2019届二轮复习 化学反应与能量变化 作业（全国通用） (1) 练习

化学反应与能量变化

1．下列叙述正确的是(　　)

A．生成物总能量一定低于反应物总能量

B．酒精可用作燃料，说明酒精燃烧是放热反应

C．硝酸铵溶于水温度降低，这个变化是吸热反应

D．同温同压下，H2和Cl2在光照和点燃条件下的ΔH不同

【答案】选B

2．对于反应中的能量变化，表述正确的是(　　)

A．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量

B．断开化学键的过程会放出能量

C．加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．氧化反应均为吸热反应

【答案】选A

【解析】当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应是放热反应，故A正确；断开化学键的过程会吸收能量，故B错误；加热才能发生的反应不一定是吸热反应，故C错误；食物的腐败变质是氧化反应，但该过程是放热的，故D错误。

9．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子时吸收能量a kJ，断裂1 mol F—F、1 mol S—F键需吸收的能量分别为b kJ、c kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为(　　)

A．(c－b－a) kJ·mol－1

B．(a＋3b－6c) kJ·mol－1

C．(6c－a－3b) kJ·mol－1

D．(a＋b－c) kJ·mol－1

【答案】选B

【解析】化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键的断裂吸收能量，新键的形成放出能量，两个能量变化的总体效应即为反应热。对于反应S(s)＋3F2(g) ===SF6(g)，旧键断裂吸收的能量为a kJ＋b kJ×3＝(a＋3b) kJ，新键形成放出的能量为6c kJ，则该反应的反应热ΔH＝(a＋3b－6c) kJ·mol－1。

10．氧气(O2)和臭氧(O3)是氧元素的两种同素异形体，已知热化学方程式：

4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1①

4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)　ΔH2②

3O2(g)===2O3(g)　ΔH3③

则ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是(　　)

A．ΔH1－ΔH2＝ΔH3　　 B．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3

C．ΔH2－ΔH1＝ΔH3   D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0

【答案】选A

【解析】根据盖斯定律可知，反应①－②可得3O2(g)===2O3(g)，所以ΔH3＝ΔH1－ΔH2。

15．我国利用合成气直接制取烯烃获重大突破，其原理是

反应①：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1

反应②：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH2

反应③：CO(g)＋2H2(g)―→CH3OH(g)ΔH3＝－90.1 kJ·mol－1

反应④：2CH3OH(g)―→CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH4，能量变化如图所示

反应⑤：3CH3OH(g)―→CH3CH＝CH2(g)＋3H2O(g)ΔH5＝－31.0 kJ·mol－1

下列说法正确的是(　　)

A．反应③使用催化剂，ΔH3减小

B．反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能

C．ΔH1－ΔH2<0

D．3CO(g)＋6H2(g)―→CH3CH===CH2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－121.1 kJ·mol－1

【答案】选C

16．下列有关叙述不正确的是(　　)

①在100℃、101 kPa条件下，液态水汽化热为40.69 kJ·mol－1，则H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝＋40.69 kJ·mol－1

②已知25 ℃时，MgCO3的Ksp＝6.82×10－6，则在该温度下，含有固体MgCO3的溶液中，无论c(Mg2＋)与c(CO)是否相等，总有c(Mg2＋)·c(CO)＝6.82×10－6

③已知：

则反应   ΔH＝－384 kJ·mol－1

④常温下，在0.10 mol·L－1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体，则NH3·H2O的电离被抑制，溶液pH减小

A．①②　　　　 B．③④        C．②④         D．①③

【答案】选D

17．SiO2广泛存在于自然界中，其在工业生产中有着广泛的用途。

(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：

2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)　ΔH1＝＋3 359.26 kJ·mol－1

CaO(s)＋SiO2(s)===CaSiO3(s)　ΔH2＝－89.61 kJ·mol－1

2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)===6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)　ΔH3　则ΔH3＝________ kJ·mol－1。

(2)工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅。

已知：

请将以下反应的热化学方程式补充完整：

SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)　ΔH＝________。

【答案】(1)＋2 821.6　(2)＋638.4 kJ·mol－1

18．氨在工农业生产中应用广泛。

(1)根据图写出合成氨的热化学方程式是________________________________________。

(2)将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量________(填“大于”、“等于”或“小于”)92.2 kJ，原因是______________________________；若加入催化剂，ΔH________(填“变大”、“不变”或“变小”)。

(3)已知分别破坏1 mol NN键、1 mol HH键时需要吸收的能量为946 kJ、436 kJ，则破坏1 mol NH键需要吸收的能量为________ kJ。

(4)N2H4可视为NH3分子中的H被—NH2取代的产物。发射卫星时以N2H4(g)为燃料、NO2为氧化剂，二者反应生成N2和H2O(g)。

已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)

ΔH1＝＋67.7 kJ·mol－1

N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH2＝－534 kJ·mol－1

则1 mol N2H4与NO2完全反应的热化学方程式为____________________________________。

【答案】(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.2 kJ·mol－1

(2)小于　由于该反应是可逆反应，反应物不能全部转化为生成物　不变   

(3)391　(4)N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－567.85 kJ·mol－1

19．热化学方程式中的ΔH实际上是热力学中的一个物理量，叫做焓变，其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关，也与反应物和生成物的键能有关。

(1)下图Ⅰ所表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_________。

(2)图Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应的热化学方程式：__________________。

(3)已知：①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)

ΔH＝－25 kJ·mol－1，

②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)

ΔH＝－47 kJ·mol－1，

③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)

