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2019-2020年高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)導(dǎo)練測 第六章 第一講 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
一、選擇題
1.下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化
B.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)
C.向醋酸鈉溶液中滴入酚酞試液,加熱后若溶液紅色加深,則說明鹽類水解是吸熱的
D.反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了反應(yīng)是放熱還是吸熱
解析 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化除了表現(xiàn)為熱量變化外,還可以表現(xiàn)為電能和光能等。
答案 A
2.已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示,判斷下列敘述中正確的是 ( )。
A.每生成2分子AB吸收b kJ熱量
B.該反應(yīng)熱ΔH=+(a-b)kJmol-1
C.該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D.?dāng)嗔? mol A—A和1 mol B—B鍵,放出a kJ能量
解析 由圖示可知生成物總能量高于反應(yīng)物總能量,C錯(cuò);1 mol A2(g)與1 mol B2(g)反應(yīng)生成2 mol AB(g)吸收(a-b)kJ熱量,A錯(cuò),B正確;化學(xué)鍵斷裂吸收能量,D錯(cuò)。
答案 B
3.已知下列熱化學(xué)方程式:
①H2(g)+1/2O2(g)===H2O(g) ΔH1=a kJmol-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2=b kJmol-1
③H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3=c kJmol-1
④2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH4=d kJmol-1
下列關(guān)系式中正確的是( )
A.a(chǎn)
d>0
C.2a=b<0 D.2c=d>0
解析 H2的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng),ΔH<0,a、b、c、d都小于0,B、D錯(cuò);反應(yīng)③與反應(yīng)①相比較,產(chǎn)物的狀態(tài)不同,H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)為放熱反應(yīng),所以a>c,A錯(cuò);反應(yīng)②的化學(xué)計(jì)量數(shù)是①的2倍,反應(yīng)熱②也是①的2倍,b=2a<0,C對。
答案 C
4.已知熱化學(xué)方程式:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-Q kJmol-1(Q>0)。下列說法正確的是 ( )。
A.相同條件下,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)
所具有的能量
B.將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后,放出熱量為
Q kJ
C.增大壓強(qiáng)或升高溫度,該反應(yīng)過程放出更多的熱量
D.如將一定量SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應(yīng)后放熱Q kJ,則此
過程中有2 mol SO2(g)被氧化
解析 由于SO2和O2反應(yīng)放熱,所以相同條件下,2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量,A錯(cuò)誤。SO2和O2的反應(yīng)是可逆反應(yīng),將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后,參加反應(yīng)的SO2小于2 mol,放出的熱量小于Q kJ,B錯(cuò)誤。增大壓強(qiáng),該平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),放出熱量更多,升高溫度,該平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),放出熱量減少,C錯(cuò)誤。
答案 D
5.為探究NaHCO3、Na2CO3和鹽酸(以下鹽酸濃度均為1 molL-1)反應(yīng)過程中的熱效應(yīng),實(shí)驗(yàn)測得如下數(shù)據(jù):
序號
35 mL試劑
固體
混合前
溫度/℃
混合后
溫度/℃
①
水
2.5 g NaHCO3
20.0
18.5
②
水
3.2 g Na2CO3
20.0
24.3
③
鹽酸
2.5 g NaHCO3
20.0
16.2
④
鹽酸
3.2 g Na2CO3
20.0
25.1
由此得出的結(jié)論正確的是 ( )。
A.Na2CO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B.NaHCO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C.20.0 ℃時(shí),含3.2 g Na2CO3的飽和溶液和35 mL鹽酸混合后的溫度將低于25.1 ℃
D.20.0 ℃時(shí),含2.5 g NaHCO3的飽和溶液和35 mL鹽酸混合后的溫度將低
于16.2 ℃
解析 實(shí)驗(yàn)②④說明Na2CO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)①③說明NaHCO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),B錯(cuò)誤;由實(shí)驗(yàn)②可知,碳酸鈉固體溶于水會(huì)放熱,而C項(xiàng)缺少了這個(gè)放熱的過程,因而放出的熱量少于實(shí)驗(yàn)④,則溫度低于25.1 ℃,該項(xiàng)正確;同理,由實(shí)驗(yàn)①③判斷,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案 C
