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化學反應與能量 李仕才 一、選擇題 *1、(2018信陽高三模擬)頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣，是一種重要的非常規(guī)天然氣資源。我國的頁巖氣儲量超過其他任何一個國家，可采儲量有1 275萬億立方英尺。這些儲量足夠中國使用300多年，有關頁巖氣的敘述錯誤的是(　　) A．頁巖氣屬于一種新能源 B．頁巖氣屬于一次能源 C．頁巖氣屬于清潔能源 D．頁巖氣屬于不可再生能源 答案　A 解析　頁巖氣屬于天然氣，是化石燃料，是不可再生能源。 2、下列說法中正確的是(　　) A．在化學反應過程中，發(fā)生物質變化的同時不一定發(fā)生能量變化 B．破壞生成物全部化學鍵所需要的能量大于破壞反應物全部化學鍵所需要的能量時，該反應為吸熱反應 C．生成物的總焓大于反應物的總焓時，反應吸熱，ΔH>0 D．ΔH的大小與熱化學方程式的化學計量數無關 解析：化學反應中一定有能量變化，A錯誤；B項中，由ΔH＝斷開舊化學鍵吸收的能量－形成新化學鍵放出的能量，得ΔH<0，故為放熱反應；吸熱反應的ΔH>0，C正確；ΔH的大小與化學方程式的化學計量數成正比關系，D錯誤。 答案：C 3、下列有關熱化學方程式的表示及說法正確的是(　　) A．已知C(石墨，s)===C(金剛石，s)　ΔH>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定 B．已知I2(g)＋H2(g)===2HI(g)　ΔH1；I2(s)＋H2(g)===2HI(g)　ΔH2；則ΔH1<ΔH2 C．HCl和NaOH反應的中和熱ΔH＝－57.3 kJmol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應的反應熱ΔH＝2(－57.3)kJmol－1 D．已知H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJmol－1，則2 L氟化氫氣體分解成1 L氫氣和1 L氟氣吸收270 kJ熱量 解析：C(石墨，s)===C(金剛石，s)為吸熱反應，說明石墨能量低，所以石墨比金剛石穩(wěn)定，A錯誤；根據蓋斯定律，I2(g)===I2(s)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，I2(g)變?yōu)镮2(s)放出能量，則ΔH1－ΔH2<0，ΔH1<ΔH2，B正確；因為中和熱是指強酸與強堿中和生成1 mol水時放出的熱量，H2SO4和Ba(OH)2反應的反應熱還包括Ba2＋與SO反應放出的熱量，C錯誤；已知H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJmol－1，則2 mol氟化氫氣體分解成1 mol氫氣和1 mol氟氣吸收270 kJ熱量，故D錯誤。 答案：B 4、下列關于熱化學反應的描述中正確的是(　　) A．HCl和NaOH反應的中和熱ΔH＝－57.3 kJmol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱ΔH＝2(－57.3) kJmol－1 B．CO(g)的燃燒熱是283.0 kJmol－1，則2CO2(g)===2CO(g)＋ O2(g)反應的ΔH＝＋(2283.0)kJmol－1 C．1 mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱 D．稀鹽酸與稀氨水反應生成1 mol H2O(l)，放出57.3 kJ熱量 解析：中和熱是以生成1 mol H2O(l)作為標準的，因此A不正 確；燃燒熱是指1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物所放出的熱 量，因此B正確，C不正確；稀氨水是弱堿，電離過程需要吸熱，放出的熱量要小于57.3 kJ，D不正確。 答案：B 5、在如圖所示的8個裝置中，屬于原電池的是(　　) A．①④　　　B．③④⑤　　C．④⑧　　　D．②④⑥⑦ 答案：D *6、(2017武漢市第二中學高三檢測)美國研究人員將CO和O附著在一種釘催化劑表面，用激光脈沖將其加熱到2 000 K，成功觀察到CO與O形成化學鍵生成CO2的全過程。下列說法不正確的是(　　) A．CO2屬于酸性氧化物 B．CO與O形成化學鍵的過程中放出能量 C．釘催化劑可以改變該反應的焓變 D．CO與O形成化學鍵的過程中有電子轉移 答案　C 解析　二氧化碳能和堿反應生成鹽和水，說明二氧化碳是酸性氧化物，A項正確；原子結合形成化學鍵時放出熱量，B項正確；催化劑只改變反應速率，不改變反應的焓變，C項錯誤；一氧化碳轉化為二氧化碳時碳的化合價升高，所以一氧化碳和氧形成化學鍵的過程中有電子轉移，D項正確。 7、“天宮二號”飛行器白天靠太陽能帆板產生電流向鎳氫電池充電，夜間鎳氫電池向飛行器供電。鎳氫電池的結構示意圖如圖所示。若電池總反應為2Ni(OH)22NiOOH＋H2。則下列說法正確的是(　　) A．放電時，NiOOH發(fā)生氧化反應 B．充電時，a電極的pH增大，K＋移向b電極 C．充電時，a電極的電極反應為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－ D．放電時，負極反應為NiOOH＋H2O＋e－===Ni(OH)2＋OH－ 解析：放電時，NiOOH在正極上得電子變成Ni(OH)2，發(fā)生還原反應，A錯誤；充電時，a電極作陰極，電極反應式為2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，pH增大，K＋移向a電極，B錯誤、C正確；放電時，負極上H2放電，D錯誤。 