7、量
B.將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后，放出的熱量為Q kJ
C.增大壓強(qiáng)或升高溫度，該平衡都向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
D.如將一定量的SO2(g)和O2(g)置于某密閉容器中充分反應(yīng)后放熱Q kJ，則此過(guò)程中有2 mol SO2(g)被氧化
二、非選擇題
8.某化學(xué)小組對(duì)生石灰與水反應(yīng)是顯著放熱反應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，在除了用手觸摸試管壁感覺(jué)發(fā)熱外，還設(shè)計(jì)了下列幾個(gè)可行性方案。
甲方案：將溫度計(jì)與盛放有生石灰的小試管用橡皮筋捆綁在一起，放入有水的小燒杯中，用膠頭滴管向小試管中緩緩滴入水，看到的現(xiàn)象是_____________，
________
8、___________________________________________________________，
說(shuō)明反應(yīng)放熱。(下列裝置中支撐及捆綁等儀器已略去)
乙方案：將盛放有生石灰的小試管插入帶支管的試管中，支管接①或②，用膠頭滴管向小試管中緩緩滴入水，看到的現(xiàn)象是(接①)____________________，
(接②)____________________________________________________________，
說(shuō)明反應(yīng)放熱。
丙方案：用膠頭滴管向盛放有生石灰且?guī)еЧ艿脑嚬苤械渭铀?，支管接的?dǎo)管中盛適量無(wú)水硫酸銅粉末，看到的現(xiàn)象是
9、______________________________，
說(shuō)明反應(yīng)放熱，其原因是____________________________________________。
9.美國(guó)“亞特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)于2009年5月升空修復(fù)哈勃望遠(yuǎn)鏡。
(1)“亞特蘭蒂斯”號(hào)使用的燃料是液氫和液氧，下面是298 K時(shí)，氫氣(H2)、碳(C)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃燒的熱化學(xué)方程式：
H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol
C(g)+O2(g)====CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
C8H18(l)+25
10、/2O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ/mol
相同質(zhì)量的H2、C、C8H18、CH4完全燃燒時(shí)，放出熱量最多的是_______ ，等質(zhì)量的氫氣和碳完全燃燒時(shí)產(chǎn)生熱量的比是___________(保留1位小數(shù))。
(2)已知：H2(g)====H2(l) ΔH=-0.92 kJ/mol
O2(g)====O2(l) ΔH=-6.84 kJ/mol
H2O(l)====H2O(g) ΔH=＋44.0 kJ/mol
請(qǐng)寫(xiě)
11、出液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：________________________
_________________________________________________________________。
(3)如果此次“亞特蘭蒂斯”號(hào)所攜帶的燃料為45噸，液氫、液氧恰好完全反應(yīng)生成氣態(tài)水，總共釋放能量__________kJ(保留3位有效數(shù)字)。
10.(1)在化學(xué)反應(yīng)中，只有極少數(shù)能量比平均能量高得多的反應(yīng)物分子發(fā)生碰撞時(shí)才可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這些分子稱為活化分子，使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJ/mol表示。請(qǐng)認(rèn)真觀察下圖，然后
12、回答問(wèn)題：
①圖中所示反應(yīng)是_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，該反應(yīng)______(填“需要”或“不需要”)加熱，該反應(yīng)的ΔH=_______(用含E1、E2的代數(shù)式表示)。
②已知熱化學(xué)方程式：H2(g)+ O2(g)====H2O(g) ΔH=-241.8 kJ/mol。該反應(yīng)的活化能為167.2 kJ/mol，則其逆反應(yīng)的活化能為_(kāi)___________________。
③對(duì)于同一反應(yīng)，圖中虛線(Ⅱ)與實(shí)線(Ⅰ)相比，活化能大大降低，活化分子的百分?jǐn)?shù)增多，反應(yīng)速率加快，你認(rèn)為最可能的原因是：________________。
(2)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們研制
13、了多種甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，以滿足不同的需求。
①有一類(lèi)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣，兩種反應(yīng)原理是
