高三化學通用版一輪復習強化訓練化學反應中的能量變化1

化學反應中的能量變化1．H2與ICl的反應分①②兩步進行，其能量曲線如圖所示，下列有關說法錯誤的是A．反應①、反應②均為放熱反應B．反應①、反應②均為氧化還原反應C．反應①比反應②的速率慢，與相應正反應的活化能無關D．反應①、反應②的焓變之和為ΔH＝－218kJ·mol－1【答案】C【解析】反應物的總能量大于生成物的總能量，反應是放熱反應，根據圖象，故A說法正確；反應①中H的化合價由0→＋1，部分I的化合價降低，屬于氧化還原反應，反應②中，I的化合價發(fā)生變化，屬于氧化還原反應，故B說法正確；反應①比反應②慢，說明反應①中正反應的活化能較大，反應②中正反應的活化能較小，故C說法錯誤；根據蓋斯定律，知反應的焓變只與始態(tài)和終態(tài)有關，與反應的途徑無關，因此ΔH＝－218kJ·mol－1，故D說法正確。故選C。2．高鐵酸鈉(Na2FeO4)是具有紫色光澤的粉末，是一種高效綠色強氧化劑，堿性條件下穩(wěn)定，可用于廢水和生活用水的處理。實驗室以石墨和鐵釘為電極，以不同濃度的NaOH溶液為電解質溶液，控制一定電壓電解制備高鐵酸鈉，電解裝置和現(xiàn)象如下。下列說法不正確的是c(NaOH)陰極現(xiàn)象陽極現(xiàn)象1mol·L－1產生無色氣體產生無色氣體，10min內溶液顏色無明顯變化10mol·L－1產生大量無色氣體產生大量無色氣體，3min后溶液變?yōu)闇\紫紅色，隨后逐漸加深15mol·L－1產生大量無色氣體產生大量無色氣體，1min后溶液變?yōu)闇\紫紅色，隨后逐漸加深A．a為鐵釘，b為石墨B．陰極主要發(fā)生反應：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－C．高濃度的NaOH溶液有利于發(fā)生Fe－6e－＋8OH－＝FeO42＋4H2OD．制備Na2FeO4時，若用飽和NaCl溶液，可有效避免陽極產生氣體【答案】D【解析】以石墨和鐵釘為電極，用電解法制備Na2FeO4，F(xiàn)e發(fā)生氧化反應，則鐵釘為陽極，故a為鐵釘，b為石墨，A正確。陰極上發(fā)生還原反應生成H2，電極反應式為2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑，B正確。由表中信息可知，c(NaOH)越大，陽極附近溶液變?yōu)闇\紫紅色的時間越短，則生成Na2FeO4的速率越快，故高濃度的NaOH溶液有利于發(fā)生反應：Fe＋8OH－－6e－===FeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O，C正確。若用飽和NaCl溶液，溶液中c(Cl－)較大，Cl－在陽極發(fā)生反應：2Cl－－2e－===Cl2↑，則陽極上還產生氣體Cl2，D錯誤。故選D。3．下列說法正確的是A．需要加熱的反應一定是吸熱反應B．放熱反應X(s)=Y(s),則X比Y穩(wěn)定C．硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量更多D．在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量與生成物的總能量一定不同【答案】D【解析】吸熱反應與放熱反應的判斷一般不能通過反應條件來簡單地確定，而必須通過反應前后吸收與放出的總能量比較來確定，也可以通過反應物與生成物鍵能的總大小來比較。A.需要加熱的反應不一定都是吸熱反應，如碳的燃燒、金屬與非金屬的化合反應等；吸熱反應也不一定都需要加熱，如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應，在室溫時就可以發(fā)生。錯誤；B.X(s)=Y(s)為放熱反應，放熱反應是反應物具有的總能量大于生成物總能量，所以X(s)的總能量大于Y(s)的總能量，因此Y比X穩(wěn)定。錯誤；C.相同條件下,同一物質在氣態(tài)時具有的能量最多,液體時次之,固態(tài)時最少,反應放出的熱量等于反應物所具有的總能量減去生成物所具有的總能量,因為生成物是一樣的,所以等量的硫蒸氣完全燃燒時放出的熱量會比硫固體放出的要多。錯誤；D.化學反應的本質是舊鍵斷裂，新鍵生成。舊鍵斷鍵吸收的能量是不等于生成物成鍵放出的能量。正確；故選D。4.中國研究人員研制出一種新型復合光催化劑，利用太陽光在催化劑表面實現(xiàn)高效分解水，其主要過程如下圖所示。已知：幾種物質中化學鍵的鍵能如下表所示?；瘜W鍵H2O中H—O鍵O2中O＝O鍵H2中H—H鍵H2O2中O—O鍵H2O2中O—H鍵鍵能kJ/mol463496436138463若反應過程中分解了2mol水，則下列說法不正確的是A．總反應為2H2O2H2↑+O2↑B．過程I吸收了926kJ能量C．過程II放出了574kJ能量D．過程Ⅲ屬于放熱反應【答案】D【解析】A．由圖可知，總反應為水分解生成氫氣和氧氣，實現(xiàn)了光能向化學能的轉化，反應的方程式為2H2O2H2↑+O2↑，故A正確；B．過程I為2molH2O分子變成2mol氫原子和2mol羥基（—OH）的過程，吸收的能量=463kJ×2=926kJ，故B正確；C．