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2019-2020年高三化學穩(wěn)步提升訓練6.1 化學反應中的熱效應 1.“能源分類相關圖”如圖所示，四組能源選項中全部符合圖中陰影部分的能源是( ) A.煤炭、石油、潮汐能 B.水能、生物能、天然氣 C.太陽能、風能、沼氣 D.地熱能、海洋能、核能 【解析】 化石燃料、核能為不可再生能源,從而排除A、B、D。 【答案】 C 2.是一種優(yōu)良的絕緣氣體,分子結構中只存在S—F鍵。已知:1 mol S(s)轉化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kJ,斷裂1 mol F—F、S—F鍵需吸收的能量分別為160 kJ、330 kJ。則===的反應熱H為( ） A.-1 780 B.-1 220 C.-450 D.+430 【解析】 本題考查反應熱的有關計算。在化學反應中斷鍵需要吸熱,而形成新的化學鍵需要放熱。由題意知1 mol S(s)和3 mol 形成S原子和F原子共需要吸收能量280 kJ=760 kJ,而生成1 mol 時需形成6 mol S—F鍵,共放出 kJ=1 980 kJ,因此該反應共放出的熱量為1 980 kJ-760 kJ=1 220 kJ,所以該反應的反應熱H=-1 220 選項B正確。 【答案】 B 3.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,后者放出熱量多 B.由C(石墨)===C(金剛石) H>0,可知金剛石比石墨穩(wěn)定 C.在稀溶液中:=== H=-57.3 若將含0.5 mol 的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合,放出的熱量大于57.3 kJ D.在101 kPa時,2 g 完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學方程式表示為=== H=-285.8  【解析】 由于硫蒸氣比硫固體的能量高,故前者燃燒時放熱多,A項錯;石墨轉變成金剛石為吸熱反應,即金剛石能量比石墨高,則金剛石不穩(wěn)定,故B項錯;C項濃硫酸溶于水本身就放熱,故放出的熱量肯定高于57.3 kJ,正確;2 g 為1 mol,而D項熱化學反應方程式中是2 mol 對應的H應為-(285. 故D項錯。 【答案】 C 4.已知===2HBr(g) H=-72 蒸發(fā)1 mol 需要吸收的能量為30 kJ,其他相關數(shù)據(jù)如下表: 則表中a為( ） A.404 B.260 C.230 D.200 【解析】 化學反應的實質是舊鍵斷裂(吸收能量)和新鍵形成(放出能量),故有H=(436+30+a a=200,D項正確。 【答案】 D 5.運用化學反應原理研究氮、氧等單質及其化合物的反應有重要意義。 ①=== H 175.7 ② H.1 ③=== H.2 則反應===的H= 。 【解析】 根據(jù)蓋斯定律,將化學方程式按①+②-③疊加,即可得到===的焓變。 【答案】 -77.6 課后作業(yè)夯基 (時間:45分鐘,滿分:100分) 一、單項選擇題(本題包括5小題,每小題3分,共15分,每小題只有一個選項符合題目要求) 1.可燃冰〔外觀似冰的白色結晶固體〔x〕被稱為21世紀最具商業(yè)開發(fā)前景的戰(zhàn)略資源,生成至少要滿足三個條件:一是溫度不能太高,否則它就會”煙消云散”;二是壓力要足夠大;三是要有甲烷氣源。有關可燃冰的說法不正確的是( ） A. 可燃冰開采不當可能會給生態(tài)造成一系列嚴重問題 B.目前還沒有一個工業(yè)化開采可燃冰的完美方案 C.可燃冰是一種高熱值的清潔能源,提供了”水變油”的依據(jù) D.目前科學家大都是從海底深處獲得可燃冰,并將其保存在加壓的液氮瓶中 【解析】 如果開采可燃冰的方法不當,可能會有較多的甲烷進入大氣,會使溫室效應加強,造成一系列的環(huán)境問題;目前還沒有一個較好的工業(yè)化開采可燃冰的方案;少量從海底深處獲得的可燃冰,保存在加壓的液氮瓶中才能較好地保持其晶體結構,A、B、D正確;可燃冰是x只有分解產生的甲烷才可以燃燒,因此這并不是”水變油”,C錯誤。 【答案】 C 2.當壓力達到220 atm、溫度達到374 ℃時,水成為”超臨界狀態(tài)”,此時水可將等含碳化合物轉化為有機物,這就是”水熱反應”,生物質在地下高溫高壓條件下通過水熱反應可生成石油、煤等礦物能源。下列說法不正確的是( ) A. 二氧化碳與超臨界水作用生成汽油的反應,屬于放熱反應 B.”水熱反應”是一種復雜的物理化學變化 C.火力發(fā)電廠可以利用廢熱,將二氧化碳轉變?yōu)槟茉次镔| D.