61化学反应中的能量变化练习解析版

1第1讲化学反应中的能量变化1．“天宫一号”目标飞行器与“神舟九号”载人飞船的交会对接，标志着我国具备了建设空间站的基本能力。下列有关说法正确的是()A．火箭升空的动力主要来源于化学能B．“神舟九号”飞船的太阳能帆板将太阳能直接转换为动能C．“天宫一号”中的氢氧燃料电池将电能转换为化学能D．“天宫一号”利用太阳能将水加热分解为氢气和氧气【答案】A【解析】A项，火箭升空的动力主要来源于推进剂之间的化学反应，属于化学能，正确；B项，“神舟九号”飞船的太阳能帆板将太阳能直接转换为电能，错误；C项，“天宫一号”中的氢氧燃料电池将化学能转换为电能，错误；D项，“天宫一号”利用太阳能将水电解为氢气和氧气，错误。2．下列物质间的反应，其能量变化符合下图的是()A．由Zn和稀H2SO4制氢气B．灼热的炭粉与二氧化碳反应C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合D．碳酸钙的分解【答案】A【解析】该图示为放热反应能量图，A为典型放热反应，B、C是教材知识点，是吸热反应的典型代表，D项反应条件是高温，需持续加热，是吸热反应。3．下列说法或表示方法不正确的是()A．盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现B．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol，含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJC．由C(石墨)―→C(金刚石)ΔH＝＋73kJ/mol，可知石墨比金刚石稳定D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol【答案】D【解析】A项，盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现，正确。B项，浓硫酸稀释过程中也放出热量，所以2反应放出的热量大于57.3kJ，正确。C项，能量越低的物质，越稳定，正确。D项，反应热计算错误。4．反应A＋B―→C分两步进行：①A＋B―→X，②X―→C，反应过程中能量变化如图所示，E1表示反应A＋B―→X的活化能。下列有关叙述正确的是()A．E2表示反应X―→C的活化能B．X是反应A＋B―→C的催化剂C．反应A＋B―→C的ΔH0D．加入催化剂可改变反应A＋B―→C的焓变【答案】C【解析】反应X―→C的活化能小于E2，A错误；由①②可知，X是反应A＋B―→C的中间产物，B错误；反应物A和B的总能量大于生成物C的总能量，所以反应A＋B―→C是放热反应，即ΔH0，C正确；加入催化剂可以加快反应速率，但反应物和生成物具有的总能量不变，则反应的焓变不改变，D错误。5．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：下列说法正确的是()A．1molN2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJB．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)D．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水【答案】B【解析】该反应的热化学方程式是N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝(946＋498－2×632)kJ·mol－1＝＋180kJ·mol－1，属于吸热反应，A错误；吸热反应的反应物总能量小于生成物的总能量，B正确；N2(g)和O2(g)的反应条件是放电或高温，C错误；NO不能与酸、碱反应，D错误。6．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1②H2(g)＋S(g)===H2S(g)ΔH＝－20.1kJ·mol－1下列判断正确的是()3A．1mol氢气完全燃烧生成液态水吸收热量241.8kJB．1molH2O(g)和1molH2S(g)的能量相差221.7kJC．由①②知，水的热稳定性小于硫化氢D．若反应②中改用固态硫，1molS(s)完全反应，放出的热量小于20.1kJ【答案】D【解析】A项，1mol氢气完全燃烧生成气态水吸收热量241.8kJ；B项，H2O(g)和1molH2S(g)的能量无法比较；C项水的热稳定性强于硫化氢。7．白磷与氧可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P=====OckJ·mol－1、OOdkJ·mol－1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是()A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1【答案】A【解析】由图可以看出：P4中有6mol的P—P,5mol的O2中含有5molO==O，1mol的P4O10中含有4mol的P==O,12mol的P—O，所以ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1。8．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39kJ·mol－12H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.46kJ·mol－1H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.84kJ·mol－1在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热的ΔH等于()A．－417.91kJ·mol－1B．－319.68kJ·mol－1C．＋546.69kJ·mol－1D．－448.46kJ·mol－1【答案】B【解析】Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)4ΔH＝＋64.39kJ·mol－1H2O2(l)===H2O(l)＋12O2(g)ΔH＝－98.23kJ·mol－1H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.84kJ·mol－1三式相加得：Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)===2H2O(l)＋Cu2＋(aq)ΔH＝－319.68kJ·mol－1。9.