2021届高三化学一轮复习重点专题4——化学反应过程与能量变化（练习）解析版

2021届高三化学一轮复习——化学反应过程与能量变化专题训练
一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
1、研究表明CO与N2O在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应分别为：①N2O＋Fe＋===N2＋FeO＋(慢)；②FeO＋＋CO===CO2＋Fe＋(快)。下列说法正确的是
(　　)

A．反应①是氧化还原反应，反应②是非氧化还原反应
B．两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应②决定
C．Fe＋使反应的活化能减小，FeO＋是中间产物
D．若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N2O
答案　C
解析　反应②FeO＋＋CO===CO2＋Fe＋(快)，元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，故A项错误；总反应速率由反应慢的决定，即由反应①决定，故B项错误；Fe＋作催化剂，使反应的活化能减小，FeO＋是中间产物，故C项正确；气体存在的条件未知，则不能确定气体的体积，故D项错误。
2、．(2019·北京月考)N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，其反应原理为N2O(g)＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g)　ΔH，有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是(　　)


A．ΔH＝ΔH1＋ΔH2
B．ΔH＝－226 kJ·mol－1
C．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．为了实现转化，需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O
答案　D
解析　①N2O＋Pt2O＋===Pt2O＋N2　ΔH1，②Pt2O＋CO===Pt2O＋＋CO2　ΔH2，结合盖斯定律计算①＋②得到N2O(g)＋CO(g)===CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2，故A正确；由图示分析可知，反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，反应焓变ΔH＝134 kJ·mol－1－360 kJ·mol－1＝－226 kJ·mol－1，故B正确；正反应的活化能Ea＝134 kJ·mol－1小于逆反应的活化能Eb＝360 kJ·mol－1，故C正确；①N2O＋Pt2O＋====Pt2O＋N2　ΔH1，②Pt2O＋CO=== Pt2O＋＋CO2　ΔH2，反应过程中Pt2O＋和Pt2O参与反应后又生成，不需要补充，故D错误。
3．(2020·辽宁五校联考)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图1；研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图2。下列说法正确的是(　　)


A．NH3催化还原NO为放热反应
B．过程Ⅰ中NH3断裂非极性键
C．过程Ⅱ中NO为氧化剂 ，Fe2＋为还原剂
D．脱硝的总反应为：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)
答案　AD
4．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·mol－1
反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g) ΔH2＝－41.8 kJ·mol－1

下列说法不正确的是(　　)
A．图1所示过程①是放热反应、②是吸热反应
B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C．断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol 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·mol－1
答案　C
解析　图1所示过程①发生的反应是Ⅰ，为放热反应，过程②是NH3(g)的分解，是吸热反应，A正确；反应Ⅱ是放热反应，图2所示的能量过程示意图正确，B正确；由于反应Ⅰ为放热反应，因此断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量，C错误；根据盖斯定律：Ⅰ－2×Ⅱ得N2H4(g)===N2(g)＋2H2 (g)　ΔH＝＋50.7 kJ·mol－1, D 正确。
5．(2019·临安市昌化中学模拟)一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(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A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)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝116 kJ·mol－1
答案　BC
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，所以最稳定，故B正确；C→B＋D，根据转移电子守恒得该反应方程式为2ClO===ClO＋ClO－，反应热＝(64 kJ·mol－1＋60 kJ·mol－1)－2×100 kJ·mol－1＝－76 kJ·mol－1，则该反应为放热，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的反应方程式为3ClO－===ClO＋2Cl－，反应热＝(64 kJ·mol－1＋2×0 kJ·mol－1)－3×60 kJ·mol－1＝－116 kJ·mol－1，所以该热化学反应方程式为3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－116 kJ·mol－1，故D错误。
6．(2020·长春期末)下列示意图表示正确的是(　　)

A．甲图表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝＋26.7 kJ·mol－1反应的能量变化
B．乙图表示碳的燃烧热
C．丙图表示实验的环境温度20 ℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测量混合液温度，结果如图(已知V1＋V2＝60 mL)
D．丁图已知稳定性顺序：B＜A＜C，某反应由两步反应ABC构成，反应过程中的能量变化曲线如图(E1、E3表示两反应的活化能)
答案　D
解析　A项，图像表示的物质能量变化为反应物能量高于生成物能量的放热反应，反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝＋26.7 kJ·mol－1为吸热反应，错误；B项，图像表示的热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH，生成的氧化物不是最稳定的氧化物，不符合燃烧热概念，错误；C项，如图，V2为20 mL时温度最高，说明此时酸碱已经反应完毕，又实验中始终保持V1＋V2＝60 mL，所以V1为40 mL，由酸碱中和关系式：2NaOH～H2SO4，硫酸和氢氧化钠溶液浓度不同，和题干将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合不符合，错误。
7．在25 ℃、101 kPa下，1 mol白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量和4 mol红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量关系如图所示：

由此判断，下列说法正确的是(　　)
A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定
B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定
C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定
D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定
答案　D
解析　由图像知：白磷比红磷能量高，能量越高越不稳定，故红磷比白磷稳定，红磷转化为白磷时需要吸收能量，属于吸热反应。
8．(2020·湖北联考)下列图示与对应的叙述相符的是(　　)

A．图甲中的ΔH1>ΔH2
B．图乙表示可逆反应A(s)＋3B(g)2C(g)　ΔH>0温度对平衡常数K的影响
C．图丙表示充满NO2气体的试管，倒置于水槽中，向其中缓慢通入氧气直至试管中全部充满水，假设溶质不扩散，溶质的物质的量浓度与通入氧气的体积关系
D．由图丁可说明烯烃与H2加成反应是放热反应，虚线表示在有催化剂的条件下进行
答案　BC
解析　ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于零，且ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，ΔH1”“0)
2CO(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－b kJ·mol－1(b>0)
若用CO还原NO2至N2，当消耗标准状况下3.36 L CO时，放出的热量为 kJ(用含有a和b的代数式表示)。
答案　(1)8CO2(g)＋25H2(g)===C8H18(l)＋16H2O(l) ΔH＝－(25a－b) kJ·mol－1
(2)CH4(g)＋2SO2(g)===2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ·mol－1
(3)5CO(g)＋I2O5(s)===5CO2(g)＋I2(s)　 ΔH＝－1 377 kJ·mol－1
(4)－746.5
(5)或
解析　(1)已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH1＝－a kJ·mol－1，②C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①×25－②得8CO2(g)＋25H2(g)===C8H18(l)＋16H2O(l)
ΔH＝25ΔH1－ΔH2＝－(25a－b) kJ·mol－1。
(2)根据图像可知：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝Ea1－Ea2＝126 kJ·mol－1－928 kJ·mol－1＝－802 kJ·mol－1；
②S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－577 kJ·mol－1；根据盖斯定律可知①－②×2即得到CH4(g)＋2SO2(g)===CO2(g)＋2S(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋352 kJ·mol－1。
(3)依次设反应为①、②，根据盖斯定律，反应①×＋②×得到5CO(g)＋I2O5(s)===5CO2(g)＋I2(s)　ΔH＝－1 377 kJ·mol－1。
(4)将反应编号，N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1　①
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1　②
CO2(g)===C(s)＋O2(g)　 ΔH＝＋393.5 kJ·mol－1　③
应用盖斯定律，由－(①＋②＋③×2)得反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝－746.5 kJ·mol－1。
(5)依次设反应为①、②，根据盖斯定律①×2＋②得4CO(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋4CO2(g)　ΔH＝－(2a＋b) kJ·mol－1，标准状况下3.36 L CO的物质的量是0.15 mol，放出的热量为 kJ。