【南方新课堂】2017高考(新课标)化学二轮专题复习(检测)专题二第6讲化学反应与能量 Word版含解析

专题二基本理论
第6讲化学反应与能量
1．(2016·牡丹江模拟)美国研究人员将CO和O附着在一种钌催化剂表面，用激光脉冲将其加热到2 000 K，成功观察到CO与O形成化学键生成CO2的全过程。

下列说法不正确的是()
A．CO2属于酸性氧化物
B．CO与O形成化学键的过程中放出能量
C．钌催化剂可以改变该反应的焓变
D．CO与O形成化学键的过程中有电子转移
解析：A.二氧化碳和碱反应生成盐和水，说明二氧化碳是酸性氧化物，正确，不选A；B.形成化学键时放出热量，正确，不选B；C.催化剂只改变反应速率，不改变反应的焓变，错误，选C；D.一氧化碳转化为二氧化碳时碳的化合价升高，所以一氧化碳和氧形成化学键过程中有电子转移，正确，不选D。

答案：C
2．(2016·海南卷)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。

下列说法正确的是()(导学号58870026)
A．由X→Y反应的ΔH＝E5－E2
B．由X→Z反应的ΔH＞0
C．降低压强有利于提高Y的产率
D．升高温度有利于提高Z的产率
解析：A.根据化学反应的实质，由X→Y反应的ΔH＝E3－E2，错误；B.由图象可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由X→Z反应的ΔH＜0，错误；C.根据化学反应：
2X(g)===3Y(g)，该反应是气体体积增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，正确；D.由B分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，错误。

答案：C
3．实验测得，101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ 的热量。

下列热化学方程式的书写正确的是()
(导学号58870027)
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋890.3 kJ/mol
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3 kJ/mol
③CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3 kJ/mol
④2H2(g)＋2O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ/mol
A．②B．②④
C．②③④D．①②③④
解析：甲烷的燃烧为放热反应，ΔH<0，①错误；1 mol甲烷完全燃烧生成液态水时，放出890.3 kJ的热量，③中生成的水为气态，②正确，③错误；2 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量为285.8 kJ×2＝571.6 kJ，④正确。

答案：B
4．(2016·佛山模拟)标准状况下，气态分子断开1 mol 化学键的焓变称为键焓，已知H —H 、H —O 和O===O 键的键焓ΔH 分别为436 kJ/mol 、463 kJ/mol 和495 kJ/mol 。

下列热化学方程式正确的是( )
A ．H 2O(g)===H 2(g)＋12
O 2(g) ΔH ＝－485 kJ/mol B ．H 2O(g)===H 2(g)＋12
O 2(g) ΔH ＝＋485 kJ/mol C ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝＋485 kJ/mol
D ．2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝－485 kJ/mol
解析：1 mol H 2中含1 mol H —H 键，1 mol O 2中含1 mol O===O 键，1 mol H 2O 中含2 mol H —O 键。

则反应：2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(g) ΔH ＝(2×436 kJ/mol ＋495 kJ/mol)－4×463 kJ·mol －1＝－485 kJ/mol 。

答案：D
5．(2016·全国Ⅲ卷)已知下列反应：SO 2(g)＋2OH － (aq) ===SO 2－3
(aq)＋H 2O(l) ΔH 1
ClO － (aq)＋SO 2－3 (aq) ===SO 2－4 (aq)＋Cl － (aq) ΔH 2
CaSO 4(s) ===Ca 2＋(aq)＋SO 2－4(aq) ΔH 3
则反应SO 2(g)＋Ca 2＋(aq)＋ClO － (aq)＋2OH － (aq) === CaSO 4(s)＋H 2O(l)＋Cl － (aq)的ΔH ＝_____________________
______________________________________________________。

解析：将题给三个热化学方程式分别标号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ－Ⅲ可得：SO 2(g)＋Ca 2＋(aq)＋ClO －(aq)＋2OH －(aq)===CaSO 4(s)＋H 2O(l)＋Cl －(aq)，则有ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2－ΔH 3。

答案：ΔH 1＋ΔH 2－ΔH 3
1．(2016·海南卷)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：
C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)
已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ。

