2020年高考热点一轮复习专题： 化学反应中与能量变化( Word版含解析)

化学反应与能量变化
1．下列叙述正确的是()
A．生成物总能量一定低于反应物总能量
B．酒精可用作燃料，说明酒精燃烧是放热反应
C．硝酸铵溶于水温度降低，这个变化是吸热反应
D．同温同压下，H2和Cl2在光照和点燃条件下的ΔH不同
【答案】选B
2．对于反应中的能量变化，表述正确的是()
A．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量
B．断开化学键的过程会放出能量
C．加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．氧化反应均为吸热反应
【答案】选A
【解析】当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应是放热反应，故A正确；断开化学键的过程会吸收能量，故B错误；加热才能发生的反应不一定是吸热反应，故C错误；食物的腐败变质是氧化反应，但该过程是放热的，故D错误。

9．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。

已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子时吸收能量a kJ，断裂1 mol F—F、1 mol S—F键需吸收的能量分别为b kJ、c kJ。

则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为()
A．(c－b－a) kJ·mol－1
B．(a＋3b－6c) kJ·mol－1
C．(6c－a－3b) kJ·mol－1
D．(a＋b－c) kJ·mol－1
【答案】选B
【解析】化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键的断裂吸收能量，新键的形成放出能量，
两个能量变化的总体效应即为反应热。

对于反应S(s)＋3F 2(g)===SF 6(g)，旧键断裂吸收的能量为a kJ ＋b kJ×3＝(a ＋3b ) kJ ，新键形成放出的能量为6c kJ ，则该反应的反应热ΔH ＝(a ＋3b －6c ) kJ·mol －
1。

10．氧气(O 2)和臭氧(O 3)是氧元素的两种同素异形体，已知热化学方程式：
4Al(s)＋3O 2(g)===2Al 2O 3(s) ΔH 1① 4Al(s)＋2O 3(g)===2Al 2O 3(s) ΔH 2② 3O 2(g)===2O 3(g) ΔH 3③
则ΔH 1、ΔH 2、ΔH 3的关系正确的是( ) A ．ΔH 1－ΔH 2＝ΔH 3 B ．ΔH 1＋ΔH 2＝ΔH 3 C ．ΔH 2－ΔH 1＝ΔH 3 D ．ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3＝0 【答案】选A
【解析】根据盖斯定律可知，反应①－②可得3O 2(g)===2O 3(g)，所以ΔH 3＝ΔH 1－ΔH 2。

15．我国利用合成气直接制取烯烃获重大突破，其原理是 反应①：C(s)＋1
2O 2(g)===CO(g) ΔH 1
反应②：C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH 2
反应③：CO(g)＋2H 2(g)―→CH 3OH(g)ΔH 3＝－90.1 kJ·mol －
1
反应④：2CH 3OH(g)―→CH 3O CH 3(g)＋H 2O(g) ΔH 4，能量变化如图所示
反应⑤：3CH 3OH(g)―→CH 3CH ＝CH 2(g)＋3H 2O(g)ΔH 5＝－31.0 kJ·mol －
1
下列说法正确的是( )
A ．反应③使用催化剂，ΔH 3减小
B ．反应④中正反应的活化能大于逆反应的活化能
C ．ΔH 1－ΔH 2<0
D ．3CO(g)＋6H 2(g)―→CH 3CH===CH 2(g)＋3H 2O(g) ΔH ＝－121.1 kJ·mol －
1
【答案】选C
16．下列有关叙述不正确的是()
①在100 ℃、101 kPa条件下，液态水汽化热为40.69 kJ·mol－1，则H2O(g)===H2O(l)ΔH＝＋40.69 kJ·mol－1
②已知25 ℃时，MgCO3的K sp＝6.82×10－6，则在该温度下，含有固体MgCO3的溶液中，无论c(Mg2＋)与c(CO2－3)是否相等，总有c(Mg2＋)·c(CO2－3)＝6.82×10－6
③已知：
则反应ΔH＝－384 kJ·mol－1
④常温下，在0.10 mol·L－1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体，则NH3·H2O的电离被抑制，溶液pH减小
A．①② B．③④C．②④D．①③
【答案】选D
17．SiO2广泛存在于自然界中，其在工业生产中有着广泛的用途。

(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。

相关热化学方程式如下：
2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3 359.26 kJ·mol－1
CaO(s)＋SiO2(s)===CaSiO3(s)ΔH2＝－89.61 kJ·mol－1
2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)===6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH3则ΔH3＝________ kJ·mol－1。

