2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第6章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化專項提能特訓(xùn)10化學(xué)反應(yīng)過程與能量變化精練含解析

PAGEPAGE1專項提能特訓(xùn)10化學(xué)反應(yīng)過程與能量改變一、選擇題：每小題有一個或兩個選項符合題意。1．(2024·信陽聯(lián)考)NH3催化還原NO是重要的煙氣脫硝技術(shù)，其反應(yīng)過程與能量關(guān)系如圖1；探討發(fā)覺在以Fe2O3為主的催化劑上可能發(fā)生的反應(yīng)過程如圖2。下列說法正確的是()A．NH3催化還原NO為放熱反應(yīng)B．過程Ⅰ中NH3斷裂非極性鍵C．過程Ⅱ中NO為氧化劑，F(xiàn)e2＋為還原劑D．脫硝的總反應(yīng)為：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑))4N2(g)＋6H2O(g)答案AD2．肼(N2H4)在不同條件下分解產(chǎn)物不同，200℃時在Cu表面分解的機理如圖1。已知200℃時：反應(yīng)Ⅰ：3N2H4(g)=N2(g)＋4NH3(g)ΔH1＝－32.9kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)=2NH3(g)ΔH2＝－41.8kJ·mol－1下列說法不正確的是()A．圖1所示過程①是放熱反應(yīng)、②是吸熱反應(yīng)B．反應(yīng)Ⅱ的能量過程示意圖如圖2所示C．?dāng)嚅_3molN2H4(g)中的化學(xué)鍵汲取的能量大于形成1molN2(g)和4molNH3(g)中的化學(xué)鍵釋放的能量D．200℃時，肼分解生成氮氣和氫氣的熱化學(xué)方程式為N2H4(g)=N2(g)＋2H2(g)ΔH＝50.7kJ·mol－1答案C解析圖1所示過程①發(fā)生的反應(yīng)是Ⅰ，為放熱反應(yīng)，過程②是NH3(g)的分解，是吸熱反應(yīng)，A正確；反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng)，圖2所示的能量過程示意圖正確，B正確；由于反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)，因此斷開3molN2H4(g)中的化學(xué)鍵汲取的能量小于形成1molN2(g)和4molNH3(g)中的化學(xué)鍵釋放的能量，C錯誤；依據(jù)蓋斯定律：Ⅰ－2×Ⅱ得N2H4(g)=N2(g)＋2H2(g)ΔH＝50.7kJ·mol－1,D正確。3．(2024·杭州市臨安區(qū)昌化中學(xué)模擬)肯定條件下，在水溶液中1molCl－、ClOeq\o\al(－,x)(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．這些離子中結(jié)合H＋實力最強的是AB．A、B、C、D、E五種微粒中A最穩(wěn)定C．C→B＋D的反應(yīng)，反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能D．B→A＋D反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3ClO－(aq)=ClOeq\o\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝116kJ·mol－1答案BC解析酸性越弱的酸，陰離子結(jié)合氫離子實力越強，次氯酸是最弱的酸，所以ClO－結(jié)合氫離子實力最強，即B結(jié)合氫離子實力最強，故A錯誤；A、B、C、D、E中A能量最低，所以最穩(wěn)定，故B正確；C→B＋D，依據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為2ClOeq\o\al(－,2)=ClOeq\o\al(－,3)＋ClO－，反應(yīng)熱＝(64kJ·mol－1＋60kJ·mol－1)－2×100kJ·mol－1＝－76kJ·mol－1，則該反應(yīng)為放熱，所以反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能，故C正確；依據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得B→A＋D的反應(yīng)116kJ·mol－1，所以該熱化學(xué)反應(yīng)方程式為3ClO－(aq)=ClOeq\o\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－116kJ·mol－1，故D錯誤。4．(2024·淮北期末)下列示意圖表示正確的是()A．甲圖表示Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝26.7kJ·mol－1反應(yīng)的能量改變B．乙圖表示碳的燃燒熱C．丙圖表示試驗的環(huán)境溫度20℃，將物質(zhì)的量濃度相等、體積分別為V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，測量混合液溫度，結(jié)果如圖(已知V1＋V2＝60mL)D．丁圖已知穩(wěn)定性依次：B＜A＜C，某反應(yīng)由兩步反應(yīng)ABC構(gòu)成，反應(yīng)過程中的能量改變曲線如圖(E1、E3表示兩反應(yīng)的活化能)答案D解析A項，圖像表示的物質(zhì)能量改變?yōu)榉磻?yīng)物能量高于生成物能量的放熱反應(yīng)，反應(yīng)Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝26.7kJ·mol－1為吸熱反應(yīng)，錯誤；B項，圖像表示的熱化學(xué)方程式為2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH，生成的氧化物不是最穩(wěn)定的氧化物，不符合燃燒熱概念，錯誤；C項，如圖，V2為20mL時溫度最高，說明此時酸堿已經(jīng)反應(yīng)完畢，又試驗中始終保持V1＋V2＝60mL，所以V1為40mL，由酸堿中和關(guān)系式：2NaOH～H2SO4，硫酸和氫氧化鈉溶液濃度不同，和題干將物質(zhì)的量濃度相等、體積分別為V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合不符合，錯誤。