新高考化学一轮复习讲义 第6章 第29讲 专项提能特训9　化学反应过程与能量变化

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下列说法正确的是( )
A．图中显示：起始时的2个H2O都参与了反应过程
B．过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程
C．过程Ⅲ只生成了极性共价键
D．使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH
答案 A
解析 根据反应过程示意图，起始时的2个H2O分别在过程Ⅰ、过程Ⅱ中发生化学键的断裂，因此起始时的2个H2O都参与了反应过程，A项正确；根据反应过程示意图，过程Ⅰ、Ⅱ都发生了水分子中H—O键的断裂，化学键断裂为吸热过程，B项错误；过程Ⅲ中生成了H2，H2中的化学键为非极性共价键，C项错误；催化剂能改变反应的活化能，不能改变反应的ΔH，D项错误。
2．已知断开1 ml H2(g)中H—H键需要吸收436 kJ能量，根据能量变化示意图，下列说法或热化学方程式不正确的是( )
A．断开1 ml HCl(g)中H—Cl键要吸收432 kJ能量
B．生成1 ml Cl2(g)中的Cl—Cl键放出243 kJ能量
C．HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)－92.5 kJ
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)＋864 kJ
答案 D
解析 根据图示可知，生成2 ml HCl(g)需要放出864 kJ能量，则断开2 ml HCl(g)中的化学键需要吸收864 kJ能量，由此推出断开1 ml HCl(g)中H—Cl键要吸收eq \f(864 kJ,2)＝432 kJ能量，A项正确；根据图示可以写出其热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－185 kJ·ml－1，根据ΔH＝E(H—H)＋E(Cl—Cl)－2E(H—Cl)可知，E(Cl—Cl)＝243 kJ·ml－1，即生成1 ml Cl2(g)中的Cl—Cl键放出243 kJ能量，B项正确；根据图示信息易知，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－185 kJ·ml－1，则HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g) ΔH＝＋92.5 kJ·ml－1，即HCl(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)Cl2(g)－92.5 kJ，C项正确；生成2 ml HCl(g)需要放出864 kJ能量，所以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)＋185 kJ，D项错误。
3．对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝a kJ·ml－1，能量变化如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(l) ΔH>a kJ·ml－1
B．过程Ⅱ可能使用了催化剂，使用催化剂不可以提高SO2的平衡转化率
C．反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和
D．将2 ml SO2(g)和1 ml O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出的热量小于|a| kJ
答案 A
4．(2019·北京石景山区期末)已知：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.0 kJ·ml－1。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：
过程Ⅰ：2Fe3O4(s)===6FeO(s)＋O2(g)
ΔH＝＋313.2 kJ·ml－1
过程Ⅱ：……
下列说法不正确的是( )
A．过程Ⅰ中每消耗232 g Fe3O4转移2 ml电子
B．过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s) ΔH＝＋128.9 kJ·ml－1
C．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能
D．铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点
答案 C
解析 过程Ⅰ中每消耗232 g Fe3O4反应生成0.5 ml O2，转移0.5×4 ml＝2 ml电子，故A正确；由盖斯定律可知，总反应×eq \f(1,2)－过程Ⅰ反应×eq \f(1,2)得过程Ⅱ反应，3FeO(s)＋H2O(l)===H2(g)＋Fe3O4(s) 则ΔH＝[＋571.0 kJ·ml－1×eq \f(1,2)－(＋313.2 kJ·ml－1)×eq \f(1,2)]＝＋128.9 kJ·ml－1，故B正确；过程Ⅰ和过程Ⅱ都是吸热反应，过程Ⅰ是将光能转化为热能，热能转化为化学能，过程Ⅱ中能量转化的形式还是热能转化为化学能，故C错误；铁氧化合物循环制H2以太阳能为热源分解Fe3O4，以水和Fe3O4为原料，具有成本低的特点，氢气和氧气分步生成，具有产物易分离的优点，故D正确。
5．HBr被O2氧化依次由如下(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三步反应组成，1 ml HBr(g)被氧化为Br2(g)放出12.67 kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。
(Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)===HOOBr(g)
(Ⅱ)HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g)
(Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)===H2O(g)＋Br2(g)
下列说法正确的是( )