(2)工业上用石英砂和焦炭可制得粗硅。

已知：
请将以下反应的热化学方程式补充完整：
SiO2(s)＋2C(s)===Si(s)＋2CO(g)ΔH＝________。

【答案】(1)＋2 821.6(2)＋638.4 kJ·mol－1
18．氨在工农业生产中应用广泛。

(1)根据图写出合成氨的热化学方程式是________________________________________。

(2)将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量________(填“大于”、“等于”或“小于”)92.2 kJ，原因是______________________________；若加入催化剂，ΔH________(填“变大”、“不变”或“变小”)。

(3)已知分别破坏1 mol NN键、1 mol HH键时需要吸收的能量为946 kJ、436 kJ，则破坏1 mol NH键需要吸收的能量为________ kJ。

(4)N 2H 4可视为NH 3分子中的H 被—NH 2取代的产物。

发射卫星时以N 2H 4(g)为燃料、NO 2为氧化剂，二者反应生成N 2和H 2O(g)。

已知：N 2(g)＋2O 2(g)===2NO 2(g) ΔH 1＝＋67.7 kJ·mol －
1
N 2H 4(g)＋O 2(g)===N 2(g)＋2H 2O(g) ΔH 2＝－534 kJ·mol －
1
则1 mol N 2H 4与NO 2完全反应的热化学方程式为____________________________________。

【答案】(1)N
2(g)＋3H 2(g)
2NH 3(g) ΔH ＝－92.2 kJ·mol －
1
(2)小于 由于该反应是可逆反应，反应物不能全部转化为生成物 不变 (3)391 (4)N 2H 4(g)＋NO 2(g)===32
N 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－567.85 kJ·mol －1
19．热化学方程式中的ΔH 实际上是热力学中的一个物理量，叫做焓变，其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关，也与反应物和生成物的键能有关。

(1)下图Ⅰ所表示的是NO 2和CO 反应生成CO 2和NO 过程中能量变化示意图，请写出NO 2和CO 反应的热化学方程式：_________。

(2)图Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a 、b 、c 、d 分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应的热化学方程式：__________________。

(3)已知：①Fe 2O 3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO 2(g) ΔH ＝－25 kJ·mol －
1，
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH＝－47 kJ·mol－1，
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH＝19 kJ·mol－1
请写出CO还原FeO的热化学方程式：_______________。

【答案】(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234 kJ·mol－1
(2)H2Se(g)===Se(g)＋H2(g) ΔH＝－81 kJ/mol
(3)FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－11 kJ·mol－1
【解析】(1)根据图Ⅰ，此反应是放热反应，热化学反应方程式：NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)
ΔH＝(134－368) kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1；(2)同主族从上到下非金属性减弱，其氢化物稳定性降低，b代表硒元素，H2Se(g)===Se(g)＋H2(g)ΔH＝－81 kJ/mol；(3)(3×①－②－2×③)/6得到：FeO(s)＋
CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)ΔH＝－11 kJ/mol－1。

20．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中的主要能源物质。

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CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－238.6 kJ/mol，CH3OH(l)＋12O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－a
kJ/mol，则a________238.6(填“>”“<”或“＝”)。

(3)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出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________。

【答案】(1)M(2)<
(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)ΔH＝－290 kJ/mol
(4)98 kJ
21．(1)已知两种同素异形体A、B的燃烧热的热化学方程式：
A(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.51 kJ/mol
B(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－395.41 kJ/mol
则两种同素异形体中较稳定的是(填“A”或“B”)_____________。

(2)工业上用H2和Cl2反应制HCl，各共价键键能数据为H—H：436 kJ/mol，Cl—Cl：243 kJ/mol，H—Cl：431 kJ/mol。

该反应的热化学方程式为_______________________________________________。

(3)合成气(CO和H2为主的混合气体)不但是重要的燃料也是重要的化工原料，制备合成气的方法有多种，用甲烷制备合成气的反应：
①2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)
ΔH1＝－72 kJ·mol－1
②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH2＝＋216 kJ·mol－1
氢气与氧气反应生成水蒸气的热化学方程式为______________________________。

现有1 mol由H2O(g)与O2组成的混合气，且O2的体积分数为x，将此混合气与足量CH4充分反应。

若x＝0.2时，反应①放出的能量为____________kJ。

若x＝____________时，反应①与②放出(或吸收)的总能量为0。

【答案】(1)A(2)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－183 kJ/mol
(3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
23．(1)已知：Ⅰ.C(s、金刚石)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－395.4 kJ·mol－1；Ⅱ.C(s、石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1。