油酸甘油酯的燃烧热ΔH为()
A．3.8×104 kJ/mol
B．－3.8×104 kJ/mol
C．3.4×104 kJ/mol
D．－3.4×104 kJ/mol
解析：燃烧热是指1 mol可燃物充分燃烧，生成稳定氧化物所放出的热量。

燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104 kJ，则燃烧1 mol 油酸甘油酯释放出热量3.4×104 kJ，则油酸甘油酯的燃烧热ΔH＝－3.4×104 kJ/mol。

答案：D
2．(2016·海淀模拟)H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)ΔH＝－a kJ/mol
已知：(a、b、c均大于零)
下列说法不正确的是()(导学号58870126)
A．反应物的总能量高于生成物的总能量
B．断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需能量大于断开2 mol H—I键所需能量
C．断开2 mol H—I键所需能量约为(c＋b＋a) kJ
D．向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ
解析：该反应的ΔH＜0，为放热反应，故反应物的总能量高于生成物的总能量，A项正确；该反应为放热反应，则断开1 mol H—H键和1 mol I—I键所需的能量小于断开2 mol H—I键所需的能量，B项错误；ΔH＝E(H—H)＋E(I—I)－2E(H—I)＝－a kJ/mol，故断开2 mol H—I 键所需的能量约为(c＋b＋a) kJ，C项正确；H2和I2的反应为可逆反应，2 mol H2和2 mol I2不可能完全反应生成4 mol HI，因此放出的热量小于2a kJ，D项正确。

答案：B
3．已知断开或形成1 mol化学键吸收或放出的能量称为化学键的键能，如H—H键的键能为436 kJ/mol，N≡N键的键能为945 kJ/mol，N—H键的键能为391 kJ/mol。

则下列有关工业合成氨反应的热化学方程式正确的是()
A．N2(g)＋3H2(g)高温、高压
催化剂
2NH3(g)ΔH＝－93
kJ/mol
B．N2(g)＋3H2(g) 高温、高压
催化剂
2NH3(g)ΔH＝＋1 471
kJ/mol
C．N2(g)＋3H2(g) 高温、高压
催化剂
2NH3(g)ΔH＝＋93
kJ/mol
D．N2(g)＋3H2(g) 高温、高压
催化剂
2NH3(g)ΔH＝－1 471
kJ/mol
解析：根据反应热和键能的关系可得，ΔH＝945 kJ/mol＋3×436 kJ/mol－6×391 kJ/mol＝－93 kJ/mol。

答案：A
4．(2016·闸北模拟)下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法错误的是()
A．Q3＞0
B．Q1＝Q2＋Q3
C．按Cl、Br、I的顺序，Q2依次增大
D．Q1数值越大，HX越稳定
解析：A.原子形成化学键过程中放热，则反应：2H(g)＋
2X(g)===2HX(g)的Q3＞0，故A正确；B．根据盖斯定律可知，途径Ⅰ生成HX的反应热与途径无关，所以Q1＝Q2＋Q3，故B正确；C．Cl、Br、I的原子半径依次增大，Cl2、Br2、I2断裂化学键需要能量减小，所以途径Ⅱ按Cl、Br、I的顺序，吸收的热量Q2依次减小，故C错误；D．Q1为氢气和卤素单质形成HX的过程，该反应中Q1越大，说明放出的热量越多，则生成的HX具有能量越低，HX越稳定，故D正确。

答案：C
5．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。

如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化()
下列说法正确的是()
A．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ
B．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)
D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水
解析：该反应的热化学方程式是N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝(946＋498－2×632)kJ/mol＝＋180 kJ/mol，属于吸热反应，A错误；吸热反应中反应物总能量小于生成物的总能量，B正确；N2(g)和O2(g)的反应条件是放电或高温，C错误；NO不是酸性氧化物，D错误。

答案：B
6．(2016·江苏卷)通过以下反应均可获取H2。

下列有关说法正确的是()
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1＝571.6 kJ/mol
②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131.3 kJ/mol
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝206.1 kJ/mol
A．反应①中电能转化为化学能
B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8 kJ/mol
解析：反应①是太阳能转化为化学能，A不正确；反应②中ΔH2
＞0，是吸热反应，B不正确；反应③使用催化剂不能改变反应的焓变，ΔH不变，C不正确；D项中，由盖斯定律，反应③－②可得：
CH4(g)===C(s)＋2H2(g)ΔH＝74.8 kJ/mol，正确。

