2020届高考化学一轮复习化学反应与能量作业(3)

2020届高考化学一轮复习化学反应与能量作业(3)

第六章　第一节　‎ 一、选择题 ‎1．(2018·浙江“七彩阳光”联盟)下列化学反应属于放热反应的是(　　)‎ A．浓硫酸溶于水 B．镁溶于盐酸 C．石灰石煅烧 D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合 ‎【答案】B ‎2．(2018·河南信阳高三模拟)页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，是一种重要的非常规天然气资源。我国的页岩气储量超过其他任何一个国家，可采储量有1 275万亿立方英尺，这些储量足够我国使用300多年。下列有关页岩气的叙述错误的是(　　)‎ A．页岩气属于一种新能源 B．页岩气属于一次能源 C．页岩气属于清洁能源 D．页岩气属于不可再生能源 ‎【答案】A ‎【解析】页岩气属于天然气，是化石燃料，不属于新能源。‎ ‎3．(2019·湖北八校第一次联考)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 ‎4．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－1‎ 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－1‎ C．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJ·mol－1，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项错误；B中水应为液态，B项错误；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项正确；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项错误。‎ ‎5．(2017·江西南昌调研)已知4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－x kJ/mol，蒸发1 mol H2O(l)需要吸收的能量为44 kJ。1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量相关数据如下表，则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为(　　)‎ 物质 NH3(g)‎ O2(g)‎ NO(g)‎ H2O(g)‎ 能量/kJ a b z d A．(x＋4a＋5b－6d－44)/4‎ B．(x＋12a＋5b－12d－264)/4‎ C．(x＋4a＋5b－6d－264)/4‎ D．(x＋12a＋5b－12d－44)/4‎ ‎【答案】C ‎【解析】ΔH＝反应物的化学键断裂所需总能量－生成物的化学键形成释放总能量，则ΔH＝－x kJ/mol＝[4a＋5b－4z－(6d＋264)]kJ/mol，z＝(x＋4a＋5b－6d－264)/4，C项正确。‎ ‎6．(2018·江苏南京三模)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，选项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，显然无法计算选项B中方程式的焓变，选项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%，选项C错误。①×2＋②×4－③得到：2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋C2H5OH(l)　 ΔH＝(2a＋4b－c)kJ/mol，选项D正确。‎ ‎7．(2018·浙江卷，21)氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．已知HF气体溶于水放热，则HF的ΔH1<0‎ B．相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小 C．相同条件下，HCl的ΔH3＋ΔH4比HI的大 D．一定条件下，气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量，则该条件下ΔH2＝a kJ/mol ‎【答案】D ‎【解析】已知HX气体转化为HX溶液为放热，则图示中HF(aq)转化为HF(g)为吸热过程，对应的ΔH1>0，A项错误；图中ΔH2表示气态HX转化为气态原子吸收的能量，称为键能，HCl比HBr稳定，则HCl键能比HBr大，B项错误；ΔH3＋ΔH4表示H(g)生成H＋(aq)，HCl和HI中H均相同，则ΔH3＋ΔH4相等，C项错误； 断开1 mol H－X吸收a kJ能量，对应图中的ΔH2，其值为正，即ΔH2＝a kJ/mol，D项正确．‎ ‎8．(2017·江苏镇江一模)我国利用合成气直接制烯烃获重大突破，其原理如下：‎ 反应①：C(s)＋1/2O2(g)CO(g)　ΔH1‎ 反应②：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH2‎ 反应③：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH3＝－90.1 kJ·mol－1‎ 反应④：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH4，能量变化如图所示 反应⑤：3CH3OH(g)3H2O(g)＋CH3CH===CH2(g) 　ΔH5＝－31.0 kJ·mol－1。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．反应③使用催化剂，ΔH3减小 B．反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能 C．ΔH1－ΔH2<0‎ D．3CO(g)＋6H2(g)CH3CH===CH2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－121.1 kJ·mol－1‎ ‎【答案】C ‎【解析】3CO(g)＋6H2(g)CH3CH＝CH2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝3ΔH3＋ΔH5＝－301.3 ‎ kJ·mol－1，故D项错误。‎ ‎9．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1‎ H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH2‎ ‎4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH3‎ N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH4‎ ‎2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)　ΔH5‎ 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)‎ A．ΔH1>0，ΔH2>0　 B．ΔH3>0，ΔH4>0‎ C．ΔH2＝ΔH4＋ΔH5　 D．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2‎ ‎【答案】D ‎【解析】所有的燃烧反应均属于放热反应，因此ΔH1＜0，ΔH2＜0，A项错误；合成氨气属于放热反应，ΔH4<0，B项错误；将题中各反应按顺序依次编号为①、②、③、④、⑤，由盖斯定律可知，②＝(④＋⑤)÷3，因此ΔH2＝(ΔH4＋ΔH5)÷3，C项错误；由盖斯定律可知，③＝①－②×2，故ΔH3＝ΔH1－2ΔH2，D项正确。