2022屆高三化學一輪復習檢測:化學反應間的能量變化
一、單選題
1.1mol白磷(P4,s)和4mol紅磷(P,s)與氧氣反應過程中的能量變化如圖(E表示能量)。下列說法正確的是()
A.P4(s,白磷)=4P(s,紅磷)
>0
B.以上變化中,白磷和紅磷所需活化能相等
C.白磷比紅磷穩定
D.紅磷燃燒的熱化學方程式是
=-(E2-E3)kJ/mol
2.最近,中國科學院大連化物所催化轉化為CO的研究獲得新成果。如圖是使用不同催化劑(NiPc和CoPc)時轉化過程中的能量變化,下列說法不合理的是()
A.轉化過程中有極性鍵形成B.·經氧化反應得到·COOH
C.吸附在NiPc或CoPc表面帶有相同基團的物種其能量不同
D.該研究成果將有利于緩解溫室效應并解決能源轉化問題
3.下列圖示與對應的敘述相符的是()
A.圖1所示,從能量角度考慮,石墨比金剛石穩定
B.圖2表示與反應時含鋁微粒濃度變化曲線,圖中a點溶液中大量存在C.圖3所示,圖中陰影部分面積的含義是()
D.圖4表示常溫下0.01鹽酸滴定0.001
NaOH溶液的滴定曲線
4.我國科學家使用雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化水煤氣變換反應:
CO(g)
+
H2O(g)=CO2(g)
+
H2(g)
<0,在低溫下獲得高轉化率與高反應速率。反應過程示意圖如下:
下列說法正確的是()
A.圖示顯示:起始時的2個H2O最終都參與了反應
B.過程I、II均為放熱過程
C.過程Ⅲ只生成了極性共價鍵
D.使用催化劑降低了水煤氣變換反應的5.下列說法或表示法正確的是()
A.等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出的熱量多
B.由(石墨)→C(金剛石)
=+1.9
kJ·mol-1可知,金剛石比石墨穩定
C.在稀溶液中:,若將含1
molCH3COOH的醋酸溶液與含1
mol
NaOH的溶液混合,放出的熱量小于57.3
kJ
D.在101kPa時,2gH2完全燃燒生成液態水,放出285.8
kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學方程式表示為.6.下列說法或表示方法正確的是()
A.若將等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,后者放出熱量多
B.由“”可知,金剛石比石墨穩定
C.在時,完全燃燒生成液態水,放出熱量,氫氣燃燒的熱化學方程式表示為
D.在稀溶液中:,若將含與含的稀溶液混合,放出的熱量等于
7.已知:C(s)
+l/2O2(g)=CO(g)
=
-110.4
kJ·mol-1,氧化亞銅與氧氣反應的能量變化如圖所示。
下列敘述正確的是()
A.1
mol
C(s)完全燃燒的反應熱小于-110.4
kJ·mol-1
B.CuO分解生成Cu2O的反應為放熱反應
C.由圖可知在隔絕空氣的條件下CuO的熱穩定性比Cu2O差
D.足量炭粉與CuO反應生成Cu2O的熱化學方程式為C(S)
+2CuO(s)=Cu2O(s)
+
CO(g)
=
+35.6
kJ·mol-1
8.下列說法或表示方法正確的是()
A.由一定條件下石墨合成金剛石吸熱可知,石墨比金剛石穩定
B.在稀溶液中:?H+(aq)+?OH-(aq)=?H2O(l)△H?=-57.3kJ/?mol?,若將含?0.5mol?H?2SO4?的濃硫酸與含?1mol?NaOH?的溶液混合,放出的熱量等于?57.3kJ
C.在?101kPa?時,2g?H2?完全燃燒生成液態水,放出?285.8kJ?熱量,氫氣燃燒的熱化學方程式表示為:?2?H2(g)+?O2(g)=?2?H2O(l)△H?=-285.8kJ/?mol
D.一定條件下,將?0.5mol?N2(g)和?1.5mol?H2(g)置于密閉的容器中充分反應生成?NH3(g),放熱
9.如圖是氫氣與氧氣反應生成水蒸氣的能量變化示意圖。下列有關說法不正確的是()
A.反應中斷裂和形成的化學鍵均為共價鍵
B.該反應過程釋放能量
C.斷裂1mol液態水中的化學鍵需吸收930kJ能量
D.2mol
O(g)形成1mol
(g)釋放498kJ能量
10.通過以下反應均可獲取。下列有關說法正確的是
()
①太陽光催化分解水制氫:
=+571.6kJ/mol
②焦炭與水反應制氫:
=+131.3kJ/mol
③甲烷與水反應制氫:
=+206.1kJ/mol
A.
