以E(H—O键)－E(H—Cl键)
＝
＝
＝31.9 kJ/mol，正确。
2．(2018·北京门头沟区检测)化学反应常常伴随能量的变化，以下是H2与Cl2反应的能量变化示意图：

根据H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化示意图，则下列说法正确的是 (　B　)
A．氯化氢分子的电子式：H＋[]－
B．该反应是工业制取盐酸的化学反应原理
C．形成1 mol H—Cl键要吸收431 kJ的能量
D．该反应中反应物总能量小于生成物总能量
[解析]　HCl为共价化合物，A错误；形成1 mol H—Cl键要释放431 kJ的能量，C错误；1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)断键吸收的总能量小于2 mol HCl(g)形成时释放的总能量，故反应放热，D错误。
3．(2017·贵州贵阳检测)某化学反应体系中反应物、生成物的能量与活化能的关系如图所示。下列说法不正确的是 (　D　)

A．E1是反应的活化能
B．E2是活化分子变成生成物分子放出的能量
C．能量差E1－E2是反应热
D．活化能的大小决定了反应热的大小
[解析]　本题考查化学反应中的能量变化。活化能的大小不能决定反应热的大小，反应热的大小由反应物的总能量与生成物的总能量共同决定，D项错误。
4．(2017·河北保定模拟)已知：①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1；
②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH＝－192.9 kJ·mol－1。
下列说法正确的是 (　C　)
A．CH3OH(g)转变成H2(g)的过程一定要吸收能量
B．反应①中，反应物的总能量高于生成物的总能量
C．根据反应②推知：CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH>－192.9 kJ·mol－1
D．反应②中的能量变化如图所示

[解析]　根据反应①②可知，A项错误；反应①是吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，B项错误；由于1 mol CH3OH(g)的能量高于1 mol CH3OH(l)的能量，所以1 mol CH3OH(g)与0.5 mol O2(g)发生反应放出的热量要大于1 mol CH3OH(l)与0.5 mol O2(g)发生反应放出的热量，但放热越多，ΔH越小，C项正确；根据反应②可知，1 mol CH3OH(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol CO2(g)和2 mol H2(g)放出热量192.9 kJ，D项错误。
5．(2018·试题调研)根据下列图像的叙述不正确的是 (　B　)

A．图(1)表示的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1
B．图(2)表示的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1
C．由图可知正、逆反应的热效应的数值相同
D．两个图像表示的含义不同
[解析]　图(1)表示CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1，A正确；图(2)表示的热化学方程式为CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1，B错误；由图知C正确；两个图象表示反应的反应物、生成物正好相反，D正确。
6．(2018·贵州七校联考)根据如图所给信息，得出的结论正确的是 (　B　)

