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化學(xué)反應(yīng)與能量 李仕才 一、選擇題 *1、(2018信陽(yáng)高三模擬)頁(yè)巖氣是從頁(yè)巖層中開采出來的天然氣，是一種重要的非常規(guī)天然氣資源。我國(guó)的頁(yè)巖氣儲(chǔ)量超過其他任何一個(gè)國(guó)家，可采儲(chǔ)量有1 275萬(wàn)億立方英尺。這些儲(chǔ)量足夠中國(guó)使用300多年，有關(guān)頁(yè)巖氣的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．頁(yè)巖氣屬于一種新能源 B．頁(yè)巖氣屬于一次能源 C．頁(yè)巖氣屬于清潔能源 D．頁(yè)巖氣屬于不可再生能源 答案　A 解析　頁(yè)巖氣屬于天然氣，是化石燃料，是不可再生能源。 2、下列說法中正確的是(　　) A．在化學(xué)反應(yīng)過程中，發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)不一定發(fā)生能量變化 B．破壞生成物全部化學(xué)鍵所需要的能量大于破壞反應(yīng)物全部化學(xué)鍵所需要的能量時(shí)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C．生成物的總焓大于反應(yīng)物的總焓時(shí)，反應(yīng)吸熱，ΔH>0 D．ΔH的大小與熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)無(wú)關(guān) 解析：化學(xué)反應(yīng)中一定有能量變化，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)中，由ΔH＝斷開舊化學(xué)鍵吸收的能量－形成新化學(xué)鍵放出的能量，得ΔH<0，故為放熱反應(yīng)；吸熱反應(yīng)的ΔH>0，C正確；ΔH的大小與化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比關(guān)系，D錯(cuò)誤。 答案：C 3、下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的表示及說法正確的是(　　) A．已知C(石墨，s)===C(金剛石，s)　ΔH>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定 B．已知I2(g)＋H2(g)===2HI(g)　ΔH1；I2(s)＋H2(g)===2HI(g)　ΔH2；則ΔH1<ΔH2 C．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3 kJmol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝2(－57.3)kJmol－1 D．已知H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJmol－1，則2 L氟化氫氣體分解成1 L氫氣和1 L氟氣吸收270 kJ熱量 解析：C(石墨，s)===C(金剛石，s)為吸熱反應(yīng)，說明石墨能量低，所以石墨比金剛石穩(wěn)定，A錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，I2(g)===I2(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，I2(g)變?yōu)镮2(s)放出能量，則ΔH1－ΔH2<0，ΔH1<ΔH2，B正確；因?yàn)橹泻蜔崾侵笍?qiáng)酸與強(qiáng)堿中和生成1 mol水時(shí)放出的熱量，H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱還包括Ba2＋與SO反應(yīng)放出的熱量，C錯(cuò)誤；已知H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJmol－1，則2 mol氟化氫氣體分解成1 mol氫氣和1 mol氟氣吸收270 kJ熱量，故D錯(cuò)誤。 答案：B 4、下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是(　　) A．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3 kJmol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH＝2(－57.3) kJmol－1 B．CO(g)的燃燒熱是283.0 kJmol－1，則2CO2(g)===2CO(g)＋ O2(g)反應(yīng)的ΔH＝＋(2283.0)kJmol－1 C．1 mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱 D．稀鹽酸與稀氨水反應(yīng)生成1 mol H2O(l)，放出57.3 kJ熱量 解析：中和熱是以生成1 mol H2O(l)作為標(biāo)準(zhǔn)的，因此A不正 確；燃燒熱是指1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物所放出的熱 量，因此B正確，C不正確；稀氨水是弱堿，電離過程需要吸熱，放出的熱量要小于57.3 kJ，D不正確。 答案：B 5、在如圖所示的8個(gè)裝置中，屬于原電池的是(　　) A．①④　　　B．③④⑤　　C．④⑧　　　D．②④⑥⑦ 答案：D *6、(2017武漢市第二中學(xué)高三檢測(cè))美國(guó)研究人員將CO和O附著在一種釘催化劑表面，用激光脈沖將其加熱到2 000 K，成功觀察到CO與O形成化學(xué)鍵生成CO2的全過程。下列說法不正確的是(　　) A．CO2屬于酸性氧化物 B．CO與O形成化學(xué)鍵的過程中放出能量 C．釘催化劑可以改變?cè)摲磻?yīng)的焓變 D．CO與O形成化學(xué)鍵的過程中有電子轉(zhuǎn)移 答案　C 解析　二氧化碳能和堿反應(yīng)生成鹽和水，說明二氧化碳是酸性氧化物，A項(xiàng)正確；原子結(jié)合形成化學(xué)鍵時(shí)放出熱量，B項(xiàng)正確；催化劑只改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)的焓變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳時(shí)碳的化合價(jià)升高，所以一氧化碳和氧形成化學(xué)鍵的過程中有電子轉(zhuǎn)移，D項(xiàng)正確。 7、“天宮二號(hào)”飛行器白天靠太陽(yáng)能帆板產(chǎn)生電流向鎳氫電池充電，夜間鎳氫電池向飛行器供電。鎳氫電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。若電池總反應(yīng)為2Ni(OH)22NiOOH＋H2。則下列說法正確的是(　　) A．放電時(shí)，NiOOH發(fā)生氧化反應(yīng) B．充電時(shí)，a電極的pH增大，K＋移向b電極 C．充電時(shí)，a電極的電極反應(yīng)為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．放電時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ 解析：放電時(shí)，NiOOH在正極上得電子變成Ni(OH)2，發(fā)生還原反應(yīng)，A錯(cuò)誤；充電時(shí)，a電極作陰極，電極反應(yīng)式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，pH增大，K＋移向a電極，B錯(cuò)誤、C正確；放電時(shí)，負(fù)極上H2放電，D錯(cuò)誤。 