高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)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

專(zhuān)題能力訓(xùn)練3化學(xué)反應(yīng)與能量(時(shí)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(gè)選項(xiàng)符合題意)1.下列說(shuō)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(shí),該反應(yīng)一定不能發(fā)生B.強(qiáng)酸跟強(qiáng)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(shí),斷鍵時(shí)吸收的熱量小于成鍵時(shí)放出的熱量D.在101 kPa、25 時(shí),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(cuò)誤;中和熱是指強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液完全中和生成1 mol水時(shí)放出的熱量,B錯(cuò)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(shí)所放出的熱量才是燃燒熱,D錯(cuò)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(shí),半徑越小,離子鍵越強(qiáng)。下列說(shuō)法不正確的是()A.H1(MgCO3)>H1(CaCO3)>0B.H2(MgCO3)=H2(CaCO3)>0C.H1(CaCO3)-H1(MgCO3)=H3(CaO)-H3(MgO)D.對(duì)于MgCO3和CaCO3,H1+H2>H3答案:C3.下列能量轉(zhuǎn)化過(guò)程與氧化還原反應(yīng)無(wú)關(guān)的是()A.硅太陽(yáng)能電池工作時(shí),光能轉(zhuǎn)化成電能B.鋰離子電池放電時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能C.電解質(zhì)溶液導(dǎo)電時(shí),電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能D.葡萄糖為人類(lèi)生命活動(dòng)提供能量時(shí),化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能答案:A解析:B項(xiàng)、C項(xiàng)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(xiàng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為人類(lèi)提供能量的過(guò)程,是被O2氧化的過(guò)程,發(fā)生了氧化還原反應(yīng);A項(xiàng)光能轉(zhuǎn)化成電能的過(guò)程沒(méi)有新物質(zhì)生成,沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故選A。4.下列有關(guān)敘述正確的是()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)H=+283.0 kJ·mol-1B.向1 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物質(zhì):稀醋酸濃硫酸稀硝酸恰好完全反應(yīng),其焓變H1、H2、H3的關(guān)系是:H1<H3<H2C.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)H=-38.6 kJ·mol-1D.已知氯氣、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)H=-Q1 kJ·mol-1H2(g)+Br2(g)2HBr(g)H=-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)H=+566.0 kJ·mol-1,A錯(cuò)誤;醋酸是弱電解質(zhì),電離時(shí)吸熱,濃硫酸溶于水時(shí)放熱,放熱多少排序?yàn)闈饬蛩?gt;稀硝酸>稀醋酸,又因?yàn)榉艧岱磻?yīng)中H為負(fù)值,故H2<H3<H1,B錯(cuò)誤;因?yàn)镹2和H2的反應(yīng)為可逆反應(yīng),0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)只能部分反應(yīng),無(wú)法計(jì)算焓變,C錯(cuò)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(guò)程,反應(yīng)條件略。下列說(shuō)法不正確的是()A.途徑增大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.途徑中SO2和SO3均屬于酸性氧化物D.若H1<H2+H3,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 H2O時(shí)釋放出的熱量是中和熱,B錯(cuò)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(jī)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ClClClNNO鍵能/(kJ·mol-1)243200607630當(dāng)Cl2與NO反應(yīng)生成ClNO的過(guò)程中轉(zhuǎn)移了5 mol電子,理論上放出的熱量為()A.175.5 kJB.275.5 kJC.177.5 kJD.277.5 kJ答案:D7.現(xiàn)有三個(gè)熱化學(xué)方程式:(1)CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)H1=-870.3 kJ·mol-1(2)C(s)+O2(g)CO2(g)H2=-393.5 kJ·mol-1(3)H2(g)+12O2(g)H2O(l)H3=-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-1B.+488.3 kJ·mol-1C.-2 228.9 kJ·mol-1D.+191 kJ·mol-1答案:A解析:運(yùn)用蓋斯定律解題時(shí)先觀察方程式2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的化學(xué)計(jì)量數(shù),然后利用蓋斯定律進(jìn)行整合疊加。由(2)×2+(3)×2-(1)得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)H=(-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(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義。已知拆開(kāi)1 mol H2、1 mol O2和液態(tài)水中1 mol OH鍵使之成為氣態(tài)原子所需的能量分別為436 kJ、496 kJ和462 kJ;CH3OH(g)的燃燒熱為627 kJ·mol-1。則CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)H= kJ·mol-1。 (2)甲烷自熱重整是先進(jìn)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(shí)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H/(kJ·mol-1)甲烷氧化CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H1=-802.6CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)H2=-322.0蒸氣重整CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H3=+206.2CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H4=+165.0已知反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H= kJ·mol-1。 答案:(1)-93(2)-41.2解析:(1)根據(jù)題意,可得H2(g)+12O2(g)H2O(l) H=(436+496×12-462×2) kJ·mol-1=-240 kJ·mol-1CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-627 kJ·mol-1,則所求熱化學(xué)方程式可由×3-得到,根據(jù)蓋斯定律,H=-93 kJ·mol-1。(2)將已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為、,則所求熱化學(xué)方程式可由-得到,根據(jù)蓋斯定律,H=-41.2 kJ·mol-1。9.(15分)(1)已知:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H=+86.89 kJ·mol-1CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-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NH3為原料可合成化肥尿素化學(xué)式為CO(NH2)2。