5．在25℃、101kPa下，1mol白磷(化學(xué)式為P4)完全燃燒放出的熱量和4mol紅磷(化學(xué)式為P)完全燃燒放出的熱量關(guān)系如圖所示：由此推斷，下列說法正確的是()A．由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應(yīng)，等質(zhì)量時紅磷比白磷能量高，白磷比紅磷穩(wěn)定B．由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是放熱反應(yīng)，等質(zhì)量時紅磷比白磷能量低，紅磷比白磷穩(wěn)定C．由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是放熱反應(yīng)，等質(zhì)量時紅磷比白磷能量高，白磷比紅磷穩(wěn)定D．由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應(yīng)，等質(zhì)量時紅磷比白磷能量低，紅磷比白磷穩(wěn)定答案D解析由圖像知：白磷比紅磷能量高，能量越高越不穩(wěn)定，故紅磷比白磷穩(wěn)定，紅磷轉(zhuǎn)化為白磷時須要汲取能量，屬于吸熱反應(yīng)。6．(2024·宿州聯(lián)考)下列圖示與對應(yīng)的敘述相符的是()A．圖甲中的ΔH1>ΔH2B．圖乙表示溫度對可逆反應(yīng)A(s)＋3B(g)2C(g)ΔH>0的平衡常數(shù)K的影響C．圖丙表示充溢NO2氣體的試管，倒置于水槽中，向其中緩慢通入氧氣直至試管中全部充溢水，假設(shè)溶質(zhì)不擴散，溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與通入氧氣的體積關(guān)系D．由圖丁可說明烯烴與H2加成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，虛線表示在有催化劑的條件下進行答案BC解析ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于零，且ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，ΔH1<ΔH2，故A錯誤；試管中發(fā)生的總反應(yīng)為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，所以隨氧氣通入，溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變，故C正確；催化劑會降低反應(yīng)的活化能，故D錯誤。7．炭黑是霧霾中的重要顆粒物，它可以活化氧分子，生成活化氧。活化過程的能量改變模擬計算結(jié)果如圖所示。活化氧可以快速氧化SO2。下列說法錯誤的是()A．每活化一個氧分子放出0.29eV能量B．水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.42eVC．氧分子的活化是O—O的斷裂與C—O鍵的生成過程D．炭黑顆粒是大氣中SO2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑答案B解析由圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，因此是放出能量，A正確；由圖可知，水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.18eV，B錯誤；由圖可知，氧分子的活化是O—O的斷裂與C—O鍵的生成過程，C正確；活化氧可以快速氧化SO2，而炭黑顆?？梢曰罨醴肿樱虼颂亢陬w?？梢钥醋鞔髿庵蠸O2轉(zhuǎn)化為SO3的催化劑，D正確。8．(2024·寧波市北侖中學(xué)模擬)R為第ⅠA族金屬，RCl的能量關(guān)系如圖所示，下列說法不正確的是()A．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6B．肯定條件下ΔH5＝akJ·mol－1，則Cl—Cl鍵的鍵能是akJ·mol－1C．相同條件下，Na的ΔH6比Li的小D．相同條件下，Na的(ΔH2＋ΔH4)比K的大答案B解析由蓋斯定律可知ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6，故A正確；肯定條件下ΔH5＝akJ·mol－1，則Cl—Cl鍵的鍵能是2akJ·mol－1，故B錯誤；鈉的金屬性強于鋰，則相同條件下，Na的ΔH6比Li的小，故C正確；鈉的金屬性弱于鉀，則相同條件下，Na的(ΔH2＋ΔH4)比K的大，故D正確。二、非選擇題9．CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì)，它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式分別為①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1；③C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1。(1)在深海中存在一種甲烷細菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生的能量存活。甲烷細菌使1mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量________(填“>”“<”或“＝”)890.3kJ。(2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4＋CO2=2CO＋2H2,1gCH4完全反應(yīng)可釋放15.46kJ的熱量，能表示該反應(yīng)過程中能量改變的是________(填字母)。