過程II為2mol氫原子和2mol羥基（—OH）生成1mol氫氣和1mol過氧化氫，放出的能量=436kJ+138kJ=574kJ，故C正確；D．過程Ⅲ為1mol過氧化氫變成1mol氧氣和1mol氫氣，斷開1molH2O2中2molH—O鍵和1molO—O鍵，形成1molO2中O＝O鍵和1molH2中H—H鍵，吸收的能量=463kJ×2+138kJ=1064kJ，放出的能量=496kJ+436kJ=932kJ，吸收的能量大于放出的能量，該過程為吸熱反應，故D錯誤；故選D。5．現(xiàn)有陽離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極和如圖所示的電解槽。用氯堿工業(yè)中的離子交換膜技術原理，可電解Na2SO4溶液生產NaOH溶液和H2SO4溶液。下列說法中正確的是A．b是陽離子交換膜，允許Na＋通過B．從A口出來的是NaOH溶液C．陰極反應式為4OH－－4e－===2H2O＋O2↑D．Na2SO4溶液從G口加入【答案】A【解析】A右邊電極是陰極，氫離子放電，b是陽離子交換膜，允許Na＋通過，正確；B左邊電極是陽極，陽極是氫氧根放電，從A口出來的是硫酸溶液，錯誤；C陰極是氫離子得到電子，錯誤；D根據分析可知Na2SO4溶液從F口加入，錯誤。故選A。6．化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W鍵的鍵能是形成（或折開）1mol化學鍵時釋放（或吸收）的能量。已知白磷和P4O6的分子結構如圖所示，現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能（kJ/mol）：P—P：198，P—O：360，O＝O：498，則反應1molP4（白磷）與氧氣反應生成P4O6的熱量變化為A．放出1638kJ B．吸收1638kJ C．放出126kJ D．吸收126kJ【答案】A【解析】反應的熱量變化要考慮反應物的鍵能總和與生成物的鍵能總和的相對大小，吸收198kJ/mol6+498kJ/mol3；放出360kJ/mol12，1molP4（白磷）反應，生成物成鍵放出熱量比反應物斷鍵吸收能量多1638kJ。故選A。7．下列關于化學反應與能量變化的說法正確的是A．燃燒屬于放熱反應B．中和反應是吸熱反應C．斷裂化學鍵放出能量D．反應物總能量與生成物總能量一定相等【答案】A【解析】A.物質燃燒時向外界釋放能量屬于放熱反應，故A正確；B.酸堿發(fā)生中和反應時向外界釋放能量，所以中和反應都是放熱反應，故B錯誤；C.化學鍵的斷裂吸收能量，化學鍵的形成放出能量，故C錯誤；D.化學反應中有物質變化一定伴隨有能量變化，反應物總能量與生成物總能量一定不相等，故D錯誤。故選A。8．如圖所示的日常生活裝置中，與充電時的能量轉化形式相同的是【答案】A【解析】充電為電解過程，電能轉化為化學能。電解水為電解過程，與充電的能量轉化形式相同，A正確；水力發(fā)電為機械能轉化為電能的過程，B錯誤；太陽能熱水器將太陽能轉化為熱能，C錯誤；干電池將化學能轉化為電能，D錯誤。故選A。9．已知反應X+Y＝M+N為吸熱反應，對這個反應的下列說法中正確的是A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B．因為該反應為吸熱反應，故一定要加熱反應才能進行C．破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學鍵所放出的能量D．X和Y的總能量一定低于M和N的總能量【答案】D【解析】A、反應吸熱，但X的能量不一定低于M的，Y的能量不一定低于N的，A錯誤；B、反應的吸、放熱，與反應條件無關，B錯誤；C、反應吸熱，破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量大于形成生成物中化學鍵所放出的能量，C錯誤；D、反應吸熱，因此反應物總能量高于產物總能量，即X和Y的總能量一定低于M和N的總能量，故D正確；故選D。10．如圖所示，將兩燒杯中電極用導線相連，四個電極分別為Mg、Al、Pt、C。當閉合開關S后，以下表述正確的是A．電流表指針不發(fā)生偏轉B．Al、Pt兩極有H2產生C．甲池pH減小，乙池pH不變D．Mg、C兩極生成的氣體在一定條件下可以恰好完全反應【答案】D【解析】甲池Al能與NaOH溶液反應，所以為原電池，乙池Pt、C均不與NaOH溶液反應，故乙池為電解池，電流表指針偏轉。甲池中Mg為正極，產生H2，Al為負極溶解，Pt作陰極產生H2，C作陽極產生O2，甲池消耗NaOH，pH減小，乙池消耗水，pH增大。根據電子轉移數目相等，則Mg、C兩極產生的O2、H2體積比為1∶2，在一定條件下可以完全反應。故選D。11．（1）請用熱化學方程式表示：①1molN2(g)與適量H2(g)反應，生成2molNH3(g)，放出92.2kJ熱量。________________________________________________________________________②1molN2(g)與適量O2(g)反應生成2molNO2(g)，吸收68kJ熱量。________________________________________________________________________（2）隨著科學技術的進步，人們研制了多種甲醇質子交換膜燃料電池，以滿足不同的需求。