6.將TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應(yīng)之一。已知:
TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g)
ΔH=+140.5 kJmol-1
C(s,石墨)+O2(g)===CO(g)
ΔH=-110.5 kJmol-1
則反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)===TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH是 ( )。
A.+80.5 kJmol-1 B.+30.0 kJmol-1
C.-30.0 kJmol-1 D.-80.5 kJmol-1
解析 認(rèn)真觀察已知反應(yīng)和目標(biāo)反應(yīng),將已知反應(yīng)分別記為①、②,應(yīng)用蓋斯定律,由反應(yīng)①+②2即可解題。
答案 D
7.肼(N2H4)是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料,它與N2O4反應(yīng)時(shí),N2O4為氧化劑,生成氮?dú)夂退魵狻R阎篘2(g)+2O2(g)===N2O4(g) ΔH=+8.7 kJ/mol,N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.0 kJ/mol,下列表示肼跟N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式,正確的是( )
A.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-542.7 kJ/mol
B.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1 059.3 kJ/mol
C.2N2H4(g)+N2O4(g)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1 076.7 kJ/mol
D.N2H4(g)+N2O4(g)===N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-1 076.7 kJ/mol
解析 N2(g)+2O2(g)===N2O4(g) ΔH=+8.7 kJ/mol①,N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534.0 kJ/mol②,將熱化學(xué)方程式②2-①就可以得到肼與N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式,則ΔH=-534.0 kJ/mol2-8.7 kJ/mol=-1 076.7 kJ/mol,選項(xiàng)C正確。
答案 C
二、非選擇題
8.(1)已知:
①Fe(s)+O2(g)===FeO(s)
ΔH1=-272.0 kJmol-1;
②2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s)
ΔH2=-1 675.7 kJmol-1。
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
某同學(xué)認(rèn)為,鋁熱反應(yīng)可用于工業(yè)煉鐵,你的判斷是________(填“能”或“不能”),你的理由是___________________________________________
________________________________________________________________。
(2)反應(yīng)物與生成物均為氣態(tài)的某可逆反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程分別為A、B,如圖所示。
①據(jù)圖判斷該反應(yīng)是________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后,其他條件不變,升高溫度,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②其中B歷程表明此反應(yīng)采用的條件為________(填字母)。
A.升高溫度 B.增大反應(yīng)物的濃度
C.降低溫度 D.使用催化劑
解析 (1)該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為3FeO(s)+2Al(s)===Al2O3(s)+3Fe(s),可由②-①3得到,故ΔH=ΔH2-ΔH13=-1 675.7-(-272.0)3=-859.7(kJmol-1)。鋁比鐵價(jià)格高,故用鋁熱反應(yīng)煉鐵經(jīng)濟(jì)上不合算。(2)結(jié)合圖像,反應(yīng)物的能量低于產(chǎn)物能量,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。
答案 (1)3FeO(s)+2Al(s)===Al2O3(s)+3Fe(s)
ΔH=-859.7 kJmol-1 不能 該反應(yīng)為引發(fā)反應(yīng),需消耗大量能量,成本較高 (2)①吸 增大?、贒
9.甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源。已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)
ΔH1=-571.8 kJmol-1;
②CH3OH(g)+1/2O2(g)===CO2(g)+2H2(g)
ΔH2=-192.9 kJmol-1
(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________________。
(2)反應(yīng)②中的能量變化如圖所示,則ΔH2=________。
(3)H2(g)的燃燒熱為________。
(4)請你分析H2(g)作為能源比甲醇蒸氣作為能源的優(yōu)點(diǎn):
__________________________________________________
__________________________________________________(寫出兩點(diǎn)即可)。
解析 (1)根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)①+反應(yīng)②整理可得甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:CH3OH(g)+3/2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-764.7 kJmol-1。
