高中高三化学二轮复习强化训练专题三化学反应与能量(含解析).pdf

学习必备欢迎下载化学反应与能量1、下列方程式正确的是（）A表示甲醇燃烧热的热化学方程式：2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g);H= -725KJ/mol B硫化钠溶液显碱性的原因：S2-+2H2OH2S+2OH- C向硅酸钠溶液中通入足量的CO2 ：SiO32- +2CO2+3H2O=H4SiO4+2HCO3- D氧化亚铁溶于稀硝酸中：3FeO+NO3- +8H+=3Fe3+NO+4H2O【答案】 C 2、已知： CH4(g) 2O2(g)=CO2(g) 2H2O(l) H1Q1kJmol12H2(g) O2(g)=2H2O(l) H3Q2kJmol1取体积比23 的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况下 ) ，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为（）A0.4Q10.15Q2 B0.2Q1 0.05Q2 C0.2Q10.15Q2 D0.2Q1 0.3Q2【答案】 C 3、已知反应H2 + I2 = 2 HI，在一定条件下的数据如下，根据数据判断该反应是（）A放热反应 B吸热反应C没有热量变化 D无法判断【答案】 A 4、用电动公交车初步替代燃油公交车是天津市节能减排、控制雾霾的重要举措之一。Li-Al/FeS电 池 是 一 种 正 在 开 发 的 车 载 电 池 ， 该 电 池 中 正 极 的 电 极 反 应 式 为 ：2Li+FeS+2e-=Li2S+Fe ，有关该电池的下列说法中，正确的是A电池反应的化学方程式为：2Li+FeS=Li2S+Fe B负极的电极反应式为：Al-3e-=Al3+ CLi Al 在电池中作为负极材料，该材料中Li 的化合价是 +1 D电池充电时，阴极反应为：Li2S+Fe-2e-=2Li+FeS 【答案】 A 5、下面两套实验装置，都涉及金属的腐蚀反应，假设其中的金属块和金属丝都是足量的。请同学们仔细观察，完成下题。下列与反应原理相关的叙述不正确的是( ) 化学键HH I I HI 断 开 时 吸 收 的 能 量 或 形 成 时 放 出 的 能 量（kJ/mol ）436 151 299 学习必备欢迎下载A装置中不可能发生反应：Fe2Fe3=3Fe2B装置在反应结束时溶液中存在Fe2C装置的溶液若换为稀硝酸，则腐蚀过程与原装置不同D装置中的铁丝能发生电化学腐蚀【答案】 A 【解析】 浓硝酸变稀， 稀硝酸与钝化生成的氧化物反应有铁离子生成，铁单质与铁离子发生反应： Fe2Fe3=3Fe2，溶液中最终只含有Fe2；稀硝酸存在时，铁作负极，铜作正极，铁被腐蚀； 装置开始发生的是化学腐蚀不是电化学腐蚀，铁、氧气和水反应生成铁锈，氧气消耗后压强变小液面左移，接触后发生析氢腐蚀。6. 关于如图装置所示的两个实验，说法正确的是( ) A中均发生了化学变化，均是化学能转变为电能的装置B中电流方向是从Zn 经导线流入Cu C反应开始阶段，中均有氢气产生D电极反应式：中阳极2Cl2e=Cl2中正极2H2e=H2【答案】 D 【解析】 A项装置为电解池，将电能转化为化学能；B项电流方向为从Cu流向 Zn；C项中产生的气体是Cl2。6、已知；gNHsHCONHsCONH33432419 .74molkJH，下列说法中正确的是（）A. 该反应中熵变、焓变皆大于0 B. 该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行C. 碳酸盐分解反应中熵增加，因此任何条件下所有碳酸盐分解一定自发进行D. 能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应【答案】 A 7、关于吸热反应的说法正确的是( )。