高考化学第一轮总复习全程训练课练20化学反应中的能量变化.docx

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高考化学第一轮总复习全程训练课练20化学反应中的能量变化

课练20　化学反应中的能量变化

1．C、H2、CH4都是优质的能源物质，目前对这三种物质的研究是燃料研究的重点，下列关于这三种物质的研究方向中可行的是（　　）

A．寻找优质催化剂，使CO2与H2O反应生成CH4与O2，并放出热量

B．寻找优质催化剂，在常温常压下使CO2分解生成碳与O2

C．寻找优质催化剂，利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气（CO、H2）

D．将固态碳合成为C60，以C60作为燃料

2．下列反应类型中可以吸收能量的反应是（　　）

①化合反应　②分解反应　③置换反应　④复分解反应

⑤氧化还原反应

A．①②③④⑤B．②④

C．①③④⑤D．②

3．下列说法错误的是（　　）

A．化学反应中的能量变化都表现为热量变化

B．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应

C．向醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若溶液红色加深，则说明盐类水解是吸热的

D．反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热

4．有专家提出：

如果对燃料燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能让它们重新组合，使之能够实现如图转化，在此构想中太阳能最终转化为（　　）

A．化学能B．热能

C．生物能D．电能

5．下列有关中和热的说法正确的是（　　）

A．中和热的热化学方程式：

H＋（l）＋OH－（l）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ/mol

B．准确测量中和热的实验过程中，至少需测定温度4次

C．环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小

D．若稀酸溶液中H＋与稀碱溶液中OH－的物质的量相等，则所测中和热数值更准确

6．已知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：

下列说法中正确的是（　　）

A．1molN2（g）和1molO2（g）反应放出的能量为180kJ

B．1molN2（g）和1molO2（g）具有的总能量小于2molNO（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

D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水

7．某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．反应过程a有催化剂参与

B．该反应为吸热反应，热效应等于ΔH

C．改变催化剂，可改变该反应的活化能

D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1＋E2

8．如图是一个简易测量物质反应是吸热反应还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。

请根据装置回答下列问题：

（1）将铝片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，有关反应的离子方程式是________，试管中观察到的现象是________。

（2）上述导管中液面A________（填“上升”或“下降”），原因是________；说明反应是________（填“放热”或“吸热”）反应。

9．过渡态理论认为：

化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。

如图1是1molNO2与1molCO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。

（1）试写出NO2和CO反应的热化学方程式：

__________________。

该反应的活化能是________________kJ·mol－1。

（2）在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为________，该反应的活化能为__________kJ·mol－1。

（3）图2是某学生模仿图1画出的NO＋CO2―→NO2＋CO的能量变化示意图。

则图中E3＝__________kJ·mol－1，E4＝________kJ·mol－1。

10．

（1）铜是人类最早使用的金属之一，以下是冶炼铜的一个反应：

Cu2S＋2Cu2O

6Cu＋SO2↑。

①该反应中被氧化的元素是____________，若反应中转移1mol电子，得到Cu________mol。

②已知2Cu（s）＋

O2（g）===Cu2O（s）　ΔH1＝－12.0kJ·mol－1

2Cu（s）＋S（s）===Cu2S（s）　ΔH2＝－79.5kJ·mol－1

S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH3＝－296.83kJ·mol－1

则反应Cu2S（s）＋2Cu2O（s）===6Cu（s）＋SO2（g）　ΔH4＝________kJ·mol－1。

（2）下列两种方法均可以制备CuSO4。

方法一：

2Cu＋O2

2CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O

方法二：

Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

①某工厂欲生产CuSO4，请选择一种方法并说明理由：

______________________。

②有同学认为，两种方法消耗的能量相同，因为反应都是铜转变为CuSO4，你认为上述说法________（填“正确”或“不正确”），原因是____________________________________________。