已知:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)H=-159.5 kJ·mol-1NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)H=+116.5 kJ·mol-1H2O(l)H2O(g)H=+44.0 kJ·mol-1寫(xiě)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)H=-285.8 kJ·mol-1(2)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)H=-87.0 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。CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H=+86.89 kJ·mol-1CH3OH(g)+32O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-638.51 kJ·mol-1H2O(l)H2O(g)H=+44 kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律,13(-)得H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-241.8 kJ·mol-1,-得H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJ·mol-1。(2)根據(jù)蓋斯定律,+-:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)H=-87.0 kJ·mol-1。10.(2018全國(guó))(15分)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無(wú)色透明液體,遇潮氣時(shí)發(fā)煙生成(HSiO)2O等,寫(xiě)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)H1=48 kJ·mol-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)H2=-30 kJ·mol-1則反應(yīng)4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的H為 kJ·mol-1。 (3)對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹(shù)脂催化劑,在323 K和343 K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。343 K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率=%。平衡常數(shù)K343 K=(保留2位小數(shù))。 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(dá)到平衡的時(shí)間,可采取的措施有、。 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?jǐn)?shù),計(jì)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)220.02及時(shí)移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(濃度)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)2O+6HCl。(2)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48 kJ·mol-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)H2=-30 kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律:×3+即可得4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)H=114 kJ·mol-1。(3)由圖根據(jù)“先拐先平速率大”可知A點(diǎn)所在曲線溫度較高,則343 K時(shí)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/mol100轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol0.220.110.11平衡物質(zhì)的量/mol0.780.110.11平衡常數(shù)K343 K=0.11×0.11(0.78)20.02。A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(dá)平衡時(shí)v正、v逆相等,k正xSiHCl32=k逆xSiH2Cl2xSiCl4k正k逆=xSiH2Cl2·xSiCl4xSiHCl32=K343 K=0.02A處SiHCl3轉(zhuǎn)化率為20%,設(shè)起始時(shí)SiHCl3物質(zhì)的量為1 mol,則有:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始物質(zhì)的量/mol100轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量/mol0.20.10.1a點(diǎn)物質(zhì)的量/mol0.80.10.1此時(shí)SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?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=1.281.3。11.(2017北京理綜)(20分)TiCl4是由鈦精礦(主要成分為T(mén)iO2)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SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸點(diǎn)/58136181(升華)3161 412熔點(diǎn)/-69-25193304714在TiCl4中的溶解性互溶微溶難溶(1)氯化過(guò)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(jìn)行。已知:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)H1=+175.4 kJ·mol-12C(s)+O2(g)2CO(g)H2=-220.9 kJ·mol-1沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學(xué)方程式: 。 氯化過(guò)程中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H0(填“>”“<”或“=”),判斷依據(jù): 。 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。 氯化產(chǎn)物冷卻至室溫,經(jīng)過(guò)濾得到粗TiCl4混合液,則濾渣中含有。(2)精制過(guò)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)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)H=-45.5 kJ·mol-1>隨溫度升高,CO含量增大,說(shuō)明生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)H2O、FeCl2溶液、NaOH溶液MgCl2、AlCl3、FeCl3(2)SiCl4高于136 ,低于181 解析:(1)根據(jù)蓋斯定律,將第一個(gè)反應(yīng)與第二個(gè)反應(yīng)直接相加可得:TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+2CO(g)H=H1+H2=+175.4 kJ·mol-1+(-220.9 kJ·mol-1)=-45.5 kJ·mol-1。根據(jù)圖像可以看出,隨著溫度的升高,n(CO)逐漸增大,而n(CO2)逐漸減小,說(shuō)明CO2生成CO的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則CO2生成CO反應(yīng)的H>0。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。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?cè)赥iCl4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(diǎn)可知,在蒸餾塔一中首先變?yōu)闅鈶B(tài)的物質(zhì)是沸點(diǎn)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(diǎn)的物質(zhì)汽化,所以溫度T2要高于136 ,但應(yīng)低于181 。