A.CH3OH(g)+H2O(g)====CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ/mol
B.CH3OH(g)+3/2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.9 kJ/mol
另外C.H2O(l)====H2O(g) ΔH=+44 kJ/mol，請(qǐng)寫(xiě)出32 g 的CH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式_________________________________________。
②下圖是某筆記本
14、電腦用甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
甲醇在催化劑作用下提供質(zhì)子和電子，電子經(jīng)外電路、質(zhì)子經(jīng)內(nèi)電路到達(dá)另一極與氧氣反應(yīng)，電池總反應(yīng)為：2CH3OH+3O2====2CO2+4H2O。則c電極是_______(填“正極”或“負(fù)極”)，c電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是_____________________。
11.CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì),它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式為:
①CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
15、③C(s)+O2(g)====CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
(1)在深海中存在一種甲烷細(xì)菌,它們依靠酶使甲烷與O2作用而產(chǎn)生的能量存活,甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水,放出的能量______(填“>”、“<”或“=”)890.3 kJ。
(2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣):CH4+CO2==== 2CO+2H2,1 g CH4完全反應(yīng)可釋放15.46 kJ的熱量,則:
①下圖能表示該反應(yīng)過(guò)程中能量變化的是__________(填字母)。
②若將物質(zhì)的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中,體系放出
16、的熱量隨時(shí)間的變化如圖所示,則CH4的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。
(3)C(s)與H2(g)不反應(yīng),所以C(s)+2H2(g)====CH4(g)的反應(yīng)熱無(wú)法直接測(cè)量,但通過(guò)上述反應(yīng)可求出C(s)+2H2(g)====CH4(g)的反應(yīng)熱ΔH=______。
(4)目前對(duì)于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點(diǎn),下列關(guān)于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是________(填字母)。
A.尋找優(yōu)質(zhì)催化劑,使CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2,并放出熱量
B.尋找優(yōu)質(zhì)催化劑,在常溫常壓下使CO2分解生成碳與O2
C.尋找優(yōu)質(zhì)催化劑,利用太陽(yáng)能使大氣中的CO2與海底開(kāi)采的CH4合成合成氣(C
17、O、H2)
D.將固態(tài)碳合成為C60,以C60作為燃料
高考創(chuàng)新預(yù)測(cè)
1.已知反應(yīng):
①101 kPa時(shí),2H2(g)+O2(g)====2H2O(l) ΔH=-a kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1
(a、b均為正數(shù))下列結(jié)論中正確的是( )
A.H2的燃燒熱ΔH=-a kJ·mol-1
B.a=2b
C.稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol H2O可放出b kJ熱量
D.1 mol H2與mol O2所具有的能量比1 mol H+(aq)與1 mol OH-(aq)所具有的能量
18、低
2.化學(xué)鍵的鍵能是指氣態(tài)原子間形成1 mol化學(xué)鍵時(shí)釋放的能量。如H(g)+I(g)====H—I(g) ΔH=-297 kJ/mol，即H—I鍵的鍵能為297 kJ/mol，也可以理解為破壞1 mol H—I 鍵需要吸收297 kJ的能量。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)有舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。
如表是一些鍵能數(shù)據(jù)(kJ/mol)：
回答下列問(wèn)題：
(1)由表中數(shù)據(jù)能否得出這樣的結(jié)論：①半徑越小的原子形成的共價(jià)鍵越牢固(即鍵能越大)_______(填“能”或“不能”)；②非金屬性越強(qiáng)的原子形成的共價(jià)鍵越牢固_______(填“能”或“不能”)。能否由數(shù)據(jù)找出一些規(guī)律，請(qǐng)寫(xiě)出一條：
