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專題25 化學(xué)反應(yīng)與能量綜合應(yīng)用 （滿分42分 時(shí)間20分鐘） 姓名：_______________ 班級(jí)：_______________ 得分：_______________ 1．下列有關(guān)熱化學(xué)方程式及其敘述正確的是 A． 氫氣的燃燒熱為-285.5 kJ/mol，則水電解的熱化學(xué)方程式為：2H2O(l) =2H2(g)+O2(g) △H=+285.5 kJ/mol B． lmol甲烷完全燃燒生成CO2和H2O(l)時(shí)放出890 kJ熱量，它的熱化學(xué)方程式為：1/2CH4(g)+O2(g)= 1/2CO2(g)+H2O(l) △H=-445 kJ/mol C． 已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221 kJmol-1，則C(s)的燃燒熱為-110. 5kJ/mol D． HF與NaOH 溶液反應(yīng)：H+(aq)+ OH-(aq)=H2O(l) △H=-57. 3 kJ/mol 【答案】B 【解析】 【分析】 A、從燃燒熱的定義入手，是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量； B、△H和化學(xué)計(jì)量數(shù)為對(duì)應(yīng)關(guān)系； C、C的穩(wěn)定氧化物為CO2； D、HF為弱酸，弱酸的電離是吸熱過程，其中和熱的絕對(duì)值應(yīng)小于57.3kJmol－1。 【詳解】 【點(diǎn)睛】 燃燒熱的定義是101kPa時(shí)，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，可燃物為1mol，C的穩(wěn)定氧化物為CO2，H的穩(wěn)定氧化物為液態(tài)水等。 2．已知反應(yīng)2HI(g)H2(g) +I2(g)的能量變化如圖所示。下列說法正確的是 （ ） A． 常溫下，向體積為VL的容器中充入2mol HI（g）充分反應(yīng)，可吸收12.5kJ的熱量 B． 加入催化劑，分子的能量不變，但單位體積活化分子數(shù)增多，速率加快 C． 其他條件不變，升高溫度，反應(yīng)速率加快，HI分解率不變 D． H2(g) +I2(g)2HI(g)的活化能Ea為12.5kJmol?1 【答案】B 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】 從上述圖像中可知：ΔH＝+12.5kJmol?1是該反應(yīng)的反應(yīng)熱，不是活化能；反應(yīng)熱ΔH＝正反應(yīng)活化能- 逆反應(yīng)活化能，所以該反應(yīng)的逆反應(yīng)活化能=正反應(yīng)活化能-ΔH=185-12.5=172.5 kJmol?1。 3．下列說法不正確的是(　　) A． CO2、甲烷都屬于溫室氣體 B． 用甘蔗生產(chǎn)的燃料乙醇屬可再生能源，利用乙醇燃料不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體 C． 太陽能、風(fēng)能和生物質(zhì)能屬于新能源 D． 太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能 【答案】B 【解析】 【詳解】 4．2SO2(g)十O2(g) ? 2SO3(g)△H = -198 kJmol-1，在V2O5存在時(shí)，該反應(yīng)機(jī)理為：Ⅰ：V2O5+ SO2→2VO2 +SO3(快) Ⅱ: 4VO2+O2→2V2O5(慢)，下列說法正確的是（ ） A． 反應(yīng)速率主要取決于Ⅰ步反應(yīng) B． 該反應(yīng)逆反應(yīng)的活化能大于198kJ/mol C． 2molSO2和1molO2在一定條件下充分反應(yīng)能放出198KJ的熱量 D． VO2在反應(yīng)中起催化劑的作用降低了反應(yīng)活化能加快反應(yīng)速率 【答案】B 【解析】 【詳解】 A、化學(xué)反應(yīng)速率的快慢取決于反應(yīng)速率慢的，根據(jù)題意，反應(yīng)速率主要取決于II步反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B、活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量，SO2與O2反應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此逆反應(yīng)的活化能大于198kJmol－1，故B 正確；C、SO2與O2的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能完全進(jìn)行到底，因此2molSO2與1molO2反應(yīng)放出的熱量小于198kJ，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)反應(yīng)的機(jī)理，V2O5為催化劑，故D錯(cuò)誤。 