ΔH＝19 kJ·mol－1

请写出CO还原FeO的热化学方程式：_______________。

【答案】(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1

(2)H2Se(g)===Se(g)＋H2(g)    ΔH＝－81 kJ/mol

(3)FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)    ΔH＝－11 kJ·mol－1

【解析】(1)根据图Ⅰ，此反应是放热反应，热化学反应方程式：NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝(134－368) kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1；(2)同主族从上到下非金属性减弱，其氢化物稳定性降低，b代表硒元素，H2Se(g)===Se(g)＋H2(g)　ΔH＝－81 kJ/mol；(3)(3×①－②－2×③)/6得到：FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝－11 kJ/mol－1。

20．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中的主要能源物质。请回答下列问题：

(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：

ΔH＝＋88.6 kJ/mol则M、N相比，较稳定的是_____________。

(2)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－238.6 kJ/mol，CH3OH(l)＋12O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ/mol，则a________238.6(填“>”“<”或“＝”)。

(3)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：__________________________________________________________。

(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176 kJ/mol，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为________。

【答案】(1)M　(2)<

(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ/mol

(4)98 kJ

21．(1)已知两种同素异形体A、B的燃烧热的热化学方程式：

A(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.51 kJ/mol

B(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.41 kJ/mol

则两种同素异形体中较稳定的是(填“A”或“B”)_____________。

(2)工业上用H2和Cl2反应制HCl，各共价键键能数据为H—H：436 kJ/mol，Cl—Cl：243 kJ/mol，H—Cl：431 kJ/mol。该反应的热化学方程式为_______________________________________________。

(3)合成气(CO和H2为主的混合气体)不但是重要的燃料也是重要的化工原料，制备合成气的方法有多种，用甲烷制备合成气的反应：

①2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)

ΔH1＝－72 kJ·mol－1

②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)

ΔH2＝＋216 kJ·mol－1

氢气与氧气反应生成水蒸气的热化学方程式为______________________________。

现有1 mol由H2O(g)与O2组成的混合气，且O2的体积分数为x，将此混合气与足量CH4充分反应。

若x＝0.2时，反应①放出的能量为____________kJ。

若x＝____________时，反应①与②放出(或吸收)的总能量为0。

【答案】(1)A　(2)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－183 kJ/mol

(3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)  

23．(1)已知：Ⅰ.C(s、金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－395.4 kJ·mol－1；Ⅱ.C(s、石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1。

①石墨和金刚石相比，石墨的稳定性________金刚石的稳定性(填“大于”“小于”或“等于”)。

②石墨中C—C键键能________金刚石中C—C键键能(填“大于”“小于”或“等于”)。

(2)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学反应方程式为__________________________________________________________；又知H2O(l)H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是________kJ。

【答案】(1)大于　大于

(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 165 kJ·mol－1　1 016.5

24．(1)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来，从而减少SO2的排放，但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，从而降低脱硫效率。相关的热化学方程式如下：

①CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝＋210.5 kJ·mol－1

②CaSO4(s)＋CO(g) CaS(s)＋CO2(g)　ΔH2＝－47.3 kJ·mol－1

请回答下列问题：

反应CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g) CaS(s)＋3CO2(g) ΔH3＝________kJ•mol－1；平衡时增大压强，此反应________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

(2)有机物加氢反应中镍是常用的催化剂，但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒，在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO2，为弄清该方法对催化剂的影响，查得资料如下：

则：①不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是_________________________________。

②SO2(g)＋2CO(g)===S(s)＋2CO2(g)　ΔH＝____________。

(3)汽车发动机工作时会引发N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1，其能量变化示意图如下：

则NO中氮氧键的键能为____________kJ·mol－1。

【答案】(1)－399.7　正向

(2)①避免O2与Ni反应再使其失去催化作用　

②－270.0 kJ·mol－1

(3)632

25．按要求计算下列反应的ΔH。

(1)二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一。

目前工业上用的捕碳剂NH3和(NH4)2CO3，它们与CO2发生如下可逆反应：

2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) (NH4)2CO3(aq)ΔH1

NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) NH4HCO3(aq)ΔH2

(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2NH4HCO3(aq)　ΔH3

则ΔH3＝______________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)

(2)已知断裂1 mol化学键所需的能量如下：

H2还原COS发生的反应为H2(g)＋COS(g) ===H2S(g)＋CO(g)，该反应的ΔH＝________kJ·mol－1(已知COS的电子式)。

(3)NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。催化剂常具有较强的选择性，即专一性。已知：

反应Ⅰ：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH1＝－905.0 kJ·molˉ1

反应Ⅱ：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)ΔH2

ΔH2＝__________________。

(4)以甲醇为原料制备氢气的一种原理如下：

反应Ⅰ：CH3OH(g) CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋90 kJ·mol－1

反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41 kJ·mol－1

已知：断裂1 mol分子中的化学键需要吸收的能量如下表所示。

表中x＝________。

(5)利用CO2和CH4重整可制合成气(主要成分为CO、H2)，已知重整过程中部分反应的热化学方程式为

①CH4(g)===C(s)＋2H2(g)ΔH1＝＋75.0 kJ·mol－1

②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.0 kJ·mol－1

③CO(g)＋H2(g)===C(s)＋H2O(g)ΔH3＝－131.0 kJ·mol－1

反应CO2(g)＋CH4(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝__________kJ·mol－1。

【答案】(1)2ΔH2－ΔH1　(2)＋8

(3)－1 260 kJ·mol－1

(4)1 606　(5)＋247.0

【解析】(1)①2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) (NH4)2CO3(aq)　ΔH1

②NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) NH4HCO3(aq)　ΔH2

根据盖斯定律②×2－①可得：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)　ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。

(2)ΔH＝(436＋745＋577－2×339－1072)kJ·mol－1＝＋8 kJ·mol－1。

(3)4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH2＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝(4×3×391＋3×496－2×942－6×2×463) kJ·mol－1＝－1 260 kJ·mol－1。