2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第15讲　化学反应与能量变化 Word版含解析

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第15讲 化学反应与能量变化
A组 基础必做题(40分)
一、选择题(本题包括4小题，每题4分，共16分)
1．(2021·河北保定高三检测)工业合成三氧化硫的反应为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·ml－1，反应过程可用下图模拟(代表O2分子，代表SO2分子，代表催化剂)。下列说法正确的是( D )
A．过程Ⅰ和过程Ⅳ决定了整个反应进行的程度
B．过程Ⅱ为放热反应，过程Ⅲ为吸热反应
C．催化剂可降低整个反应的活化能，且可使ΔH减小
D．1 ml SO2和1 ml O2反应，放出的热量小于99 kJ
[解析] 本题考查化学反应与能量，考查的化学核心素养是证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想。由题图可知过程Ⅱ是旧键的断裂，过程Ⅲ是新键的生成，则过程Ⅱ和过程Ⅲ决定了整个反应进行的程度，A项错误；过程Ⅱ是旧键的断裂，是吸热过程，过程Ⅲ是新键的生成，是放热过程，B项错误；催化剂可降低反应的活化能，但不影响ΔH，C项错误；该反应为可逆反应，1 ml SO2和1 ml O2不能完全反应，故放出的热量小于99 kJ，D项正确。
[点拨] 本题题干中－198 kJ·ml－1是指2 ml二氧化硫与1 ml氧气完全反应生成2 ml SO3放出198 kJ的热量，而实际反应中，该反应可逆，不能完全转化。
2．(2021·安徽合肥质量检测)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程中的能量变化如图1所示。在以Fe2O3为催化剂的条件下可能发生的反应过程如图2所示(铁元素以离子的形式表示)。下列说法正确的是( C )
A．上述脱硝的总反应为4NH3(g)＋6NO(g)eq \(=====,\s\up7(催化剂))5N2(g)＋6H2O(g)
B．催化剂的存在，使该脱硝的总反应成为放热反应
C．过程2中NO被还原
D．O2的作用主要是吸收产生的H＋生成水
[解析] 本题考查化学反应过程与能量变化，主要考查考生分析问题和解决问题的能力。由题图2可知，脱硝的反应中有NH3、NO和O2三种反应物，脱硝的总反应的化学方程式为4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)eq \(=====,\s\up7(催化剂))4N2(g)＋6H2O(g)，A项错误；由题图1可知，生成物能量低于反应物能量，该脱硝的总反应为放热反应，但是催化剂不能改变反应的热效应，B项错误；过程2中，NO转化为N2，N的化合价由＋2降低为0，NO被还原，C项正确；O2的主要作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，实现Fe3＋的循环利用，D项错误。
3．(2021·湖北武汉模拟)下列热化学方程式正确的是( D )
A．CH4的燃烧热为890 kJ·ml－1：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890 kJ·ml－1
B．中和热ΔH＝－57.3 kJ·ml－1：CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===H2O(l)＋CH3COONa(aq) ΔH＝－57.3 kJ·ml－1
C．一定条件下，0.5 ml N2与1.5 ml H2充分反应后放出35.5 kJ的热量：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－71 kJ·ml－1
D．96 g O2的能量比96 g O3的能量低b kJ：3O2(g)2O3(g) ΔH＝＋b kJ·ml－1
[解析] 表示燃烧热时，生成的水必须为液态，A错误；强酸强碱的稀溶液反应生成1 ml液态水时放出的热量叫中和热，醋酸为弱酸，B错误；可逆反应不能彻底，0.5 ml N2与1.5 ml H2充分反应后放出35.5 kJ的热量，则1 ml N2与3 ml H2充分反应后生成2 ml NH3，放出的热量比71 kJ要大，C错误；反应热与化学计量数成正比关系，反应物总能量比生成物低则为吸热反应，3O2(g)2O3(g) ΔH＝＋b kJ·ml－1，D正确。
4．(2021·湖北黄冈模拟)肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1。已知200 ℃时：
反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)
ΔH1＝－32.9 kJ·ml－1
反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g)
ΔH2＝－41.8 kJ·ml－1
下列说法不正确的是( A )
A．图1所示过程①、②都是放热反应
B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C．断开3 ml N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 ml N2(g)和4 ml NH3(g)中的化学键释放的能量
D．200 ℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g) ΔH＝＋50.7 kJ· ml－1
[解析] 过程①是N2H4分解生成N2和NH3，已知热化学方程式Ⅰ中ΔH为负值，所以图示过程①为放热反应，过程②由盖斯定律可知(Ⅰ)－2×(Ⅱ)得N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g) ΔH＝－32.9 kJ·ml－1－2×(－41.8 kJ· ml－1)＝＋50.7 kJ·ml－1，为吸热反应，A错误；反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g) ΔH2＝－41.8 kJ·ml－1，反应为放热反应，图中反应物能量高于生成物，二者一致，B正确；反应Ⅰ中ΔH1＝－32.9 kJ·ml－1，反应为放热反应，断开3 ml N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 ml N2(g)和4 ml NH3(g)中的化学键释放的能量，C正确；根据盖斯定律：(Ⅰ)－2×(Ⅱ)得N2H4(g)＝N2(g)＋2H2(g) ΔH＝－32.9 kJ·m－1－2×(－41.8 kJ·ml－1)＝＋50.7 kJ·ml－1，D正确。
二、非选择题(本题包括2小题，共24分)
5．(2021·广东广州一模)乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g) ΔH0)
总反应：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)
ΔH3＝c kJ·ml－1
反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是( C )
A．反应Ⅰ是放热反应
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．c>0
D．优良的催化剂可降低反应的活化能，并减少ΔH3，节约能源
[解析] 本题考查化学反应与能量，考查的核心素养是变化观念与平衡思想。根据题图可知反应Ⅰ中生成物总能量大于反应物总能量，因此反应Ⅰ为吸热反应，A项错误；根据题图可知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；由题图知，总反应是吸热反应，因此c>0，C项正确；优良的催化剂降低了反应的活化能，但焓变不变，焓变由反应物和生成物的总能量决定，D项错误。
2．(2021·重庆南川中学月考)肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，T ℃时在Cu表面分解的机理如图。已知200 ℃时：
反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g)
ΔH1＝－a kJ·ml－1(a>0)
反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g)
ΔH2＝b kJ·ml－1
总反应为N2H4(g)===N2(g)＋2H2(g) ΔH3
下列说法不正确的是( D )
A．图示过程①是放热反应
B．b0，故该反应是放热反应，A正确；由图可知，反应Ⅱ中反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，该反应是放热反应，则b”“