2020年高考化学一轮复习一遍过专题21化学能与热能.doc
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1、专题21 化学能与热能1下列与化学反应能量相关的说法正确的是( )A所有燃烧反应都是放热反应B吸热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量C放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率D水电站把机械能转化成电能,而核电站把化学能转化成电能【答案】A【解析】A.所有的燃烧反应都是放热反应,故A正确;B. 吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,故B错误;C.反应速率与反应是吸热还是放热无关,反应速率与反应物本身的性质及外界条件有关,故C错误;D. 水电站把机械能转化成电能,而核电站把核能转化成电能,故D错误。2下列说法正确的是( )A同温同压下,H2 (g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和
2、点燃条件下的H相同B任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中,能量变化均相同C已知:2H2(g) +O2(g)2H2O(g)H=-a kJmol-1,2H2(g)+O2 (g)2H2O(l)H=-b kJmol-1,则abD已知:C(s,石墨)+O2 (g)CO2(g)H=-393.5 kJmol-1,C(s,金刚石)+O2(g)CO2 (g)H=-395.0 kJmol-1,则C(s,石墨)C(s,金刚石)H= -1.5 kJmol-1【答案】A【解析】A. 反应焓变和反应物、生成物的能量有关,与反应条件变化途径无关,同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点
3、燃条件下的H相同,A项正确;B. 中和热是指强酸强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,弱酸、弱碱存在电离平衡过程是吸热过程,所以有弱酸或弱碱参加的反应生成1mol水放出热量小于强酸强碱反应生成1mol水,B项错误;C. 依据2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-a kJmol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)H=-b kJmol-1,液态水变化为气态水吸热,则ab,C项错误;D. C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJmol-1,C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g)H=-395.0 kJmol-1,依据盖斯定律-得到:则C(s,石墨)=
4、C(s,金刚石)H=+1.5 kJmol-1,D项错误。3已知化学反应A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是( )A每生成2 mol AB吸收bkJ热量B该反应热H= + (a-b)kJ mol-1C该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D断裂1 mol AA和1 mol BB键,放出akJ能量【答案】B【解析】A. 依据图象分析判断1molA2和1molB2反应生成2molAB,每生成2 mol AB吸收吸收(ab) kJ热量,A项错误; B. 反应热H=反应物能量总和生成物能量总和,所以反应热H=+(a-b)kJ mol-1,B项正确;C. 依据能量
5、图象分析可知反应物能量低于生成物能量,C项错误; D. 断裂化学键吸收能量,则断裂1molAA和1molBB键,吸收a kJ能量,D项错误。4研究表明,化学反应的能量变化与反应物和生成物的键能有关,键能可以简单地理解为断开1 mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的 键能数据:已知白磷燃烧的化学方程式为P4(s)5O2(g)=P4O10(s)该反应放出热量2 378 kJ,且白磷分子为正四面体,4个磷原子分别位于正四面体的四个顶点,白磷及其完全燃烧的产物结构如图所示,则下表中x为( )化学键PPPOO=OP=O键能(kJmol1)197x499434A410B335C360D188【答
6、案】C【解析】1 mol白磷完全燃烧需断开6 mol PP键、5 mol O=O键,形成12 mol PO键、4 mol P=O键,所以H6197 kJmol15499 kJmol1(12x kJmol14434 kJmol1)2 378 kJmol1,解得x360,故C正确;答案选C。5金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质(同素异形体)。在100kPa时,1 mol石墨转化为金刚石,要吸收l.895kJ的热能。据此,试判断在100 kPa压强下,下列结论正确的是( )A金刚石比石墨稳定B1 mol石墨比l mol金刚石的总能量低C1 mol石墨比l mol金刚石的总能量高D1 mol石墨
7、中的总键能比1mol金刚石中的总键能低【答案】B【解析】可以写出热化学方程式C(s,石墨,)=C(s,金刚石) H=1.895kJmol1。石墨转化为金刚石,需要吸收能量,1mol石墨的总能量比1mol金刚石的总能量低。A物质的能量越低越稳定,石墨的能量低,则石墨比金刚石稳定,A项错误;B石墨转化为金刚石为吸热反应,则1 mol石墨比l mol金刚石的总能量低,B项正确;C石墨转化为金刚石为吸热反应,则1 mol石墨比l mol金刚石的总能量低,C项错误;D化学反应中,断开化学键要吸收能量,形成化学键释放能量,石墨转化为金刚石为吸热反应,则断键吸收的能量比形成键释放的能量多,石墨的总键能比较高
8、,D项错误。6已知:1mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量;1mol I2蒸气中化学键断裂时需要吸收151kJ的能量;由H原子和I原子形成1mol HI分子时释放299kJ的能量。下列判断不正确的是( )AI2蒸气比H2分子稳定B2mol HI(g)发生分解反应吸收11kJ热量CHI与NaOH反应属于放热反应D0.5mol H2(g)与0.5mol I2(g)完全反应释放出5.5kJ热量【答案】A【解析】A. 断裂1molH2分子中的化学键需吸收能量436kJ,断裂1molI2蒸气中化学键时需要吸收151kJ的能量,所以相同条件下,H2分子中的化学键更牢固,则H2比I2稳定,
