内容正文:
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专题6 化学反应与
能量变化
第二单元 化学反应中
的热
素养提升练
(建议用时:40分钟)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下列不属于开发利用氢能源的关键技术的是( )
A.贮存与运输 B.氢能是可再生清洁能源
C.开发氢氧燃料电池 D.廉价制取
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2.下列关于能量变化的说法,正确的是( )
A.物质发生化学反应时不一定伴随着能量变化
B.反应2Na+2H2O===2NaOH+H2↑中,生成物的总能量高于反应物的总能量
C.放热反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量
D.有化学键断裂的是吸热过程,并且一定发生了化学变化
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解析 设一氧化碳的物质的量为x mol,则甲烷的物质的量为(4-x) mol,则283x kJ+(4-x)×890 kJ=2953 kJ,解得x=1,同温同压下,气体体积之比等于物质的量之比,则CO和CH4的体积之比为1∶3。
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4.反应CO(g)+H2O(g)===CO2 (g)+H2(g)
的能量变化如图所示,下列有关该反应的说法
正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成
1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放出41 kJ热量
C.该反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=41 kJ·mol-1
D.1 mol CO(g)与1 mol H2O(g)的总能量大于1 mol CO2(g)与1 mol H2(g)的总能量
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解析 ΔH的大小与反应物和生成物的聚集状态及热化学方程式中各物质的化学计量数有关。A项中水的状态不同,生成液态水比生成气态水放热多,因ΔH<0,所以ΔH1<ΔH2;B项中P的状态不同,气态P比固态P的能量高,其燃烧放出的热量更多,因ΔH<0,所以ΔH1>ΔH2;C项中CH3COOH电离吸热,因ΔH<0,所以ΔH1<ΔH2;D项中ΔH1=2ΔH2,因ΔH<0,所以ΔH1<ΔH2。
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6.反应A+B―→C(放热)分两步进行:①A+B―→X(吸热),②X―→C(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
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类题通法 解吸热反应与放热反应判断类题的一般步骤
解题步骤 注意事项
第一步:提取反应特征 针对不同题中对于化学反应的描述,提取出与吸热反应、放热反应有关的特征
第二步:对应判断依据 掌握用于判断吸热反应、放热反应的常用判断依据
第三步:具体分析 将提取出的反应特征与判断依据进行对照,正确判断出吸热反应、放热反应,再依据要求作出进一步的分析
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7.下列说法正确的是( )
A.红热的C与H2O(g)反应制取水煤气是放热反应
B.反应物的总能量低于生成物的总能量时,一定不能发生反应
C.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照或点燃的条件下的ΔH相同
D.由图可知:CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH>0
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解析 红热的C与H2O(g)需不断地提供高温环境才能发生反应,从而制取水煤气,此反应是吸热反应,A错误;反应物的总能量低于生成物的总能量时,此反应为吸热反应,有些吸热反应在常温下即可发生,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应,有些则需不断提供反应所需的能量才能发生,B错误;反应的热效应与反应发生的条件、反应的途径无关,
所以在同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照或点燃的条件下的ΔH相同,C正确;题图中信息显示,反应CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g)的反应物总能量高于生成物总能量,所以反应为放热反应,ΔH<0,D错误。
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类题通法 书写热化学方程式的注意事项
(1)书写热化学方程式时应标明ΔH的测定条件,一般情况下ΔH是在25 ℃、1.01×105 Pa条件下测定的,此时可不标明温度和压强。
(2)书写热化学方程式时通常用g、l、s标明反应物和生成物的状态,而不用“↑”和“↓”。
(3)由于ΔH与参加反应的物质的物质的量有关,所以热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应,若化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。对相同的化学反应,化学计量数不同,ΔH也不同。
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9.通常人们把断裂1 mol化学键吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估计化学反应的反应热。一些化学键的键能如下表所示。
根据键能数据估算反应CH4+4F2===CF4+4HF,每消耗1 mol CH4的热效应是( )
A.放热1940 kJ B.吸热1940 kJ
C.放热485 kJ D.吸热485 kJ
化学键 C—H C—F H—F F—F
键能/(kJ·mol-1) 414 489 565 155
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10.反应2C(s)+O2(g)===2CO(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成
14 g CO(g)放出的热量为55.25 kJ
B.2 mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g)放出的热量小于221 kJ
C.该反应的热化学方程式是2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ
D.该反应的反应热等于生成的CO(g)中所具有的能量与参加反应的O2(g)中所具有的能量的差
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二、非选择题
11.(1)某实验小组同学进行如图(a)所示实验,以检验化学反应中的能量变化。
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实验发现,反应后①中的温度升高,②中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是_____热反应,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是_____热反应。反应_____(填“①”或“②”)的能量变化可用图(b)表示。
(2)一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成气态水放出的热量为Q1,生成液态水放出的热量为Q2,那么Q1______(填“大于”“小于”或“等于”)Q2。
放
吸
①
小于
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(3)已知:4HCl+O2===2Cl2+2H2O,该反应中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量,则断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为________kJ。
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解析 (3)用E(H—O)、E(H—Cl)分别表示H—O键、H—Cl键的键能。反应中,4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的热量,则ΔH=-115.6 kJ·mol-1=反应物总键能-生成物总键能,故4×E(H—Cl)+498 kJ·mol-1-2×243 kJ·mol-1-4×E(H—O)=-115.6 kJ·mol-1。整理得,E(H—O)-E(H—Cl)=31.9 kJ·mol-1。
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R
3.在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为CO(g)+eq \f(1,2)O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1;CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890 kJ·mol-1。现有4 mol CO和CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧,释放的热量为2953 kJ,则CO和CH4的体积比为( )
A.1∶3
B.3∶1
C.1∶2
D.2∶1
5.同压下,下列选项符合ΔH1>ΔH2的是( )
A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2
B.4P(s)+5O2(g)===2P2O5(g) ΔH1
4P(g)+5O2(g)===2P2O5(g) ΔH2
C.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH1
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH2
D.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1
eq \f(1,2)H2(g)+eq \f(1,2)Cl2(g)===HCl(g) ΔH2
8.已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳和液态水,并放出热量b kJ,则下列乙炔燃烧的热化学方程式书写正确的是( )
A.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-4b kJ·mol-1
B.C2H2(g)+eq \f(5,2)O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-2b kJ·mol-1
C.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2b kJ·mol-1
D.2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=b kJ·mol-1
(4)对于可逆反应,正向进行时的ΔH与逆向进行时的ΔH数值相等,符号相反。
(5)无论化学反应是否可逆,热化学方程式中的ΔH都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。
例如,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1是指1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全转化为2 mol NH3(g)时的反应热。
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