有一類甲醇質子交換膜燃料電池，需將甲醇蒸氣轉化為氫氣，兩種反應原理是：①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)；ΔH＝＋49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝－192.9kJ·mol－l由上述方程式可知，CH3OH的燃燒熱________(填“大于”“等于”或“小于”)192.9kJ·mol－1。已知水的汽化熱為44kJ·mol－1，則氫氣燃燒熱的熱化學方程式為_____________________________________。（3）把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：途徑ⅠC(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1<0①途徑Ⅱ先制成水煤氣：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH2>0②再燃燒水煤氣：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH3<0③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH4<0④ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的數學關系式是________。A．2ΔH1＝2ΔH2＋ΔH3＋ΔH4 B．2ΔH1<2ΔH2＋ΔH3＋ΔH4C．2ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3＋ΔH4 D．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4【答案】（1）①N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)；ΔH＝－92.2kJ·mol－1②N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)；ΔH＝＋68kJ·mol－1（2）大于H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH＝－124.6kJ·mol－1（3）A【解析】（1）①N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1。②N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋68kJ·mol－1。（2）燃燒熱對應液態(tài)水，比②放出更多熱量，所以CH3OH的燃燒熱大于192.9kJ·mol－1。eq\f(②－①,3)得到H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(g)ΔH＝－80.6kJ·mol－1，再結合H2O(g)===H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1，得到氫氣燃燒熱的熱化學方程式為H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH＝－124.6kJ·mol－1。（3）煤直接燃燒與制成水煤氣再燃燒的能量守恒，故選A。12．某探究活動小組想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，有甲、乙兩位同學均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學將電極放入6mol·L－1稀硫酸中，乙同學將電極放入6mol·L－1的NaOH溶液中，如圖所示。（1）寫出甲池中發(fā)生的有關電極反應式：負極_________________________________，正極__________________________________。（2）乙池中負極為______，正極發(fā)生______反應，總反應的離子方程式為__________________（3）如果甲與乙兩位同學均認為“構成原電池的電極材料若是金屬，則構成負極材料的金屬應比構成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷出________(填寫元素符號，下同)活動性更強，而乙會判斷出________活動性更強。（4）由此實驗，可得到如下結論正確的是________。A．利用原電池反應判斷金屬活動性順序應注意選擇合適的介質B．鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強C．該實驗說明金屬活動性順序表已過時，已沒有實用價值D．該實驗說明化學研究對象復雜，反應條件多變，應具體問題具體分析（5）上述實驗也反過來證明了“利用金屬活動性順序直接判斷原電池中正、負極”的做法________(填“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，則請你提出