2022屆高考化學(xué)三輪沖刺 反應(yīng)熱的計算考前微測試
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1、2022屆高考化學(xué)三輪沖刺 反應(yīng)熱的計算考前微測試 一、選擇題 1.神舟飛船系列所用動力燃料之一為LiH,已知下列反應(yīng):( ) ①2Li(s)+H2(g)2LiH(s) ΔH1=?182 kJ·mol?1; ②2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH2=?571.6 kJ·mol?1; ③4Li(s)+O2(g)2Li2O(s) ΔH3=?1 196 kJ·mol?1。 則LiH在O2中燃燒的熱化學(xué)方程式為 A.2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) ΔH=?701.8 kJ·mol?1 B.2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l)
2、 ΔH=?1 949.6 kJ·mol?1 C.2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) ΔH=?1 585.6 kJ·mol?1 D.2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(g) ΔH=?988 kJ·mol?1 【答案】A 【解析】根據(jù)蓋斯定律(③?①×2+②)/2得:2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) ΔH=(ΔH3?ΔH1×2+ΔH2)/ 2=?701.8 kJ·mol?1。 2.已知:H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH1=?285.8 kJ·mol?1① CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=?282.5
3、 kJ·mol?1② CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=?726.7 kJ·mol?1③ CO和H2在一定條件下可以合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(l) ΔH4,則ΔH4為( ) A.?127.4 kJ·mol?1 B.+127.4 kJ·mol?1 C.?254.8 kJ·mol?1 D.+254.8 kJ·mol?1 【答案】A 【解析】運用蓋斯定律進(jìn)行計算,即①×2+②?③可得CO(g)+2H2(g) CH3OH(l) ΔH4=2ΔH1+ΔH2?ΔH3=2×(?285.8 kJ·mol?1)+(?28
4、2.5 kJ·mol?1)?(?726.7 kJ·mol?1)=?127.4 kJ·mol?1。 3.根據(jù)如圖所給信息,得出的結(jié)論正確的是( ) A.48 g碳完全燃燒放出的熱量為1 574 kJ/mol B.2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH =?221.0 kJ/mol C.2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ΔH =+283.0 kJ/mol D.C(s)+O2(g)CO2(s) ΔH =?393.5 kJ/mol 【答案】B 【解析】48 g碳完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w,放出熱量為1 574 kJ,A項錯誤;根據(jù)圖像可知,C(s)+O2(g) CO(g
5、) ΔH=?110.5 kJ/mol,故2C(s)+O2(g) 2CO(g)ΔH =?221.0 kJ/mol,B項正確;根據(jù)圖像可知,CO (g)+O2(g)CO2(g)ΔH=?283.0 kJ/mol,故2CO2(g) 2CO(g)+O2(g) ΔH =+566.0 kJ/mol,C項錯誤;根據(jù)圖像可知,C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH=?393.5 kJ/mol,D項錯誤。 4.已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=?Q1 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=?Q2 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)2
6、H2O(l) ΔH=?Q3 kJ/mol 常溫下,取體積比為4∶1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L(已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)至常溫,則放出的熱量(kJ)為 A.0.4Q1+0.05Q3 B.0.4Q1+0.05Q2 C.0.4Q1+0.1Q3 D.0.4Q1+0.1Q2 【解析】A 【解析】標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L混合氣體中,甲烷占0.4 mol,H2占0.1 mol,0.4 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)的水和二氧化碳放出0.4Q1 kJ的熱量,0.1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)的水,放出0.05Q3 kJ的熱量。 5.白磷與氧氣可發(fā)生如下反應(yīng):P4+5
7、O2P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為P—P a kJ/mol、P—O b kJ/mol、P=O c kJ/mol、O=O d kJ/mol。根據(jù)如圖所示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH,下列數(shù)據(jù)正確的是( ) A.(6a+5d?4c?12b) kJ/mol B.(4c+12b?6a?5d) kJ/mol C.(4c+12b?4a?5d) kJ/mol D.(4a+5d?4c?12b) kJ/mol 【答案】A 【解析】題中給出了反應(yīng)物和生成物的鍵能,可算出斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量和形成新化學(xué)鍵釋放的能量,即可求出ΔH。ΔH=斷裂化學(xué)鍵所吸收
8、的總能量?形成化學(xué)鍵所釋放的總能量,在1 mol P4與5 mol O2生成1 mol P4O10的過程中,要斷裂 6 mol P—P鍵、5 mol O=O鍵,同時會形成4 mol P=O鍵,12 mol P—O鍵,故ΔH=6a kJ/mol+5d kJ/mol?12b kJ/mol?4c kJ/mol=(6a+5d?4c?12b) kJ/mol,A項正確。 6.研究表明,化學(xué)反應(yīng)的能量變化與反應(yīng)物和生成物的鍵能有關(guān)。鍵能可以簡單的理解為斷開1 mol 化學(xué)鍵時所需吸收的能量。下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù):( ) 化學(xué)鍵 P—P P—O O=O P=O 鍵能 kJ/mol?