A．48 g碳完全燃烧放出的热量为1 574 kJ/mol
B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ/mol
C．2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋283.0 kJ/mol
D．C(s)＋O2(g)===CO2(s)　ΔH＝－393.5 kJ/mol
[解析]　48 g碳完全燃烧生成二氧化碳气体，放出热量为1 574 kJ，A项错误；根据题给图象可知，C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ/mol，故2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ/mol，B项正确；根据图像可知，CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ/mol，故2CO2(g)＝2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋566.0 kJ/mol，C项错误；根据题给图像可知，C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol，D应该是生成CO2气体，不是固态，D项错误。
7．(2017·湖南师大附中期中)下列有关反应热的说法中正确的是 (　A　)
A．一个化学反应是否能在常温下发生与该反应的ΔH的大小没有必然联系
B．中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，所以1.00 L 1.00 mol·L－1硫酸与稀NaOH溶液恰好完全反应放出57.3 kJ的热量
C．用等体积的0.50 mol·L－1盐酸、0.55 mol·L－1NaOH溶液进行中和热测定的实验，会使测得的值偏大
D．在101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2和水蒸气放出的热量就是CH4的燃烧热
[解析]　 化学反应能否在常温下进行与物质的稳定性有关，与该反应的ΔH大小没有必然联系，A正确；中和热是稀溶液中H＋与OH－反应生成1 mol H2O(l)放出的热量，1.00 L 1.00 mol·L－1硫酸与稀NaOH溶液恰好完全反应生成2 mol H2O，故放出的热量为114.6 kJ，B错误；用等体积的0.50 mol·L－1盐酸、0.55 mol·L－1NaOH溶液进行中和热测定的实验，NaOH稍过量，可保证HCl完全反应，不会使测得的中和热的值偏大，C错误；根据燃烧热的概念，CH4完全燃烧生成的稳定氧化物应为CO2(g)和H2O(l)，D错误。
8．(2018·山东聊城模拟)丙烷燃烧可以通过以下两种途径：
途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH1＝－a kJ·mol－1
途径Ⅱ：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)
ΔH2＝＋b kJ·mol－1
2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)
ΔH3＝－c kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝－d kJ·mol－1(a、b、c、d均为正值)
请回答下列问题：
(1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径Ⅰ放出的热量__等于__(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应中，反应物具有的总能量__小于__(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要__吸收__(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物，因此其反应条件是__加热__。
(3)b与a、b、c的数学关系式是__2b＝c＋d－2a__。
[解析]　(1)根据盖斯定律知两者相等。
(3)设途径Ⅱ的3个热化学方程式分别为①、②、③，将途径Ⅱ的热化学方程式①＋(②＋③)可得途径Ⅰ的热化学方程式，则有b＋×(－c)＋×(－d)＝－a，整理即得
2b＝c＋d－2a。
B组　能力提升题
9．(2018·福建泉州五校联考)一定条件下，用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知：①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－1 160 kJ·mol－1
下列选项不正确的是 (　C　)
A．CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－867 kJ·mol－1
B．CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH3<ΔH1
C．若用0.2 mol CH4还原NO2至N2，则反应中放出的热量一定为173.4 kJ
D．若用标准状况下2.24 LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子为0.8 mol
[解析]　A项，(①＋②)/2得出：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(－574－1 160)/2 kJ·mol－1＝－867 kJ·mol－1，正确；B项，H2O(g)===H2O(l)　ΔH<0，因此两式相加，ΔH3<ΔH1，正确；C项，根据A选项，放出热量为867×0.2 kJ＝173.4 kJ，但没有说明H2O的状态，若是气态，则正确，若是液态，则大于173.4 kJ，不正确；D项，根据A选项，消耗1 mol CH4转移8 mol e－，则消耗0.1 CH4转移电子为0.8 mol，正确。
10．下列有关图像的叙述不正确的是 (　A　)

A．图Ⅰ：H2的燃烧热为245 kJ·mol－1
B．图Ⅱ：b可能为使用催化剂的曲线，活化能降低
C．图Ⅱ：恒温恒容时，向容器中充入1 mol N2、3 mol H2，充分反应后放热小于92.2 kJ
D．图Ⅲ：HgO(s)===Hg(l)＋O2(g)
ΔH＝＋90.7 kJ·mol－1
[解析]　根据燃烧热的概念，H2的燃烧热为1 mol H2(g)完全燃烧生成稳定氧化物H2O(l)时所放出的热量，由图I可知H2O为气态，A项叙述错误。由图Ⅱ可知，曲线b的活化能低于a的，b可能使用了催化剂，B项叙述正确。由于N2与H2合成NH3为可逆反应，故充分反应后达到平衡时放热小于92.2 kJ，C项叙述正确。由图Ⅲ可知，HgO(s)分解为Hg(l)和O2(s)为吸热反应，热化学方程式书写正确，D项叙述正确。
11．(2018·山东滨州检测)下列关于化学反应中能量变化的叙述正确的是 (　D　)
A．由H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol知，中和热为57.3 kJ/mol
B．一定条件下，0.2 mol SO2(g)与0.1 mol O2(g)混合充分反应时放出的热量的18 kJ，则有2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－180 kJ/mol
C．已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ/mol，则H2的燃烧热为241.8 kJ/mol
D．已知S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1，S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2
[解析]　本题考查热化学知识，意在考查考生对化学基本概念与理论的应用能力。有弱碱或弱酸参与的中和反应的中和热不是57.3 kJ/mol，A错误；因为SO2(g)与O2(g)的反应是可逆的，0.2 mol SO2(g)与0.1 mol O2(g)混合充分反应时消耗的SO2(g)少于0.2 mol，故所给热化学方程式错误，B错误；与燃烧热对应的生成物中水应为液态，C错误；固态硫所具有的能量低于气态硫，D正确。
特别提醒：中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时的反应热。需注意：①稀溶液是指物质溶于大量水中；②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应；③中和反应的实质是H＋和OH－化合生成H2O，即H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。
12．(2018·河北衡水检测)在25 ℃、1.01×105 Pa下，将22 g CO2通入750 mL 1.0 mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，放出x kJ热量。在该条件下，将1 mol CO2通入2L 1.0 mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，放出y kJ热量，则CO2与NaOH反应生成NaHCO3的热化学方程式为 (　B　)
A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH＝－(2y－x) kJ·mol－1
B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH＝－(4x－y) kJ·mol－1
C．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH＝－(2x－y) kJ·mol－1
D．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH＝－(8x－2y) kJ·mol－1
[解析]　根据题意，将22 gCO2通入750 mL 1.0 mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，n(CO2)＝＝0.5 mol，n(NaOH)＝1.0 mol·L－1×0.75 L＝0.75 mol，反应产物为碳酸钠和碳酸氢钠，反应的化学方程为2CO2＋3NaOH===NaHCO3＋Na2CO3＋H2O，由0.5 mol CO2参加反应放出热量为x kJ知，2 mol CO2参加反应放出的热量为4x kJ，即热化学方程式为2CO2(g)＋3NaOH(aq)===NaHCO3(aq)＋Na2CO3(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－4x kJ·mol－1①，又将1 mol CO2通入2 L 1.0 mol·L－1NaOH溶液中充分反应入出y kJ的热量，则热化学方程式为2NaOH(aq)＋CO2(g)===Na2CO3(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－y kJ·mol－1②，根据盖斯定律，由①－②可得
NaOH(aq)＋CO2(g)===NaHCO3(aq)　ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1。
13．(2017·江苏高考)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是 (　C　)
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1
③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH3＝c kJ·mol－1
④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH4＝d kJ·mol－1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1
D．反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1
[解析]　反应①的产物为CO和H2，反应②的产物为CO2和H2，反应③的原料为CO2和H2，A项正确；反应③将温室气体CO2转化为燃料CH3OH，B项正确；反应④中生成物H2O为气体，C项中生成物H2O为液体，故C项中反应的焓变不等于 kJ·mol－1，C项错误；依据盖斯定律，由②×2＋③×2＋④，可得所求反应的焓变，D项正确。
14．(2017·北京四十三中月考)下列说法正确的是 (　A　)

