高考化学总复习考点专训：化学反应与能量（含解析）

高考化学总复习考点专训：化学反应与能量（含解析）专题12化学反应与能量1．已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，△H=-198kJ/mol，在V2O5存在时反应过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是A．△H=E4-E3+E2-E1B．加入V2O5后反应经过两步完成，其中第一步决定反应速率C．加入V2O5，△H不变，但反应速率改变D．向密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生上述反应达平衡时，反应放热198kJ【答案】C2．A和B转化为C的催化反应历程示意图如下。下列说法不正确的是,A．催化剂在反应前后保持化学性质不变B．生成C总反应的原子利用率为100%C．①→②的过程吸收能量D．C的水溶液呈弱酸性【答案】C3．在含Fe3+的S2O82－和I－的混合溶液中，反应S2O82－(aq)+2I－(aq)=2SO42－(aq)+I2(aq)的分解机理及反应进程中的能量变化如下：步骤①：2Fe3+(aq)+2I－(aq)=I2(aq)+2Fe2+(aq)步骤②：2Fe2+(aq)+S2O82－(aq)=2Fe3+(aq)+2SO42－(aq),下列有关该反应的说法正确的是A．化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关B．该反应为吸热反应C．Fe2+是该反应的催化剂D．若不加Fe3+，则正反应的活化能比逆反应的大【答案】A【解析】A.铁离子可以看做该反应的催化剂，根据反应的机理，化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关，故A正确；B.反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应为放热反应，故B不正确；C.Fe3+是该反应的催化剂，故C不正确；D.此反应为放热反应，不管加不加催化剂，正反应活化能都低于逆反应活化能，故D错误。7．向20mL0.40mol/LH2O2溶液中加入少量KI溶液：ⅰ．H2O2+I-=H2O+IO﹣；ⅱ．H2O2+IO﹣=H2O+O2↑+I﹣。H2O2分解反应过程中能量变化和不同时刻测得生成O2的体积(已折算标准状况)如下。t/min05101520V(O2)/mL0.012.620.1628.032.7下列判断不正确的是A．从图中可以看出，KI能增大H2O2的分解速率B．反应ⅰ是放热反应，反应ⅱ是吸热反应C．0~10min的平均反应速率：v(H2O2)≈9.0×10-3mol/(L·min),D．H2O2在反应过程中既体现了氧化性，又体现了还原性【答案】B8．反应A＋B→C分两步进行：①A＋B→X，②X→C，反应过程中能量变化如图所示，E1表示反应A＋B→X的活化能。下列有关叙述正确的是A．X是反应A＋B→C的催化剂B．反应A＋B→C的ΔH<0C．E2表示反应X→C的活化能D．加入催化剂可改变反应A＋B→C的焓变【答案】B,【解析】A.X是总反应的中间产物，在第一步反应中生成，在第二步反应中消耗，如果X是总反应的催化剂，则应该在第一步反应中消耗，在第二步反应中生成，A项错误；B.从图象中明显看出，反应物A、B的总能量高于生成C的决能量，反应放热，ΔH<0，B项正确；C．E2表示的是X→C的逆反应的活化能，C项错误；D.焓变和反应物、生成物的总能量有关，与反应变化过程无关，催化剂只通过改变反应途径而改变反应速率，不改变反应的焓变，D项错误。12．某温度时，VIA元素单质与H2反应生成气态H2X的热化学方程式如下：1/2O2(g)+H2(g)=H2O(g)ΔH=-242kJ·mol-1S(g)+H2(g)=H2S(g)ΔH=-20kJ·mol-1Se(g)+H2(g)H2Se(g)ΔH=+81kJ·mol-1下列说法正确的是（）A．稳定性：H2O>H2S>H2SeB．降温有利于Se与H2反应生成H2SeC．O2(g)+2H2S(g)=2H2O(g)+2S(g)ΔH=444kJ·mol-1D．随着核电荷数的增加，VIA族元素单质与H2的化合反应越容易发生【答案】A13．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如下所示。,下列说法不正确的是A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂C．①→②放出能量并形成了C—C键D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率【答案】D【解析】A项，根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4+CO2CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A项正确；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂，B项正确；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C-C键，C项正确；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误。