A．三步反应均为放热反应
B．步骤(Ⅰ)的反应速率最慢
C．HOOBr(g)比HBr(g)和O2(g)稳定
D．热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g) ΔH＝－12.67 kJ·ml－1
答案 B
解析 放热反应的反应物总能量高于生成物的总能量，根据图像，第一步反应为吸热反应，A项错误；步骤(Ⅰ)为吸热反应，导致体系温度降低，反应速率减慢，其余反应为放热反应，反应温度升高，反应速率加快，B项正确；HOOBr(g)的总能量比HBr(g)和O2(g)的总能量高，能量越高，物质越不稳定，C项错误；根据题意，1 ml HBr被氧化为Br2(g)放出12.67 kJ热量，则热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g) ΔH＝－50.68 kJ·ml－1，D项错误。
6．(2020·威海市高三模拟)我国科学家实现了在铜催化剂条件下将DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法正确的是( )
A．该历程中最小能垒的化学方程式为 (CH3)2NCH2OH*===(CH3)2NCH2＋OH*
B．该历程中最大能垒(活化能)为2.16 eV
C．该反应的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)===N(CH3)3(g)＋H2O(g)
ΔH＝－1.02 eV·ml－1
D．增大压强或升高温度均能加快反应速率，并增大DMF平衡转化率
答案 A
解析 从图中可以看出，在正向进行的三个吸热反应中，其能垒分别为：[－1.23－(－2.16)]eV＝0.93 eV、[－1.55－(－1.77)]eV＝0.22 eV、[－1.02－(－2.21)]eV＝1.19 eV。从以上分析知，该历程中最小能垒为0.22 eV，是由(CH3)2NCH2OH*转化为(CH3)2NCH2的反应，化学方程式为 (CH3)2NCH2OH*===(CH3)2NCH2＋OH*，A正确；该历程中最大能垒(活化能)为1.19 eV，B不正确；该反应的总反应是由(CH3)2NCHO(g)转化为N(CH3)3(g)，但1.02 eV为单个(CH3)2NCHO(g)反应时放出的热量，所以热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)===N(CH3)3(g)＋H2O(g) ΔH＝－1.02NA eV·ml－1，C不正确；增大压强或升高温度均能加快反应速率，但升高温度平衡逆向移动，不能增大DMF平衡转化率，D不正确。
7．如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是( )
A．卤素单质(X2)与水反应均可生成两种酸
B．用电子式表示MgF2的形成过程：
C．热稳定性：MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
D．由图可知此温度下MgI2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式为MgI2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋I2(g) ΔH＝－277 kJ·ml－1
答案 D
解析 F2与水反应生成氢氟酸和O2，A项错误；MgF2为离子化合物，其电子式为，B项错误；物质所具有的能量越低，其热稳定性越强，故热稳定性：MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2，C项错误；根据题图可写出热化学方程式Mg(s)＋I2(g)===MgI2(s) ΔH＝－364 kJ·ml－1①和Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s) ΔH＝－641 kJ·ml－1
②，根据盖斯定律，由②－①得MgI2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋I2(g) ΔH＝－277 kJ·ml－1，D项正确。
8．(2019·临安昌化中学模拟)一定条件下，在水溶液中1 ml Cl－、ClOeq \\al(－,x)(x＝1、2、3、4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．这些离子中结合H＋能力最强的是A
B．A、B、C、D、E五种微粒中C最稳定
C．C―→B＋D的反应，反应物的总键能小于生成物的总键能
D．B―→A＋D反应的热化学方程式为3ClO－(aq)===ClOeq \\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq)
ΔH＝＋116 kJ·ml－1
答案 C
解析 酸性越弱的酸，阴离子结合氢离子能力越强，次氯酸是最弱的酸，所以ClO－结合氢离子能力最强，即B结合氢离子能力最强，故A错误；A、B、C、D、E中A能量最低，所以A最稳定，故B错误；C―→B＋D，根据转移电子守恒得该反应的离子方程式为2ClOeq \\al(－,2)===ClOeq \\al(－,3)＋ClO－，ΔH＝(64 kJ·ml－1＋60 kJ·ml－1)－2×100 kJ·ml－1＝－76 kJ·ml－1，则该反应为放热反应，所以反应物的总键能小于生成物的总键能，故C正确；根据转移电子守恒得B―→A＋D的反应的离子方程式为3ClO－===ClOeq \\al(－,3)＋2Cl－，ΔH＝(64 kJ·ml－1＋2×0 kJ·ml－1)－3×
60 kJ·ml－1＝－116 kJ·ml－1，所以该热化学方程式为3ClO－(aq)===ClOeq \\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq) ΔH＝－116 kJ·ml－1，故D错误。
9．(1)将0.3 ml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，该反应的热化学方程式为
。
又已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ·ml－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。
(2)已知：2NO2(g)===N2O4(g) ΔH1