答案：C 8、如圖中兩燒杯盛有相同電解質溶液，X、Y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質量增加。b極板處有無色無味氣體放出，符合這一情況的是(　　) a電極 b電極 X電極 溶液 A 鋅 石墨 負極 CuSO4 B 石墨 石墨 正極 NaOH C 銀 鐵 負極 AgNO3 D 石墨 銅 正極 NaNO3 解析：由通電后a、b兩極的現(xiàn)象知，X為負極，Y為正極，故B、D錯誤；b為陽極，A項中的陽極反應：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O，C項中的陽極發(fā)生反應：Fe－2e－===Fe2＋，結合b極板處有無色無味氣體放出，則A正確，C錯誤。 答案：A 9、利用如圖所示裝置模擬電解原理在工業(yè)生產中的應用。下列說法正確的是(　　) A．氯堿工業(yè)中，X電極上反應式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ B．電解精煉銅時，Z溶液中的Cu2＋濃度不變 C．在鐵片上鍍銅時，Y是純銅 D．制取金屬鎂時，Z是熔融的氯化鎂 解析：氯堿工業(yè)中陽極是Cl－放電生成Cl2；電解精煉銅時陽極粗銅溶解，陰極Cu2＋放電析出Cu，但是粗銅中含有鋅、鐵、鎳等雜質，使得溶液中Cu2＋濃度變小；鐵片上鍍銅時，陰極應該是鐵片，陽極是純銅。 答案：D 10、下列與金屬腐蝕有關的說法，正確的是(　　) A．圖1中，鐵釘易被腐蝕 B．圖2中，滴加少量K3[Fe(CN)6]溶液，沒有藍色沉淀出現(xiàn) C．圖3中，燃氣灶的中心部位容易生銹，主要是由于高溫下鐵發(fā)生化學腐蝕 D．圖4中，用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊相當于原電池的正極 解析：A項，圖1中，鐵釘處于干燥環(huán)境，不易被腐蝕；B項，負極反應為Fe－2e－===Fe2＋，F(xiàn)e2＋與[Fe(CN)6]3－反應生成Fe3[Fe(CN)6]2藍色沉淀；D項，為犧牲陽極的陰極保護法，鎂塊相當于原電池的負極。 答案：C *11、下列說法正確的是(　　) A．化學反應的反應熱不僅與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，還與反應的途徑有關 B．能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質為基礎的，且以物質為主 C．根據蓋斯定律，熱化學方程式中的ΔH直接相加即可得總反應熱 D．即使運用蓋斯定律也無法計算出碳不完全燃燒時的反應熱 答案　B 解析　化學反應的反應熱與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關，A項錯誤；結合蓋斯定律的內涵和應用可知C項錯誤；運用蓋斯定律可計算出碳不完全燃燒時的反應熱，D項錯誤。 二、非選擇題 1、請參考題中圖表，已知E1＝134 kJmol－1、E2＝368 kJmol－1，根據要求回答問題。 (1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：___________________________________________________。 (2)下表是部分化學鍵的鍵能參數： 化學鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能/kJmol－1 a b c x 已知白磷的燃燒熱為d kJmol－1，白磷及其完全燃燒的產物的結構如圖Ⅱ所示，則表中x＝________kJmol－1(用含a、b、c、d的代表數式表示)。 解析：(1)觀察圖象，E1應為反應的活化能，加入催化劑反應的活化能降低，但是ΔH不變；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO的反應熱數值即反應物和生成物的能量差，因此該反應的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1。 (2)白磷燃燒的化學方程式為P4＋5O2P4O10，結合圖Ⅱ中白磷及其完全燃燒產物的結構，根據“反應熱＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和”與燃燒熱概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，據此可得x＝(d＋6a＋5c－12b)。 答案：(1)減小　不變　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJmol－1 (2)(d＋6a＋5c－12b) 2、(2018榆林高三調研)N2與H2反應生成NH3的過程中能量變化曲線如圖所示。若在一個固定容積的密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2，使反應N2＋3H2??2NH3達到平衡，測得反應放出熱量為Q1。 填寫下列空白： (1)Q1________92 kJ(填“＞”“＜”或“＝”)。 (2)b曲線是________時的能量變化曲線。 (3)上述條件下達到平衡時H2的轉化率為________。 (4)在溫度體積一定的條件下，若通入2 mol N2和6 mol H2反應后放出的熱量為Q2 kJ，則2Q1與Q2的關系為______________。 答案　(1)＜　(2)加入催化劑　(3)Q1/92 (4)Q2>2Q1 解析　從反應的圖示可知，其熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92 kJmol－1，且Q1＜92 kJ；平衡時放出Q1 kJ熱量，則消耗的n(H2)＝ mol，則α(H2)＝＝；當相同條件時充入2 mol N2和6 mol H2平衡后，α(H2)增大，放出的熱量Q2>2Q1。