A凡需加热的反应一定是吸热反应B 相同条件下， 2molH2(g) 与 1molO2(g) 完全化合生成2molH2O(g) ， 放出 a kJ 热量，2molH2(g)与 1molO2(g) 完全化合生成2molH2O(l) ，放出 b kJ 热量，则a b C若 CO2与 CaO化合是放热反应，则CaCO3分解是吸热反应D相同条件下，1molH2O(l) 与 1molCaO完全化合，放出a kJ 热量， 2molH2O(l) 与 2molCaO完全化合，也放出a kJ 热量【答案】 C 8、下列说法中正确的是（）A凡是物质的化学变化都伴随着能量的变化B凡是物质的化学变化就一定只伴随着化学能与热能的转化C凡是吸热反应都需要人为加热学习必备欢迎下载D. 任何放热反应在常温下一定能发生【答案】 A 9、已知 2 mol 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484 kJ ，且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收能量496 kJ ，水蒸气中1 mol H O键形成时放出能量463 kJ ，则氢气中1 mol HH键断裂时吸收能量为 ( ) 。A920 kJ B557 kJ C 436 kJ D188 kJ 【答案】 C 【解析】设 1 mol HH键断裂时吸收能量为xkJ。 首先写出化学反应方程式2H2O2=点燃2H2O ，然后分析过程， 2H H O=O=点燃2HO H，由过程可知2 mol 氢气完全燃烧生成水蒸气时应该拆开2 mol H H 键、 1 mol O=O 键，吸收的能量为(2x496)kJ ；生成 2 mol H2O形成 4 mol HO键，放出的能量为4463 kJ1 852 kJ，依据能量守恒定律放出能量484 kJ1 852 kJ (2x496)kJ ，即可求出x436。10、在 25 、1.01105 Pa 时， 1 g CH4燃烧时生成CO2与液态 H2O，放出 55.6 kJ的热量，则 CH4的燃烧热H为（）A55.6 kJ mol 1 B 889.6 kJ mol1 C 889.6 kJ mol1 D 444.8 kJ mol1【答案】 C 【解析】根据题中所给出的信息分析，Qn( 可燃物 ) H，所以 HQ/n( 可燃物 ) ，计算可得 H889.6 kJ mol1。11、胶状液氢 ( 主要成分是H2和 CH4) ，有希望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得： 101 kPa 时， 1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量； 1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出 890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是（）ACH4(g) 2O2(g)=CO2(g) 2H2O(l) ；H890.3 kJ mol1BCH4(g) 2O2(g)=CO2(g) 2H2O(l) ；H890.3 kJ mol1CCH4(g) 2O2(g)=CO2(g) 2H2O(l) ；H890.3 kJ D2H2(g) O2(g)=2H2O(l) ；H285.8 kJ mol1【答案】 B 【解析】书写热化学方程式时，要标明各物质的聚集状态，放热反应H为负值 , 吸热反应H为正值 ,A 项错误 ; H的单位是kJmol1，C 项错误 ;2 mol H2完全燃烧放出的热量为571.6 kJ ，D项错误。12、 X、Y、Z、M四种金属，已知X可以从 Y的盐溶液中置换出Y；X和 Z 作原电池电极时，Z为正极； Y和 Z 的离子共存于电解液中，Y离子先放电； M的离子的氧化性强于Y的离子。