隨著科技的進步,”水熱反應”制取能源有望實現(xiàn)地球上碳資源的和諧循環(huán) 【解析】 水熱反應是吸熱過程,A選項錯誤;高溫高壓水具有使常溫常壓下無法分解的有機物分解的性質,這種過程稱為水熱反應,是一個復雜的物理化學變化,B選項正確;C選項符合水熱反應的原理,正確;石油、煤等礦物能源的燃燒產物是而水熱反應是將等含碳化合物轉化為有機物,構成了地球上碳資源的和諧循環(huán),D選項正確。 【答案】 A 3.下列物質間的反應,其能量變化符合下圖的是( ） A.由電石制乙炔 B.灼熱的碳與二氧化碳反應 C.晶體和晶體混合 D.碳酸鈣的分解 【解析】 該圖示為放熱反應能量圖,A為典型放熱反應,B、C是教材知識點,是吸熱反應的典型代表,D項反應條件是高溫持續(xù)加熱,說明是吸熱反應。 【答案】 A 4.(xx海南化學,5)已知:===2ZnO(s) H=-701.0 ===2HgO(s) H=-181.6 則反應Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l)的H為( ） A.+519.4 B.+259.7 C.-259.7 D.-519.4 【解析】 反應的焓變可由蓋斯定律直接求出。即HH/2=-259.7 。 【答案】 C 5.(xx上海化學,11)根據(jù)碘與氫氣反應的熱化學方程式 (Ⅰ2HI(g) H=-9.48 (Ⅱ2HI(g) H=26.48 下列判斷正確的是( ） A. 254 g 中通入2 g 反應放熱9.48 kJ B.1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJ C.反應(Ⅰ)的產物比反應(Ⅱ)的產物穩(wěn)定 D.反應(Ⅱ)的反應物總能量比反應(Ⅰ)的反應物總能量低 【解析】 上述反應是可逆反應,反應物不能完全轉化;利用蓋斯定律可得出1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96 kJ;反應(Ⅰ)和反應(Ⅱ)的產物都為HI(g),穩(wěn)定性肯定相同,C項錯誤。同樣利用蓋斯定律可得出選項D正確。 【答案】 D 二、不定項選擇題(本題包括5小題,每小題7分,共35分,每小題有一個或兩個選項符合題目要求) 6.(xx上?；瘜W,3)據(jù)報道,科學家開發(fā)出了利用太陽能分解水的新型催化劑。下列有關水分解過程的能量變化示意圖正確的是( ） 【解析】 分解水屬于吸熱反應,催化劑可以降低反應的活化能。 【答案】 B 7.將V mL 1.0 HCl溶液和V mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度,實驗結果如下圖所示(實驗中始終保持=50 mL)。下列敘述正確的是( ） A.做該實驗時環(huán)境溫度為22 ℃ B.該實驗表明化學能可以轉化為熱能 C.NaOH溶液的濃度約為1.0 D.該實驗表明有水生成的反應都是放熱反應 【解析】 中和反應為放熱反應,B對;中和反應有水生成,但有水生成的不一定是放熱反應,D錯;從表中分析當加入HCl溶液5 mL、NaOH溶液45 mL,反應后溫度為22 ℃,故實驗時環(huán)境溫度小于22 ℃,A錯;加入HCl溶液30 mL時反應放熱最多,應是酸堿正好中和,故c(NaOH)=1.030 mL/20 mL=1.5 錯。 【答案】 B 8. 中和反應反應熱測定實驗中,下列操作一定使誤差較大的是( ) A.用滴定管量取所用液體 B.NaOH溶液倒入小燒杯時,有少量液體濺出 C.小杯和大杯體積相差太大,夾層間放置碎泡沫塑料太多 D.測量HCl溶液濃度時的溫度計未用水洗就測NaOH溶液溫度 【解析】 A可使測得的體積更準確,使實驗誤差更小。B中NaOH外濺,反應物量偏小,導致誤差較大。C的保溫效果更好。D中在測量反應熱之前就反應掉少量物質,產生的熱量擴散到空氣中,所以誤差較大。 【答案】 BD 9.下面均是正丁烷與氧氣反應的熱化學方程式(25 ℃,101 kPa): ①=== H= -2 878 ②=== H=-2 658 ③=== H=-1 746 ④=== H=-1 526 由此判斷,正丁烷的標準燃燒熱是( ） A.-2 878 B.-2 658 C.-1 746 D.-1 526 【解析】 標準燃燒熱的定義是在101 kPa下,1 mol物質完全燃燒的反應熱。本題中的穩(wěn)定氧化物指的是和,故A項正確。 【答案】 A 10.已知:HCN(aq)與NaOH(aq)反應的H=-12.1 ;HCl(aq)與NaOH(aq)反應的H=-55.6 。則HCN在水溶液中電離的H等于( ） A.-67.7 B.-43.5 C.+43.5 D.+67.7 【解析】 根據(jù)題意可得如下熱化學方程式:HCN(aq)+=== H=-12.1 === H=-55.6 依據(jù)蓋斯定律得到 HCN(aq)  H=(-12.1 .6 .5 。 