(3)C(s)與H2(g)不反應(yīng)，所以C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱無法干脆測量，但通過上述反應(yīng)可求出其反應(yīng)熱ΔH＝________。答案(1)＝(2)D(3)－74.8kJ·mol－1解析(1)給定反應(yīng)的反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)物和生成物的多少和狀態(tài)，與中間過程無關(guān)，故甲烷細菌使1mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量仍等于890.3kJ。(2)1gCH4完全反應(yīng)釋放15.46kJ的熱量，則1molCH4完全反應(yīng)放出的熱量為247.36kJ，故D項符合題意。(3)依據(jù)蓋斯定律，②＋③－①即得C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH＝－74.8kJ·mol－1。10．解答下列問題(1)2024年中科院某探討團隊通過設(shè)計一種新型Na—Fe3O4/HZSM-5多功能復(fù)合催化劑，勝利實現(xiàn)了CO2干脆加氫制取辛烷值汽油，該探討成果被評價為“CO2催化轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的突破性進展”。已知：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－akJ·mol－1C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH2＝－bkJ·mol－1試寫出25℃、101kPa條件下，CO2與H2反應(yīng)生成汽油(以C8H18表示)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(2)干脆排放含SO2的煙氣會形成酸雨，危害環(huán)境。工業(yè)上常用催化還原法和堿汲取法處理SO2氣體。1molCH4完全燃燒生成氣態(tài)水和1molS(g)燃燒的能量改變?nèi)缦聢D所示：在催化劑作用下，CH4可以還原SO2生成單質(zhì)S(g)、H2O(g)和CO2，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(3)合成氨在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要意義。在合成氨工業(yè)中I2O5常用于定量測定CO的含量。已知2I2(s)＋5O2(g)=2I2O5(s)ΔH＝－76kJ·mol－1；2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1。則該測定反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______________________________________。(4)化學(xué)反應(yīng)原理探討物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中的規(guī)律并在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。汽車排氣管內(nèi)的催化轉(zhuǎn)化器可實現(xiàn)尾氣無毒處理。已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝180.5kJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221.0kJ·mol－1CO2(g)=C(s)＋O2(g)ΔH＝393.5kJ·mol－1則反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。(5)氮及其化合物與人類生產(chǎn)、生活親密相關(guān)。氮氧化物是造成光化學(xué)煙霧和臭氧層損耗的主要氣體。已知：CO(g)＋NO2(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－bkJ·mol－1(b>0)若用CO還原NO2至N2，當(dāng)消耗標準狀況下3.36LCO時，放出的熱量為______kJ(用含有a和b的代數(shù)式表示)。答案(1)8CO2(g)＋25H2(g)=C8H18(l)＋16H2O(l)ΔH＝－(25a－b)kJ·mol－1(2)CH4(g)＋2SO2(g)=2S(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝352kJ·mol－1(3)5CO(g)＋I2O5(s)=5CO2(g)＋I2(s)ΔH＝－1377kJ·mol－1(4)－746.5(5)eq\f(0.3a＋0.15b,4)(或eq\f(6a＋3b,80))解析(1)已知：①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－akJ·mol－1，②C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH2＝－bkJ·mol－1；依據(jù)蓋斯定律，由①×25－②得8CO2(g)＋25H2(g)=C8H18(l)＋16H2O(l)ΔH＝25ΔH1－ΔH2＝－(25a－b)kJ·mol－1?！ol－1＝－802kJ·mol－1；②S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－577kJ·mol－1；依據(jù)蓋斯定律可知①－②×2即得到CH4(g)＋2SO2(g)=CO2(g)＋2S(g)＋2H2O(g)ΔH＝352kJ·mol－1。(3)依次設(shè)反應(yīng)為①、②，依據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)①×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－\f(1,2)))＋②×eq\f(5,2)得到5CO(g)＋I2O5(s)=5CO2(g)＋I2(s)ΔH＝－1377kJ·mol－1。(4)將反應(yīng)編號，N2(g)＋O2(g)=