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为下列的A. XYZ M B. XZMY C. MZXY D. XZYM 【答案】 D 13、已知H2(g) Br2(l)=2HBr(g) H 72 kJ/mol ，蒸发1 mol Br2(l) 需要吸收的能量为 30 kJ ，其他相关数据如下表：H2(g) Br2(g) HBr(g) 1 mol 分子中的化学键断裂时需要吸收的能量kJ 436 a369 则表中a为 ( ) A404 B260 C230 D200 学习必备欢迎下载【答案】 D 14、下列有关农业问题，所采取的措施或解释属于正确的是A铵态氮肥和草木灰含 K2CO3能混合施用B化肥和农家肥如绿肥 不可混合施用C “盐碱地”中有Na2CO3通过加石膏使之生成碳酸钙，这样根据平衡移动原理，随着c(CO32)浓度的降低，“盐碱地”的碱性降低D复合肥如磷酸氢二铵和生石灰能一起施用【答案】 C 【解析】铵态氮肥与草木灰混合可双水解，营养流失；化肥和农家肥完全可混合施用；复合肥 如磷酸氢二铵和生石灰能一起施用，两者将反应生成正盐磷酸钙，不能溶于水，不能被植物吸收。“盐碱地”中Na2CO3水解使土壤成碱性，即：CO32 H2OHCO3 OH，通过加石膏生成沉淀，减少c(CO32) 浓度，平衡左移，土壤碱性减弱。故答案为C 15、 1 g 氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（A.2H2（g)+O2(g) 2H2O(l); H=-142.9 kJ mol-1B.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l); H=-571.6 kJ mol-1C.2H2+O22H2O;H=-571.6 kJmol-1D.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l); H=+571.6 kJ mol-1【答案】 B 16、如图是某同学设计的放热反应的观察装置。其实验顺序是：按图所示将实验装置连接好。在 U形管内加入少量红墨水( 或品红 ) 溶液。打开 T型管螺旋夹， 使 U形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹。在中间的试管里盛1 g 氧化钙，当滴入2 mL左右的蒸馏水后，同时打开螺旋夹即可观察。试回答： (1) 实验中观察到的现象是_ _ 。(2) 该实验中必须进行的一步实验操作是_ 。(3) 该实验的原理是_ _ 。(4) 实验中反应的化学反应方程式是_ 。学习必备欢迎下载(5) 说明 CaO 、H2O的能量与Ca(OH)2的能量之间的关系_ 。(6) 若该实验中CaO换成 NaCl，实验还能否观察到相同现象？_。【答案】 (1)U 形玻璃管里的红墨水( 或品红 ) 会沿开口端上升(2) 检查装置气密性(3)CaO 和水反应放出热量使大试管中空气膨胀，引起红墨水( 或品红 ) 在 U 形管中的液面不再相平(4)CaOH2O=Ca(OH)2(5)CaO 和 H2O的能量和大于Ca(OH)2的能量(6) 否【解析】 该题是一道以能量变化、反应热为背景的实验探讨题，解题时要明确设计者的意图。从提供的仪器和目的来看，意在通过观察U形管里液面变化指示左边装置中发生的反应的热量变化。 可自然想到热胀冷缩现象，而在实验中利用大试管里的空气膨胀，故此实验装置必须气密性良好，否则无法观察到现象，弄清楚了这些，问题自然不难解决。17、某学习小组设计以下实验，探究化学反应中的热效应，把试管放入盛有25的饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管往其中滴加5 mL 盐酸。试回答下列问题：实验中观察到的现象是_ _ _ 。(2) 产生上述现象的原因是_ 。(3) 写出有关反应的离子方程式：_ 。(4) 由实验推知， MgCl2和 H2的总能量 _( 填“大于”、 “小于”或“等于” ) 镁片和盐酸的总能量。(5) 如果将本题中“ 25的饱和石灰水”换成“20碳酸饮料”进行实验探究，实验中观察到的另一现象是_ _ _，其原因是 _ _ 【答案】 (1) 试管中镁片逐渐溶解，并有气体产生，烧杯中石灰水变浑浊(2) 镁与稀盐酸反应是放热反应，该反应放出的热量使石灰水温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，故变浑浊(3)Mg2H=Mg2H2(4) 小于(5) 烧杯中液体放出气泡的速率逐渐加快气体的溶解度随着温度的升高而减小学习必备欢迎下载【解析】 镁与盐酸反应是放热反应，镁与盐酸反应产生的热量使石灰水的温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小，气体的溶解度也随温度的升高而减小18、盐酸和氢氧化钠溶液的中和反应，没有明显的现象。