答案：C 8、如圖中兩燒杯盛有相同電解質(zhì)溶液，X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加。b極板處有無(wú)色無(wú)味氣體放出，符合這一情況的是(　　) a電極 b電極 X電極 溶液 A 鋅 石墨 負(fù)極 CuSO4 B 石墨 石墨 正極 NaOH C 銀 鐵 負(fù)極 AgNO3 D 石墨 銅 正極 NaNO3 解析：由通電后a、b兩極的現(xiàn)象知，X為負(fù)極，Y為正極，故B、D錯(cuò)誤；b為陽(yáng)極，A項(xiàng)中的陽(yáng)極反應(yīng)：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，C項(xiàng)中的陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)：Fe－2e－===Fe2＋，結(jié)合b極板處有無(wú)色無(wú)味氣體放出，則A正確，C錯(cuò)誤。 答案：A 9、利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。下列說法正確的是(　　) A．氯堿工業(yè)中，X電極上反應(yīng)式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．電解精煉銅時(shí)，Z溶液中的Cu2＋濃度不變 C．在鐵片上鍍銅時(shí)，Y是純銅 D．制取金屬鎂時(shí)，Z是熔融的氯化鎂 解析：氯堿工業(yè)中陽(yáng)極是Cl－放電生成Cl2；電解精煉銅時(shí)陽(yáng)極粗銅溶解，陰極Cu2＋放電析出Cu，但是粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質(zhì)，使得溶液中Cu2＋濃度變?。昏F片上鍍銅時(shí)，陰極應(yīng)該是鐵片，陽(yáng)極是純銅。 答案：D 10、下列與金屬腐蝕有關(guān)的說法，正確的是(　　) A．圖1中，鐵釘易被腐蝕 B．圖2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，沒有藍(lán)色沉淀出現(xiàn) C．圖3中，燃?xì)庠畹闹行牟课蝗菀咨P，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學(xué)腐蝕 D．圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當(dāng)于原電池的正極 解析：A項(xiàng)，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；B項(xiàng)，負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e2＋與[Fe(CN)6]3－反應(yīng)生成Fe3[Fe(CN)6]2藍(lán)色沉淀；D項(xiàng)，為犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，鎂塊相當(dāng)于原電池的負(fù)極。 答案：C *11、下列說法正確的是(　　) A．化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，還與反應(yīng)的途徑有關(guān) B．能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，且以物質(zhì)為主 C．根據(jù)蓋斯定律，熱化學(xué)方程式中的ΔH直接相加即可得總反應(yīng)熱 D．即使運(yùn)用蓋斯定律也無(wú)法計(jì)算出碳不完全燃燒時(shí)的反應(yīng)熱 答案　B 解析　化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合蓋斯定律的內(nèi)涵和應(yīng)用可知C項(xiàng)錯(cuò)誤；運(yùn)用蓋斯定律可計(jì)算出碳不完全燃燒時(shí)的反應(yīng)熱，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 二、非選擇題 1、請(qǐng)參考題中圖表，已知E1＝134 kJmol－1、E2＝368 kJmol－1，根據(jù)要求回答問題。 (1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，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(qǐng)寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________。 (2)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/kJmol－1 a b c x 已知白磷的燃燒熱為d kJmol－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＝________kJmol－1(用含a、b、c、d的代表數(shù)式表示)。 解析：(1)觀察圖象，E1應(yīng)為反應(yīng)的活化能，加入催化劑反應(yīng)的活化能降低，但是ΔH不變；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO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)方程式為NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1。 (2)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”與燃燒熱概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，據(jù)此可得x＝(d＋6a＋5c－12b)。 答案：(1)減小　不變　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1 (2)(d＋6a＋5c－12b) 2、(2018榆林高三調(diào)研)N2與H2反應(yīng)生成NH3的過程中能量變化曲線如圖所示。若在一個(gè)固定容積的密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2，使反應(yīng)N2＋3H2??2NH3達(dá)到平衡，測(cè)得反應(yīng)放出熱量為Q1。 填寫下列空白： (1)Q1________92 kJ(填“＞”“＜”或“＝”)。 (2)b曲線是________時(shí)的能量變化曲線。 (3)上述條件下達(dá)到平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為________。 (4)在溫度體積一定的條件下，若通入2 mol N2和6 mol H2反應(yīng)后放出的熱量為Q2 kJ，則2Q1與Q2的關(guān)系為______________。 答案　(1)＜　(2)加入催化劑　(3)Q1/92 (4)Q2>2Q1 解析　從反應(yīng)的圖示可知，其熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92 kJmol－1，且Q1＜92 kJ；平衡時(shí)放出Q1 kJ熱量，則消耗的n(H2)＝ mol，則α(H2)＝＝；當(dāng)相同條件時(shí)充入2 mol N2和6 mol H2平衡后，α(H2)增大，放出的熱量Q2>2Q1。