5．反應(yīng)A+B→C（△H＜0）分兩步進(jìn)行：①A+B→X（△H＞0），②X→C（△H＜0）．下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是 A． A B． B C． C D． D 【答案】C 【解析】 【詳解】 A+B→C為放熱反應(yīng)，則A+B的總能量大于生成C的總能量，排除選項(xiàng)A、D，A+B→X(吸熱)，則X的能量大于A+B的總能量，X→C(放熱)，則X的能量大于C的總能量，排除選項(xiàng)B，故選C。 6．H2O2(l)在有MnO2條件下和無MnO2條件下分解的能量變化如圖所示。下列說法正確的是 A． 有MnO2 條件下的反應(yīng)曲線是a曲線 B． 該反應(yīng)能量變化類型與CaCO3分解反應(yīng)相同 C． 加催化劑后，正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減小 D． b曲線的熱化學(xué)方程式為：H2O2(l) =H2O(l) +1/2O2(g) ΔH= ( E1 - E2 )kJ?mol-1 【答案】D 【解析】 7．反應(yīng)H2+Cl2=2HCl（△H＜0）的機(jī)理包含：①Cl2→2Cl（慢）②H2+Cl→HCl+H（快）③Cl2+H→HCl+Cl（快）等．下列說法正確的是（　?。? A． 斷開1molH﹣H鍵需要的能量小于斷開1molCl﹣Cl鍵需要的能量 B． 反應(yīng)在光照和加熱條件下的△H不同 C． 反應(yīng)①的活化能小于反應(yīng)②的活化能 D． 已知反應(yīng)②的△H＞0，則反應(yīng)③的△H一定小于0 【答案】D 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】 由過渡態(tài)理論可知，反應(yīng)的活化能越小，反應(yīng)速率越快，②的速率較①快，故反應(yīng)②的活化能較小。 8．下圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的能量變化示意圖。下列說法正確的是(　　) A． 由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方 程式為：MgBr2(s)+Cl2(g) MgCl2(s)+Br2(g) ΔH=+117 kJmol-1 B． 熱穩(wěn)定性: MgI2 > MgBr2 > MgCl2 > MgF2 C． 工業(yè)上可由電解MgCl2溶液冶煉金屬M(fèi)g，該過程需吸收熱量 D． 金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行是因?yàn)棣均小于零 【答案】D 【解析】 【詳解】 A. 由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，熱化學(xué)方程式為：MgBr2(s)+Cl2(g) MgCl2(s)+Br2(g) ΔH=-117 kJmol-1，故A錯(cuò)誤；B、物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定，由圖可知 熱穩(wěn)定性: MgI2< MgBr2 < MgCl2 < MgF2，故B錯(cuò)誤；C、已知由鎂制取氯化鎂是放熱過程，所以電解熔融氯化鎂制取鎂單質(zhì)是是吸熱過程，而電解MgCl2溶液不能得到鎂單質(zhì)，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)圖像可知，反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，均為放熱反應(yīng)，ΔH均小于零，能自發(fā)進(jìn)行，故D正確；故選D。 9．下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是( ) A． 已知2C(s)＋2O2(g)＝2CO2(g)　ΔH＝a，2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)　ΔH＝b，則a＞b B． 已知NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1，則含40.0g NaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和，放出的熱量小于57.3 kJ C． 已知2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJmol－1，則氫氣的燃燒熱為241.8 kJmol－1 D． 已知CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) ΔH=+206.1 kJmol–1，反應(yīng)過程中使用催化劑，ΔH減小 【答案】B 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題考查學(xué)生燃燒熱、中和熱的概念以及熱化學(xué)方程式的含義知識(shí)，注意基礎(chǔ)知識(shí)的掌握是解答的關(guān)鍵，注意焓變是負(fù)值，A、D為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度不大。 