反應①中電能轉化為化學能
B.
反應②為放熱反應
C.
反應的=?74.8?kJ/mol
D.
反應③使用催化劑,不變
11.CO與反應生成的歷程如下(部分微粒未畫出):下列分析不正確的是()
A.的電子式為
B.在該過程中,斷裂了非極性共價鍵
C.CO和O生成了具有極性共價鍵的D.CO和O生成的過程涉及了電子轉移
12.下列說法中正確的是()
A.在化學反應過程中,發生物質變化的同時不一定發生能量變化
B.破壞生成物全部化學鍵所需要的能量大于破壞反應物全部化學鍵所需要的能量時,該反應為吸熱反應
C.生成物的總能量大于反應物的總能量時,反應為吸熱,D.的大小與熱化學方程式的計量數無關
13.生產液晶顯示器的過程中使用的化學清洗劑是一種溫室氣體,其儲存能量的能力是的12000~20000倍,在大氣中的壽命可長達740年之久,已知鍵能是指斷開1
mol化學鍵變為氣態原子時所需要的能量,或形成1
mol化學鍵時所釋放的能量。以下是幾種化學鍵的鍵能:
化學鍵
N≡N
F—F
N—F
鍵能/kJ?mol-1
941.7
154.8
283.0
下列說法中正確的是()
A.過程
(g)→2N(g)放出能量
B.過程N(g)+3F(g)→(g)放出能量
C.反應(g)+3
(g)=2
(g)是吸熱反應
D.吸收能量后如果沒有化學鍵的斷裂與形成,仍可能發生化學反應
14.H2和I2在一定條件下能發生反應:H2(g)+I2(g)2HI(g)
ΔH=-a?kJ·mol-1。
已知:
下列說法正確的是()?
A.H2、I2和HI分子中的化學鍵都是非極性共價鍵
B.斷開2mol
HI分子中的化學鍵所需能量約(c+b+a)kJ
C.相同條件下,1mol
H2(g)和1mol
I2(g)總能量小于2mol
HI(g)的總能量
D.向密閉容器中加入2mol
H2(g)和2mol
I2(g),充分反應后放出的熱量為2a
kJ
15.下列有關說法正確的是()
A.已知:①
②,則金剛石比石墨穩定
B.在101kPa時,1mol
完全燃燒生成液態水,放出285.8kJ熱量,燃燒熱為
C.一定條件下,,則
D.在一定溫度和壓強下,將0.5mol
和1.5mol
置于密閉容器中充分反應生成,放出熱量19.3kJ,則其熱化學方程式為
16.通過以下反應均可獲取。下列有關說法正確的是()
①太陽光催化分解水制氫:
②焦炭與水反應制氫:
③甲烷與水反應制氫:
A.反應①中電能轉化為化學能
B.反應②為放熱反應
C.反應③使用催化劑,減小
D.反應的17.我國科研人員提出了由CO2和CH4轉化為高附加值產品CH3COOH的催化反應歷程,該歷程示意圖如下。
下列說法錯誤的是()
A.生成CH3COOH總反應的原子利用率為100%
B.①→②
放出能量并形成了C―C鍵
C.CH4→CH3COOH變化過程中,沒有發生C―H鍵斷裂
D.所用催化劑能加快反應速率,但不能提高反應物的轉化率
18.某溫度時,VIA族元素單質與反應生成氣態的熱化學方程式如下:
下列說法正確的是()
A.穩定性:
B.降溫有利于Se(g)與(g)反應生成(g)
C.D.隨著核電荷數的增加,VIA族元素單質與的化合反應越來越容易發生
19.我國科學家研制出的以石墨烯為載體的催化劑,可以在25
℃
下用直接將轉化為含氧有機物,其主要原理如圖所示。下列說法不正確的是()
A.升高溫度有利于步驟iii的發生
B.步驟i、ii的總反應的化學方程式是
C.步驟iv中只涉及極性共價鍵O—H鍵的形成D.根據以上原理,推測步驟vi生成的有機物中C的雜化方式為
二、非選擇題
20.硫化氫大量存在于天然氣及液化石油氣中,近年來發現可用于制取氫氣、合成硫醇等。回答下列問題:
(1)D.Berk等學者設計的用FeS催化分解包括下列反應:
Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.①______(用表示)。
