高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)練3 化學(xué)反應(yīng)與能量（含解析）-人教版高三化學(xué)試題

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1、專題能力訓(xùn)練3　化學(xué)反應(yīng)與能量 (時間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(共7小題,每小題6分,共42分。每小題只有1個選項符合題意) 1.下列說法或表示方法正確的是(　　) A.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時,該反應(yīng)一定不能發(fā)生 B.強酸跟強堿反應(yīng)放出的熱量就是中和熱 C.大多數(shù)化合反應(yīng)發(fā)生時,斷鍵時吸收的熱量小于成鍵時放出的熱量 D.在101 kPa、25 ℃時,12 g C完全燃燒生成CO,放出110.35 kJ熱量,則C的燃燒熱為110.35 kJ·mol-1 答案:C 解析:反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量即吸熱反應(yīng),可以發(fā)生,A錯誤;中和熱是指強酸強堿的

2、稀溶液完全中和生成1 mol水時放出的熱量,B錯誤;大多數(shù)化合反應(yīng)是放熱反應(yīng),C正確;1 mol可燃物充分燃燒,生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量才是燃燒熱,D錯誤。 2.(2019浙江4月選考)MgCO3和CaCO3的能量關(guān)系如圖所示(M=Ca、Mg): M2+(g)+CO32-(g)M2+(g)+O2-(g)+CO2(g) MCO3(s)　　　　MO(s)+CO2(g) 已知:離子電荷相同時,半徑越小,離子鍵越強。下列說法不正確的是(　　) A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0 B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0 C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1

3、(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO) D.對于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3 答案:C 3.下列能量轉(zhuǎn)化過程與氧化還原反應(yīng)無關(guān)的是(　　) A.硅太陽能電池工作時,光能轉(zhuǎn)化成電能 B.鋰離子電池放電時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能 C.電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時,電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能 D.葡萄糖為人類生命活動提供能量時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能 答案:A 解析:B項、C項屬于電化學(xué)反應(yīng),一定有電子轉(zhuǎn)移,一定發(fā)生氧化還原反應(yīng);D項營養(yǎng)物質(zhì)為人類提供能量的過程,是被O2氧化的過程,發(fā)生了氧化還原反應(yīng);A項光能轉(zhuǎn)化成電能的過程沒有新物質(zhì)生成,沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故選A。 4.下列有關(guān)敘

4、述正確的是(　　) A.CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·mol-1,則CO2分解的熱化學(xué)方程式為:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　ΔH=+283.0 kJ·mol-1 B.向1 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物質(zhì):①稀醋酸?、跐饬蛩帷、巯∠跛崆『猛耆磻?yīng),其焓變ΔH1、ΔH2、ΔH3的關(guān)系是:ΔH1<ΔH3<ΔH2 C.一定條件下,將0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3 kJ,其熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-38.6 kJ·mol-1 D.已知氯氣

5、、溴蒸氣分別與氫氣的反應(yīng)可表示為(Q1、Q2的值均大于零): H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)　ΔH=-Q1 kJ·mol-1 H2(g)+Br2(g)2HBr(g)　ΔH=-Q2 kJ·mol-1 則Q1>Q2 答案:D 解析:燃燒熱是指1 mol可燃物充分燃燒,生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量,所以CO2分解的熱化學(xué)方程式為2CO2(g)2CO(g)+O2(g)　ΔH=+566.0 kJ·mol-1,A錯誤;醋酸是弱電解質(zhì),電離時吸熱,濃硫酸溶于水時放熱,放熱多少排序為濃硫酸>稀硝酸>稀醋酸,又因為放熱反應(yīng)中ΔH為負值,故ΔH2<ΔH3<ΔH1,B錯誤;因為N2和H2的反應(yīng)為可

6、逆反應(yīng),0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)只能部分反應(yīng),無法計算焓變,C錯誤;氫氣與氯氣反應(yīng)放出的熱量多,D正確。 5.下圖為兩種途徑制備硫酸的過程,反應(yīng)條件略。下列說法不正確的是(　　) A.途徑②增大O2濃度可提高SO2轉(zhuǎn)化率 B.含1 mol H2SO4的濃溶液與足量NaOH反應(yīng),放出的熱量即為中和熱 C.途徑②中SO2和SO3均屬于酸性氧化物 D.若ΔH1<ΔH2+ΔH3,則2H2O2(aq)2H2O(l)+O2(g)為放熱反應(yīng) 答案:B 解析:增大一種反應(yīng)物的濃度,可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,A正確;在稀溶液中,酸和堿完全反應(yīng)生成1 mol H

7、2O時釋放出的熱量是中和熱,B錯誤;SO2、SO3均為酸性氧化物,C正確;由蓋斯定律可知,D正確。 6.亞硝酸氯(結(jié)構(gòu)式為)是有機合成中的重要試劑。它可由Cl2與NO反應(yīng)制得,反應(yīng)方程式為2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)。已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示: 化學(xué)鍵 Cl—Cl Cl—N NO 鍵能/(kJ·mol-1) 243 200 607 630 當(dāng)Cl2與NO反應(yīng)生成ClNO的過程中轉(zhuǎn)移了5 mol電子,理論上放出的熱量為(　　) A.175.5 kJ B.275.5 kJ C.177.5 kJ D.277.5 kJ 答案:D 7.現(xiàn)

