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專題25 化學反應與能量綜合應用 （滿分42分 時間20分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．下列有關熱化學方程式及其敘述正確的是 A． 氫氣的燃燒熱為-285.5 kJ/mol，則水電解的熱化學方程式為：2H2O(l) =2H2(g)+O2(g) △H=+285.5 kJ/mol B． lmol甲烷完全燃燒生成CO2和H2O(l)時放出890 kJ熱量，它的熱化學方程式為：1/2CH4(g)+O2(g)= 1/2CO2(g)+H2O(l) △H=-445 kJ/mol C． 已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221 kJmol-1，則C(s)的燃燒熱為-110. 5kJ/mol D． HF與NaOH 溶液反應：H+(aq)+ OH-(aq)=H2O(l) △H=-57. 3 kJ/mol 【答案】B 【解析】 【分析】 A、從燃燒熱的定義入手，是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量； B、△H和化學計量數(shù)為對應關系； C、C的穩(wěn)定氧化物為CO2； D、HF為弱酸，弱酸的電離是吸熱過程，其中和熱的絕對值應小于57.3kJmol－1。 【詳解】 【點睛】 燃燒熱的定義是101kPa時，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，可燃物為1mol，C的穩(wěn)定氧化物為CO2，H的穩(wěn)定氧化物為液態(tài)水等。 2．已知反應2HI(g)H2(g) +I2(g)的能量變化如圖所示。下列說法正確的是 （ ） A． 常溫下，向體積為VL的容器中充入2mol HI（g）充分反應，可吸收12.5kJ的熱量 B． 加入催化劑，分子的能量不變，但單位體積活化分子數(shù)增多，速率加快 C． 其他條件不變，升高溫度，反應速率加快，HI分解率不變 D． H2(g) +I2(g)2HI(g)的活化能Ea為12.5kJmol?1 【答案】B 【解析】 【詳解】 【點睛】 從上述圖像中可知：ΔH＝+12.5kJmol?1是該反應的反應熱，不是活化能；反應熱ΔH＝正反應活化能- 逆反應活化能，所以該反應的逆反應活化能=正反應活化能-ΔH=185-12.5=172.5 kJmol?1。 3．下列說法不正確的是(　　) A． CO2、甲烷都屬于溫室氣體 B． 用甘蔗生產(chǎn)的燃料乙醇屬可再生能源，利用乙醇燃料不會產(chǎn)生溫室氣體 C． 太陽能、風能和生物質(zhì)能屬于新能源 D． 太陽能電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能 【答案】B 【解析】 【詳解】 4．2SO2(g)十O2(g) ? 2SO3(g)△H = -198 kJmol-1，在V2O5存在時，該反應機理為：Ⅰ：V2O5+ SO2→2VO2 +SO3(快) Ⅱ: 4VO2+O2→2V2O5(慢)，下列說法正確的是（ ） A． 反應速率主要取決于Ⅰ步反應 B． 該反應逆反應的活化能大于198kJ/mol C． 2molSO2和1molO2在一定條件下充分反應能放出198KJ的熱量 D． VO2在反應中起催化劑的作用降低了反應活化能加快反應速率 【答案】B 【解析】 【詳解】 A、化學反應速率的快慢取決于反應速率慢的，根據(jù)題意，反應速率主要取決于II步反應，故A錯誤；B、活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學反應的活躍狀態(tài)所需要的能量，SO2與O2反應是放熱反應，因此逆反應的活化能大于198kJmol－1，故B 正確；C、SO2與O2的反應是可逆反應，不能完全進行到底，因此2molSO2與1molO2反應放出的熱量小于198kJ，故C錯誤；D、根據(jù)反應的機理，V2O5為催化劑，故D錯誤。 5．反應A+B→C（△H＜0）分兩步進行：①A+B→X（△H＞0），②X→C（△H＜0）．下列示意圖中，能正確表示總反應過程中能量變化的是 A． A B． B C． C D． D 【答案】C 【解析】 【詳解】 A+B→C為放熱反應，則A+B的總能量大于生成C的總能量，排除選項A、D，A+B→X(吸熱)，則X的能量大于A+B的總能量，X→C(放熱)，則X的能量大于C的總能量，排除選項B，故選C。 6．H2O2(l)在有MnO2條件下和無MnO2條件下分解的能量變化如圖所示。下列說法正確的是 A． 有MnO2 條件下的反應曲線是a曲線 B． 該反應能量變化類型與CaCO3分解反應相同 C． 加催化劑后，正反應速率加快，逆反應速率減小 D． b曲線的熱化學方程式為：H2O2(l) =H2O(l) +1/2O2(g) ΔH= ( E1 - E2 )kJ?mol-1 【答案】D 【解析】 7．反應H2+Cl2=2HCl（△H＜0）的機理包含：①Cl2→2Cl（慢）②H2+Cl→HCl+H（快）③Cl2+H→HCl+Cl（快）等．下列說法正確的是（　?。? A． 斷開1molH﹣H鍵需要的能量小于斷開1molCl﹣Cl鍵需要的能量 B． 反應在光照和加熱條件下的△H不同 C． 反應①的活化能小于反應②的活化能 D． 已知反應②的△H＞0，則反應③的△H一定小于0 【答案】D 【解析】 【詳解】 【點睛】 由過渡態(tài)理論可知，反應的活化能越小，反應速率越快，②的速率較①快，故反應②的活化能較小。 8．下圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應的能量變化示意圖。下列說法正確的是(　　) A． 由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應的熱化學方 程式為：MgBr2(s)+Cl2(g) MgCl2(s)+Br2(g) ΔH=+117 kJmol-1 B． 熱穩(wěn)定性: MgI2 > MgBr2 > MgCl2 > MgF2 C． 工業(yè)上可由電解MgCl2溶液冶煉金屬Mg，該過程需吸收熱量 D． 