②已知單質硫氣態時以形式存在(結構為S=S)。鍵能、、,則______。
③是離子化合物,Fe顯+2價,的電子式為_______。
(2)銀器長期露置在含的空氣中表面會生成而變黑,該反應的氧化劑為_____;將表面變黑的銀器放在盛有食鹽水的鋁制容器中煮沸,表面重新變為光亮,正極發生的電極反應為___________。
(3)實驗室用粗鋅制取氫氣時常含有少量的,可用酸性溶液(被還原為)將氧化為S而除去,該反應的離子方程式為______________。
(4)與合成硫醇的反應在不同溫度及不同物質的量之比時的平衡轉化率如圖所示:
①該反應的____0(填“>”或“<”);____(填“>”或“<”)。
②在密閉容器中充入和,在A點達到平衡時,A點對應溫度下反應的平衡常數為__________。
③為提高的平衡轉化率,除改變溫度及投料比(m)外,還可采取的措施是________________________。
21.回答下列問題:
(1)下列三個反應在某密閉容器中進行:
反應①:
反應②:
反應③:________________
(用含a、b的代數式表示)。
(2)焦炭與CO、、均是重要的化工原料,由制備甲醇的過程可能涉及的反應如下:
反應I:
反應Ⅱ:
反應Ⅲ:
則反應Ⅲ的=_____________。
(3)一種煤炭脫硫技術可以把硫元素以的形式固定下來,但產生的CO又會與發生化學反應,相關的熱化學方程式如下:
①
②
反應:的=_____________。
(4)根據下列3
個熱化學方程式:
①
(g)
②
③
寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和氣體的熱化學方程式:________________。
22.回答下列問題:
(1)室溫下,2
g苯()完全燃燒生成液態水和,放出83.6
kJ的熱量,寫出1
mol
燃燒的熱化學方程式:_____________。
若1
g水蒸氣轉化成液態水時放出2.44
kJ的熱量,則室溫下1
mol
完全燃燒生成水蒸氣時的為_________________。
(2)已知:
則的為______________。
(3)已知下列兩個熱化學方程式:
①實驗測得和的混合氣體共5
mol,完全燃燒生成液態水時放熱6
262.5
kJ,則混合氣體中和的體積之比約為____________。
②已知:,求丙烷燃燒生成和氣態水的為_____________。
參考答案
1.答案:D
解析:等質量的紅磷能量比白磷低,A中變化應為放熱反應。B中,由圖可知,紅磷和白磷轉變成的活化分子的能量相等,則紅磷的活化能更高。紅磷應比白磷穩定。D中熱化學方程式正確。
2.答案:B
解析:A項,該過程是由轉化為CO,CO中C、O原子間為極性鍵,故轉化過程中有極性鍵形成,正確;B項,碳元素的化合價降低,·經還原反應得到·COOH,錯誤;C項,據圖像知吸附在NiPc和CoPc表面帶有相同基團的物種其能量不同,正確;D項,該過程中轉化為CO,該研究成果將有利于緩解溫室效應并解決能源轉化問題,正確。
3.答案:A
解析:由圖1可知,金剛石具有的能量高于石墨,物質具有的能量越高越不穩定,故石墨比金剛石穩定,A正確;分析圖2可知,溶液pH約為4時形成沉淀,pH在4~10之間時未溶解,pH大于10后,溶解生成,a點溶液中存在,與不能大量共存,B不正確;圖3中的陰影部分面積表示從反應開始到平衡,反應物凈減少的濃度,C不正確;D項,反應終點在理論終點(混合溶液pH=7時)的下方還是上方取決于指示劑是甲基橙還是酚酞,未指明指示劑無法判斷圖4的正誤,D不正確。
4.答案:A
解析:A.根據反應過程示意圖,過程I中水分子中的化學鍵斷裂,過程Ⅱ也是水分子中的化學鍵斷裂的過程,過程Ⅲ中形成了水分子,因此H2O均參與了
反應過程,所以圖示顯示:起始時的2個H2O最終都
參與了反應,故A正確;B.根據反應過程示意圖,過
