专题6 化学反应与能量

专题6化学反应与能量『经典题组』1．下列与化学反应能量变化相关的说法不正确的是()A．任何化学反应都伴随着热量的变化B．一个反应是吸热反应还是放热反应要看反应物和生成物具有总能量的相对大小C．化学键的断裂一定吸收能量，化学键的形成一定释放能量D．化学反应过程的能量变化除热能外，也可以是光能、电能等答案 A解析A项，任何化学反应都涉及能量的变化，但不一定是热量的变化，错误；B项，根据反应物和生成物总能量的相对大小，可以判断该反应是放热反应还是吸热反应，正确；C项，化学键断裂过程中要吸收能量，形成新化学键要释放能量，正确；D项，化学能可以转化成热能、电能和光能等，正确。

2．某反应由两步反应A B C构成，它的反应能量曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。

下列有关叙述正确的是()A．两步反应均为吸热反应B．加入催化剂会改变反应的焓变C．三种化合物中C最稳定D．整个反应中ΔH＝E1－E2答案 C解析由图像可知，A的能量低于B的能量，故A转化为B的反应是吸热反应；同理，B转化为C的反应是放热反应，故A错误。

加入催化剂，会降低反应的活化能，但不会改变反应的焓变，故B错误。

物质所具有的能量越低越稳定，故C正确。

整个反应为A C，由盖斯定律可知，ΔH＝E1－E2＋E3－E4，故D 错误。

3．下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是()A．密闭容器中，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6 g时，放出19.12 kJ热量。

则Fe(s)＋S(s)===FeS(s)ΔH＝－95.6 kJ/molB．稀醋酸与0.1 mol/L NaOH溶液反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ/molC．已知1 mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5 kJ，则水分解的热化学方程式：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.5 kJ/molD．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221 kJ/mol，则可知C的燃烧热ΔH ＝－110.5 kJ/mol答案 A解析9.6 g硫粉的物质的量是0.3 mol,11.2 g铁粉的物质的量是0.2 mol，混合加热，硫粉过量0.1 mol，生成硫化亚铁17.6 g时，放出19.12 kJ热量，热化学方程式是Fe(s)＋S(s)===FeS(s)ΔH＝－95.6 kJ/mol，A正确；强酸强碱的稀溶液反应生成1 mol水时的热化学方程式是H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ/mol，B错误；已知1 mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5 kJ，则水分解的热化学方程式是2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.0 kJ/mol，C错误；C燃烧生成CO是C的不完全燃烧，燃烧热要求反应物必须是完全燃烧生成稳定的氧化物，D错误。

4．有关化学键的键能数据如表所示：化学键C===O O===O C—C键能/(kJ·mol－1) x498.8 345.6碳的燃烧热为395 kJ·mol－1，假设单质碳中只存在C—C键且基本结构单元为正四面体，则x的值为()A．619.7 B．1239.4C．792.5 D．1138.1答案 C解析在碳的正四面体结构中，每个碳原子形成4个C—C键，每个C—C 键由2个碳原子共有，故每个碳原子拥有的C—C键数目为2。

结合反应热与键能关系：ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和，可得2×345.6＋498.8－2x＝－395，计算得x＝792.5。

5．以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如下：相关反应的热化学方程式为：反应Ⅰ：SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq) ΔH1＝－213 kJ·mol－1反应Ⅱ：H2SO4(aq)===SO2(g)＋H2O(l)＋1－12O2(g) ΔH2＝＋327 kJ·mol 反应Ⅲ：2HI(aq)===H2(g)＋I2(g) ΔH3＝＋172 kJ·mol－1下列说法不正确的是()A．该过程实现了太阳能到化学能的转化B．SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用C．总反应的热化学方程式为：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋286 kJ·mol－1D．该过程降低了水分解制氢反应的活化能，但总反应的ΔH不变答案 C解析通过流程图反应Ⅱ和Ⅲ，实现了太阳能到化学能的转化，故A正确；总反应为H2O===H2↑＋12O2↑，SO2和I2起到催化剂的作用，故B正确；反应Ⅰ＋反应Ⅱ＋反应Ⅲ，得到H2O(l)===H2(g)＋12O2(g)ΔH＝(－213＋327＋172) kJ·mol－1＝＋286 kJ·mol－1，故C错误；ΔH只与始态和终态有关，该过程降低了水分解制氢的活化能，ΔH不变，故D正确。

6．已知下列热化学方程式信息：①S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1②2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)ΔH2③S(s)＋H2(g)===H2S(g)ΔH3④2H2S(g)＋3O2(g)===2H2O(l)＋2SO2(g)ΔH4⑤2H2S(g)＋SO2(g)===2H2O(g)＋3S(s)ΔH5下列有关叙述正确的是()A．S(s)和O2(g)的能量之和小于SO2(g)的能量B．反应④为吸热反应C．ΔH1＝13(ΔH4－ΔH5)D．2S(s)＋2H2(g)＋3O2(g)===2H2O(l)＋2SO2(g)ΔH＝2ΔH3＋ΔH4答案 D解析反应①为放热反应，ΔH1<0，故反应物的能量之和比生成物的能量之和高，A错误。