1．（2015·上海卷）

已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．加入催化剂，减小了反应的热效应

B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率

C．H2O2分解的热化学方程式：

H2O2===H2O＋

O2　ΔH<0

D．反应物的总能量高于生成物的总能量

2．（2015·海南卷）已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2215kJ·mol－1。

若一定量的丙烷完全燃烧生成1.8g水，则放出的热量约为（　　）

A．55kJB．220kJ

C．550kJD．1108kJ

3．（2013·上海卷）将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。

由此可知（　　）

A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应

B．该反应中，热能转化为产物内部的能量

C．反应物的总能量高于生成物的总能量

D．反应的热化学方程式为：

NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O　ΔH>0

4．（2017·绍兴月考）化学反应中通常伴随着能量变化，下列说法中错误的是（　　）

A．TNT爆炸时将部分化学能转化为动能

B．电解熔融Al2O3时将部分化学能转化为电能

C．镁条燃烧时将部分化学能转化为光能

D．煤燃烧时将部分化学能转化为热能

5．（2017·德州一模）下列图示变化过程为吸热的是（　　）

6．（2017·济南检测）反应Cl2＋H2===2HCl可以爆炸的方式剧烈进行，该实验能充分证明（　　）

A．1molCl2的能量高于1molHCl

B．Cl2的还原性强于H2

C．1molCl2的能量高于1molH2

D．Cl2的氧化性强于HCl

7．（2017·泉州模拟）下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。

据此判断下列说法正确的是（　　）

A．石墨转变为金刚石的反应是吸热反应

B．白磷比红磷稳定

C．S（g）===S（s）　ΔH>0

D．H2（g）＋I2（g）2HI（g）　ΔH>0

8．（2017·郑州质检）已知：

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH＝－196.64kJ·mol－1。

下列说法正确的是（　　）

A．1molS（s）在纯氧中燃烧放出的热量大于在空气中燃烧放出的热量

B．1个SO2和1个O2分子储存的能量之和大于1个SO3分子

C．1LSO2（g）完全反应生成1LSO3（g），放出98.32kJ热量

D．使用催化剂，可以减少上述反应放出的热量

9．（2017·枣庄一模）已知25℃时，第三周期四种非金属主族元素的单质与H2反应生成1mol简单气态氢化物的反应热分别为＋34.3kJ·mol－1、＋9.3kJ·mol－1、－20.6kJ·mol－1、－92.3kJ·mol－1。

则反应热为＋9.3kJ·mol－1对应的单质是（　　）

A．SiB．P

C．SD．Cl2

10．（2017·衡水模拟）已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下（Q1、Q2均为正值）：

H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝－Q1kJ·mol－1

H2（g）＋Br2（g）===2HBr（g）　ΔH＝－Q2kJ·mol－1

根据上述反应作出的判断正确的是（　　）

A．Q1>Q2

B．生成物总能量均高于反应物总能量

C．生成1molHCl（g）放出QkJ热量

D．等物质的量时，Br2（g）具有的能量低于Br2（l）

11．（2017·济宁月考）已知在t℃时发生反应2O3（g）3O2（g）　ΔH，K＝3×10－76，反应过程中能量变化如图所示，请回答下列问题：

（1）该反应是________（填“吸热”或“放热”）反应，若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1________，E2________，ΔH________。

（填“增大”“减小”或“不变）

（2）t℃时反应3O2（g）2O3（g）的平衡常数为________。

现将8LO2通过放电管后，恢复到原状态，得到气体6.5L，其中O3为________L。

12．（2017·无锡调研）美国普度大学工作者研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺（如图所示）。

请根据图示回答问题：

（1）铝镓合金和水反应的化学方程式为________________________________________________________________________

________。

铝镓合金的熔点比铝的________（填“低”或“高”）。

（2）该过程中能量转化的主要形式有光能→________→________。

（3）电解过程中阳极的电极反应式为________________________________________________________________________。

（4）H2作为新型能源的主要优点有________________________________________________________________________

______________________________（至少写2点）。

课练20　化学反应中的能量变化

基础练

1．解析　CH4与O2反应生成CO2和H2O是放热反应，因此CO2与H2O反应生成CH4和O2是吸热反应，A不正确；CO2分解成碳和O2属于吸热反应，常温常压下不能发生，B不正确；利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气（CO、H2）是合理的，C正确；将固态碳合成为C60，以C60作为燃料是极不经济的，D不正确。

答案　C

2．解析　在不同的反应类型中，均存在吸收能量的反应。

答案　A

3．解析　化学反应中的能量变化也可以表现为电能和光能的变化。

答案　A

4．解析　太阳能使燃料燃烧，所以最终转化为热能。

答案　B

5．解析　中和热的热化学方程式为H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ/mol，A错；中和热测定实验过程中至少需测定温度3次，B错；铜容易导热，会有热量损失，因此中和热测定数值偏小，C对。

答案　C

6．解析　根据图示可以看出拆开1molN2和1molO2需要吸收的能量分别为946kJ和498kJ，生成2molNO（g）放出的能量为2×632kJ，故反应吸收的能量为180kJ，A项错误；N2和O2的反应是吸热反应，反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，B项正确；N2与O2在高压放电时才能化合生成NO，C项错误；NO不是酸性氧化物，不能与NaOH溶液反应，D项错误。

答案　B

7．解析　由图可知，反应过程a需要的活化能比b要高，所以a没有催化剂参与，A错误；由图可知，该反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应属于放热反应，B错误；使用催化剂，改变了反应进行的途径，降低了反应的活化能，C正确。

