2022版高考化学一轮复习第6章化学反应与能量第1节化学反应及其能量变化训练含解析

第1节 化学反应及其能量变化

[A组·基础练习]

1．(2021·广西桂林期末)下列说法不正确的是(　　)

A．化学能可以转变成为热能、电能等

B．化学反应必然伴随发生能量变化

C．化学反应中的能量变化主要是由化学键的变化引起的

D．化学反应中能量变化的多少与反应物的质量无关

【答案】D

2．下列有关能源和反应中的能量变化的说法正确的是(　　)

A．煤、石油、天然气都是化石能源，且均属于可再生能源

B．煤液化生成的甲醇属于二次能源

C．吸热反应都需要在加热或高温条件下才能进行

D．有化学键形成的反应一定是放热反应

【答案】B

3．下列反应属于吸热反应的是(　　)

A．木炭与O2反应生成CO2

B．葡萄糖在人体内氧化分解

C．锌粒与稀H2SO4反应制取H2

D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应

【答案】D

4．(2020·河北廊坊模拟)已知25°C、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水放出的热量为57.3 kJ，则下列描述正确的是(　　)

A．酸碱中和反应的中和热为57.3 kJ

B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1

C．1 mol强酸和1 mol强碱完全反应，放出的热量一定为57.3 kJ·mol－1

D．稀盐酸与稀氨水反应生成1 mol水，放出的热量小于57.3 kJ·mol－1

【答案】D

【解析】NH3·H2O为弱电解质，反应时，电离出OH－，需要吸热，则生成1 mol H2O，放出热量小于57.3，D正确。

5．(2019·上海卷，改编)下列图示正确的是(　　)

A．断开非极性键和生成极性键的能量相同

B．反应Ⅱ比反应Ⅲ生成的OH键更牢固

C．1/2O2(g)＋H2(g)===OH(g)＋H(g)　ΔH＞0

D．H2O(g)===1/2O2(g)＋H2(g)　ΔH＜0

【答案】C

【解析】氢气燃烧是放热反应，断开非极性键的能量低于生成极性键的能量，A错误；水中2个O—H键的键能相同，反应Ⅱ与反应Ⅲ生成的OH键牢固性相同，B错误；由图可知，1/2 mol O2(g)与1 mol H2(g)的总能量低于1 mol OH(g)与1 mol H(g)具有的总能量，反应为吸热反应，C正确；由图可知，1 mol H2O(g)具有的能量低于 mol O2(g)与1 mol H2(g)的总能量，该反应为吸热反应，D错误。

6．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　)

A．常温常压下，1 g H2在足量Cl2中燃烧生成HCl，放出92.3 kJ的热量，则热化学方程式可表示为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝＋184.6 kJ/mol

B．甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ/mol

C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJ/mol，则含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量

D．相同条件下，2 mol氢原子所具有的能量小于1 mol氢分子所具有的能量

【答案】C

【解析】H2在Cl2中燃烧放出热量，ΔH<0，A错误；水应为液态，B错误；1 mol NaOH完全中和放出57.4 kJ热量，0.5 mol应放出28.7 kJ热量，C正确；氢原子转化为氢分子形成化学键放出能量，说明2 mol氢原子的能量大于1 mol氢分子的能量，D错误。

7．(2019·江苏南京模拟)CO、H2、C2H5OH三种物质燃烧的热化学方程式如下：

①CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJ/mol

②H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝b kJ/mol

③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　

ΔH3＝c kJ/mol

下列说法正确的是(　　)

A．ΔH1>0

B．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－2b kJ/mol

C．CO2与H2合成C2H5OH反应的原子利用率为100%

D．2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋C2H5OH(l)　

ΔH＝(2a＋4b－c) kJ/mol

【答案】D

【解析】反应①为CO的燃烧，一定是放热反应，所以焓变应该小于0，A错误；反应②中水的状态为气态，而选项B中方程式里水的状态为液态，无法计算，B错误；CO2与H2合成C2H5OH反应为2CO2(g)＋6H2(g)===3H2O(g)＋C2H5OH(l)，显然原子利用率小于100%，C错误；①×2＋②×4－③得到：2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋C2H5OH(l)　 ΔH＝(2a＋4b－c) kJ/mol，D正确。

