2014届高考化学一轮全能优化训练15
1．下列说法错误的是( )
A．化学反应中的能量变化都表现为热量变化 B．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应
C．向醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若溶液红色加深，则说明盐类水解是吸热的 D．反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热
解析：选A。化学反应中的能量变化也可以表现为电能和光能的变化。
2．(创新题)氯原子对O3分解有催化作用：O3＋Cl===ClO＋O2 ΔH1，ClO＋O===Cl＋O2 ΔH2。大气臭氧层的分解反应：O3＋O===2O2 ΔH，该反应的能量变化示意图如图所示，下列叙述中正确的是( )
A．反应O3＋O===2O2的ΔH＝E1－E3 B．反应O3＋O===2O2的ΔH＝E2－E3 C．O3＋O===2O2是吸热反应 D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2
解析：选D。从能量关系图来看，ΔH＝E3－E2，故A、B项错；从图中还可以看出反应物的总能量大于生成物的总能量，因此该反应是一个放热反应，故C项错。
3．物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是( ) A．A→F，ΔH＝－ΔH6
B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1 C．C→F，|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|
D．|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|
解析：选B。由盖斯定律知，ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，故B错。 4．(2013·西安高三检测)如图所示，下列说法不正确的是( )
A．反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)＋B2(g)===C(g) ΔH1＝－Q kJ/mol B．反应过程(2)的热化学方程式为C(g)===A2(g)＋B2(g) ΔH2＝＋Q1 kJ/mol C．Q与Q1的关系：Q>Q1 D．ΔH2>ΔH1 解析：选C。由图像数据可知，反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)＋B2(g)===C(g) ΔH1
＝－Q kJ/mol；反应过程(2)的热化学方程式为C(g)===A2(g)＋B2(g) ΔH2＝＋Q1 kJ/mol，反应过程(1)与反应过程(2)中，反应物、生成物所涉及物质及状态均相同，只是过程相反，故反应热的数值相等，符号相反。注意比较ΔH的大小时，要注意比较其正负号。
1
5．298 K时，合成氨反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol。在该温度下取2 mol N2和6 mol H2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量( )
A．等于92.4 kJ B．等于184.8 kJ C．小于184.8 kJ D．大于184.8 kJ
解析：选C。合成氨反应为可逆反应，所以反应放出的热量应小于184.8 kJ。
6．(2013·东北三市联考)已知在25 ℃、101 kPa下，1 g辛烷C8H18燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
25
A．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)
2
－1
ΔH＝－48.40 kJ·mol
B．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(g)
－1
ΔH＝＋11 035.2 kJ·mol
25
C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
2
－1
ΔH＝＋5 517.6 kJ·mol
25
D．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
2
－1
ΔH＝－5 517.6 kJ·mol 解析：选D。1 mol辛烷燃烧应放热5 517.6 kJ，因此1 mol 辛烷燃烧时的焓变为－5 517.6 －1
kJ·mol，只有D正确。
7．在298 K、100 kPa时，已知： 2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1 Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( ) A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2 C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2 解析：选A。设提供的三个热化学方程式分别为①、②、③，根据盖斯定律，由①＋②×2可以得到③，故ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3，A项正确。
8．(2013·白山高三模拟)下列说法正确的是( )
A．通常状况下，1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则表示氢气燃烧热的
－1
热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol
－1
B．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270 kJ·mol，则1 mol 氢气与1 mol 氟气反应生成2 mol 液态氟化氢放出的热量小于270 kJ
C．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成
催化剂
NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)高温、高压 2NH3(g) ΔH＝－38.6
－1
kJ·mol
－1
D．已知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol，②C(s，金刚石)
－1
＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395.0 kJ·mol，则C(s，金刚石)===C(s，石墨) ΔH＝－1.5
－1
kJ·mol
解析：选D。表示氢气燃烧热的热化学方程式中H2(g)的化学计量数为1，A错；气体变为液体时要放出能量，所以1 mol 氢气与1 mol 氟气反应生成2 mol 液态氟化氢放出的热量大于270 kJ，B错；此反应为可逆反应，故投入0.5 mol 的氮气，最终参加反应的氮气
－1
一定小于0.5 mol，因此热化学方程式中ΔH应小于－38.6 kJ·mol，且热化学方程式中不用写反应条件，选项C不正确；D中由②－①可知正确。
9．将V1 mL 1.00 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50)。下列叙述正确的是( )
2
A．做该实验时环境温度为22 ℃
B．该实验表明化学能可以转化为热能 C．NaOH溶液的浓度约为1.00 mol/L
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
解析：选B。由图可知，在盐酸体积为30 mL前，随着盐酸体积的增大，混合液的温度升高，而盐酸体积为5 mL时，混合液温度为22 ℃，所以做该实验时环境温度低于22 ℃，
3－1
A错；当V1＝30时，盐酸和NaOH溶液恰好完全反应，则NaOH溶液浓度为 mol·L，C错。
2
1
10．(原创题)(1)已知：①Fe(s)＋O2(g)===FeO(s)
2
－1
ΔH1＝－272.0 kJ·mol；
3
②2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)
2
－1
ΔH2＝－1 675.7 kJ·mol。
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是________(填“能”或“不能”)，你的理由是
________________________________________________________________________。
(2)反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B，如图所示。
①据图判断该反应是________(填“吸”或“放”)热反应，当反应达到平衡后，其他条件不变，升高温度，反应物的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②其中B历程表明此反应采用的条件为________(填字母)。 A．升高温度 B．增大反应物的浓度 C．降低温度 D．使用催化剂
解析：(1)该铝热反应的化学反应方程式为3FeO(s)＋2Al(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s)，可由②－①×3得到，故ΔH＝ΔH2－ΔH1×3＝－1 675.7－(－272.0)×3＝－859.7(kJ·mol－1