某学习兴趣小组的同学为了证明氢氧化钠溶液与盐酸或硫酸发生了反应，从中和反应的热效应出发，设计了下面几种实验方案。请回答有关问题。(1) 方案一：如图组装好实验装置，图中小试管用细线吊着，细线的上端拴在细铁丝上。开始时使右端U型管两端红墨水相平。实验开始， 向下插细铁丝， 使小试管内盐酸和广口瓶内氢 氧 化 钠 溶 液 混 合 ， 此 时 观 察 到 的 现 象 是 _ 。 原 因 是_ 。(2) 方案二：该小组借助反应溶液温度的变化来判断反应的发生。如果氢氧化钠溶液与盐酸混合前后有温度的变化，则证明发生了化学反应。该小组同学将不同浓度的氢氧化钠溶液和盐酸各 10 mL 混合，用温度计测量反应前后温度的变化，测得的部分数据如下表：编号盐酸氢氧化钠t/ 1 0.1 mol L 10.05 mol L13.5 2 0.1 mol L 10.1 mol L1x3 0.2 mol L 10.2 mol L114 则x等于 _。(3) 方案三：该小组还设计了如图所示装置来证明氢氧化钠溶液确实与稀硫酸发生了反应。他们认为若洗气瓶中导管口有气泡冒出，则说明该反应放出热量，从而证明发生了反应。实验时，打开分液漏斗活塞，发现导管流出液体不畅，原因可能是_。从原理上讲，该实验设计的不合理之处为_。请你在此实验装置的基础上提出修改方案_ 。【答案】 (1)U形管内液面左边下降、右边升高盐酸和氢氧化钠发生中和反应放出热量，使瓶内气体温度升高，压强增大(2)7 (3) 没打开分液漏斗上部塞子稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸的体积引起的分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管【解析】 (1) 方案一中盐酸和氢氧化钠发生中和反应会放出热量，使广口瓶内气体温度升高，气体受热膨胀。压强增大，U 形管内液面左边下降、右边升高。(2) 方案二中由反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量来看，1 号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是0.05103mol，温度升高3.5 ，3 号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸都是0.2 10 3mol，为 1 号反应的学习必备欢迎下载4 倍，而温度变化量也是4 倍，由此看出参加反应的物质的量与温度变化量成正比。2 号反应中参加反应的氢氧化钠和盐酸的物质的量是1 号反应的2 倍，故温度变化也应为2 倍，为7 。 (3) 方案三中稀硫酸具有一定的体积，冒出气泡的原因可能是加入稀硫酸的体积引起的。可以在分液漏斗上部塞子和锥形瓶之间连接一导管，即维持分液漏斗和锥形瓶内气压相等，便于液体顺利流下，又不会引入液体体积。如图：19、 A、B、C、D、 E 、F 六种物质的转化关系如图所示( 反应条件和部分产物未标出) ：图 G2 4 (1) 若 A为短周期金属单质， D为短周期非金属单质，且所含元素的原子序数A是 D的 2 倍，所含元素的原子最外层电子数D是 A的 2 倍，F 的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成，则A的 原 子 结 构 示 意 图 为 _ ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为_ 。(2) 若 A 为常见的金属单质，D 、 F 是气态单质，反应在水溶液中进行，则反应( 在水溶液中进行 )的离子方程式是_，已知常温下1 g D与 F 反应生成B(气态 )时放出 92.3 kJ热量，写出反应的热化学方程式_。