1、练案 15 第六章化学反应与能量 第 15 讲化学反应与能量变化 A 组基础必做题(40 分) 一、选择题(本题包括 4 小题，每题 4 分，共 16 分) 1(2021河北保定高三检测)工业合成三氧化硫的反应为 2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H198 kJmol 1，反应过程可用下图模拟( 代表 O2分子， 代表 SO2分子，代 表催化剂)。下列说法正确的是(D) A过程和过程决定了整个反应进行的程度 B过程为放热反应，过程为吸热反应 C催化剂可降低整个反应的活化能，且可使H 减小 D1 mol SO2和 1 mol O2反应，放出的热量小于 99 kJ 解析本题考查化学反应与能量
2、，考查的化学核心素养是证据推理与模型认知、变化 观念与平衡思想。由题图可知过程是旧键的断裂，过程是新键的生成，则过程和过程 决定了整个反应进行的程度，A 项错误；过程是旧键的断裂，是吸热过程，过程是新 键的生成，是放热过程，B 项错误；催化剂可降低反应的活化能，但不影响H，C 项错误； 该反应为可逆反应，1 mol SO2和 1 mol O2不能完全反应，故放出的热量小于 99 kJ，D 项正 确。 点拨本题题干中198 kJmol 1 是指 2 mol 二氧化硫与 1 mol 氧气完全反应生成 2 mol SO3放出 198 kJ 的热量，而实际反应中，该反应可逆，不能完全转化。 2(202
3、1安徽合肥质量检测)NH3催化还原 NO 是重要的烟气脱硝技术，其反应过程中 的能量变化如图 1 所示。在以 Fe2O3为催化剂的条件下可能发生的反应过程如图 2 所示(铁 元素以离子的形式表示)。下列说法正确的是(C) A上述脱硝的总反应为 4NH3(g)6NO(g)= 催化剂 5N2(g)6H2O(g) B催化剂的存在，使该脱硝的总反应成为放热反应 C过程 2 中 NO 被还原 DO2的作用主要是吸收产生的 H 生成水 解析本题考查化学反应过程与能量变化，主要考查考生分析问题和解决问题的能 力。由题图 2 可知，脱硝的反应中有 NH3、NO 和 O2三种反应物，脱硝的总反应的化学方 程式为
4、 4NH3(g)4NO(g)O2(g)= 催化剂 4N2(g)6H2O(g)，A 项错误；由题图 1 可知，生成物 能量低于反应物能量，该脱硝的总反应为放热反应，但是催化剂不能改变反应的热效应，B 项错误；过程 2 中，NO 转化为 N2，N 的化合价由2 降低为 0，NO 被还原，C 项正确； O2的主要作用是将 Fe2 氧化为 Fe3，实现 Fe3的循环利用，D 项错误。 3(2021湖北武汉模拟)下列热化学方程式正确的是(D) ACH4的燃烧热为 890 kJmol 1：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H890 kJmol 1 B中和热H57.3 kJmol 1：C
5、H3COOH(aq)NaOH(aq)=H2O(l)CH3COONa(aq) H57.3 kJmol 1 C一定条件下，0.5 mol N2与 1.5 mol H2充分反应后放出 35.5 kJ 的热量：N2(g) 3H2(g)2NH3(g)H71 kJmol 1 D96 g O2的能量比 96 g O3的能量低 b kJ：3O2(g)2O3(g)Hb kJmol 1 解析表示燃烧热时， 生成的水必须为液态， A错误； 强酸强碱的稀溶液反应生成1 mol 液态水时放出的热量叫中和热，醋酸为弱酸，B 错误；可逆反应不能彻底，0.5 mol N2与 1.5 mol H2充分反应后放出 35.5 kJ
6、 的热量，则 1 mol N2与 3 mol H2充分反应后生成 2 mol NH3， 放出的热量比 71 kJ 要大，C 错误；反应热与化学计量数成正比关系，反应物总能量比生成 物低则为吸热反应，3O2(g)2O3(g)Hb kJmol 1，D 正确。 4(2021湖北黄冈模拟)肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200 时在 Cu 表面分解 的机理如图 1。已知 200 时： 反应：3N2H4(g)=N2(g)4NH3(g) H132.9 kJmol 1 反应：N2H4(g)H2(g)=2NH3(g) H241.8 kJmol 1 下列说法不正确的是(A) A图 1 所示过程、都是放热