答案：D
(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH1＝Q1 kJ/mol反应历程
7．已知N
的能量变化如曲线I，说法正确的是()(导学号58870127)
A．1 mol N≡N键能与3 mol H—H键能之和大于6 mol N—H键能，所以反应为放热
(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝Q2 kJ/mol反应历程的能
B．N
量变化如曲线Ⅱ，则Q2＜Q1
C．选择合适的催化剂，可以降低反应所需温度，Q1数值也相应减少
D．2 mol氨气的能量高于1mol氮气和3mol氢气的能量之和，所以反应需要高温
解析：A.化学反应的焓变等于旧键断裂吸收的能量和新键生成释放的能量之差，1 mol N≡N键键能与3 mol H—H键键能之和小于6 mol N—H键键能，所以反应为放热，故A错误；B.氮气和氢气合成氨的反应是放热反应，反应物和产物的能量差值越大，则反应放出的热量越大，则Q2＜Q1，故B正确；C.催化剂只能改变反应速率，不会引起热效应的改变，选择合适的催化剂，Q1值不会改变，故C错误；D.氮气和氢气合成氨的反应是放热反应，反应物的能量大于产物的能量，即2 mol 氨气的能量低于1 mol氮气和3 mol氢气的能量之和，故D错误。

答案：B
8．已知E1＝134 kJ/mol、E2＝368 kJ/mol，请参考题中图表，按要求填空：(导学号58870128)
图Ⅰ图Ⅱ
(1)图Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。

NO2和CO反应的热化学方程式为：_______ ______________________________________________________。

(2)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。

目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应。

(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1
反应Ⅰ：2NH
反应Ⅱ：NH
(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2
反应Ⅲ：(NH
)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)
ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3＝________。

(3)下表所示是部分化学键的键能参数：
构如图Ⅱ所示，表中x＝________________ kJ/mol(用含a、b、c、d的代数式表示)。

解析：(1)加入催化剂能降低反应所需的活化能，则E 1和E 2都减小，但E 1－E 2不变，即反应热不改变。

由图知，1 mol NO 2和1mol CO 反应生成CO 2和NO 放出热量368 kJ －134 kJ ＝234 kJ ，该反应的热化学方程式为NO 2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO 2(g) ΔH ＝－234 kJ/mol ；(2)利用盖斯定律，Ⅱ×2－Ⅰ得方程式Ⅲ，故ΔH 3＝2ΔH 2－ΔH 1；(3)白磷燃烧的化学方程式为P 4＋5O 2===P 4O 10，1 mol 白磷完全燃烧需拆开6 mol P —P 键、5 mol O===O 键，形成12 mol P —O 键、4 mol P===O 键，故12 mol ×b kJ/mol ＋4 mol ×x kJ/mol －(6 mol ×a kJ/mol ＋5 mol ×c
kJ/mol)＝d kJ/mol ，解得x ＝14
(6a ＋5c ＋d －12b )kJ/mol 。

答案：(1)减小 不变 NO 2(g)＋CO(g)===CO 2(g)＋NO(g) ΔH ＝－234 kJ/mol
(2)2ΔH 2－ΔH 1 (3)14
(d ＋6a ＋5c －12b ) 9．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。

请回答下列问题：
(1)有机物M 经过太阳光光照可转化成N ，转化过程如下：
ΔH ＝＋88.6 kJ/mol 则M 、N 相比，较稳定的是
________。

(2)已知CH 3OH(l)的燃烧热ΔH ＝－238.6 kJ/mol ，CH 3OH(l)＋12
O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g) ΔH ＝－a kJ/mol ，则a ________238.6(填“>”“<”或“＝”)。

(3)使Cl 2和H 2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl 和CO 2，当有1 mol Cl 2参与反应时释放出145 kJ 热量，写出该反应的热化学方程式：
______________________________________________________。

(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。

将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋
3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)ΔH＝－1 176 kJ/mol，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为___________________。

解析：(1)M转化为N是吸热反应，所以N的能量高，不稳定。

(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故
a<238.6。

(3)反应的化学方程式为：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)，当有2 mol Cl2参与反应时释放出290 kJ热量，所以该反应的热化学方程式为：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)ΔH ＝－290 kJ/mol。