19、____________________________________________________________；
試預(yù)測(cè)C—Br鍵的鍵能范圍：_______＜C—Br鍵能＜_________。
(2)由熱化學(xué)方程式H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g) ΔH=-183 kJ/mol，并結(jié)合表中數(shù)據(jù)可推知一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(設(shè)反應(yīng)物、生成物均為氣態(tài))與反應(yīng)物和生成物的鍵能之間的關(guān)系是_________________________________________。
由熱化學(xué)方程式2H2(g)+S2(s)====2H2S(g) ΔH=-224.5 kJ/mol
20、和表中數(shù)值可計(jì)算出1 mol S2(s)氣化時(shí)將_____(填“吸收”或“放出”)______kJ的熱量。
答案解析
1.【解析】選B。①化石燃料的開(kāi)采使用是導(dǎo)致酸雨和溫室效應(yīng)的主要原因，加快化石燃料的開(kāi)采和使用不利于保護(hù)環(huán)境；
②研發(fā)易降解的生物農(nóng)藥，降低農(nóng)藥殘留，有利于保護(hù)環(huán)境；
③應(yīng)用高效潔凈的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，減小污染，有利于保護(hù)環(huán)境；
④田間焚燒秸稈，浪費(fèi)能源并導(dǎo)致空氣污染；
⑤推廣使用節(jié)能環(huán)保材料，有利于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境。
2.【解析】選C。A項(xiàng)，燃燒熱的單位出錯(cuò)，應(yīng)為kJ/mol；B圖中的化學(xué)計(jì)量數(shù)標(biāo)明錯(cuò)誤，應(yīng)標(biāo)為2 mol CO和2 mol CO2，
21、故錯(cuò)；CO2氣體的能量大于固體的能量，故C項(xiàng)中放出的能量應(yīng)小于452 kJ/mol，而ΔH用負(fù)值表示時(shí)，則大于
-452 kJ/mol，正確；將下式與上式相加，再除以2，即得CO與Na2O2的反應(yīng)熱，所得熱量為509 kJ，此時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為1.204×1024，故D項(xiàng)錯(cuò)。
3.【解析】選C。Ba(OH)2溶液與0.044 mol HCl溶液反應(yīng)放出熱量為2.2 kJ，則稀硫酸與0.044 mol Ba(OH)2溶液中和反應(yīng)放出熱量為4.4 kJ，同時(shí)生成
0.044 mol BaSO4放熱0.72 kJ，故Ba2+(aq)+SO42-(aq)====BaSO4(s)的ΔH值為=16.4
22、 kJ/mol。
4.【解析】選D。化學(xué)反應(yīng)過(guò)程一定存在舊鍵斷裂，新鍵形成，故A項(xiàng)正確；催化劑的作用原理就是降低活化能，即使反應(yīng)物的化學(xué)鍵容易斷裂，故B項(xiàng)正確；過(guò)程②是舊鍵斷裂需吸收能量,過(guò)程③是新鍵形成放出能量，故C項(xiàng)正確；化學(xué)鍵形成過(guò)程放出能量，溫度較低時(shí)有利于鍵的形成，故D項(xiàng)不正確。
5.【解析】選D。氫氣燃燒產(chǎn)物是水，熱值高、無(wú)污染，故A項(xiàng)正確；生成1 mol氫氣，Ⅰ 路線消耗的能量約為64 kJ，Ⅱ路線消耗的能量約為4.6 kJ，故B項(xiàng)正確；Ⅱ式-Ⅰ式得：H2(g)+1/2O2(g)====H2O(g) ΔH=-241.82 kJ·mol-1,故C項(xiàng)正確；根據(jù)化學(xué)方程式H2(
23、g)+1/2O2(g)====H2O(g)和CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O可知等質(zhì)量的乙醇和氫氣完全燃燒,氫氣耗氧量更多，故D項(xiàng)不正確。
6.【解析】選C。實(shí)際情況下，1 mol N2和3 mol H2不會(huì)完全轉(zhuǎn)化為2 mol NH3，故Q1
24、將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后，參加反應(yīng)的SO2小于2 mol，放出的熱量小于Q kJ，B錯(cuò)誤。增大壓強(qiáng)，該平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C錯(cuò)誤。
8.【解析】實(shí)驗(yàn)以反應(yīng)放熱的“熱”為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行探究，通過(guò)放熱使溫度上升、使氣體膨脹、使水蒸發(fā)等特征現(xiàn)象，合理地設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)探究方案。
答案:甲方案：小試管中固體變成乳狀，同時(shí)有大量水蒸氣產(chǎn)生 溫度計(jì)溫度上升
乙方案：有氣泡產(chǎn)生 左邊水柱下降，右邊水柱上升
丙方案：無(wú)水硫酸銅粉末變藍(lán)色 水和生石灰反應(yīng)放出熱量，使水蒸發(fā)
9.【解析】(1)若H2、C、C8H18、CH4質(zhì)量都為1 g，則其