7、反应 B反应的能量过程示意图如图 2 所示 C断开 3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成 1 mol N2(g)和 4 mol NH3(g)中的 化学键释放的能量 D200 时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为 N2H4(g)=N2(g)2H2(g)H 50.7 kJ mol 1 解析过程是 N2H4分解生成 N2和 NH3，已知热化学方程式中H 为负值，所以 图示过程为放热反应，过程由盖斯定律可知()2()得 N2H4(g)=N2(g)2H2(g) H32.9 kJmol 12(41.8 kJ mol1)50.7 kJmol1，为吸热反应，A 错误；反应 ：N2H4(g
8、)H2(g)=2NH3(g)H241.8 kJmol 1，反应为放热反应，图中反应物能量 高于生成物，二者一致，B 正确；反应中H132.9 kJmol 1，反应为放热反应，断开 3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成 1 mol N2(g)和 4 mol NH3(g)中的化学键释放的 能量，C 正确；根据盖斯定律：()2()得 N2H4(g)N2(g)2H2(g)H32.9 kJmo 12(41.8 kJmol1)50.7 kJmol1，D 正确。 二、非选择题(本题包括 2 小题，共 24 分) 5(2021广东广州一模)乙烯是重要的化工原料。用 CO2催化加氢可制取乙烯：
9、2CO2(g) 6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)H0) 总反应：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g) H3c kJmol 1 反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是(C) A反应是放热反应 B1 mol CH3OH(g)和 1 mol H2O(g)的总能量大于 1 mol CO2(g)和 3 mol H2(g)的总能量 Cc0 D优良的催化剂可降低反应的活化能，并减少H3，节约能源 解析本题考查化学反应与能量，考查的核心素养是变化观念与平衡思想。根据题图 可知反应中生成物总能量大于反应物总能量，因此反应为吸热反应，A 项错误；根据题 图可知 1 mol C
10、H3OH(g)和 1 mol H2O(g)的总能量小于 1 mol CO2(g)和 3 mol H2(g)的总能量， B 项错误；由题图知，总反应是吸热反应，因此 c0，C 项正确；优良的催化剂降低了反应 的活化能，但焓变不变，焓变由反应物和生成物的总能量决定，D 项错误。 2(2021重庆南川中学月考)肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，T 时在 Cu 表面分 解的机理如图。已知 200 时： 反应：3N2H4(g)=N2(g)4NH3(g) H1a kJmol 1(a0) 反应：N2H4(g)H2(g)=2NH3(g) H2b kJmol 1 总反应为 N2H4(g)=N2(g)2H2
11、(g)H3 下列说法不正确的是(D) A图示过程是放热反应 Bb0，故该反应是放热反应，A 正确；由图可知，反 应中反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量， 该反应是放热反应， 则 b0， B 正确； 反应是放热反应，则 3 mol N2H4(g)的总能量高于 1 mol N2(g)和 4 mol NH3(g)的总能量，C 正确；根据盖斯定律，由2 可得：N2H4(g)=N2(g)2H2(g)H3(a kJmol 1) 2b kJmol 1(a2b)kJmol1，D 错误。 3. (2020浙江 1 月选考)在一定温度下， 某反应达到了化学平衡， 其反应过程对应的能量变 化如图。下列说法正确
12、的是(D) AEa为逆反应活化能，Ea为正反应活化能 B该反应为放热反应，HEaEa C所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量 D温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移 解析观察题给能量变化图知，Ea为正反应活化能，Ea为逆反应活化能，A 错误； 该反应为放热反应，HEaEa，B 错误；所有活化分子的平均能量高于所有分子的平 均能量，C 错误；温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆向移动， D 正确。 4(2021浙江高三检测)关于下列H 的判断正确的是(B) CO2 3(aq)H (aq)=HCO 3(aq)H1 CO2 3(aq)H2O(l