①石墨和金刚石相比，石墨的稳定性________金刚石的稳定性(填“大于”“小于”或“等于”)。

②石墨中C—C键键能________金刚石中C—C键键能(填“大于”“小于”或“等于”)。

(2)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ 热量，其热化学反应方程式为__________________________________________________________；又知
H22O(g)ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是________kJ。

【答案】(1)大于大于
(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2 165 kJ·mol－1 1 016.5
24．(1)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来，从而减少SO2的排放，但产生的CO 又会与CaSO4发生化学反应，从而降低脱硫效率。

相关的热化学方程式如下：
①CaSO
4
(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝＋210.5 kJ·mol－1
②1
4CaSO4(s)＋CO(g)
1
4CaS(s)＋CO2(g)ΔH2＝－47.3 kJ·mol
－1
请回答下列问题：
反应CaO(s)＋3CO(g)＋SO
2
(g) CaS(s)＋3CO2(g) ΔH3＝________kJ•mol－1；平衡时增大压强，此反应________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。

(2)有机物加氢反应中镍是常用的催化剂，但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒，在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO2，为弄清该方法对催化剂的影响，查得资料如下：
则：①不用通入O2氧化的方法除去CO的原因是_________________________________。

②SO2(g)＋2CO(g)===S(s)＋2CO2(g)ΔH＝____________。

(3)汽车发动机工作时会引发N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝＋180 kJ·mol－1，其能量变化示意图如下：
则NO中氮氧键的键能为____________kJ·mol－1。

【答案】(1)－399.7正向
(2)①避免O2与Ni反应再使其失去催化作用
②－270.0 kJ·mol－1
(3)632
25．按要求计算下列反应的ΔH。

(1)二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一。

目前工业上用的捕碳剂NH3和(NH4)2CO3，它们与CO2发生如下可逆反应：
2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) (NH4)2CO3(aq)ΔH1
(l)＋H2O(l)＋CO2(g) NH4HCO3(aq)ΔH2
NH
(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2NH4HCO3(aq)ΔH3
则ΔH3＝______________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)
(2)已知断裂1 mol化学键所需的能量如下：
H2还原COS发生的反应为H2(g)＋COS(g) ===H2S(g)＋CO(g)，该反应的ΔH＝________kJ·mol－1(已知COS的电子式。

(3)NH3作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。

催化剂常具有较强的选择性，即专一性。

已知：
反应Ⅰ：4NH3(g)＋5O2(g)Pt、Ru
高温4NO(g)＋6H2O(g)ΔH1＝－905.0 kJ·molˉ
1
反应Ⅱ：4NH3(g)＋3O2(g)Cu/TiO2
高温2N2(g)＋6H2O(g)ΔH2
ΔH2＝__________________。

(4)以甲醇为原料制备氢气的一种原理如下：
反应Ⅰ：CH
3
OH(g) CO(g)＋2H2(g)ΔH1＝＋90 kJ·mol－1
反应Ⅱ：CO(g)＋H
2
O(g) CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41 kJ·mol－1
已知：断裂1 mol分子中的化学键需要吸收的能量如下表所示。

表中x＝________。

(5)利用CO2和CH4重整可制合成气(主要成分为CO、H2)，已知重整过程中部分反应的热化学方程式为
①CH4(g)===C(s)＋2H2(g)ΔH1＝＋75.0 kJ·mol－1
②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.0 kJ·mol－1
③CO(g)＋H2(g)===C(s)＋H2O(g)ΔH3＝－131.0 kJ·mol－1
反应C O2(g)＋CH4(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝__________kJ·mol－1。

【答案】(1)2ΔH2－ΔH1(2)＋8
(3)－1 260 kJ·mol－1
(4)1 606(5)＋247.0
【解析】(1)①2NH
3
(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1
②NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2
根据盖斯定律②×2－①可得：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO24HCO3(aq)ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。

(2)ΔH＝(436＋745＋577－2×339－1072)kJ·mol－1＝＋8 kJ·mol－1。

(3)4NH3(g)＋3O2(g)Cu/TiO2
高温2N2(g)＋6H2O(g)ΔH2＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝
(4×3×391＋3×496－2×942－6×2×463) kJ·mol－1＝－1 260 kJ·mol－1。