14．通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是①C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)ΔH1=akJ·mol−1②CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)ΔH2=bkJ·mol−1③CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=ckJ·mol−1④2CH3OH(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=dkJ·mol−1A．反应①、②为反应③提供原料气B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一C．反应CH3OH(g)==CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH=kJ·mol−1,D．反应2CO(g)+4H2(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol−1【答案】C15．通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2（g）+O2（g）ΔH1=571.6kJ·mol–1②焦炭与水反应制氢：C（s）+H2O(g)===CO（g）+H2（g）ΔH2=131.3kJ·mol–1③甲烷与水反应制氢：CH4（g）+H2O(g)===CO（g）+3H2（g）ΔH3=206.1kJ·mol–1A．反应①中电能转化为化学能B．反应②为放热反应C．反应③使用催化剂，ΔH3减小D．反应CH4（g）===C（s）+2H2（g）的ΔH=74.8kJ·mol–1【答案】D【解析】A、①中太阳能转化为化学能，A错误；B、②中ΔH2===131.3kJ·mol–1＞0，反应为吸热反应，B错误；C、使用催化剂能改变反应的活化能，从而改变反应速率，但不能改变化学反应的焓变，C错误；D、根据盖斯定律：③－②即可得反应CH4（g）===C（s）+2H2（g）的ΔH＝206.1kJ·mol–1－131.3kJ·mol–1＝74.8kJ·mol–1，D正确。20．室温下，将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为△H1，将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为△H2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)△CuSO4(s)+5H2O(l)，热效应为△H3。则下列判断正确的是A．△H2＞△H3B．△H1＜△H3C．△H1+△H3=△H2D．△H1+△H2＞△H3【答案】B【解析】根据题意知，CuSO4·5H2O(s)溶于水的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)Cu2＋（aq）+SO42—,（aq）+5H2O(l)，△H1＞0；CuSO4(s)溶于水的热化学方程式为CuSO4(s)Cu2＋（aq）+SO42—（aq），△H2＜0；根据盖斯定律知，CuSO4·5H2O受热分解的热化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)，△H3=△H1—△H2＞0。A、根据上述分析知，△H2＜△H3，错误；B、根据上述分析知，△H1＜△H3，正确；C、根据上述分析知，△H3=△H1—△H2，错误；D、根据上述分析知，△H1+△H2＜△H3，错误。21．已知：C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)△H＝akJ/molC(s)＋O2(g)＝2CO(g)△H＝－220kJ/molH－H、O＝O和O－H键的键能分别为436、496和462kJ/mol，则a为A．－332B．－118C．＋350D．＋130【答案】D22．标准状态下，气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和O===O键的键焓ΔH分别为436kJ·mol－1、463kJ·mol－1和495kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是A．H2O(g)===H2＋1/2O2(g)ΔH＝－485kJ·mol－1B．H2O(g)===H2(g)＋1/2O2(g)ΔH＝＋485kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝＋485kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－485kJ·mol－1【答案】D【解析】化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，断裂化学键需要吸收能量，形成化学键需要释放能量，根据H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)，该反应的能量变化为2×463kJ/mol-436kJ/mol-=+242.5kJ/mol，化学反应逆向进行，反应热数值不变，符号相反，化学方程式系数加倍，反应热加倍，则2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-485kJ/mol，答案选D。