13、)HCO 3(aq)OH (aq) H2 OH (aq)H(aq)=H2O(l) H3 OH (aq)CH3COOH(aq)=CH3COO(aq)H2O(l) H4 AH10H20BH1H2 CH30DH3H4 解析：HCO 3(aq)CO2 3(aq)H (aq)为 HCO 3的电离，电离吸热，可得H10，A 项错误，B 项正确；：OH (aq)CH3COOH(aq)=CH3COO(aq)H2O(l)属于中和反应， 故H40，H4H3H50，故H4H3，D 项错误。 二、非选择题(本题包括 2 小题，共 36 分) 5(2021河北石家庄模拟)碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人
14、类生 产生活的主要能源物质。请回答下列问题： (1)有机物 M 经过太阳光照射可转化成 N，转化过程如下： 该反应的H88.6 kJmol 1。则 M、N 相比，较稳定的是 M。 (2)已知 CH3OH(l)的燃烧热H726.5 kJmol 1， CH3OH(l)1 2O 2(g)=CO2(g)2H2(g) Ha kJmol 1，则 a ”“”或“”)726.5。 (3)使 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： 2Cl2(g)2H2O(g)C(s)=4HCl(g)CO2(g)
15、 H290 kJmol 1 。 (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)H 1 176 kJmol 1，反应过程中，每转移 1 mol 电子放出的热量为 98 kJ。 解析(1)有机物 M 经过太阳光照射可转化成 N，该反应的H88.6 kJmol 1，是 吸热反应，N 在暗处转化为 M，是放热反应，物质的能量越低越稳定，说明 M 较稳定。 (2)燃烧热是指 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，甲醇燃烧生成 CO2(g)和 H
16、2(g)属于不完全燃烧，放出的热量小于燃烧热。 (3)已知有 1 mol Cl2参与反应时释放出 145 kJ 热量，则 2 mol 氯气参与反应放热 290 kJ， 故 Cl2和 H2O(g) 通 过灼 热 的 炭层 发 生 反应 的 热化 学 方 程式 为 2Cl2(g) 2H2O(g) C(s)=4HCl(g)CO2(g)H290 kJmol 1。 (4)由 4Al(s)3TiO2(s)3C(s)=2Al2O3(s)3TiC(s)H1 176 kJmol 1，可知转移 12 mol 电子放热 1 176 kJ，则反应过程中，每转移 1 mol 电子放热 98 kJ。 6(2021江西九江
17、模拟)已知 E1134 kJmol 1、E2368 kJmol1，请参考题中图表， 按要求填空： (1)图甲是 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， 反应速率加快， E1的变化是减小(填“增大”“减小” 或“不变”， 下同)， H的变化是不变。 请写出NO2和CO反应的热化学方程式： NO2(g) CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol 1 。 (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
18、与 CO2可发生如下可逆反应： 反应： 2NH3(l)H2O(l)CO2(g)(NH4)2CO3(aq)H1 反应： NH3(l)H2O(l)CO2(g)NH4HCO3(aq)H2 反应： (NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)2NH4HCO3(aq)H3 则H3与H1、H2之间的关系是H32H2H1。 (3)下表所示是部分化学键的键能参数。 化学键PPPOO=OP=O 键能/ (kJmol 1) abcx 已知 P4(g)5O2(g)=P4O10(g)Hd kJmol 1，P4及 P4O10的结构如图乙所示，表 中 x 1 4(d6a5c12b) kJmol 1。(用含 a、b、c、d 的代数式表示) 解析(1)加入催化剂，降低反应的活化能，即 E1减小，反应的焓变不变。由图示知， 1 mol NO2(g)与 1 mol CO(g)反应的焓变HE1E2234 kJmol 1，由此可写出反应的热 化学方程式。 (2)由盖斯定律知，反应2反应反应，故H32H2H1。 (3)P4(g)5O2(g)=P4O10(g)Hd kJmol 1，由“反应焓变反应物键能之和生 成物键能之和”可得d6a5c(12b4x)，解得 x1 4(d6a5c12b)。
