内容正文:
第三板块 化学反应与能量
连线织网——循图串知,建构“大概念”知识体系
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
解析:选A 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
解析:选A 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.在一定温度下,某反应达到了化学平衡,其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是( )
A.Ea为逆反应活化能,E′a为正反应活化能
B.该反应为放热反应,ΔH=E′a-Ea
C.所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量
D.温度升高,逆反应速率加快幅度大于正反应速率加快幅度,使平衡逆移
解析:选D 由题图可知,Ea为正反应活化能,E′a为逆反应活化能,故A错误;由题图可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,反应热ΔH=-(E′a-Ea),故B错误;在相同温度下,分子的能量并不完全相同,有些分子的能量高于分子的平均能量,称为活化分子,则所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量,故C错误;该反应为放热反应,温度升高,逆反应速率加快幅度大于正反应速率加快幅度,使平衡向吸热的逆反应方向移动,故D正确。
5.(2020·天津等级考)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.HCN比HNC稳定
B.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1
C.正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.使用催化剂,可以改变反应的反应热
解析:选D HNC的能量比HCN的能量高,则稳定性较好的是HCN,A项正确;该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·mol-1,为吸热反应,则正反应的活化能大于逆反应的活化能,B、C项正确;使用催化剂只能改变反应的历程,但是不影响反应的反应热,D项错误。
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ⅰ放热,反应ⅱ吸热,b项正确;总反应的ΔH=E1-E2+E3-E4,c项错误。
答案:ab
内存知能激活
对比分析放热反应与吸热反应图像
放热反应
吸热反应
图示
能量高低
反应物的总能量高于生成物的总能量,ΔH<0
反应物的总能量低于生成物的总能量,ΔH>0
说明
①a表示断裂旧化学键吸收的能量,也可以表示反应的活化能。
②b表示形成新化学键放出的能量,也可以表示活化分子结合成生成物分子所释放的能量。
③c表示反应的反应热
题点(三) 热化学方程式