9、1 197 360 499 X 已知白磷的燃燒方程式為:P4(s)+5O2(g)P4O10(s),該反應(yīng)放出熱量2379.0 kJ,且白磷分子結(jié)構(gòu)為正四面體,4個磷原子分別位于正四面體的四個頂點,白磷完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如右圖所示,則上表中X為 A.434 B.335 C.237 D.188 【答案】A 【解析】反應(yīng)焓變ΔH=6×197+5×499?4×X?360×12=?2378.0,計算得到X=434 kJ/mol;答案選A。 7.在298 K、1.01×105 Pa下,將22 g CO2通入750 mL 1 m
10、ol·L?1的NaOH 溶液中充分反應(yīng),測得反應(yīng)放出x kJ的熱量。已知在該條件下,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L?1的NaOH溶液中充分反應(yīng)放出y kJ的熱量,則CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式正確的是( ) A.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=?(2y?x) kJ·mol?1 B.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=?(2x?y) kJ·mol?1 C.CO2(g)+NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=?(4x?y) kJ·mol?1 D.2CO2(g)+2NaOH
11、(l)===2NaHCO3(l) ΔH=?(8x?2y) kJ·mol?1 【答案】C 【解析】0.5 mol CO2與0.75 mol NaOH反應(yīng)生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3,反應(yīng)所放出的熱量為x kJ,則生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3放出熱量4x kJ;1 mol CO2通入含2 mol NaOH的溶液中,生成1 mol Na2CO3,放出y kJ的熱量,則1 mol CO2與含1 mol。NaOH的溶液反應(yīng)生成1 mol NaHCO3放出的熱量為(4x?y) kJ,A項、B項均錯;D項中NaOH和NaHCO3的狀態(tài)標(biāo)注
12、錯誤;只有C項正確。 二、非選擇題 8.已知E1=134 kJ·mol?1、E2=368 kJ·mol?1。 圖Ⅰ 圖Ⅱ 請回答下列問題: (1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)過程中的能量變化,若在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E1的變化是__________ (填“增大”、“減小”或“不變”,下同),ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:__________________________。 (2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的
13、兩種反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下: ①CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol?1, ②CH3OH(g)+O2(g) CO2(g)+2H2(g)ΔH=?192.9 kJ·mol?1, 又知③H2O(g)H2O(l) ΔH=?44 kJ·mol?1,則甲醇蒸氣燃燒生成液態(tài)水和CO2(g)的熱化學(xué)方程式為___________________________________。 (3)下表是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù): 化學(xué)鍵 P—P P—O O=O P=O 鍵能/ kJ·mol?1 a b c x 已知白磷的燃燒熱為d kJ
14、·mol?1,白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示,則表中x=______(用含a、b、c、d的代數(shù)式表示)。 【答案】(1)減小 不變 NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g) ΔH=-234 kJ·mol?1 (2)CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=?764.7 kJ·mol?1 (3)(d+6a+5c-12b) 【解析】 (1)觀察圖像,E1為反應(yīng)的活化能,加入催化劑,使反應(yīng)的活化能降低,但ΔH不變;1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)的反應(yīng)熱數(shù)值即反應(yīng)物和生成物的能量差,因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方
15、程式為NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH=?234 kJ·mol?1。 (2)觀察方程式,利用蓋斯定律,將所給熱化學(xué)方程式作如下運算:②×3-①×2+③×2,即可求出甲醇蒸氣燃燒生成液態(tài)水和CO2(g)的熱化學(xué)方程式。 (3)白磷燃燒的化學(xué)方程式為P4+5O2P4O10,結(jié)合圖Ⅱ中白磷及其完全燃燒產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),根據(jù)“反應(yīng)熱=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和”與燃燒熱概念可得:6a+5c-(4x+12b)=-d,據(jù)此可得x=(d+6a+5c-12b)。 9.我國成功利用大功率運載火箭發(fā)射“天宮二號”空間實驗室?;鸺七M(jìn)器中裝有還原劑肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑過氧化氫(H2O2
16、),如圖是一定量肼完全燃燒生成氮氣和1 mol氣態(tài)水過程中的能量變化圖。 (1)該反應(yīng)屬于________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。 (2)寫出該火箭推進(jìn)器中相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:__________________。 (3)若該火箭推進(jìn)器中H2O2有24 mol共價鍵發(fā)生斷裂,則反應(yīng)釋放出的熱量為_______kJ。 【答案】(1)放熱 (2)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH= ?641.6 kJ·mol?1 (3)2566.4 【解析】(1)根據(jù)N2H4與H2O2反應(yīng)的能量變化圖可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,所以該反應(yīng)屬于