[B组·提高练习]

8．炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是(　　)

A．氧分子的活化包括O—O键的断裂与C—O键的生成过程

B．每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量

C．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eV

D．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂

【答案】C

9．某金属M的氧化物M2O相关的Born－(hyphen)Haber循环图如下：

下列推断正确的是(　　)

A．稳定性： M (g)<M＋(g)

B．M(s)→M(g)是吸热反应

C．2M(g)＋1/2O2(g)===M2O(s)ΔH＝－598 kJ·mol－1

D．上述Born－(hyphen)Haber循环图中ΔH＝－2 908 kJ·mol－1

【答案】D

【解析】由图可知，M(g)→M＋(g)是吸热过程，M＋(g)的能量高于M(g)，则稳定性：M(g)＞M＋(g)，A错误；M(s)→M(g)发生了物理变化，是吸热过程，但不属于吸热反应，B错误；由图可知，2M(g)＋1/2O2(g)===M2O(s)　ΔH＝－916 kJ·mol－1，C错误；根据盖斯定律可知，318 kJ·mol－1＋1 040 kJ·mol－1＋249 kJ·mol－1＋703 kJ·mol－1＋ΔH＝－598 kJ·mol－1，解得ΔH＝－2 908 kJ·mol－1，D正确。

10．(2020·山东等级考试模拟)热催化合成氨面临的两难问题是：采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了Ti·H·Fe双温区催化剂(TiH区域和Fe区域的温度差可超过100 ℃)。TiHFe双温区催化合成氨的反应历程如下图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是(　　)

A．①为氮氮三键的断裂过程

B．①②③在低温区发生，④⑤在高温区发生

C．④为N原子由Fe区域向TiH区域的传递过程

D．使用TiHFe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应

【答案】C

【解析】经历①过程之后氮气分子被催化剂吸附，并没有变成氮原子，A错误；①为催化剂吸附N2的过程，②为形成过渡态的过程，③为N2解离为N的过程，以上都需要在高温时进行；④⑤在低温区进行是为了增加平衡产率，B错误；由题中图示可知，过程④完成了TiHFe*N到TiH*NFe两种过渡态的转化，N原子由Fe区域向TiH区域传递，C正确；化学反应不会因加入催化剂而改变吸放热情况，D错误。

11．(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH>0，则稳定性：金刚石________(填“>”或“<”)石墨。

(2)已知：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2

则ΔH1________(填“>”或“<”)ΔH2。

(3)“嫦娥五号”在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：

①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)　ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1

②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－543 kJ·mol－1

写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：__________________________________ ____________________________。

(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则CO的燃烧热为ΔH＝______________________。

(5)0.50 L 2.00 mol·L－1 H2SO4溶液与2.10 L 1.00 mol·L－1 KOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中和热ΔH＝______________。

(6)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是_______________________。

【答案】(1)<　(2)<

(3)2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝－1 096.7 kJ·mol－1

(4)－282.6 kJ·mol－1

(5)－57.3 kJ·mol－1

(6)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1

12．(1)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应如下表：

①反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝______kJ·mol－1。

②甲烷的燃烧热为ΔH2，则ΔH2________ΔH1(填“>”“＝”或“<”)。

(2)物质(t－BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应：(t－BuNO)22(t－BuNO)　ΔH。实验测得该反应的ΔH＝＋50.5 kJ·mol－1，活化能Ea＝90.4 kJ·mol－1。

下列能量关系图合理的是________(填字母)。

A                           B                          C

  (3)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为－890.3 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1和－283.0 kJ·mol－1，则生成1 m3(标准状况下)CO所需的热量为________。

【答案】(1)①－41.2　②＜　(2)C　(3)5.52×103 kJ