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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 第一講 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)
一、選擇題
1．下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化
B．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)
C．向醋酸鈉溶液中滴入酚酞試液，加熱后若溶液紅色加深，則說明鹽類水解是吸熱的
D．反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了反應(yīng)是放熱還是吸熱
解析 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化除了表現(xiàn)為熱量變化外，還可以表現(xiàn)為電能和光能等。
答案 A
2．已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是 ( )。
A．每生成2分子AB吸收b kJ熱量
B．該反應(yīng)熱ΔH＝＋(a－b)kJmol－1
C．該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D．?dāng)嗔? mol A—A和1 mol B—B鍵，放出a kJ能量
解析 由圖示可知生成物總能量高于反應(yīng)物總能量，C錯(cuò)；1 mol A2(g)與1 mol B2(g)反應(yīng)生成2 mol AB(g)吸收(a－b)kJ熱量，A錯(cuò)，B正確；化學(xué)鍵斷裂吸收能量，D錯(cuò)。
答案 B
3．已知下列熱化學(xué)方程式：
①H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH1＝a kJmol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝b kJmol－1
③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH3＝c kJmol－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4＝d kJmol－1
下列關(guān)系式中正確的是( )
A．a(chǎn)
d>0
C．2a＝b<0 D．2c＝d>0
解析 H2的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，ΔH<0，a、b、c、d都小于0，B、D錯(cuò)；反應(yīng)③與反應(yīng)①相比較，產(chǎn)物的狀態(tài)不同，H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)為放熱反應(yīng)，所以a>c，A錯(cuò)；反應(yīng)②的化學(xué)計(jì)量數(shù)是①的2倍，反應(yīng)熱②也是①的2倍，b＝2a<0，C對。
答案 C
4．已知熱化學(xué)方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－Q kJmol－1(Q＞0)。下列說法正確的是 ( )。
A．相同條件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量小于2 mol SO3(g)
所具有的能量
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，放出熱量為
Q kJ
C．增大壓強(qiáng)或升高溫度，該反應(yīng)過程放出更多的熱量
D．如將一定量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
過程中有2 mol SO2(g)被氧化
解析 由于SO2和O2反應(yīng)放熱，所以相同條件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量，A錯(cuò)誤。SO2和O2的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，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)，放出熱量更多，升高溫度，該平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，放出熱量減少，C錯(cuò)誤。
答案 D
5．為探究NaHCO3、Na2CO3和鹽酸(以下鹽酸濃度均為1 molL－1)反應(yīng)過程中的熱效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得如下數(shù)據(jù)：
序號(hào)
35 mL試劑
固體
混合前
溫度/℃
混合后
溫度/℃
①
水
2.5 g NaHCO3
20.0
18.5
②
水
3.2 g Na2CO3
20.0
24.3
③
鹽酸
2.5 g NaHCO3
20.0
16.2
④
鹽酸
3.2 g Na2CO3
20.0
25.1
由此得出的結(jié)論正確的是 ( )。
A．Na2CO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B．NaHCO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C．20.0 ℃時(shí)，含3.2 g Na2CO3的飽和溶液和35 mL鹽酸混合后的溫度將低于25.1 ℃
D．20.0 ℃時(shí)，含2.5 g NaHCO3的飽和溶液和35 mL鹽酸混合后的溫度將低
于16.2 ℃
解析 實(shí)驗(yàn)②④說明Na2CO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)①③說明NaHCO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，B錯(cuò)誤；由實(shí)驗(yàn)②可知，碳酸鈉固體溶于水會(huì)放熱，而C項(xiàng)缺少了這個(gè)放熱的過程，因而放出的熱量少于實(shí)驗(yàn)④，則溫度低于25.1 ℃，該項(xiàng)正確；同理，由實(shí)驗(yàn)①③判斷，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案 C
6．將TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應(yīng)之一。已知：
TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)
ΔH＝＋140.5 kJmol－1
C(s，石墨)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－110.5 kJmol－1
則反應(yīng)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是 ( )。
A．＋80.5 kJmol－1 B．＋30.0 kJmol－1
C．－30.0 kJmol－1 D．－80.5 kJmol－1
解析 認(rèn)真觀察已知反應(yīng)和目標(biāo)反應(yīng)，將已知反應(yīng)分別記為①、②，應(yīng)用蓋斯定律，由反應(yīng)①＋②2即可解題。
答案 D
7．肼(N2H4)是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，它與N2O4反應(yīng)時(shí)，N2O4為氧化劑，生成氮?dú)夂退魵?。已知：N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋8.7 kJ/mol，N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.0 kJ/mol，下列表示肼跟N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，正確的是( )
A．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－542.7 kJ/mol
B．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 059.3 kJ/mol
C．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 076.7 kJ/mol
D．N2H4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1 076.7 kJ/mol
解析 N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g) ΔH＝＋8.7 kJ/mol①，N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.0 kJ/mol②，將熱化學(xué)方程式②2－①就可以得到肼與N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，則ΔH＝－534.0 kJ/mol2－8.7 kJ/mol＝－1 076.7 kJ/mol，選項(xiàng)C正確。
答案 C
二、非選擇題
8．(1)已知：
①Fe(s)＋O2(g)===FeO(s)
ΔH1＝－272.0 kJmol－1；
②2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)
ΔH2＝－1 675.7 kJmol－1。
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
某同學(xué)認(rèn)為，鋁熱反應(yīng)可用于工業(yè)煉鐵，你的判斷是________(填“能”或“不能”)，你的理由是___________________________________________
________________________________________________________________。
(2)反應(yīng)物與生成物均為氣態(tài)的某可逆反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)歷程分別為A、B，如圖所示。
①據(jù)圖判斷該反應(yīng)是________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，其他條件不變，升高溫度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②其中B歷程表明此反應(yīng)采用的條件為________(填字母)。
A．升高溫度 B．增大反應(yīng)物的濃度
C．降低溫度 D．使用催化劑
解析 (1)該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為3FeO(s)＋2Al(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s)，可由②－①3得到，故ΔH＝ΔH2－ΔH13＝－1 675.7－(－272.0)3＝－859.7(kJmol－1)。鋁比鐵價(jià)格高，故用鋁熱反應(yīng)煉鐵經(jīng)濟(jì)上不合算。(2)結(jié)合圖像，反應(yīng)物的能量低于產(chǎn)物能量，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率增大。
答案 (1)3FeO(s)＋2Al(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s)
ΔH＝－859.7 kJmol－1 不能 該反應(yīng)為引發(fā)反應(yīng)，需消耗大量能量，成本較高 (2)①吸 增大 ②D
9．甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源。已知：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH1＝－571.8 kJmol－1；
②CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH2＝－192.9 kJmol－1
(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________________。
(2)反應(yīng)②中的能量變化如圖所示，則ΔH2＝________。
(3)H2(g)的燃燒熱為________。
(4)請你分析H2(g)作為能源比甲醇蒸氣作為能源的優(yōu)點(diǎn)：
__________________________________________________
__________________________________________________(寫出兩點(diǎn)即可)。
解析 (1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)①＋反應(yīng)②整理可得甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－764.7 kJmol－1。
