鲁科版高考化学一轮总复习课时质量评价15含答案
展开一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1.下列说法中正确的是( )
A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B.破坏反应产物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时,该反应为吸热反应
C.反应产物的总焓大于反应物的总焓时,反应吸热,ΔH>0
D.ΔH的大小与热化学方程式的系数无关
C 解析:化学反应中一定有能量变化,A错误;由ΔH=反应物中断开化学键吸收的能量-反应产物中断开化学键吸收的能量,得ΔH<0,故为放热反应,B错误;ΔH的大小与热化学方程式的系数成正比,D错误。
2.已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198 kJ·ml-1,在 V2O5存在时反应过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.ΔH=E4- E3+E2-E1
B.加入V2O5后反应经过两步完成,其中第一步决定反应速率
C.加入V2O5,ΔH不变,但反应速率改变
D.向密闭容器中充入2 ml SO2和1 ml O2,发生上述反应达平衡时,反应放热198 kJ
C 解析:根据图示可知,反应的焓变为吸收能量与放出能量的差值,ΔH=E1-E2+E3-E4,A错误;多步反应的反应速率由慢反应决定,由题图可知,加入V2O5后第二步反应发生需要的能量高,反应速率慢,所以反应速率由第二步反应决定,B错误;催化剂不能改变反应物、反应产物的能量,所以ΔH不变,但催化剂能改变反应途径,所以使用催化剂后反应速率改变,C正确;该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为反应产物,所以向密闭容器中充入2 ml SO2和1 ml O2,发生上述反应达平衡时,反应放热小于198 kJ,D错误。
3.工业上,在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。反应原理:CH2===CH2(g)+H2O(g)===CH3CH2OH(g) ΔH。已知几种共价键的键能如下:
下列说法错误的是( )
A.上述合成乙醇的反应原子利用率为100%
B.相同时间段内,用该反应中三种物质表示的该反应的化学反应速率相等
C.碳碳双键的键能大于碳碳单键的键能,但碳碳单键更稳定
D.上述反应式中,ΔH=+34 kJ·ml-1
D 解析:乙烯与水反应制乙醇是加成反应,反应物全部转化为反应产物,原子利用率为100%,A正确;反应混合物中,各物质的系数相同,所以相同时间段内,反应中用三种物质表示的反应速率相等,B正确;由题中数据可知,碳碳双键的键能大于碳碳单键的键能,所以碳碳单键比碳碳双键更稳定,C正确;题述反应式中,ΔH=(615 kJ·ml-1)+(413 kJ·ml-1)×4+(463 kJ·ml-1)×2 -(348 kJ·ml-1)-(413 kJ·ml-1)×5-(463 kJ·ml-1)-(351 kJ·ml-1)=-34 kJ·ml-1,D错误。
4.已知①H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJ·ml-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=b kJ·ml-1
③H2(g)+eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l) ΔH3=c kJ·ml-1
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=d kJ·ml-1
下列关系式正确的是( )
A.a
C.2a=b<0D.2c=d>0
C 解析:H2在O2中燃烧为放热反应,a、b、c、d都小于0,所以B、D均错误;反应①-③得H2O(l)===H2O(g) ΔH=ΔH1-ΔH3=(a-c)kJ·ml-1,而ΔH>0,即a-c>0,a>c,A错误;比较①②两个热化学方程式得b=2a,C正确。
5.已知:①Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g) ΔH1
②2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH2
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3
则反应Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l)的ΔH为( )
A.ΔH1+eq \f(1,2)ΔH2+eq \f(1,2)ΔH3
B.ΔH1+eq \f(1,2)ΔH2-eq \f(1,2)ΔH3
C.ΔH1+2ΔH2+2ΔH3
D.2ΔH1+ΔH2+ΔH3
A 解析:根据盖斯定律,由①+②×eq \f(1,2)+③×eq \f(1,2)可得所求的热化学方程式,即ΔH=ΔH1+eq \f(1,2)ΔH2+eq \f(1,2)ΔH3。
6.(2020·天津高考)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·ml-1
C.正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.使用催化剂,可以改变反应的反应热
D 解析:A对,HCN的能量低于HNC的能量,能量越低越稳定;B对,根据题图可知反应为吸热反应,能量差为59.3 kJ·ml-1;C对,正反应的活化能为186.5 kJ·ml-1,逆反应的活化能为186.5 kJ·ml-1 -59.3 kJ·ml-1=127.2 kJ·ml-1,故正反应活化能大于逆反应活化能;D错,催化剂只能改变反应速率,不影响反应热。
二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)
7.我国科学家以MS2为催化剂,在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨,其反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示。下列说法错误的是( )
A.Na2SO4溶液利于MS2对N2的活化
B.两种电解质溶液环境下从N2→NH3的焓变不同
C.MS2(Li2SO4溶液)将反应决速步(*N2→*N2H)的能量降低
D.N2的活化是N≡N键的断裂与N—H键形成的过程