8、有三個熱化學(xué)方程式: (1)CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-870.3 kJ·mol-1 (2)C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2=-393.5 kJ·mol-1 (3)H2(g)+12O2(g)H2O(l)　ΔH3=-285.8 kJ·mol-1 則反應(yīng)2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為(　　) A.-488.3 kJ·mol-1 B.+488.3 kJ·mol-1 C.-2 228.9 kJ·mol-1 D.+191 kJ·mol-1 答案:A 解析:運用蓋斯定律解題時先觀察方程式2C(s

9、)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的化學(xué)計量數(shù),然后利用蓋斯定律進行整合疊加。由(2)×2+(3)×2-(1)得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)　ΔH=(-393.5 kJ·mol-1)×2+(-285.8 kJ·mol-1)×2-(-870.3 kJ·mol-1)=-488.3 kJ·mol-1,選A。 二、非選擇題(共4小題,共58分) 8.(8分)(1)研究CO2的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。 已知拆開1 mol H2、1 mol O2和液態(tài)水中1 mol O—H鍵使之成為氣態(tài)原子所需的能量分別為436 kJ、496 kJ和462

10、 kJ;CH3OH(g)的燃燒熱為627 kJ·mol-1。 則CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l) ΔH=　　　　 kJ·mol-1。? (2)甲烷自熱重整是先進的制氫方法,包含甲烷氧化和蒸氣重整。向反應(yīng)系統(tǒng)同時通入甲烷、氧氣和水蒸氣,發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)有: 化學(xué)方程式 ΔH/(kJ·mol-1) 甲烷氧化 CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-802.6 CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-322.0 蒸氣重整 CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH3=+206.2

11、CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH4=+165.0 已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=　　　　 kJ·mol-1。? 答案:(1)-93　(2)-41.2 解析:(1)根據(jù)題意,可得①H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔH=(436+496×12-462×2) kJ·mol-1=-240 kJ·mol-1 ②CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-627 kJ·mol-1,則所求熱化學(xué)方程式可由①×3-②得到,根據(jù)蓋斯定律,ΔH=-93 kJ·mol-1。 (2)將已知熱化學(xué)

12、方程式依次編號為①、②、③、④,則所求熱化學(xué)方程式可由④-③得到,根據(jù)蓋斯定律,ΔH=-41.2 kJ·mol-1。 9.(15分)(1)已知: ①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH=+86.89 kJ·mol-1 ②CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-638.51 kJ·mol-1 由上述熱化學(xué)方程式可知:CH3OH的燃燒熱　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)638.51 kJ·mol-1。? 已知水的汽化熱為44 kJ·mol-1,則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　。? (2)以CO2與N

13、H3為原料可合成化肥尿素[化學(xué)式為CO(NH2)2]。已知: ①2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) ΔH=-159.5 kJ·mol-1 ②NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=+116.5 kJ·mol-1 ③H2O(l)H2O(g)　　　ΔH=+44.0 kJ·mol-1 寫出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式　　　　　　　　　　　　。? 答案:(1)大于　H2(g)+12O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1 (2)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)　ΔH=-8

14、7.0 kJ·mol-1 解析:(1)表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式中應(yīng)生成液態(tài)水,氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水放出熱量,故1 mol甲醇完全燃燒生成液態(tài)水釋放的熱量應(yīng)大于638.51 kJ·mol-1。 ①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　ΔH=+86.89 kJ·mol-1 ②CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-638.51 kJ·mol-1 ③H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44 kJ·mol-1 根據(jù)蓋斯定律,13(②-①)得④H2(g)+12O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,④-③得H2(g)+12O2

15、(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1。 (2)根據(jù)蓋斯定律,①+②-③:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)　ΔH=-87.0 kJ·mol-1。 10.(2018全國Ⅲ)(15分)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉栴}: (1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體,遇潮氣時發(fā)煙生成(HSiO)2O等,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式　。? (2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng): 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH1=48 kJ·mol-1 3SiH2Cl2(g)SiH4

16、(g)+2SiHCl3(g)　ΔH2=-30 kJ·mol-1 則反應(yīng)4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH為　　　　　 kJ·mol-1。? (3)對于反應(yīng)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑,在323 K和343 K時SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。 ①343 K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α=　　　　　%。平衡常數(shù)K343 K=　　　　　(保留2位小數(shù))。? ②在343 K下:要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是　　　　　　　　　;要縮短反應(yīng)達到平衡的時間,可采取的措施有　　　　　　、　　

17、　　　　　　　　　　。? ③比較A、B處反應(yīng)速率大小:vA　　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)vB。反應(yīng)速率v=v正-v逆=k正xSiHCl32-k逆xSiH2Cl2xSiCl4,k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分數(shù),計算A處的v正v逆=　　　　　(保留1位小數(shù))。? 答案:(1)2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl (2)114　(3)①22　0.02?、诩皶r移去產(chǎn)物　改進催化劑　提高反應(yīng)物壓強(濃度)　③大于　1.3 解析:(1)SiHCl3與H2O反應(yīng)生成(HSiO)2O為非氧化還原反應(yīng),由原子守恒配平:2SiHCl3+3H2O(HSiO)2