程I、過程Ⅱ中水分子中的化學鍵斷裂的過程,為吸
熱過程.故B錯誤;C.過程Ⅲ中CO、氫氧原子團和氫原子形成了二氧化碳、水、和氫氣,H2中的化學鍵為
非極性鍵,故C錯誤;D.催化劑不能改變反應的,故D錯誤。
5.答案:C
解析:?CH3COOH是弱電解質,而弱電解質的電離吸熱,故1mol
CH3COOH的醋酸溶液與含1molNaOH的溶液混合,放出的熱量小于57.3kJ,故C正確。
6.答案:D
解析:A.硫蒸氣的能量高于硫固體的能量,因此若將等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒,前者放出熱量多,A錯誤;
B.由“C(石墨)=C(金剛石)
ΔH=+1.9kJ/mol”可知金剛石總能量高于石墨,能量越低越穩定,石墨比金剛石穩定,B錯誤;
C.在101kPa時,2g
H2完全燃燒生成液態水,放出285.8kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學方程式表示為:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)
ΔH=-285.8kJ/mol,C錯誤;
D.在稀溶液中:H++OH-=H2O
ΔH=-57.3kJ/mol,若將含1mol
H2SO4與含2mol
NaOH的溶液混合生成2mol水,放出的熱量等于2mol×57.3kJ/mol=114.6kJ,D正確;答案選D。
7.答案:D
解析:1
molC(s)完全燃燒生成CO2(g)所放出的熱量大于
生成CO(g)所放出的熱量,則其反應熱小于-110.4
kJ·mol-1,A正確;由圖可知,CuO(s)的能量低于Cu2O(s)和O2
(g)的能量之和,所以CuO分解生成Cu2O的反應為吸熱反應,B錯誤;由圖中數據可知,CuO(s)的能量比Cu2O(s)和O2(g)的總能量低,但無法比較CuO(s)和
Cu2O(s)的能量高低,則CuO與Cu2O的穩定性也無法比較,C錯誤;由題干信息可知,2C(s)
+
O2(g)=2CO(g)的1=
-220.8
kJ·mol-1,'反
應4CuO(s)=2Cu2
O(s)
+
O2
(g)的2
=
292
kJ·mol-1,則反應
C(s)
+2CuO(s)=Cu2O(s)
+
CO
(g)的3
=
1/2
+
2/2
=
+
35.6
kj·
mol-
1,D
正確。
8.答案:A
解析:A.石墨能量比金剛石低,石墨比金剛石穩定,故A正確;
9.答案:C
解析:、、中的化學鍵均為共價鍵,A項正確。由圖示可知該反應過程中形成化學鍵釋放的能量大于斷裂化學鍵吸收的能量,故該反應過程釋放能量,B項正確。斷裂1mol水蒸氣中的化學鍵需吸收930kJ能量,C項錯誤。斷裂mol
(g)中的化學鍵吸收249kJ能量,則2mol
O(g)形成1mol
(g)釋放498kJ能量,D項正確。
10.答案:D
解析:A.反應①利用太陽能使反應發生,則太陽能轉化為化學能量,故A錯誤;
B.反應②的焓變為正,則為吸熱反應,故B錯誤;
C.由蓋斯定律可知,③?②得到CH4(g)═C(s)+2H2(g),其=+206.1KJ?mol?1?(+131.3KJ?mol?1)=+74.8?KJ?mol?1,故C錯誤;
D.催化劑不改變反應的始終態,則反應③使用催化劑,不變,故D正確;
故選:D。
11.答案:A
12.答案:C
解析:化學反應中一定有能量變化,A錯誤;由斷開舊化學鍵吸收的能量-形成新化學鍵放出的能量,為放熱反應,B錯誤;吸熱反應的,C正確;絕對值的大小與熱化學方程式的化學計量數成正比關系,D錯誤。
13.答案:B
解析:A.過程中氮氣斷開鍵,需要吸收能量,故A錯誤;
B.過程需要形成新的N-F鍵,需要放出能量,故B正確;
C.反應中,需要吸收能量斷開鍵,鍵,放出能量形成鍵,能量變化為:941.7+3×154.8-2×3×283.0=-291.9,所以反應是放熱反應,故C錯誤;
