2014高考化学 突破课时训练 专题四 化学反应中的能量变化
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专题四化学反应中的能量变化(时间:45分钟满分:100分)测控导航表一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分)1.(2013湖北荆州质检)下列说法中错误的是( D )A.电解饱和食盐水,生成物总能量比反应物总能量高B.化学反应过程中,发生物质变化的同时一定发生能量变化C.“冰,水为之,而寒于水”,说明相同质量的水和冰,水的能量高D.食盐可用于融化冰雪,且用食盐作融雪剂不会对环境、植物生长产生任何危害解析:电解饱和食盐水,需消耗能量,故E(生成物)>E(反应物),A项正确;化学反应过程中,化学键的断裂要吸收能量,形成要放出能量,其差值为反应热,B项正确;水结冰时释放能量,故水的能量高,C项正确;NaCl可作融雪剂,但浓度过高会对植物的生长有影响,D项错误。
2.(2013山东临沂一模)反应A(g)+B(g)C(g) ΔH,分两步进行:①A(g)+B(g)X(g) ΔH1②X(g)C(g) ΔH2,反应过程中能量变化如图所示,E1表示A(g)+B(g)X(g)的活化能,下列说法正确的是( A )A.ΔH1=ΔH-ΔH2>0B.X(g)是反应A(g)+B(g)C(g)的催化剂C.E2是反应②的活化能D.ΔH=E1-E2解析:通过图知,第一个反应的反应物能量小于生成物能量,所以该反应是吸热反应,ΔH1=ΔH-ΔH2>0,A项正确;X(g)是反应过程中的一种中间产物,所以X(g)不是催化剂,B项错误;从图知,E2不是反应②的活化能,C项错误;分析图示ΔH不等于E1-E2,D项错误。
3.在298 K、1.01×105 Pa下,将32 g SO2通入750 mL 1 mol/L KOH溶液中充分反应。
测得反应放出x kJ的热量。
已知在该条件下,1 mol SO2通入1 L 2 mol/L KOH溶液中充分反应放出y kJ的热量。
则SO2与KOH溶液反应生成KHSO3的热化学方程式正确的是( A )A.SO 2(g)+KOH(aq)KHSO3(aq)ΔH=-(4x-y) kJ/molB.SO 2(g)+KOH(aq)KHSO3(aq)ΔH=-(2x-y) kJ/molC.SO 2(g)+KOH(aq)KHSO3(aq)ΔH=-(2y-x) kJ/molD.2SO 2(g)+2KOH(l)2KHSO3(l)ΔH=-(8x-2y) kJ/mol解析:1 mol SO2通入1 L 2 mol/L KOH溶液中,生成1 mol K2SO3,放出y kJ的热量,由此可得SO 2(g)+2KOH(aq)K2SO3(aq)+H2O(l) ΔH=-y kJ/mol。
32 g SO2通入750 mL 1 mol/L KOH 溶液中充分反应,生成K2SO3、KHSO3各0.25 mol,测得反应放出x kJ的热量,故生成0.25 mol KHSO3放出(x-0.25y)kJ的热量,所以生成1 mol KHSO3放出(4x-y)kJ的热量,A正确。
4.(2013山西太原调研)已知:①2H 2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=-483.6 kJ/mol②H 2(g)+S(g)H2S(g) ΔH=-20.1 kJ/mol。
下列判断正确的是( D )A.1 mol氢气完全燃烧吸热241.8 kJB.1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量相差221.7 kJC.由①②知,水的热稳定性小于硫化氢D.若反应②中改用固态硫,1 mol S(s)完全反应,放出的热量小于20.1 kJ解析:H2燃烧是放热反应,A项错误;根据已知的热化学方程式可知生成1 mol H2O(g)与1 mol H2S(g)时两反应放出的热量差为221.7 kJ,B项错误;由于前者放热多,能量低,故稳定性强,C 项错误;由于固态硫汽化时需要吸收热量,故放出的热量小于20.1 kJ,D项正确。
5.(2013豫南九校联考)同温同压下,下列各组热化学方程式中,ΔH1<ΔH2的是( A )A.S(g)+O 2(g)SO2(g) ΔH1S(s)+O 2(g)SO2(g) ΔH2B.H 2(g)+Cl2(g)HCl(g) ΔH1H 2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH2C.2H 2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH12H 2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2D.C(s)+O 2(g)CO(g) ΔH1C(s)+O 2(g)CO2(g) ΔH2解析:放热反应的ΔH为负值,反应放出的热量越多,其值越小。
由固态S转变为气态S需吸收热量,故A项中ΔH1<ΔH2,正确;热化学方程式的化学计量数改变后,ΔH也随之改变相同的倍数,故B项中ΔH1>ΔH2,不符合;由于H2O(g)液化为H2O(l),需放热,故C项中ΔH1>ΔH2,不符合;D项中前一个反应不完全燃烧,而后者完全燃烧,故ΔH1>ΔH2,也不符合。
6.(2013湖南十二校联考)盖斯定律认为能量总是守恒的,不管化学反应过程是一步完成或分几步完成,整个过程的热效应是相同的。
已知:①H 2O(g)H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ/mol②C 2H5OH(g)C2H5OH(l) ΔH2=-Q2 kJ/mol③C 2H5OH(g)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)ΔH3=-Q3 kJ/mol若使23 g液态无水酒精完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(单位:kJ)( B )A.Q1+Q2+Q3B.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3D.0.5(Q1+Q2+Q3)解析:根据盖斯定律①×3-②+③得,C 2H5OH(l)+3O2(g)3H2O(l)+2CO2(g)ΔH=(-3Q1+Q2-Q3)kJ/mol=-(3Q1-Q2+Q3)kJ/mol,23 g液态无水酒精即0.5 mol完全燃烧放出的热量为(3Q1-Q2+Q3)×0.5 kJ=(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3)kJ,故B正确。