(4)所给反应中转移12 mol电子，故每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ÷12＝98 kJ。

答案：(1)M(2)<
(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)ΔH＝－290
kJ/mol(4)98 kJ
10．(1)新的《环境空气质量标准》(GB 3095－2012)已于2016年1月1日在我国全面实施。

据此，环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标，为公众提供健康指引，引导当地居民合理安排出行和生活。

(导学号58870129)
①汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体，用化学方程式解释产生NO的原因___________________________________________ ______________________________________________________。

②汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。

已知：
N2(g)＋O2(g) ===2NO(g)ΔH＝＋180.5 kJ/mol
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221.0 kJ/mol
C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ/mol
则反应2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝________
kJ/mol。

(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾，催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法。

利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物。

已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝a kJ/mol；欲计算反应CH4(g)＋4NO(g)===CO2(g)＋2H2O(l)＋2N2(g)的焓变ΔH2则还需要查询某反应的焓变ΔH3，当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时，ΔH3＝b kJ/mol，该反应的热化学方程式是
________________________，据此计算出ΔH2＝________ kJ/mol(用含
a、b的式子表示)。

(3)合成氨用的氢气可以由甲烷为原料制得。

有关化学反应的能量变化如图所示，则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为________________________________________________ ______________________________________________________。

解析：(1)②按题干顺序给3个热化学方程式编号，由盖斯定律③×2
(g)＋2CO2(g)的ΔH＝－
－①－②得2NO(g)＋2CO(g)N
393.5×2－180.5－(－221.0)]kJ/mol＝－746.5 kJ/mol。

(2)根据盖斯定律将已知的两个热化学方程式相减可得热化学方程式为2N2(g)＋2O2(g)===4NO(g)ΔH＝a kJ/mol－ΔH2＝2b kJ/mol，则ΔH2＝(a－2b) kJ/mol，同时将上面的方程式及ΔH都除以2可得热化学方程式。

(3)按题干顺序给图象中的3个热化学方程式编号，根据盖斯定律，
③－②×3－①得CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH＝－846.3－(－241.8)×3－(－282.0)] kJ/mol＝＋161.1 kJ/mol。

答案：(1)①N 2＋O 2=====高温或放电2NO ②－746.5
(2)N 2(g)＋O 2(g)===2NO(g) ΔH 3＝b kJ/mol
(a －2b )
(3)CH 4(g)＋H 2O(g)===CO(g)＋3H 2(g) ΔH ＝＋161.1 kJ/mol
11．已知单质硫在通常条件下以S 8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S 2、S 4、S 6及S 8等多种同素异形体，其中S 4、S 6和S 8具有相似的结构特点，其结构如下图所示：
在一定条件下，S 8(s)和O 2(g)发生反应依次转化为SO 2(g)和SO 3(g)。

反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的ΔH 表示生成1 mol 产物的数据)。

(1)写出表示S 8燃烧热的热化学方程式_____________________ _____________________________________________________。

(2)写出SO 3分解生成SO 2和O 2的热化学方程式_____________ _____________________________________________________。

(3)化学上规定，拆开或形成1 mol 化学键吸收或放出的能量称为该化学键的键能，单位kJ/mol 。

若已知硫氧键的键能为d kJ/mol ，氧氧键的键能为e kJ/mol ，则S 8分子中硫硫键的键能为__________。

解析：(1)燃烧热指的是1 mol 燃料完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，因此根据定义先写出化学方程式：S 8(s)＋8O 2(g)===8SO 2(g)，又由于题干中给出的焓变是指生成1 mol 产物的数据，因此该反应的热化学方程式为：S 8(s)＋8O 2(g)===8SO 2(g) ΔH ＝－8a kJ/mol 。

(2)可根据题中图示直接写出热化学方程式。

(3)设S8分子中硫硫键的键能为x，由于反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，结合①可得8x＋8e－16d＝－8a，解得x ＝2d－a－e。

答案：(1)S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g)ΔH＝－8a kJ/mol
(2)2SO3(g)===2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝＋2b kJ/mol
(3)(2d－a－e) kJ/mol。