10．已知反應(yīng)A+B=C+D的能量變化如圖所示(E1、E2均為正值)，下列說法正確的是 A． 破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量 B． 該反應(yīng)只有在加熱條件下才能進(jìn)行 C． A和B的總能量一定高于C和D的總能量 D． 該反應(yīng)吸收的能量為(E1-E2) 【答案】D 【解析】 【詳解】 11．根據(jù)如下能量關(guān)系示意圖，下列說法正確的是 A． 1 mol C(g)與1 mol O2(g)的能量之和為393.5 kJ B． 反應(yīng)2CO(g)+O2(g) ===2CO2(g)中，生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量 C． 由C→CO的熱化學(xué)方程式為：2C(s)+O2(g) ===2CO(g) ΔH= ?221.2 kJ?mol?1 D． CO的燃燒熱ΔH= 282.9 kJ?mol?1 【答案】C 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】 本題主要考查熱化學(xué)方程式的書寫以及反應(yīng)熱的計(jì)算，必須能根據(jù)焓變來計(jì)算物質(zhì)燃燒熱，注意反應(yīng)熱的單位及焓變的正負(fù)號(hào)。 12．2017年中國首次海域可燃冰（CH4nH2O，密度ρ1 gcm－3）試開采成功。若以辛烷代表汽油（密度ρ2 gcm－3）的組成，下列說法不正確的是 ① CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH1＝－a kJmol－1； ② 2C8H18(l)+25O2(g)＝16CO2(g)+18H2O(l) ΔH 2＝－b kJmol－1。 A． 可燃冰適宜保存在低溫，高壓的環(huán)境中 B． 1 m3可燃冰可釋放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下m3的CH4 C． 汽油的燃燒熱約為0.5b kJmol－1 D． 1m3可燃冰釋放出的甲烷燃燒放出的熱量約為等體積汽油的倍 【答案】B 【解析】 【詳解】 A、可燃冰是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，可燃冰適宜保存在低溫、高壓的 13．煤炭燃燒過程中會(huì)釋放出大量的SO2，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下: CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2 (g)+CO2(g) △H1=+218.4 kJ/mol(反應(yīng)I) CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) △H2=-175.6 kJ/mol (反應(yīng)II) 下列有關(guān)說法正確的是( ) A． 提高反應(yīng)體系的溫度，能降低該反應(yīng)體系中SO2生成量 B． 反應(yīng)II在較低的溫度下可自發(fā)進(jìn)行 C． 用生石灰固硫的反應(yīng)為:4CaO(s)+4SO2(g) 3CaSO4(s)+CaS(s) △H3，則△H3>△H2 D． 由反應(yīng)I和反應(yīng)II可計(jì)算出反應(yīng)CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓變 【答案】B 【解析】 點(diǎn)睛：本題的難點(diǎn)是B選項(xiàng)，因?yàn)榉磻?yīng)II前后氣體、固體的分子數(shù)都不變，即商變不大，所以焓變對(duì)反應(yīng)的自發(fā)性起決定作用，這是利用自由能判據(jù)的一種特殊情況，由于是放熱反應(yīng)，低溫即可自發(fā)進(jìn)行，且節(jié)約能源；易錯(cuò)點(diǎn)是C選項(xiàng)，要明確焓變的比較是帶著+、-號(hào)進(jìn)行比較的。本題有一定的難度。 14．下圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理，下列說法不正確的是 A． 反應(yīng)②為反應(yīng)③提供了原料 B． 反應(yīng)②也是SO2資源利用的方法之一 C． 制得等量H2所需能量較少的是系統(tǒng)(I) D． 系統(tǒng)(I)制氫的熱化學(xué)方程式為H2O(l) H2(g) + 1/2O2(g) ΔH = +286 kJ/mol 【答案】C 【解析】 點(diǎn)睛：利用蓋斯定律可以計(jì)算出系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式，再比較兩個(gè)系統(tǒng)的反應(yīng)熱做出判斷。