(2)反應(yīng)的最終能量變化只與始態(tài)、終態(tài)能量有關(guān)，與中間狀態(tài)無關(guān)，故ΔH2＝E1－E2。
(3)根據(jù)燃燒熱的定義可知，H2(g)的燃燒熱為285.9 kJmol－1。
(4)氫氣的燃燒產(chǎn)物對環(huán)境無影響，而且熱值高。
答案 (1)CH3OH(g)＋3/2O2(g)= ==CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 kJmol－1
(2)E1－E2 (3)285.9 kJmol－1 (4)H2燃燒的產(chǎn)物對環(huán)境無任何污染；等質(zhì)量的H2完全燃燒放出的熱量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)
10．實(shí)驗(yàn)室用50 mL 0.50 molL－1鹽酸、50 mL 0.55 molL－1 NaOH溶液和下圖所示裝置進(jìn)行測定中和熱的實(shí)驗(yàn)，得到表中的數(shù)據(jù)：
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
起始溫度t1/℃
終止溫度t2/℃
鹽酸
NaOH溶液
1
20.2
20.3
23.7
2
20.3
20.5
23.8
3
21.5
21.6
24.9
試完成下列問題：
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃棒攪拌溶液的方法是________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃棒的理由是_______________________________________________________________。
(2)經(jīng)數(shù)據(jù)處理，t2—t1＝3.4 ℃。則該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱ΔH＝________[鹽酸和NaOH溶液的密度按1 gcm－3計(jì)算，反應(yīng)后混合溶液的比熱容(c)按4.18 J(g℃)－1計(jì)算]。
(3)若將NaOH溶液改為相同體積、相同濃度的氨水，測得中和熱為ΔH1，則ΔH1與ΔH的關(guān)系為：ΔH1________ΔH(填“＜”、“＞”或“＝”)，理由是________________________________________________________________。
解析 (1)對于本實(shí)驗(yàn)，讓氫氧化鈉和鹽酸盡可能地完全反應(yīng)是減小誤差的一個(gè)方面，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃棒上下攪動(dòng)，以防將溫度計(jì)損壞。減少熱量散失是減小誤差的另一個(gè)重要方面，所以選用玻璃棒，而不用銅絲。
(2)ΔH＝－[100 g4.1810－3 kJ(g℃)－13.4 ℃]0.025 mol＝－56.8 kJmol－1
(3)因弱電解質(zhì)的電離過程是吸熱的，將NaOH溶液改為相同體積、相同濃度的氨水反應(yīng)后放出的熱量少，所以ΔH1＞ΔH。
答案 (1)上下攪動(dòng)(或輕輕攪動(dòng)) Cu傳熱快，防止熱量損失 (2)－56.8 kJmol－1 (3)＞ NH3H2O 屬于弱電解質(zhì)，電離吸熱
11．當(dāng)前環(huán)境問題是一個(gè)全球重視的問題，引起環(huán)境問題的氣體常見的有溫室氣體CO2、污染性氣體NOx、SOx等。如果對這些氣體加以利用就可以成為重要的能源，既解決了對環(huán)境的污染，又解決了部分能源危機(jī)問題。
(1)二氧化碳是地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)祝壳叭藗兲幚矶趸嫉姆椒ㄖ皇鞘蛊渑c氫氣反應(yīng)合成甲醇，甲醇是汽車燃料電池的重要燃料。CO2與H2反應(yīng)制備CH3OH和H2O的化學(xué)方程式為____________________________________________________
_____________________________________________________________________
(2)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。
已知：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJmol－1
②CO2(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH2＝＋172.5 kJmol－1
③S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3＝－296.0 kJmol－1
請寫出CO與SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________________________
______________________________________________________________________。
(3)硝酸廠常用催化還原方法處理尾氣。CH4在催化條件下可以將NO2還原為N2。
已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－889.6 kJmol－1①
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋67.7 kJmol－1②
則CH4還原NO2生成水蒸氣和氮?dú)獾臒峄瘜W(xué)方程式是__________________________
_________________________________________________________________ ______。
解析 解答本題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn)：
(1)結(jié)合題意找出反應(yīng)物和產(chǎn)物。
(2)對所要疊加的熱化學(xué)方程式進(jìn)行處理。
(3)ΔH的數(shù)值也要隨熱化學(xué)方程式的改變而改變。
答案 (1)CO2＋3H2===CH3OH＋H2O
(2)2CO(g)＋SO2(g)===S(s)＋2CO2(g)
ΔH＝－270 kJmol－1
(3)CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)＋CO2(g)
ΔH＝－957.3 kJmol－1
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