(3) 若 A、D、F 都是短周期非金属元素单质，且A、D 所含元素同主族，A、F 所含元素同周期，则反应的化学方程式为_， 列举物质B在工业中一个重要用途_ 。【答案】 (1)C4HNO3( 浓) CO2 4NO2 2H2O (2)2Fe2Cl2=2Fe3 2ClH2(g ) Cl2 (g)=2HCl(g) H 184.6 kJ m ol1(3)2C SiO22CO Si 制光导纤维、陶瓷、玻璃等【解析】 (1) 本题的突破口为“F的浓溶液与A、D反应都有红棕色气体生成”，该红棕色气体为 NO2， F为硝酸。由“元素的原子序数A 是 D的 2 倍，所含元素的原子最外层电子数D是 A的 2 倍”可知， A为 Mg ，D为 C元素。学习必备欢迎下载(2) 由“A为常见的金属单质，D、F 是气态单质”可知，C为 A金属化合物， A与 F 反应生成E，E也为 A金属化合物，而C可转化为E，可知 A为变价金属，故A为铁。(3) A 、D所含元素同主族，A、D、F 都是短周期非金属元素单质，则A为 C，D为 Si ， B为SiO2。20、已知下列热化学方程式： H2(g)+21O2(g) H2O(l) H285kJ/mol H2(g)+21O2(g) H2O(g) H241.8kJ/mol C(s)+21O2(g) CO(g) H110.4 kJ/mol C(s)+ O2(g) CO2(g) H393.5 kJ/mol回答下列各问：（1）上述反应中属于放热反应的是。（2）C 的燃烧热为。（3）燃烧 10g H2生成液态水，放出的热量为。（4）CO燃烧的热化学方程式为。【答案】（1） ；（2） 393.5 kJ mol； （3）1425 kJ； （4）CO(g)+21O2(g) CO2(g) H 283.1kJ/mol。【解析】21、根据如图，回答下列问题：(1) 正极材料为 _，负极材料为 _。(2) 放电时 NH4向 _( 填“正极”或“负极” ) 移动。(3) 普通锌锰电池的缺点是电量小、放电电流弱。为增大放电电流，可把锌片改为锌粉，其理由是 _ 【答案】 (1) 碳棒锌(2) 正极(3) 使反应面积增大，反应速率增大，提高放电效率【解析】 (1) 正极材料应为碳棒，负极材料为活泼金属锌；(2) 放电时NH 应移向正极； (3)锌片改为锌粉反应速率增大，化学能转化为电能的速率增大，因此能增大放电电流。学习必备欢迎下载22、据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans 的细菌在氧气存在下的酸性溶液中，能将黄铜矿（ CuFeS2）氧化成硫酸盐，发生的反应为：4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（ SO4）3+2H2O （1）CuFeS2中的 Fe 的化合价为 +2，则被氧化的元素为（填元素名称）（2）工业生产中利用上述反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾（CuSO45H2O ） ：分析下列表格（其中Ksp是相应金属氢氧化物的沉淀溶解平衡常数）：Ksp氢氧化物开始沉淀时的pH 氢氧化物沉淀完全时的pH Fe3+2.6 10391.9 3.2 Cu2+2.2 10204.7 6.7 步骤一应调节溶液的pH范围是， 请运用沉淀溶解平衡的有关理论解释加入CuO能除去 CuSO4溶液中 Fe3+的原因步骤三中的具体操作方法是（3）工业上冶炼铜的方法之一为：Cu2S （s）+2Cu2O （ s）=6Cu（s）+SO2（ g） H 已知： 2Cu （ s） +O2（g）=Cu2O （s） H=12kJ/mol 2Cu （ s）+S（s）=Cu2S（s） H=79.5kJ/mol S（ s）+O2（g）=SO2（g） H=296.8kJ/mol 则该法冶炼铜的反应中H= 【答案】（1）Fe 和 CuFeS2中的 S ；（2） 3.2 pH 4.7 ； 加入 CuO与 H+反应使 c （H+） 减小，c （OH） 增大，使溶液中c （Fe3+） c3（OH） KspFe （OH ）3，导致 Fe3+生成沉淀而除去； 蒸发浓缩，冷却结晶；（3） 193.3kJ mol1【解析】解：（1）在 4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O反应中， CuFeS2中 Fe 从+2 价变为产物中的+3价，硫从 2 价变为产物中的+6 价， Fe 和 CuFeS2中的 S化合价升高，在反应中被氧化，故答案为：Fe 和 CuFeS2中的 S；（2）该实验的目的是制备胆矾（CuSO45H2O） ，需除去杂质三价铁离子，所以调节溶液的pH 使三价铁离子变成氢氧化铁沉淀且沉淀完全，而铜离子不能沉淀，所以步骤一应调节溶液的 pH范围是 3.2 pH 4.7 ，加入 CuO ，CuO与 H+反应使 c（H+）减小， c（OH）增大，使溶液中 c（Fe3+） c3（OH） KspFe （OH ）3 ，导致 Fe3+生成沉淀而除去，故答案为： 3.2 pH 4.7 ；加入 CuO与 H+反应使 c（H+）减小， c（OH）增大，使溶液中c（Fe3+） c3（OH） KspFe （OH ）3 ，导致 Fe3+生成沉淀而除去；CuSO4溶解度受温度影响较大，将硫酸铜溶液蒸发浓缩后，将热的硫酸铜溶液静置并慢慢降温，得到硫酸铜晶体，故答案为：蒸发浓缩，冷却结晶；（3）2Cu （ s）+O2（g）=Cu2O（s） H= 12kJmol12Cu （ s）+S（s）=Cu2S（s） H=79.5kJ mol1S（s）+O2（g）=SO2（ g） H=296.8kJ mol1根据盖斯定律2可得Cu2S（s）+2Cu2O （s）=6Cu （ s）+SO2（g） ； H4=193.33kJ/mol ，学习必备欢迎下载故答案为： 193.3kJ mol123、(1)1840 年前后，瑞士科学家盖斯指出，一个化学反应的热效应，仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与中间步骤无关，这就是著名的“盖斯定律”。现已知，在101kPa 下 ， CH4(g) 、 H2(g) 、 C(s) 的 燃 烧 热 分 别 为890.31kJ/mol、 285.83kJ/mol和393.51kJ/mol ，则反应 C(s) 2H2(g)=CH4(g) 的反应热H_，根据以上信息，你认 为 “ 盖 斯 定 律 ” 在 我 们 确 定 一 些 化 学 反 应 的 反 应 热 时 有 何 重 要 意 义_ 。(2) 已知： 2H2(g) O2(g)=2H2O(g) H12H2(g) O2(g)=2H2O(l) H22CO(g)O2(g)=2CO2(g) H3写出液态水转化为气态水的热化学方程式：_。CO 和 H2分别燃烧生成CO2(g) 和 H2O(g) ，欲得到相同热量，所需CO 和 H2的体积比是_。【答案】(1) 74.86kJ/mol 对于一些很难用实验方法直接测定热量的化学反应的反应热可以用“盖斯定律”间接测定(2) H2O(l)=H2O(g) H【解析】 (1)CH4(g) 、H2(g) 、C(s) 在 101kPa 下燃烧的热化学方程式分别为：CH4(g) 2O2(g)=CO2(g) 2H2O(l) H1 890.31kJ/mol H2(g) 1/2O2(g)=H2O(l) H2 285.83kJ/mol C(s) O2(g)=CO2(g) H3 393.51kJ/mol 根据“盖斯定律”，2得：C(s) 2H2(g)=CH4(g) HH32H2H1 74.86kJ/mol (2) 2H2(g) O2(g)=2H2O(g) H1可以看出由以下两个过程组成：2H2(g) O2(g)=2H2O(l) H2；H2O(l)=H2O(g)( 焓变设为Hx)；根据“盖斯定律”，H1H22Hx，Hx. 根据2H2(g) O2(g)=2H2O(g) H1,2CO(g) O2(g)= 2CO2(g) H3可知：欲得到相同热量，所需CO和 H2的物质的量之比等于，同温、同压下，二者体积比等于物质的量之比，等于。