18、O+6HCl。 (2)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol-1① 3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1② 根據(jù)蓋斯定律:①×3+②即可得4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)　ΔH=114 kJ·mol-1。 (3)①由圖根據(jù)“先拐先平速率大”可知A點所在曲線溫度較高,則343 K時平衡轉(zhuǎn)化率為22%; 設(shè)SiHCl3起始物質(zhì)的量為1 mol,則有 　　　　　 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) 起始物質(zhì)的量/mol 1 0 0

19、轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol 0.22 0.11 0.11 平衡物質(zhì)的量/mol 0.78 0.11 0.11 平衡常數(shù)K343 K=0.11×0.11(0.78)2≈0.02。 ③A處反應(yīng)相當(dāng)于在B處反應(yīng)的基礎(chǔ)上升高溫度,反應(yīng)速率vA大于vB; 達平衡時v正、v逆相等,k正xSiHCl32=k逆xSiH2Cl2xSiCl4 k正k逆=xSiH2Cl2·xSiCl4xSiHCl32=K343 K=0.02 A處SiHCl3轉(zhuǎn)化率為20%,設(shè)起始時SiHCl3物質(zhì)的量為1 mol,則有: 　　　 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) 起始物質(zhì)的量/mol 1 0 0

20、 轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol 0.2 0.1 0.1 a點物質(zhì)的量/mol 0.8 0.1 0.1 此時SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分數(shù)分別為0.8、0.1、0.1, v正v逆=k正xSiHCl32k逆xSiH2Cl2xSiCl4=0.02×0.820.1×0.1=1.28≈1.3。 11.(2017北京理綜)(20分)TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產(chǎn)物,制備純TiCl4的流程示意圖如下: 鈦精礦粗TiCl4純TiCl4 資料:TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì) 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3

21、MgCl2 沸點/℃ 58 136 181(升華) 316 1 412 熔點/℃ -69 -25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 — 微溶 難溶 (1)氯化過程:TiO2與Cl2難以直接反應(yīng),加碳生成CO和CO2可使反應(yīng)得以進行。 已知:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol-1 2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH2=-220.9 kJ·mol-1 ①沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式: 　　　　　　　　　　　　　　。? ②氯化過程中

22、CO和CO2可以相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)下圖判斷:CO2生成CO反應(yīng)的ΔH　　　　0(填“>”“<”或“=”),判斷依據(jù): 　　　　　　　　　　　　　　　　。? ③氯化反應(yīng)的尾氣須處理后排放,尾氣中的HCl和Cl2經(jīng)吸收可得粗鹽酸、FeCl3溶液,則尾氣的吸收液依次是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? ④氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有　　　　　　　　　　　　　。 (2)精制過程:粗TiCl4經(jīng)兩步蒸餾得純TiCl4。示意圖如下: 物質(zhì)a是　　　　,T2應(yīng)控制在　　　　　　　　　　　　　　　　。? 答案:(1)①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(

23、s)TiCl4(g)+2CO(g)　ΔH=-45.5 kJ·mol-1 ②>　隨溫度升高,CO含量增大,說明生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng) ③H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液 ④MgCl2、AlCl3、FeCl3 (2)SiCl4　高于136 ℃,低于181 ℃ 解析:(1)①根據(jù)蓋斯定律,將第一個反應(yīng)與第二個反應(yīng)直接相加可得:TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+2CO(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2=+175.4 kJ·mol-1+(-220.9 kJ·mol-1)=-45.5 kJ·mol-1。 ②根據(jù)圖像可以看出,隨著溫度的升高,n(CO)逐漸增大,而n(C

24、O2)逐漸減小,說明CO2生成CO的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則CO2生成CO反應(yīng)的ΔH>0。 ③要將尾氣中的HCl變?yōu)辂}酸,用水吸收即可;而將Cl2變?yōu)镕eCl3溶液,則吸收液應(yīng)為FeCl2溶液。因HCl極易溶于水,故應(yīng)先將尾氣通入水中得到粗鹽酸,再通入FeCl2溶液中得到FeCl3溶液;最后將剩余尾氣通入NaOH溶液中吸收,防止污染空氣。 ④根據(jù)表格中所列的TiCl4及所含雜質(zhì)氯化物的性質(zhì)可知,室溫下,AlCl3、FeCl3、MgCl2為固體,且它們在TiCl4中溶解度較小,故濾渣中含有AlCl3、FeCl3、MgCl2。 (2)根據(jù)表格中的各物質(zhì)的熔、沸點可知,在蒸餾塔一中首先變?yōu)闅鈶B(tài)的物質(zhì)是沸點最低的SiCl4。在蒸餾塔二中,要蒸餾出純凈的TiCl4,則不能使其他高沸點的物質(zhì)汽化,所以溫度T2要高于136 ℃,但應(yīng)低于181 ℃。