17、放熱反應(yīng)。(2)由題意可得火箭推進(jìn)器中N2H4(l)與H2O2(l)反應(yīng)的方程式為:N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g),生成1 mol H2O(g)釋放出160.4 kJ熱量,則生成4 mol H2O(g)釋放出熱量=4×160.4 kJ=641.6 kJ,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=?641.6 kJ·mol?1。 (3)根據(jù)H2O2的結(jié)構(gòu)式H—O—O—H可知,1 mol H2O2反應(yīng)斷裂3 mol共價鍵,H2O2有24 mol共價鍵斷裂,則消耗8 mol H2O2,釋放出的熱量=4 mol×641.6
18、 kJ·mol?1=2566.4 kJ。 10.研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化有重要意義。請根據(jù)學(xué)過的知識回答下列問題: (1)已知一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)過程的能量變化如圖所示: 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________。 (2)化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?;瘜W(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)1 mol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。已知:N≡N鍵的鍵能是948.9 kJ?mol?1,H—H鍵的鍵能是436.0 kJ?mol?1,N—H鍵的鍵能是391.55 kJ?mol?1,則N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=_______________
19、______。 (3)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。 已知:①C(s,石墨)+O2(g) CO2(g) ΔH1=?393.5 kJ?mol?1 ②2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH2=?571.6 kJ?mol?1 ③2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=?2599 kJ?mol?1 298 K時反應(yīng)2C(s,石墨)+H2(g)C2H2(g)的焓變:ΔH=_____________________。 (4)已知:鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng),又知,常溫下: 4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s)
20、 ΔH1 4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s) ΔH2 下面關(guān)于ΔH1、ΔH2的比較正確的是 A.ΔH1>ΔH2 B.ΔH1<ΔH2 C.ΔH1=ΔH2 D.無法計算 【答案】(1)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=?41 kJ ? mol?1 (2)?46.2 kJ ? mol?1 (3)226.7 kJ ? mol?1 (4)B 【解析】(1)由圖知,CO(g)+H2O(g) CO2(g)+ H2(g) ΔH=?41 kJ ? mol?1。 (2)N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=(948.9×+
21、 436.0×?391.55×3)kJ ? mol?1=?46.2 kJ ? mol?1。 (3)由已知反應(yīng)①×2+②×?③×,得2C(s,石墨)+H2(g) C2H2(g)ΔH=?393.5 kJ ? mol?1×2+(?571.6 kJ·mol?1)×?(?2599 kJ·mol?1)×=226.7 kJ·mol?1。 (4)第一個熱化學(xué)方程式減去第二個熱化學(xué)方程式,得4Al(s) +2Fe2O3(s) 2Al2O3(s)+4Fe(s) ΔH=ΔH1?ΔH2,因鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng),則ΔH<0,即ΔH1?ΔH2<0,ΔH1<ΔH2。 11.某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以和NH3?H2O
22、的形式存在,該廢水的處理流程如圖: (1)過程Ⅰ:加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)pH至9后,升溫至30 °C,通空氣將氨趕出并回收。 用離子方程式表示加NaOH溶液的作用:__________________。 (2)過程Ⅱ:在微生物的作用下,經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成。兩步反應(yīng)的能量變化如圖所示: ①第一步反應(yīng)是________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),判斷依據(jù)______________________。 ②1 mol NH4+(aq)全部被氧化成NO3?(aq)的熱化學(xué)方程式是______________________________。 (3)過程Ⅲ:一定條件下,向廢水中加入
23、CH3OH,將HNO3還原成N2。若該反應(yīng)消耗32 g CH3OH,轉(zhuǎn)移6 mol電子,則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是__________。 【答案】(1)+OH?NH3·H2O (2)①放熱 ΔH =?273 kJ/mol<0(或反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量) ②(aq)+2O2(g)2H+(aq)+(aq)+H2O(l) ΔH=?346 kJ·mol?1 (3)5∶6 【解析】(1)加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)pH至9后,發(fā)生反應(yīng)NH4++OH?NH3·H2O。 (2)由題圖可知第一步反應(yīng),反應(yīng)物的能量之和大于生成物的能量之和,因此是放熱反應(yīng)。 ①(aq)+1.5O2(g)NO2?(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH =?273kJ/mol; ②NO2?(aq)+0.5O2(g)(aq) ΔH =?73kJ/mol; (3)CH3OH被氧化成CO2,C元素化合價從?2價升高到+4價,升高6;HNO3被還原成N2,N元素化合價從+5價降低到0價,降低5,根據(jù)電子得失守恒(化合價升降相等)可得還原劑CH3OH和氧化劑HNO3的物質(zhì)的量之比是5∶6。
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