(2)反應(yīng)的最終能量變化只與始態(tài)、終態(tài)能量有關(guān),與中間狀態(tài)無關(guān),故ΔH2=E1-E2。
(3)根據(jù)燃燒熱的定義可知,H2(g)的燃燒熱為285.9 kJmol-1。
(4)氫氣的燃燒產(chǎn)物對環(huán)境無影響,而且熱值高。
答案 (1)CH3OH(g)+3/2O2(g)= ==CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.7 kJmol-1
(2)E1-E2 (3)285.9 kJmol-1 (4)H2燃燒的產(chǎn)物對環(huán)境無任何污染;等質(zhì)量的H2完全燃燒放出的熱量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)
10.實(shí)驗(yàn)室用50 mL 0.50 molL-1鹽酸、50 mL 0.55 molL-1 NaOH溶液和下圖所示裝置進(jìn)行測定中和熱的實(shí)驗(yàn),得到表中的數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
起始溫度t1/℃
終止溫度t2/℃
鹽酸
NaOH溶液
1
20.2
20.3
23.7
2
20.3
20.5
23.8
3
21.5
21.6
24.9
試完成下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃棒攪拌溶液的方法是________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃棒的理由是_______________________________________________________________。
(2)經(jīng)數(shù)據(jù)處理,t2—t1=3.4 ℃。則該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱ΔH=________[鹽酸和NaOH溶液的密度按1 gcm-3計(jì)算,反應(yīng)后混合溶液的比熱容(c)按4.18 J(g℃)-1計(jì)算]。
(3)若將NaOH溶液改為相同體積、相同濃度的氨水,測得中和熱為ΔH1,則ΔH1與ΔH的關(guān)系為:ΔH1________ΔH(填“<”、“>”或“=”),理由是________________________________________________________________。
解析 (1)對于本實(shí)驗(yàn),讓氫氧化鈉和鹽酸盡可能地完全反應(yīng)是減小誤差的一個(gè)方面,所以實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃棒上下攪動(dòng),以防將溫度計(jì)損壞。減少熱量散失是減小誤差的另一個(gè)重要方面,所以選用玻璃棒,而不用銅絲。
(2)ΔH=-[100 g4.1810-3 kJ(g℃)-13.4 ℃]0.025 mol=-56.8 kJmol-1
(3)因弱電解質(zhì)的電離過程是吸熱的,將NaOH溶液改為相同體積、相同濃度的氨水反應(yīng)后放出的熱量少,所以ΔH1>ΔH。
答案 (1)上下攪動(dòng)(或輕輕攪動(dòng)) Cu傳熱快,防止熱量損失 (2)-56.8 kJmol-1 (3)> NH3H2O 屬于弱電解質(zhì),電離吸熱
11.當(dāng)前環(huán)境問題是一個(gè)全球重視的問題,引起環(huán)境問題的氣體常見的有溫室氣體CO2、污染性氣體NOx、SOx等。如果對這些氣體加以利用就可以成為重要的能源,既解決了對環(huán)境的污染,又解決了部分能源危機(jī)問題。
(1)二氧化碳是地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)?,目前人們處理二氧化碳的方法之一是使其與氫氣反應(yīng)合成甲醇,甲醇是汽車燃料電池的重要燃料。CO2與H2反應(yīng)制備CH3OH和H2O的化學(xué)方程式為____________________________________________________
_____________________________________________________________________
(2)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。
已知:
①C(s)+O2(g)===CO2(g)ΔH1=-393.5 kJmol-1
②CO2(g)+C(s)===2CO(g)ΔH2=+172.5 kJmol-1
③S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH3=-296.0 kJmol-1
請寫出CO與SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________________________
______________________________________________________________________。
(3)硝酸廠常用催化還原方法處理尾氣。CH4在催化條件下可以將NO2還原為N2。
已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-889.6 kJmol-1①
N2(g)+2O2(g)===2NO2(g)ΔH=+67.7 kJmol-1②
則CH4還原NO2生成水蒸氣和氮?dú)獾臒峄瘜W(xué)方程式是__________________________
_________________________________________________________________ ______。
解析 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn):
(1)結(jié)合題意找出反應(yīng)物和產(chǎn)物。
(2)對所要疊加的熱化學(xué)方程式進(jìn)行處理。
(3)ΔH的數(shù)值也要隨熱化學(xué)方程式的改變而改變。
答案 (1)CO2+3H2===CH3OH+H2O
(2)2CO(g)+SO2(g)===S(s)+2CO2(g)
ΔH=-270 kJmol-1
(3)CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+2H2O(g)+CO2(g)
ΔH=-957.3 kJmol-1
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