金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)的反應能自發(fā)進行是因為ΔH均小于零 【答案】D 【解析】 【詳解】 A. 由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應是放熱反應，熱化學方程式為：MgBr2(s)+Cl2(g) MgCl2(s)+Br2(g) ΔH=-117 kJmol-1，故A錯誤；B、物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定，由圖可知 熱穩(wěn)定性: MgI2< MgBr2 < MgCl2 < MgF2，故B錯誤；C、已知由鎂制取氯化鎂是放熱過程，所以電解熔融氯化鎂制取鎂單質(zhì)是是吸熱過程，而電解MgCl2溶液不能得到鎂單質(zhì)，故C錯誤；D、根據(jù)圖像可知，反應物總能量大于生成物總能量，均為放熱反應，ΔH均小于零，能自發(fā)進行，故D正確；故選D。 9．下列依據(jù)熱化學方程式得出的結論正確的是( ) A． 已知2C(s)＋2O2(g)＝2CO2(g)　ΔH＝a，2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)　ΔH＝b，則a＞b B． 已知NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1，則含40.0g NaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和，放出的熱量小于57.3 kJ C． 已知2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJmol－1，則氫氣的燃燒熱為241.8 kJmol－1 D． 已知CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) ΔH=+206.1 kJmol–1，反應過程中使用催化劑，ΔH減小 【答案】B 【解析】 【詳解】 【點睛】 本題考查學生燃燒熱、中和熱的概念以及熱化學方程式的含義知識，注意基礎知識的掌握是解答的關鍵，注意焓變是負值，A、D為易錯點，題目難度不大。 10．已知反應A+B=C+D的能量變化如圖所示(E1、E2均為正值)，下列說法正確的是 A． 破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學鍵所放出的能量 B． 該反應只有在加熱條件下才能進行 C． A和B的總能量一定高于C和D的總能量 D． 該反應吸收的能量為(E1-E2) 【答案】D 【解析】 【詳解】 11．根據(jù)如下能量關系示意圖，下列說法正確的是 A． 1 mol C(g)與1 mol O2(g)的能量之和為393.5 kJ B． 反應2CO(g)+O2(g) ===2CO2(g)中，生成物的總能量大于反應物的總能量 C． 由C→CO的熱化學方程式為：2C(s)+O2(g) ===2CO(g) ΔH= ?221.2 kJ?mol?1 D． CO的燃燒熱ΔH= 282.9 kJ?mol?1 【答案】C 【解析】 【詳解】 【點睛】 本題主要考查熱化學方程式的書寫以及反應熱的計算，必須能根據(jù)焓變來計算物質(zhì)燃燒熱，注意反應熱的單位及焓變的正負號。 12．2017年中國首次海域可燃冰（CH4nH2O，密度ρ1 gcm－3）試開采成功。若以辛烷代表汽油（密度ρ2 gcm－3）的組成，下列說法不正確的是 ① CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH1＝－a kJmol－1； ② 2C8H18(l)+25O2(g)＝16CO2(g)+18H2O(l) ΔH 2＝－b kJmol－1。 A． 可燃冰適宜保存在低溫，高壓的環(huán)境中 B． 1 m3可燃冰可釋放出標準狀況下m3的CH4 C． 汽油的燃燒熱約為0.5b kJmol－1 D． 1m3可燃冰釋放出的甲烷燃燒放出的熱量約為等體積汽油的倍 【答案】B 【解析】 【詳解】 A、可燃冰是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結晶物質(zhì)，可燃冰適宜保存在低溫、高壓的 13．煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應，降低脫硫效率。相關反應的熱化學方程式如下: CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2 (g)+CO2(g) △H1=+218.4 kJ/mol(反應I) CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) △H2=-175.6 kJ/mol (反應II) 下列有關說法正確的是( ) A． 提高反應體系的溫度，能降低該反應體系中SO2生成量 B． 反應II在較低的溫度下可自發(fā)進行 C． 用生石灰固硫的反應為:4CaO(s)+4SO2(g) 3CaSO4(s)+CaS(s) △H3，則△H3>△H2 D． 由反應I和反應II可計算出反應CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓變 【答案】B 【解析】 點睛：本題的難點是B選項，因為反應II前后氣體、固體的分子數(shù)都不變，即商變不大，所以焓變對反應的自發(fā)性起決定作用，這是利用自由能判據(jù)的一種特殊情況，由于是放熱反應，低溫即可自發(fā)進行，且節(jié)約能源；易錯點是C選項，要明確焓變的比較是帶著+、-號進行比較的。本題有一定的難度。 14．下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統(tǒng)原理，下列說法不正確的是 A． 反應②為反應③提供了原料 B． 反應②也是SO2資源利用的方法之一 C． 制得等量H2所需能量較少的是系統(tǒng)(I) D． 系統(tǒng)(I)制氫的熱化學方程式為H2O(l) H2(g) + 1/2O2(g) ΔH = +286 kJ/mol 【答案】C 【解析】 點睛：利用蓋斯定律可以計算出系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學方程式，再比較兩個系統(tǒng)的反應熱做出判斷。