AB 解析:从题图中可知在Li2SO4溶液中N2的相对能量较低,因此Li2SO4溶液利于MS2对N2的活化,A错误;反应物、反应产物的能量不变,因此反应的焓变不变,与反应途径无关,B错误;根据图示可知MS2在Li2SO4溶液中的能量比在Na2SO4溶液中时反应决速步(*N2→*N2H)的能量降低幅度大,C正确;根据图示可知N2的活化是N≡N键的断裂形成*N2H的过程,即是N≡N键的断裂与N—H键形成的过程,D正确。
8.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所示。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。
甲 乙
下列说法不正确的是( )
A.图甲所示过程①是放热反应
B.反应Ⅱ的能量过程示意图如图乙所示
C.断开3 ml N2H4(g)的化学键吸收的能量大于形成 1 ml N2(g)和4 ml NH3(g)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
C 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,所以图甲所示过程①为放热反应,故A正确;反应Ⅱ是放热反应,能量过程示意图正确,故B正确;放热反应中,反应物的化学键的键能之和小于反应产物的化学键的键能之和,故C错误;根据盖斯定律: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,故D正确。
9.(2020·济宁模拟)“氯化反应”一般指将氯元素引入化合物中的反应,一般包括置换氯化、加成氯化和氧化氯化。已知在制氯乙烯反应中,HCCH(g)+HCl(g)eq \(――→,\s\up10(HgCl2))CH2CHCl(g)的反应机理如图所示:
下列说法正确的是( )
A.碳碳三键的键能:M1小于HCCH
B.由题图可知M2→M3的变化过程是热能转变成化学能的过程
C.该氯乙烯反应的总反应速率取决于M2→M3 的反应速率
D.HgCl2是“氯化反应”的催化剂,不会参与反应的过程
AC 解析:M1为HCCH(g)与HgCl2形成的中间体,加入催化剂降低反应所需活化能,中间体更易发生加成反应,更易断裂化学键,键能小,因此M1中碳碳三键的键能小于乙炔中碳碳三键的键能,故A正确;由题图可知M2→M3 的变化过程是放热反应,应该是化学能转变为热能的过程,故B错误;反应的总反应速率主要取决于活化能大的反应,而M2→M3的反应活化能最大,因此总反应速率取决于M2→M3的反应速率,故C正确;HgCl2是“氯化反应”的催化剂,但参与了化学反应,反应后质量不变,故D错误。
三、非选择题
10.氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ.已知:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.6 kJ·ml-1
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184 kJ·ml-1
(1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式为____________________。
(2)断开1 ml H—O键所需能量为________kJ。
Ⅱ.已知:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g)
ΔH=+206.2 kJ·ml-1 ①
CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)
ΔH=+247.4 kJ·ml-1 ②
又知CH4的燃烧热为890.3 kJ·ml-1。
(1)利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式:____________________________________。
(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法,CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_________________________________。
(3)高温下H2O可分解生成分子或原子。高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图所示。图中A、B表示的物质依次是________,等物质的量的A、H2化学能较低的物质是________。
解析:Ⅰ.(1)根据盖斯定律,由第一个热化学方程式+第二个热化学方程式×2可得2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·ml-1-184 kJ·ml-1×2=-483.6 kJ·ml-1。(2)反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)发生过程中断裂2 ml H—H键和1 ml OO键,形成4 ml H—O键,则2E(H—H)+E(OO)-4E(H—O)=-483.6 kJ·ml-1,E(H—O)=eq \f(436×2+496+483.6,4) kJ·ml-1=462.9 kJ·ml-1,即断开1 ml H—O键所需能量为462.9 kJ。
Ⅱ.(1)由CH4的燃烧热为890.3 kJ·ml-1可得甲烷完全燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·ml-1。(2)根据盖斯定律,由①×2-②可得到CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165.0 kJ·ml-1。(3)观察图像信息知,高温时水先分解生成H2、O2,然后两种单质分子可继续分解成氢原子、氧原子,由于氢原子比氧原子多,故A是氢原子,B是氧原子。氢气分子分解成氢原子时需要吸收能量,故化学能较低的物质是氢气分子。
答案:Ⅰ.(1)2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·ml-1
(2)462.9
Ⅱ.(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890.3 kJ·ml-1
(2)CH4(g)+2H2O(g)===CO2(g)+4H2(g)
ΔH=+165.0 kJ·ml-1
(3)H、O(或氢原子、氧原子) H2
化学键
C—H
C===C
H—O
C—C
C—O
键能/(kJ·ml-1)
413
615
463
348
351
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