23．1,3－丁二烯和2－丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：CH2=CH－CH=CH2(g)＋2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)＋236.6kJ,CH3－C≡C－CH3(g)＋2H2(g)→CH3CH2CH2CH3(g)＋272.7kJ由此不能判断A．1,3－丁二烯和2－丁炔稳定性的相对大小B．1,3－丁二烯和2－丁炔分子储存能量的相对高低C．1,3－丁二烯和2－丁炔相互转化的热效应D．一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小【答案】D24．按要求回答下列问题：（1）在200℃、101kPa时，0.5molH2(g)与足量I2(g)完全反应放出7.45kJ的热量，该反应的热化学方程式表示为____。（2）根据键能数据估算化学键C—HC—FH—FF—F键能/(kJ·mol-1)414489565155CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH为______kJ/mol（3）已知：①2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH1＝－akJ/mol②C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－bkJ/mol③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=-ckJ/mol,a、b、c均大于0则：反应①中，ΔS______（选填“＞”、“＜”或“＝”）0；2C(s)＋4H2(g)+O2(g)=2CH3OH(l)ΔH＝_______kJ/mol。【答案】H2(g)+I2(g)2HI(g)△H＝－14.9kJ/mol-1940＞a-2b-2c【解析】（1）H2和I2反应方程式为H2＋I2=2HI，即1molH2参与反应放出热量为7.45kJ×1mol/0.5mol=14.9kJ，热化学反应方程式为H2(g)+I2(g)2HI(g)△H＝－14.9kJ/mol；（2）根据△H=反应物键能总和－生成物键能总和=(4×414＋4×155－4×489－4×565)kJ·mol－1=－1940kJ·mol－1；（3）①CH3OH为液体，其余为气体，反应①中熵增，即△S>0；根据目标方程式，有①－②×2－2③得出△H=(a－2b－2c)kJ·mol－1。25．Ⅰ.中和热的测定是高中重要的定量实验。取50mL0.55mol/L的NaOH溶液与50mL0.25mol/L的硫酸溶液置于如图所示的装置中进行中和热的测定实验，回答下列问题：(1)仪器A的名称是____________。(2)实验测得的数据如下表：温度实验次数起始温度t1℃终止温度t2/℃温度差平均值(t2－t1)/℃H2SO4NaOH平均值126.226.026.129.53.4225.925.925.929.2326.426.226.329.8近似认为0.55mol/LNaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)。ΔH＝__________(取小数点后一位)。（3）若改用60mL0.25mol·L-1 H2SO4和50mL0.55mol·L-1 ,NaOH溶液进行反应与上述实验相比，所放出的热量______，若实验操作均正确，则所求中和热_____。II、某课外活动小组拟探究H+浓度对MnO2与H2O2反应速率的影响。（4）现取等量MnO2和下表有关物质，在相同温度下进行4组实验，分别记录收集20.0mL氧气所需时间。实验编号ⅠⅡⅢⅣ10%H2O2的体积/mL5.05.0V1V220%硫酸的体积/mL00.51.0V3水的体积/mL1514.5V413.5所需时间t/st1t2t3t4已知酸条件下时：MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O①实验I发生反应的化学方程式为________，实验II中MnO2的作________。②上表中V1=_______mL，V3=_______mL。③若实验测得t2＞t3＞t4，则可得出的实验结论是______。【答案】环形玻璃搅拌棒-56.8KJ/mol不相等相等2H2O22H2O+O2↑氧化剂5.01.5酸浓度越大，反应速率越快,（4）①未加硫酸，二氧化锰做催化剂，H2O2发生分解反应：2H2O22H2O+O2↑，在有硫酸的条件下发生反应：MnO2+H2O2+2H+=Mn2++O2↑+2H2O，反应中MnO2的作氧化剂。②因为四个实验是对比实验，都产生相同的O2，故而需要n(H2O2)相同，所以V1=5mL，且要测算产生等量O2所需的时间，所以混合容易的体积应相同，保证浓度相等；V3=1.5mL。③实验测得t2＞t3＞t4，是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三个实验中，硫酸的浓度不同造成的，由此可以得出硫酸的浓度越大，反应速率越快，得到等量O2所需时间越小。