)。铝热反应为引发反应，需消耗大量能量，因此不适合用于工业炼铁。 (2)结合图像，反应物的能量低于产物能量，该反应吸热；升温平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大。
答案：(1)3FeO(s)＋2Al(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s)
－1
ΔH＝－859.7 kJ·mol 不能 该反应为引发反应，需消耗大量能量，成本较高 (2)①吸 增大 ②D
11．(2013·芜湖高三模拟)A：丙烷燃烧可以通过以下两种途径： 途径Ⅰ：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
3
ΔH＝－a kJ/mol
途径Ⅱ：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋b kJ/mol 2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－c kJ/mol 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－d kJ/mol (a、b、c、d均为正值) 请回答下列问题：
(1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径Ⅰ放出的热量________(填“大于”、“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应中，反应物具有的总能量__________(填“大于”、“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要__________(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物，因此其反应条件是__________。
(3)b与a、c、d的数学关系式是
________________________________________________________________________。
B：火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol 液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。
(1)写出肼和过氧化氢的结构式：肼____________，过氧化氢________。 (2)写出反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (3)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是________kJ。
(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是
________________________________________________________________________。
解析：A：(1)等量的丙烷燃烧，生成物均是CO2(g)、H2O(l)，由盖斯定律知途径Ⅱ经过三步反应放出的热量与途径Ⅰ放出的热量相等。
(2)ΔH>0，所以该反应物的总能量低于生成物的总能量。反应时，反应物就需要吸收能量转化为生成物。一般来说，吸热反应在发生时，需要加热，而且丙烷(烷烃)是一种常温下能稳定存在的物质，所以可判断丙烷分解为丙烯和氢气的反应是需要加热这一条件的。
?－c??－d?(3)由化学方程式的叠加和盖斯定律推知：－a＝b＋??＋??，即2b＝c＋d－2a。 ?2??2?
B：(1)由分子式分析各元素的化合价，结合元素原子的价电子数，推出化合物中各原子的成键数目，不难写出结构式。
(2)反应物和产物均已知，利用氧化还原反应方程式的配平技巧，可将反应方程式写出。添上各物质的聚集状态及ΔH数值就可写出热化学方程式。
641.625
(3)16 g肼反应生成气态水时放出热量是 kJ，并且生成的气态水是2 mol,2 mol
2
气态水液化又放出88 kJ的热量，共放出408.8 kJ的热量。
(4)结合反应产物的性质进行分析。
答案：A：(1)等于 (2)小于 吸收 加热 (3)2b＝c＋d－2a
B：(1) (2)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.625 kJ/mol
(3)408.8 (4)产物是N2和H2O，对环境无污染
4
12．(2013·沈阳四校联考)Ⅰ.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N2是燃煤烟气的一种脱硝(除NOx)技术。其脱硝机理如图所示。写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
Ⅱ.(1)如图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________，ΔH的变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)
－1
ΔH＝＋49.0 kJ·mol；
1
②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
2
－1
ΔH＝－192.9 kJ·mol。
－1
又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol。 则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 解析：Ⅰ.观察题图可知，C2H4与NO2反应生成CO2、N2、H2O。
Ⅱ.(1)催化剂可降低反应的活化能，但不能改变反应热，故E1减小、ΔH不变。
3
(2)根据盖斯定律，由②×3－①×2＋③×2得CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
2
－1
ΔH＝－764.7 kJ·mol。
答案：Ⅰ.2C2H4＋6NO2===4CO2＋3N2＋4H2O(或2CH2CH2＋6NO2―→4CO2＋3N2＋4H2O) Ⅱ.(1)减小 不变
3
(2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
2
－1
ΔH＝－764.7 kJ·mol
13．为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
(1)实验测得：5 g甲醇在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，破坏旧化学键需要吸收能量，形成新化学键又会释放能量。 化学键 H—H N—H －1键能(kJ·mol) 436 391 945 5
已知反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝a kJ·mol。试根据表中所列键能数据计算a 的数值，列出简单的计算式：
________________________________________________________________________。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。 已知：C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/mol 2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(l) ΔH2＝－571.6 kJ/mol 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH3＝－2 599 kJ/mol
根据盖斯定律，计算298 K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变(列出简单的计算式)：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
－1
解析：(1)燃烧1 mol CH3OH的ΔH＝－113.5 kJ÷5 g×32 g·mol＝－726.4 kJ·mol－1
，由此可写出相应的热化学方程式。
(3)解答该题的核心任务就是由反应①②③得到反应④： C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)
－1
ΔH1＝－393.5 kJ·mol① 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
－1
ΔH2＝－571.6 kJ·mol②
2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
－1
ΔH3＝－2 599 kJ·mol③
2C(s，石墨)＋H2(g)===C2H2(g) ΔH④
不难看出，(①×4＋②－③)/2即得到④，反应热也由此求出。 答案：(1)CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
－1
ΔH＝－726.4 kJ·mol或
2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
－1
ΔH＝－1 452.8 kJ·mol
(2)a＝3×436＋945－6×391＝－93
－1
(3)ΔH＝(4ΔH1＋ΔH2－ΔH3)/2＝＋226.7 kJ· mol
－1
6