25、完全燃燒放出的熱量分別為：142.9 kJ、32.79 kJ、48.4 kJ、55.6 kJ，相同質(zhì)量的四種物質(zhì)完全燃燒放出熱量最多的為H2，等質(zhì)量的H2和C完全燃燒時(shí)產(chǎn)生熱量的比是142.9∶32.79=4.4∶1。
(2)由蓋斯定律：H2(g)====H2(l) ΔH=-0.92 kJ/mol ①
O2(g)====O2(l) ΔH=-6.84 kJ/mol ②
H2O(l)====H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol ③
H2(g)+O2(g)====
26、H2O(l) ΔH=-285.8 kJ/mol ④
由蓋斯定律：④+③-①-②×得：H2(l)+ O2(l)====H2O(g)
ΔH=-237.46 kJ/mol
(3)由(2)中所得熱化學(xué)方程式，45 t燃料中H2占為5 t，則其完全燃燒放出熱量為×237.46 kJ/mol=5.94×108 kJ。
答案:(1)H2 4.4∶1
(2)H2(l)+1/2O2(l)====H2O(g) ΔH=－237.46 kJ/mol
(3)5.94×108
10.【解析】(1)①由圖示可知反應(yīng)物的總能量E1＞生成物的總能量E2，所以該反應(yīng)
27、為放熱反應(yīng)，需要吸收能量使反應(yīng)物變成活化分子，該反應(yīng)的反應(yīng)熱
ΔH=-(E1-E2)kJ/mol。
②逆反應(yīng)的活化能為241.8 kJ/mol+167.2 kJ/mol=409 kJ/mol。
③據(jù)圖示所知虛線(Ⅱ)中使用了催化劑，降低了反應(yīng)的活化能，增大了活化分子百分?jǐn)?shù)，使反應(yīng)加快。
(2)①B式-2×C式得CH3OH(g)+O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-280.9 kJ/mol
②由于c極是電子流出的一極，故為負(fù)極；在酸性介質(zhì)中負(fù)極反應(yīng)式為：CH3OH-6e-+H2O====CO2↑+6H+。
答案:(1)①放熱 需要 -(E1-E2) kJ/m
28、ol
②409 kJ/mol ③使用了催化劑
(2)①CH3OH(g)+3/2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-280.9 kJ/mol
②負(fù)極 CH3OH-6e-+H2O====CO2↑+6H+
11.【解析】(1)給定反應(yīng)的反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)物和生成物的多少和狀態(tài)，與中間過(guò)程無(wú)關(guān)，故甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水,放出的能量仍等于890.3 kJ。
(2)①1 g CH4完全反應(yīng)釋放15.46 kJ的熱量，則1 mol CH4完全反應(yīng)放出熱量為247.36 kJ，故D圖符合題意。
②CH4的轉(zhuǎn)化率=155.8 kJ÷247.
29、36 kJ×100%=63%
(3)②+③-①即得C(s)+2H2(g)====CH4(g) ΔH=-74.8 kJ·mol-1
(4)已知CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1，則CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2的反應(yīng)吸熱，故A項(xiàng)不正確；使CO2分解生成碳與O2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，常溫下不能發(fā)生，故B項(xiàng)不正確；利用太陽(yáng)能使大氣中的CO2與海底開(kāi)采的CH4合成合成氣(CO、H2)是合理的；將固態(tài)碳合成為C60,以C60作為燃料，是極不經(jīng)濟(jì)合算的，故D項(xiàng)不正確。
答案:(1)= (2)①D ②63%
(3)
30、-74.8 kJ·mol-1 (4)C
高考創(chuàng)新預(yù)測(cè)
1.【解析】選C。由①知H2的燃燒熱ΔH=kJ·mol-1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;H2燃燒生成1 mol H2O(l)放出的熱量要大于酸堿中和生成1 mol H2O(l)放出的熱量,故B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤;只有C項(xiàng)正確。
2.【解析】(1)①鍵能是用來(lái)描述化學(xué)鍵強(qiáng)弱的參數(shù)，鍵長(zhǎng)越短(即成鍵原子半徑越小)，往往鍵能越大，但也并不絕對(duì)。如H—O鍵的鍵長(zhǎng)比H—H鍵的鍵長(zhǎng)長(zhǎng)，但鍵能卻相對(duì)較大。②由表中數(shù)據(jù)可知S＝S鍵的鍵能大于Cl—Cl鍵的鍵能，但S的非金屬性弱于Cl；由H—O鍵的鍵能大于H—S鍵的鍵能，H—F鍵的鍵能大于H—Cl鍵的鍵能可得規(guī)律。
(2)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差。
答案:(1)①不能 ?、诓荒堋 ∨c相同原子結(jié)合時(shí)，同主族元素的原子形成的共價(jià)鍵，原子半徑越小，共價(jià)鍵越強(qiáng)218 kJ/mol 330 kJ/mol
(2)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差 吸收4.5
- 14 -
能力梯級(jí)提升·思維高效訓(xùn)練2.2