【答案】 C 三、非選擇題(本題包括4小題,共50分) 11.(12分)在化學反應中,只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞時才可能發(fā)生化學反應,這些分子被稱為活化分子。使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其單位通常用表示。 請認真觀察下圖,然后回答問題。 (1)圖中所示反應是 (填”吸熱”或”放熱”)反應,該反應 (填”需要”或”不需要”)加熱,該反應的H= (用含E、E的代數(shù)式表示)。 (2)已知熱化學方程式:=== H=-241.8 該反應的活化能為167.2 則其逆反應的活化能為 。 (3)對于同一反應,圖中虛線(Ⅱ)與實線(Ⅰ)相比,活化能大大降低,活化分子百分數(shù)增多,反應速率加快,你認為最可能的原因是 。 【解析】 (1)生成物的能量比反應物低,反應放熱。在運用E、E計算H時,需考慮其表示的意義。(2)逆反應的活化能是生成物所具有的總能量與活化分子所應具有能量的差值。即241.8 .2 (3)在影響反應速率的外界條件中,只有催化劑能降低反應的活化能。 【答案】 (1)放熱 需要 (2)409 (3)使用了催化劑 12.(12分)化學鍵的鍵能是指氣態(tài)原子間形成1 mol化學鍵時釋放的能量。如H(g)+I(g) H—I(g) H= -297 即H—I鍵的鍵能為297 也可以理解為破壞1 mol H—I鍵需要吸收297 kJ的熱量。一般化學反應都伴隨著舊化學鍵的破壞和新化學鍵的形成。 下表是一些鍵能數(shù)據(jù): 回答下列問題: (1)由表中數(shù)據(jù)能否得出這樣的結論:①半徑越小的原子形成的共價鍵越牢固(即鍵能越 大) (填”能”或”不能”);②非金屬性越強的原子形成的共價鍵越牢固 (填”能”或”不能”)。能否從數(shù)據(jù)找出一些規(guī)律,請寫出一條: ;試預測C—Br鍵的鍵能范圍 RBr > RCl > RF 13.(12分)已知某反應A(g)+B(g) C(g)+D(g),過程中的能量變化如圖所示,回答下列問題。 (1) 該反應是 反應(填”吸熱”或”放熱”),該反應的H= 用含、E的代數(shù)式表示),1 mol氣體A和1 mol氣體B具有的總能量比1 mol氣體C和1 mol氣體D具有的總能量 (填”一定高”“一定低”或”高低不一定”)。 (2)若在反應體系中加入催化劑使逆反應速率增大,則和的變化是: , E H (填”增大”“減小”或”不變”)。 【解析】 (1)由于反應物的能量小于生成物的能量,所以該反應為吸熱反應,吸熱反應的焓變大于零;從圖像中看出反應物的能量低,生成物的能量高,該反應一定為吸熱反應。 (2)催化劑只能改變化學反應的快慢,催化劑能降低化學反應的活化能從而加快化學反應速率,對于可逆反應,催化劑能同等程度的降低正反應和逆反應的活化能。 【答案】 (1)吸熱 一定低 (2)減小 減小 不變 14.(14分)(xx江蘇海門高三一模,19)能源危機當前是一個全球性問題,開源節(jié)流是應對能源危機的重要舉措。 (1)下列做法有助于能源”開源節(jié)流”的是 (填字母)。 a. 大力發(fā)展農村沼氣,將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源 b.大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們日益增長的能源需求 c.開發(fā)太陽能、水能、風能、地熱能等新能源、減少使用煤、石油等化石燃料 d.減少資源消耗,增加資源的重復使用、資源的循環(huán)再生 (2)金剛石和石墨均為碳的同素異形體,它們在氧氣不足時燃燒生成一氧化碳,在氧氣充足時充分燃燒生成二氧化碳,反應中放出的熱量如圖所示。 (a)在通常狀況下,金剛石和石墨相比較, (填”金剛石”或”石墨”)更穩(wěn)定,石墨的標準燃燒熱為 。 (b)12 g石墨在一定量空氣中燃燒,生成氣體36 g,該過程放出的熱量為 。 (3)已知:、分子中化學鍵的鍵能分別是946 、497 。 ===2NO(g) H=+180.0 。 NO分子中化學鍵的鍵能為 。 (4)綜合上述有關信息,請寫出用CO除去NO的熱化學方程式: 。 【解析】 開源節(jié)流,其主要做法是減少化石燃料的使用,提高燃料的燃燒效率等。物質所具有的能量越低越穩(wěn)定。計算標準燃燒熱時,要求燃燒產物位于穩(wěn)定狀態(tài)。 【答案】 (1)acd (2)石墨 -393.5 252.0 kJ (3)631.5 (4)2NO(g)+2CO(g)=== H=-746.0