内容正文:
化学反应与能量
第三板块
连线织网——循图串知,建构“大概念”知识体系
01
逐点盘查(一)——化学反应与热量
题点(一) 化学反应与能量变化的概念理解
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2022·浙江选考)天然气的主要成分是甲烷,是常用的燃料。 ( )
(2)(2021·广东等级考)H2燃烧过程中热能转化为化学能。 ( )
(3)使用催化剂,可以改变反应的反应热。 ( )
√
×
×
(4)某反应的ΔH=+100 kJ·mol-1,该反应的正反应活化能小于100 kJ·mol-1。 ( )
(5)活化能越大,表明化学反应吸收的能量越多。 ( )
(6)从能量角度看,断开化学键要放热,形成化学键要吸热。一个化学反应是释放能量,还是吸收能量,取决于二者的相对大小。 ( )
×
×
×
2.(2023·湖北等级考)2023年5月10日,天舟六号货运飞船成功发射,标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是( )
A.液氮液氢 B.液氧液氢
C.液态NO2肼 D.液氧煤油
答案:A
解析:火箭推进剂通常包括燃料、氧化剂,二者混合遇高温、明火能燃烧,液体燃料主要有液氢、肼、偏二甲肼、煤油等,液体氧化剂主要有液氧、二氧化氮、过氧化氢等,液氢具有强还原性,但液氮较稳定,二者混合遇高温、明火不能燃烧,A正确。
3.“嫦娥”奔月、“神舟”飞天,长征系列运载火箭功不可没,其火箭燃料有液氢、偏二甲肼、煤油等。下列有关说法正确的是( )
A.氢能来源广、无污染
B.煤油是可再生能源
C.偏二甲肼燃烧过程中,热能转化为化学能
D.1 mol H2(g)的能量低于1 mol H2(l)的能量
答案:A
解析:煤油是不可再生能源,B项错误;
燃烧是燃料的化学能转化为热能的过程,C项错误;
同一物质,气态时的能量高于液态时的能量,所以1 mol H2(g)的能量高于1 mol H2(l)的能量,D项错误。
题点(二) 化学反应与能量变化图示
4.(2023·浙江选考)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是( )
A.E6-E3=E5-E2
B.可计算Cl—Cl键能为2(E2-E3)kJ·mol-1
C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ
D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为
ClO(g)+O(g)===O2(g)+Cl(g) ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1
答案:C
解析:对比两个历程可知,历程Ⅱ中增加了催化剂,降低了反应的活化能,加快了反应速率。催化剂能降低活化能,但是不能改变反应的焓变,因此E6-E3=E5-E2,A正确;
已知Cl2(g)的相对能量为0,对比两个历程可知,Cl(g)的相对能量为(E2-E3)kJ·mol-1,则Cl—Cl键能为2(E2-E3)kJ·mol-1,B正确;
催化剂不能改变反应的平衡转化率,因此相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ=历程Ⅰ,C错误;
活化能越低,反应速率越快,由图像可知,历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低,所以速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)+O(g)===O2(g)+Cl(g) ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1,D正确。
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行
B.反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
D.使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
答案:C
解析:由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行,A正确;
由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,R的浓度增大,B正确;
由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,C错误;
由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低,反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高,反应速率较慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确。
6.(2023·北京等级考·节选)二十世纪初,工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步:
ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4;
ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。
结合反应过程中能量变化示意图,下列说法正确的是________(填字母)。
a.活化能:反应ⅰ<反应ⅱ
b.ⅰ为放热反应,ⅱ为吸热反应
c.CO2(l)+2NH3(l)===CO(NH2)2(l)+H2O(l) ΔH=E1-E4
解析:反应ⅰ的活化能是E1,反应ⅱ的活化能是E3,E1<E3,a项正确;从图中反应物和生成物能量相对大小可看出反应