9、故A错误;B. 反应:H2+I2=2HI,生成2molHI需要吸收能量断裂旧的化学键1molHH键和1molII键,形成新的化学键释放能量。所以该反应的反应热为H=436kJ+151kJ2299kJ=11kJ/molH2CCO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H0D石墨转变为金刚石是吸热反应【答案】D【解析】A、根据白磷与氧气反应、红磷与氧气反应的图象,推出红磷的能量低于白磷,依据能量越低,物质越稳定,得到红磷比白磷稳定,故A错误;B、硫与氧气反应是放热反应,即H0,S(s)=S(g),该过程为吸热过程,即H1H2,故B错误;C、根据图象,CO(g)和H2O(g)总能量大于CO2(g)
10、与H2(g)总能量,说明该反应为放热反应,即H0,故C错误;D、根据能量关系,石墨的能量低于金刚石,因此石墨转变为金刚石是吸热反应,故D正确。12肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同,200时在Cu表面分解的机理如图。已知200时:反应:3N2H4(g)=N2(g)+4NH3(g) H1=-32.9 kJmol-1反应:N2H4(g)+H2(g)2NH3(g)H2=-41.8 kJmol-1下列说法不正确的是()A图所示过程是放热反应B反应的能量过程示意图如图所示C断开3 mol N2H4(g)的化学键吸收的能量大于形成1 molN2(g)和4 mol NH3(g)的化学键释放的能量D200
11、时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)=N2(g)+2H2(g)H=+50.7 kJmol-1【答案】C【解析】A.过程是N2H4分解生成N2和NH3,已知热化学方程式I中H为负值,所以图示过程为放热反应,故A正确;B.反应是放热反应,能量过程示意图正确,故B正确;C.放热反应中,反应物的化学键的键能之和小于生成物的化学键的键能之和,故C错误;D.根据盖斯定律:(I)-2(II)得N2H4(g)N2(g)+2H2(g)H-32.9kJmol-1-2(-41.8kJmol-1)=+50.7kJmol-1,故D正确。13德国化学家F.Haber利用N2和H2在催化剂表面合成氨气而获
12、得诺贝尔奖,该反应的微观历程及能量变化的示意图如下,用、分别表示N2、H2、NH3,下列说法正确的是( )A合成氨反应中,反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量B催化剂在吸附N2、H2时,催化剂与气体之间的作用力为化学键C在该过程中,N2、H2断键形成N原子和H原子D使用催化剂,合成氨反应放出的热量减少【答案】C【解析】A根据能量变化的示意图,合成氨的反应是放热反应,反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量,故A错误;B催化剂吸附N2、H2,没有形成化学键,催化剂与气体之间的作用力不属于化学键,故B错误;C由图可知,每3个氢分子和1个氮气分子断键得到原子,然后生成2个氨分子,生成
13、氨分子之前是氢原子和氮原子,故C正确;D催化剂对反应热无影响,合成氨反应放出的热量不变,故D错误。14NF3是一种温室气体,其存储能量能力是CO2的1200020000倍,在大气中的寿命可长达740年,如表所示是几种化学键的键能,下列说法中正确的是化学键NNFFNF键能/kJmol-1946154.8283.0A过程N2(g)2N(g)放出能量B过程N(g) + 3F(g)NF3(g)放出能量C反应N2(g) + 3F2(g)2NF3(g)为吸热反应DNF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应【答案】B【解析】A. N2(g)2N(g)为化学键断裂的过程,吸收能量,故A项错
14、误;B. N(g) + 3F(g)NF3(g)形成化学键的过程,放出能量,故B项正确;C.反应N2(g) + 3F2(g)2NF3(g)的H =反应物的键能之和减去生成物的键能之和,则H= 946 kJ/mol + 3l54.8 kJ/mol-6283.0 kJ/mol=-287.6 kJ/mol,因此H0,为放热反应,故C项错误;D. NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,则不能发生化学反应,化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,故D项错误。15CH4与Cl2生成CH3Cl的反应过程中,中间态物质的能量关系如下图所示(Ea表示活化能),下列说法不正确的是A已知Cl是由Cl2在光照条件
15、下化学键断裂生成的,该过程可表示为:B相同条件下,Ea越大反应速率越慢C图中H0,其大小与Ea1、Ea2无关DCH4转化为CH3Cl的过程中,所有C-H发生了断裂【答案】D【解析】A. 已知Cl是由Cl2在光照条件下化学键断裂生成的,由分子转化为活性原子,该过程可表示为:,选项A正确;B. 相同条件下,Ea越大,活化分子百分数越少,反应速率越慢,选项B正确;C. 图中反应物总能量大于生成物总能量,H0,其大小与Ea1、Ea2无关,选项C正确;D. CH4转化为CH3Cl的过程中,只有一个C-H发生了断裂,选项D不正确。16在其他条件相同时,反应N2+O2=2NO分别在有、无催化剂时的能量变化如
16、下图所示,下列说法中不正确的是( )A该反应中反应物的总能量比生成物的总能量低B0.2 mol NO完全分解成N2和O2时共放出热量18.26 kJC加入催化剂可以改变反应的活化能D加入催化剂能改变反应的焓变【答案】D【解析】A.从图示可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,故A正确;B.根据图示可知:反应生成2molNO时,吸收热量为182.6kJ,所以2molNO完全分解成N2和O2时共放出热量182.6kJ,则0.2molNO完全分解成N2和O2时共放出热量18.26kJ,故B正确;C.由图可知,催化剂能降低反应的活化能,故C正确;D.加入催化剂,降低反应活化能,但反应的焓变
17、不变,故D错误。17化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是( )A1mol N2(g)和1mol O2(g)完全反应放出的能量为180kJB通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOC1mol N2(g)和1mol O2(g)具有的总能量小于2mol NO(g)具有的总能量DNO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水【答案】C【解析】A.根据题给数据可知,反应物中化学键断裂吸收能量:(946+498)=1444kJ/mol,生成物中化学
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