反应④为放热反应，B错误。

反应④和反应⑤的生成物中H2O状态不同，C错误。

根据盖斯定律，由③×2＋④可知D正确。

7．(1)二甲醚作为燃料电池的原料，可通过以下途径制取：Ⅰ.2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔHⅡ.2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH已知：①CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH1＝－41.0 kJ·mol－1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1③CH3OCH3(g)＋H2O(g)2CH3OH(g)ΔH3＝＋23.5 kJ·mol－1则反应Ⅰ的ΔH＝________ kJ·mol－1。

(2)在一定条件下氨气和氧气能发生反应生成氮气和水蒸气：4NH3(g)＋3O 2(g)===2N 2(g)＋6H 2O(g) ΔH 。

查阅资料可得有关的化学键键能数据如下：由此计算上述反应的反应热ΔH ＝________ kJ·mol －1。

答案 (1)－203.5 (2)－1268解析 (1)根据盖斯定律，①×2＋②×2－③，得ΔH ＝(－41.0 kJ·mol －1)×2＋(－49.0 kJ·mol －1)×2－(＋23.5 kJ·mol －1)＝－203.5 kJ·mol －1。

(2)4NH 3(g)＋3O 2(g)===2N 2(g)＋6H 2O(g)，反应的ΔH ＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(12×391＋3×496－2×946－12×463) kJ·mol －1＝－1268 kJ·mol －1。

『高考题组』1．(2020·江苏高考)反应SiCl 4(g)＋2H 2(g)=====高温Si(s)＋4HCl(g)可用于纯硅的制备。

下列有关该反应的说法正确的是( )A ．该反应ΔH >0、ΔS <0B ．该反应的平衡常数K ＝c 4(HCl )c (SiCl 4)×c 2(H 2)C ．高温下反应每生成1 mol Si 需消耗2×22.4 L H 2D ．用E 表示键能，该反应ΔH ＝4E (Si —Cl)＋2E (H —H)－4E (H —Cl)答案 B解析 该反应气体反应物系数之和小于气体生成物系数之和，因此该反应为熵增反应，即ΔS >0，故A 错误；题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4 L·mol －1计算，故C 错误；ΔH ＝反应物键能总和－生成物键能总和，即ΔH ＝4E (Si —Cl)＋2E (H —H)－4E (H —Cl)－2E (Si —Si)，故D 错误。

2．(2019·浙江4月高考)MgCO 3和CaCO 3的能量关系如图所示(M ＝Ca 、Mg)：M 2＋(g)＋CO 2－3(g)――→ΔH 2M 2＋(g)＋O 2－(g)＋CO 2(g) ↑ΔH 1 ↓ΔH 3MCO 3(s) ――→ΔH MO(s)＋ CO 2(g)已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。

下列说法不正确的是( )A ．ΔH 1(MgCO 3)>ΔH 1(CaCO 3)>0B ．ΔH 2(MgCO 3)＝ΔH 2(CaCO 3)>0C ．ΔH 1(CaCO 3)－ΔH 1(MgCO 3)＝ΔH 3(CaO)－ΔH 3(MgO)D ．对于MgCO 3和CaCO 3，ΔH 1＋ΔH 2>ΔH 3答案 C解析 根据盖斯定律，得ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3，又易知Ca 2＋半径大于Mg 2＋半径，所以CaCO 3的离子键强度弱于MgCO 3，CaO 的离子键强度弱于MgO 。

离子键断裂吸热，因此ΔH 1(MgCO 3)>ΔH 1(CaCO 3)>0，A 正确；ΔH 2表示断裂CO 2－3中共价键形成O 2－和CO 2吸收的能量，与M 2＋无关，因而ΔH 2(MgCO 3)＝ΔH 2(CaCO 3)>0，B 正确；由上述分析可知ΔH 1(CaCO 3)－ΔH 1(MgCO 3)<0，而ΔH 3表示形成MO 离子键所放出的能量，ΔH 3为负值，CaO 的离子键强度弱于MgO ，因而ΔH 3(CaO)>ΔH 3(MgO)，ΔH 3(CaO)－ΔH 3(MgO)>0，C 错误；由上述分析可知ΔH 1＋ΔH 2>0，ΔH 3<0，故ΔH 1＋ΔH 2>ΔH 3，D 正确。

3．(2018·江苏高考)下列说法正确的是( )A ．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B ．反应4Fe(s)＋3O 2(g)===2Fe 2O 3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应C ．3 mol H 2与 1 mol N 2混合反应生成NH 3，转移电子的数目小于6×6.02×1023D ．在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快答案 C解析 氢氧燃料电池放电时化学能不能全部转化为电能，A 错误，反应4Fe(s)＋3O 2(g)===2Fe 2O 3(s)的ΔS ＜0，该反应常温下可自发进行，应为放热反应，B 错误；N2与H2的反应为可逆反应，3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子数小于6N A，C正确；酶是一类具有催化作用的有机物，绝大多数是蛋白质，温度太高酶会发生变性，催化活性降低，淀粉水解速率减慢，D错误。