‎ 二、非选择题 ‎10．丙烷燃烧可以通过以下两种途径，回答下列问题：‎ 途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) 　ΔH1＝－a kJ·mol－1‎ 途径Ⅱ：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g) 　ΔH2＝＋b kJ·mol－1‎ ‎2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) 　ΔH3＝－c kJ·mol－1‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) 　ΔH4＝－d kJ·mol－1(a，b，c，d均为正值)‎ ‎(1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径Ⅰ放出的热量______(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。‎ ‎(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应中，反应物具有的总能量______(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要______(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物，因此其反应条件是________。‎ ‎(3)b与a、c、d的数学关系式是______________。‎ ‎【答案】(1)等于　(2)小于　吸收　加热　(3)2b＝c＋d－2a ‎【解析】(1)根据盖斯定律知两者相等。(3)设途径Ⅱ的3个热化学方程式分别为①、②、③，将途径Ⅱ的热化学方程式①＋1/2(②＋③)可得途径Ⅰ的热化学方程式，则反应热有关系：2b＋(－c)＋(－d)＝－2a，整理即得2b＝c＋d－2a。‎ ‎11．(1)搭载“天宫一号”的长征三号丙运载火箭使用的推进剂是液氢和液氧，这种推进剂的优点是_____________________________________________。‎ ‎(2)已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1‎ H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1‎ O2(g)===O2(l)　ΔH＝－68.4 kJ·mol－1‎ H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1‎ 则液氢与液氧反应生成气态水的热化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)如果此次“天宫一号”所携带的燃料为1.08吨，液氢、液氧恰好完全反应生成气态水，总共释放的能量为________kJ(保留3位有效数字)。‎ ‎【答案】(1)相同质量时，氢气燃烧放出的热量多，产物为水，无污染 ‎(2)H2(l)＋1/2O2(l)===H2O(g)　ΔH＝－206.68 kJ·mol－1　(3)1.24×107‎ ‎【解析】(2)①H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)‎ ΔH＝－285.8 kJ·mol－1‎ ‎②H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1‎ ‎③O2(g)===O2(l)　ΔH＝－68.4 kJ·mol－1‎ ‎④H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1‎ 由①－②－③×1/2＋④得，H2(l)＋1/2O2(l)===H2O(g)　ΔH＝－206.68 kJ·mol－1。‎ ‎(3)若携带1.08吨燃料，液氢和液氧完全反应生成气态水，则m(H2)∶m(O2)＝1∶8，即H2有0.12吨，H2的物质的量为6×104 mol，放出的能量为6×104 mol×206.68 kJ·mol－1＝1.24×107 kJ。‎ ‎12．(2018·湖北咸宁质检)钙、铅均是重要的金属元素，在工农业生产中具有重要应用。‎ ‎(1)加热条件下用CO还原PbO可得到单质铅。已知：①2Pb(s)＋O2(g)===2PbO(s)　ΔH＝－438 kJ·mol－1；②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1。则CO还原PbO的热化学方程式为________________________________________________________。‎ ‎(2)与CaSO4·2H2O脱水反应相关的热化学方程式有：①CaSO4·2H2O(s)===CaSO4·H2O(s)＋H2O(g)　ΔH1＝＋83.2 kJ·mol－1‎ ‎②CaSO4·2H2O(s)===CaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH2＝＋26 kJ·mol－1‎ ‎③H2O(g)===H2O(l)　ΔH3＝－44 kJ·mol－1‎ 则反应CaSO4·H2O(s)===CaSO4(s)＋H2O(g)的ΔH4＝______kJ·mol－1。‎ ‎(3)目前工业上合成电石主要采用无焰氧化加热法。‎ 已知：①CaO(s)＋3C(s)===CaC2(s)＋CO(g)　ΔH＝＋464.1 kJ·mol－1；②C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1‎ 若不考虑热量耗散，原料转化率均为100%，最终炉中出来的气体只有CO。则为了维持热平衡，每生产1 mol CaC2，投料的量为1 mol CaO、______mol C及______mol O2。‎ ‎【答案】(1)CO(g)＋PbO(s)===Pb(s)＋CO2(g)　ΔH＝－64 kJ/mol ‎(2)30.8　(3)7.2　2.1‎ ‎【解析】(2)将反应②－反应③×2－反应①可得ΔH4＝ΔH2－2ΔH3－ΔH1＝－30.8 kJ·mol－1。‎ ‎(3)若不考虑热量耗散，原料转化率均为100%，最终炉中出来的气体只有CO，为了维持热平衡，所以每生产1 mol CaC2，需投料的量为1 mol CaO，而投入碳的量为3 mol＋‎ ＝7.2 mol，氧气的物质的量为×1/2＝2.1 mol。‎ ‎13．(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：‎ 化学方程式 焓变ΔH/(kJ·mol－1)‎ 甲烷 氧化 CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)‎ ΔH1‎ CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)‎ ‎－322.0‎ 蒸气 重整 CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)‎ ‎＋206.2‎ CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)‎ ‎＋165.0‎ ‎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)CO所需的热量为________。‎ ‎【答案】(1)①－41.2　②＜　(2)C　(3)5.52×103 kJ