在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)＋32O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)ΔH12H2S(g)＋SO2(g)===32S2(g)＋2H2O(g)ΔH2H2S(g)＋12O2(g)===S(g)＋H2O(g)ΔH32S(g)===S2(g)ΔH4则ΔH4的正确表达式为()A．ΔH4＝23(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)B．ΔH4＝23(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)C．ΔH4＝32(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝32(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)【答案】A【解析】根据盖斯定律，由第一个反应×23＋第二个反应×23－第三个反应×2可得第四个反应，则ΔH4＝ΔH1×23＋ΔH2×23－ΔH3×2＝23(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。10．已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1，P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol－1。下列叙述正确的是()A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔHC．Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4kJ·mol－1D．P—P键的键能为(5a－3b＋12c)/8kJ·mol－1【答案】C【解析】Cl的非金属性大于P的非金属性，故P—Cl键的键能大于P—P键的键能，A项错误；不知道5PCl5(g)→PCl5(s)的反应热，无法求出B项中反应的反应热，B项错误；根据盖斯定律，消去P4，得到Cl—Cl键的键能为(b－a＋5.6c)/4kJ·mol－1，C项正确；根据盖斯定律，消去Cl2，得到P—P键的键能为(5a－3b＋12c)/12kJ·mol－1，D项错误。11．下列关于中和热的说法不正确的是()A．发生酸碱中和反应时所放出的热量叫中和热B．中和反应的实质是H＋与OH－结合生成水，若有其他物质生成，这部分反应热不在中和热内C．在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量称为中和热D．中和热不包括物质溶解、电离、水合等过程中的热效应【答案】A【解析】A项中和热指的是酸、碱的稀溶液反应时生成1mol水所放出的热量，不包括酸或碱的溶解、稀释或弱酸、弱碱电离时的热效应，也不包括生成其他物质时的热效应。12．下列说法或表示方法正确的是()A．反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应一定不能发生B．强酸跟强碱反应放出的热量一定是中和热C．由石墨比金刚石稳定可知：C(金刚石，s)===C(石墨，s)ΔH＜0D．在101kPa,25℃时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式可表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1【答案】C【解析】反应物的总能量低于生成物的总能量时，可以通过吸热使反应发生；强酸与强碱反应放出的热量不一定为中和热，如浓硫酸反应过程中首先溶于水要放热，使热量的数值大于中和热，所以B项错；对于D项，因为2gH2相当于1mol，故所写的热化学方程式中放出的热量应为576.6kJ，故ΔH＝－576.6kJ·mol－1；由石墨比金刚石稳定可知石墨的能量应比金刚石低，则由金刚石转化成石墨应该放热。13.黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S（s）＋2KNO3（s）＋3C（s）===K2S（s）＋N2（g）＋3CO2（g）ΔH＝xkJ·mol－1已知：碳的燃烧热ΔH1＝akJ·mol－1S（s）＋2K（s）===K2S（s）ΔH2＝bkJ·mol－12K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s）ΔH3＝ckJ·mol－1，则x为（）A.3a＋b－cB.c－3a－bC.a＋b－cD.c－a－b【答案】A6【解析】由碳的燃烧热ΔH1＝akJ·mol－1，得①C（s）＋O2（g）===CO2（g）ΔH1＝akJ·mol－1，将另外两个热化学方程式进行编号：②S（s）＋2K（s）===K2S（s）ΔH2＝bkJ·mol－1，③2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s）ΔH3＝ckJ·mol－1，运用盖斯定律，目标反应可由①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。14.已知：C（s）＋O2（g）===CO2（g）ΔH1CO2（g）＋C（s）===2CO（g）ΔH22CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）ΔH34Fe（s）＋3O2（g）===2Fe2O3（s）ΔH43CO（g）＋Fe2O3（s）===3CO2（g）＋2Fe（s）ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是（）A.ΔH1＞0，ΔH3＜0B.ΔH2＞0，ΔH4＞0C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5【答案】C【解析】根据反应的热效应可知：ΔH1＜0，ΔH2＞0、ΔH3＜0、ΔH4＜0，故A、B不正确；根据盖斯定律可得ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，ΔH3＝13ΔH4＋23ΔH5，C项正确，D项错误。15.已知：C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）ΔH＝akJ·mol－12C（s）＋O2（g）===2CO（g）ΔH＝－220kJ·mol－1H—H、O===O和O—H键的键能分别为436、496和462kJ·mol－1，则a为（）A.－332B.－118C.＋350D.＋130【答案】D【解析】按顺序将题中两个热化学方程式分别编号为①和②，依据盖斯定律，②－①×2得：2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）ΔH＝－（220＋2a）kJ·mol－1代