答案　C

8．答案　

（1）2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑　剧烈反应，有大量气泡产生

（2）下降　锥形瓶内气体压强增大，大于外界大气压，从而使A端液面下降　放热

9．解析　

（1）图中E1是活化能，即该反应的活化能为134kJ·mol－1。

生成物和反应物之间的能量差即为反应热。

（2）可逆反应的逆反应的反应热应该与正反应的数值相等，但符号相反。

（3）E3即为逆反应的活化能，E4是反应物与生成物的能量之差。

答案　

（1）NO2（g）＋CO（g）===NO（g）＋CO2（g）

ΔH＝－234kJ·mol－1　134

（2）NO（g）＋CO2（g）===NO2（g）＋CO（g）

ΔH＝＋234kJ·mol－1　368

（3）368　234

10．答案　

（1）①S　1　②－193.33

（2）①选择方法一，原料利用率高，污染少

②不正确　反应物与产物不完全相同，所以反应的热效应不同，消耗的能量也不相同

加餐练

1．解析　催化剂对反应的热效应和H2O2的平衡转化率没有影响，A、B选项错误；热化学方程式中应标明物质的聚集状态，C选项错误；观察图象可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，D选项正确。

答案　D

2．解析　丙烷的燃烧热是指1mol丙烷完全燃烧生成CO2（g）和H2O（l）放出的热量。

1mol丙烷完全燃烧生成4mol液态水，故生成1.8g水时，放出的热量为

×

＝55.375kJ，A项正确。

答案　A

3．解析　醋酸凝固说明体系温度降低，此反应为吸热反应，热能转化为化学能，B正确；D选项，没有标明反应物、生成物的状态，错误。

答案　B

4．解析　炸药爆炸时部分化学能转化为动能，A项正确；电解熔融Al2O3时，化学能不可能转化为电能，B项错误；镁条燃烧放出耀眼的白光是由于部分化学能转化为光能，C项正确；煤燃烧就是将部分化学能转化为热能，D项正确。

答案　B

5．解析　A中，反应物的总能量小于生成物的总能量，故A为吸热反应；B中，N2和H2必须先吸收能量断裂旧化学键，再放出能量形成新化学键，由于放出的能量大于吸收的能量，故B为放热反应。

答案　A

6．解析　该反应可从两个角度分析，从能量的角度，说明1molCl2和1molH2的能量总和远大于2molHCl所具有的能量，故A、C错；从氧化还原反应的角度分析，即氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，因此选D。

答案　D

7．解析　红磷的能量低，更稳定，B错；气态硫能量高，S（g）===S（s）　ΔH<0，C错；D中反应为放热反应，ΔH<0，D错。

答案　A

8．解析　硫在纯氧中燃烧反应剧烈，发出蓝紫色火焰，硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，因此S（s）在纯氧中燃烧时转化为其他形式的能量（如光能）多，热能减少，A错；热化学方程式中化学计量数表示参加反应的物质的量，C错；使用催化剂只改变反应的途径，但不改变反应的焓变，D错。

答案　B

9．解析　短周期元素从左往右非金属性增强，其单质和H2形成的简单气态氢化物越来越稳定，反应吸收的热量越少，放出的热量越多，故选B。

答案　B

10．解析　生成的气态氢化物越稳定，放出的热量越多，A正确；B项，两个反应均为放热反应，所以生成物的总能量均低于反应物的总能量；C项，生成2molHCl（g）放出Q1kJ热量；D项，等物质的量时，Br2（g）具有的能量高于Br2（l）。

答案　A

11．解析　

（1）反应物的能量高于生成物的能量，该反应是放热反应。

加入催化剂能降低反应的活化能，使反应速率加快，因此E1、E2均减小，ΔH不变。

（2）2O3（g）3O2（g）　K＝3×1076，则逆反应的K逆＝

＝3.33×10－77。

通过差量法计算可得生成O33L。

答案　

（1）放热　减小　减小　不变　

（2）3.33×10－77　3

12．解析　

（1）铝镓合金与水反应生成Al2O3和H2。

合金的熔点低、硬度大。

（2）先将光能转化为电能，再电解Al2O3制Al，故其能量转化主要形式为光能转化为电能，电能转化为化学能。

（3）电解时阳极上O2－放电产生O2。

（4）H2是可燃性气体且H2的热值高，产物是水，不污染环境；而工业上制取H2的原料主要是水，说明生产原料易得。

答案　

（1）2Al＋3H2O

Al2O3＋3H2　低

（2）电能　化学能

（3）2O2－－4e－===O2↑

（4）热值高、产物不污染环境、生产原料易得（合理即可）