A．如图可表示水分解过程中的能量变化
B．若2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1，则碳的燃烧热为110.5 kJ·mol－1
C．需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应
D．已知：Ⅰ.对于反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，
Ⅱ.，且a、b、c均大于0，则断开1 mol H—Cl键所需的能量为(a＋b＋c)kJ
[解析]　水的分解反应为吸热反应，使用催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，A正确；碳的燃烧热是指1 mol C(s)完全燃烧生成CO2(g)放出的热量，B错误；一个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无关，C错误；根据反应热与键能的关系可知，ΔH＝b kJ·mol－1＋c kJ·mol－1－2E(H—Cl)＝－a kJ·mol－1，则有E(H—Cl)＝0.5(a＋b＋c)kJ·mol－1，故断开1 mol H—Cl键所需要的能量为0.5(a＋b＋c)kJ，D错误。
15．(2017·河南安鹤新开四校联考)工业上制取硝酸铵的流程图如下所示

请回答下列问题：
已知：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1745.2 kJ·mol－1；6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1925.2 kJ·mol－1；
则反应Ⅰ的热化学方程式可表示为__4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1025.2 kJ·mol－1__。
[解析]　将已知的两个热化学方程式从上到下依次标记为①和②，根据盖斯定律由①×5－②×4得：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1025.2 kJ·mol－1。
16．(2018·重庆三峡名校联盟期末)氢气是一种清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点；氢气也是重要的化工原料。
(1)纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。一定温度下，在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10 mol水蒸气发生反应：2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1，不同时段产生O2的量见表格：
时间/min
20
40
60
80
n(O2)/mol
0.001 0
0.001 6
0.002 0
0.002 0
上述反应过程中能量转化形式为光能转化为__化学__能，达平衡过程中至少需要吸收光能__0.968__kJ(保留三位小数)。
(2)氢气是合成氨工业的原料，合成塔中每产生2 mol NH3，放出92.2 kJ热量。已知：

则1 mol N—H键断裂吸收的能量约等于__391_kJ__。
(3)已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6 kJ·mol－1
②N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1
则H2还原NO2生成水蒸气和氮气反应的热化学方程式是__4H2(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 034.9 kJ·mol－1__。
[解析]　(1)题述反应过程中能量转化形式为光能转化为化学能，达平衡时，生成氧气0.002 mol，至少需要吸收的光能为0.002 mol×484 kJ·mol－1＝0.968 kJ。
(2)3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)，反应的焓变＝反应物断裂化学键吸收的能量－生成物形成化学键放出的能量
＝3×436 kJ·mol－1＋945.8 kJ·mol－1－6×E(N—H)
＝－92.2 kJ·mol－1，E(N—H)＝391 kJ·mol－1。
(3)反应4H2(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4H2O(g)可以由①×2－②得到，故ΔH＝－(483.6 kJ·mol－1)×2－67.7 kJ·mol－1＝－1 034.9 kJ·mol－1