D.化學反應一定有化學鍵的斷裂和形成,所以吸收能量后如果沒有化學鍵的斷裂與形成,不會發生化學反應,故D錯誤。
【答案】
B
14.答案:B
解析:H2和I2分子中均只含有非極性鍵,HI分子中只含有極性鍵,A錯誤;設H-I鍵的鍵能為x
kJ·mol-1,根據化學鍵鍵能與焓變的關系可知ΔH=(b+c-2x)kJ·mol-1=-a
kJ·mol-1,2x=b+c+a,B正確;H2和I2生成HI的反應為放熱反應,則反應物總能量高于生成物總能量,即1mol
H2(g)和1mol
I2(g)的總能量大于2mol
HI(g)的總能量,c錯誤;H2與I2生成HI的反應為可逆反應,不能完全轉化,D錯誤。
15.答案:C
16.答案:D
解析:A項,反應①是光能轉化為化學能,錯誤;B項,反應②的焓變為正值,屬于吸熱反應,錯誤;C項,催化劑不改變反應焓變,錯誤;D項,用“反應③—反應②”得所求反應的焓變為,正確。
17.答案:C
18.答案:C
解析:C項,將已知熱化學方程式依次編號為①、②、③,根據蓋斯定律,2×(①-②)可得,故C項正確;A項,元素的非金屬性越強,對應的簡單氫化物越穩定,同一主族從上到下,元索作金屬性逐漸減弱,因此穩定性:,故A項錯誤:B
項,說明該反應正向吸熱,降溫使平衡逆向移動,不利于生成(g),故B項錯誤;D項,隨著核電荷數的減小,VIA族元素的非金屬性逐漸增強,單質與的化合反應越容易發生.故D項錯誤;
19.答案:C
解析:由題圖可知,步驟iii是C—H鍵斷裂的過程,該過程吸熱,升高溫度有利于步驟iii的發生,A項正確;根據題圖知,步驟i、ii的總反應的化學方程式是,B項正確;由題圖知,步驟iv中和轉變為HCHO和,除有O—H鍵形成外,還有π鍵形成、O—O鍵斷裂和H—O鍵斷裂,C項錯誤;根據題給原理,推測步驟vi生成HCOOH和,HCOOH中碳原子是雜化,D項正確。
20.答案:(1)①
②+259
③
(2);
(3)
(4)①>;<
②4/3或1.33
③及時從體系中分離出
解析:(1)①由(Ⅰ)與(Ⅱ)式相加再乘以2即得(Ⅲ)式。
②=4×E(H-S)-2×E(H-H)-E(S=S)=(4×339-2×436-225)=+259。③由和構成,與結構相似。
(2)由金屬活動性,與Ag不能發生置換反應,但在空氣中能發生,氧化劑為。除去表面時,放在鋁制容器中以食鹽水為電解質溶液構成微電池,負極反應:,正極反應:
[溶液中發生反應:]。
(3)得,失,依據電子守恒,配平化學方程式。
(4)①由于溫度越高,(甲硫醚)的平衡轉化率越大,故正反應為吸熱反應。反應物中投料比越大,的平衡轉化率越大,故。
②由反應:
起始/
0.1
0.05
0
轉化/
0.025
0.025
0.05
平衡/
0.075
0.025
0.05。
③由于壓強不是影響該反應平衡移動的因素,故增大的平衡轉化率可采取減小生成物的濃度,及時將生成的從體系中分離出來。
21.答案:(1)
(2)–
90.77
(3)–
399.7
(4)
解析:(1)分析反應①和②,根據蓋斯定律,由①×2+②可得,則有。
(2)分析反應I、Ⅱ及Ⅲ,根據蓋斯定律,由反應I一Ⅱ可得反應Ⅲ,則有。
(3)根據蓋斯定律,由②×4–①可得,則有。
(4)分析已知的三個熱化學方程式,根據蓋斯定律,由①×3
–
②
–
③×2可得,則有,從而可得熱化學方程式:。
22.答案:(1);
(2)
(3)①1︰1;②
解析:(1)。若1
g水蒸氣轉化成液態水時放出2.44
kJ的熱量,則,故1
mol
完全燃燒生成水蒸氣時的。
(2)由第二個熱化學方程式×
–
第一個熱化學方程式得。
(3)①設氫氣和丙烷的物質的量分別為x
mol和y
mol,則有,解得,故。
②,根據蓋斯定律,由上面第一個熱化學方程式×4+上面第二個熱化學方程式可得出丙烷燃燒生成和(g)的熱化學方程式為。