7.(2013山东日照模拟)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。
利用反应A,可实现氯的循环利用。
反应A:4HCl+O22Cl2+2H2O已知:Ⅰ.反应A中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量。
Ⅱ.判断下列说法正确的是( B )A.反应A的ΔH>-115.6 kJ/molB.断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为32 kJC.H2O中H—O键比HCl中H—Cl键弱D.由Ⅱ中的数据判断氯元素的非金属性比氧元素强解析:可逆反应的热化学方程式表示的是完全反应时的反应热,故A中的ΔH=-115.6 kJ/mol,错误;设断开 1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl键所需能量分别为x kJ、y kJ,则(4y+498)-(4x+243×2)=-115.6,x-y≈32,故B正确,C错误;由断键所需的能量不能比较元素的非金属性强弱,D错误。
二、非选择题(共4小题,共58分)8.(15分)(1)(2013云南昆明质检)如图表示金刚石、石墨在相关反应过程中的能量变化关系。
写出石墨转化为金刚石的热化学方程式。
(2)(2013陕西西安质检)已知:Ti(s)+2Cl 2(g)TiCl4(l)ΔH=-804.2 kJ/mol2Na(s)+Cl 2(g)2NaCl(s) ΔH=-882.0 kJ/molNa(s)Na(l) ΔH=+2.6 kJ/mol则TiCl 4(l)+4Na(l)Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH= kJ/mol。
(3)(2013山东省实验中学模拟)已知:①2CH 3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-a kJ/mol②CH 3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l)ΔH=-b kJ/mol③H 2O(g)H2O(l) ΔH=-c kJ/mol则:2CO(g)+O 2(g)2CO2(g)的ΔH= kJ/mol。
(4)(2013广东梅州质检)工业上在催化剂作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下图表示反应过程中能量的变化情况。
在图中,曲线(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于(填“吸热”或“放热”)反应。
解析:(1)由图像可写出①C(金刚石,s)+O 2(g)CO2(g)ΔH=-395.4 kJ/mol。
②C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol,由②-①得C(石墨,s)C(金刚石,s),其ΔH=-393.5 kJ/mol-(-395.4 kJ/mol)=+1.9 kJ/mol。
(2)根据盖斯定律可将(第二个热化学方程式×2)减去(第一个热化学方程式)再减去(第三个热化学方程式×4)得,ΔH=-882.0 kJ/mol×2-(-804.2 kJ/mol)-(+2.6 kJ/mol)×4=-970.2 kJ/mol。
(3)将①-②×2+③×4得:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-a kJ/mol-(-b kJ/mol×2)+(-c kJ/mol×4)=(-a+2b-4c)kJ/mol。
(4)根据图示可知反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应是放热反应,加入催化剂改变反应历程,降低反应所需的活化能,故b曲线表示使用了催化剂。
答案:(1)C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ/mol(2)-970.2 (3)(-a+2b-4c) (4)b 放热9.(15分)(1)新的《环境空气质量标准》(GB 30952012)将于2016年1月1日在我国全面实施。
据此,环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标,为公众提供健康指引,引导当地居民合理安排出行和生活。
①汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体,用化学方程式解释产生NO的原因。
②汽车排气管内安装的催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:N 2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.5 kJ/mol2C(s)+O 2(g)2CO(g) ΔH=-221.0 kJ/molC(s)+O 2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol则反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH= kJ/mol。
(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾,催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法。
利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物。