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2019-2020年高考化學一輪復習 第六章 第一講 化學反應的熱效應
一、選擇題
1．下列說法錯誤的是( )
A．化學反應中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化
B．需要加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應
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．反應物和生成物所具有的總能量決定了反應是放熱還是吸熱
解析 化學反應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．已知化學反應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．該反應熱ΔH＝＋(a－b)kJmol－1
C．該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量
D．斷裂1 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物總能量，C錯；1 mol A2(g)與1 mol B2(g)反應生成2 mol AB(g)吸收(a－b)kJ熱量，A錯，B正確；化學鍵斷裂吸收能量，D錯。
答案 B
3．已知下列熱化學方程式：
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
下列關系式中正確的是( )
A．a
d>0
C．2a＝b<0 D．2c＝d>0
解析 H2的燃燒反應都是放熱反應，ΔH<0，a、b、c、d都小于0，B、D錯；反應③與反應①相比較，產物的狀態(tài)不同，H2O(g)轉化為H2O(l)為放熱反應，所以a>c，A錯；反應②的化學計量數(shù)是①的2倍，反應熱②也是①的2倍，b＝2a<0，C對。
答案 C
4．已知熱化學方程式：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后，放出熱量為
Q kJ
C．增大壓強或升高溫度，該反應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錯誤。SO2和O2的反應是可逆反應，將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應后，參加反應的SO2小于2 mol，放出的熱量小于Q kJ，B錯誤。增大壓強，該平衡向正反應方向移動，放出熱量更多，升高溫度，該平衡向逆反應方向移動，放出熱量減少，C錯誤。
答案 D
5．為探究NaHCO3、Na2CO3和鹽酸(以下鹽酸濃度均為1 molL－1)反應過程中的熱效應，實驗測得如下數(shù)據(jù)：
序號
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
由此得出的結論正確的是 ( )。
A．Na2CO3溶液與鹽酸的反應是吸熱反應
B．NaHCO3溶液與鹽酸的反應是放熱反應
C．20.0 ℃時，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，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 實驗②④說明Na2CO3溶液與鹽酸的反應是放熱反應，A錯誤；實驗①③說明NaHCO3溶液與鹽酸的反應是吸熱反應，B錯誤；由實驗②可知，碳酸鈉固體溶于水會放熱，而C項缺少了這個放熱的過程，因而放出的熱量少于實驗④，則溫度低于25.1 ℃，該項正確；同理，由實驗①③判斷，D項錯誤。
答案 C
6．將TiO2轉化為TiCl4是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應之一。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 認真觀察已知反應和目標反應，將已知反應分別記為①、②，應用蓋斯定律，由反應①＋②2即可解題。
答案 D
7．肼(N2H4)是火箭發(fā)動機的燃料，它與N2O4反應時，N2O4為氧化劑，生成氮氣和水蒸氣。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反應的熱化學方程式，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，將熱化學方程式②2－①就可以得到肼與N2O4反應的熱化學方程式，則ΔH＝－534.0 kJ/mol2－8.7 kJ/mol＝－1 076.7 kJ/mol，選項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)生鋁熱反應的熱化學方程式是_______________________________________________________________
_______________________________________________________________。
某同學認為，鋁熱反應可用于工業(yè)煉鐵，你的判斷是________(填“能”或“不能”)，你的理由是___________________________________________
________________________________________________________________。
(2)反應物與生成物均為氣態(tài)的某可逆反應在不同條件下的反應歷程分別為A、B，如圖所示。
①據(jù)圖判斷該反應是________(填“吸”或“放”)熱反應，當反應達到平衡后，其他條件不變，升高溫度，反應物的轉化率將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②其中B歷程表明此反應采用的條件為________(填字母)。
A．升高溫度 B．增大反應物的濃度
C．降低溫度 D．使用催化劑
解析 (1)該鋁熱反應的化學反應方程式為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)。鋁比鐵價格高，故用鋁熱反應煉鐵經濟上不合算。(2)結合圖像，反應物的能量低于產物能量，該反應為吸熱反應，升溫平衡向正反應方向移動，反應物的轉化率增大。
答案 (1)3FeO(s)＋2Al(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s)
ΔH＝－859.7 kJmol－1 不能 該反應為引發(fā)反應，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方程式為_____________________________________________________________________________。
(2)反應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：
__________________________________________________
__________________________________________________(寫出兩點即可)。
解析 (1)根據(jù)蓋斯定律，反應①＋反應②整理可得甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學方程式為：CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－764.7 kJmol－1。
(2)反應的最終能量變化只與始態(tài)、終態(tài)能量有關，與中間狀態(tài)無關，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燃燒的產物對環(huán)境無任何污染；等質量的H2完全燃燒放出的熱量比CH3OH(g)的高(其他合理答案也可)
10．實驗室用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行測定中和熱的實驗，得到表中的數(shù)據(jù)：
實驗次數(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)實驗時用環(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)經數(shù)據(jù)處理，t2—t1＝3.4 ℃。則該實驗測得的中和熱ΔH＝________[鹽酸和NaOH溶液的密度按1 gcm－3計算，反應后混合溶液的比熱容(c)按4.18 J(g℃)－1計算]。
(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的關系為：ΔH1________ΔH(填“＜”、“＞”或“＝”)，理由是________________________________________________________________。
解析 (1)對于本實驗，讓氫氧化鈉和鹽酸盡可能地完全反應是減小誤差的一個方面，所以實驗時用環(huán)形玻璃棒上下攪動，以防將溫度計損壞。減少熱量散失是減小誤差的另一個重要方面，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后放出的熱量少，所以ΔH1＞ΔH。
答案 (1)上下攪動(或輕輕攪動) Cu傳熱快，防止熱量損失 (2)－56.8 kJmol－1 (3)＞ NH3H2O 屬于弱電解質，電離吸熱
11．當前環(huán)境問題是一個全球重視的問題，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問題。
(1)二氧化碳是地球溫室效應的罪魁禍首，目前人們處理二氧化碳的方法之一是使其與氫氣反應合成甲醇，甲醇是汽車燃料電池的重要燃料。CO2與H2反應制備CH3OH和H2O的化學方程式為____________________________________________________
_____________________________________________________________________
(2)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質硫。
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反應的熱化學方程式________________________________________
______________________________________________________________________。
(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生成水蒸氣和氮氣的熱化學方程式是__________________________
_________________________________________________________________ ______。
解析 解答本題時應注意以下三點：
(1)結合題意找出反應物和產物。
(2)對所要疊加的熱化學方程式進行處理。
(3)ΔH的數(shù)值也要隨熱化學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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