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專題跟蹤檢測 化學反應與能量 1.(2018佛山模擬)如圖表示H2和Br2反應的歷程，其中虛線表示的是使用催化劑的反應歷程，下列說法正確的是(　　) A．正反應為吸熱反應 B．正反應為放熱反應 C．加入催化劑，該化學反應的反應熱增大 D．從圖中可以看出，該反應的反應熱與反應途徑有關 解析：選A　由圖像可知反應物(Br2＋H2)總能量低于生成物(2HBr)的總能量，所以此反應為吸熱反應，A項正確，B項錯誤；加入催化劑時只是加快反應速率，并不影響反應熱，反應熱的大小與反應途徑無關，C、D項錯誤。 2．(2018中山模擬)甲烷是一種高效清潔的新能源，0.25 mol 甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出222.5 kJ熱量，則下列熱化學方程式中正確的是(　　) A．2CH4(g)＋4O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋890 kJmol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋890 kJmol－1 C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJmol－1 D．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890 kJmol－1 解析：選C　1 mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出222.5 kJ4＝890 kJ熱量，則熱化學方程式為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJmol－1。 3．BeCl2是有機反應的催化劑，鈹和氯氣反應的能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．E2是正反應的活化能　　　 　B．該反應的ΔH<0 C．加入催化劑，ΔH減小 D．ΔH＝E2－E1 解析：選B　A項，E1是正反應活化能，E2是逆反應活化能，錯誤；B項，該反應是放熱反應，正確；C項，加入催化劑，E1和E2減小，不改變ΔH，錯誤；D項，ΔH＝E1－E2，錯誤。 4．(2018廣安模擬)已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋130 kJmol－1；2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJmol－1。斷開1 mol H—H鍵、O===O鍵分別需要吸收436 kJ、496 kJ的熱量，則斷開 1 mol O—H 鍵需要吸收的熱量為(　　) A．332 kJ B．118 kJ C．462 kJ D．360 kJ 解析：選C　將第一個熱化學方程式乘以2，再減去第二個熱化學方程式，得2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋480 kJmol－1，故斷開1 mol O—H鍵需要吸收的熱量為＝462 kJ，C項正確。 5．(2018潮州模擬)下列依據熱化學方程式得出的結論正確的是(　　) A．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJmol－1，則氫氣的燃燒熱為241.8 kJmol－1 B．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1，則含40.0 g NaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和，放出熱量小于57.3 kJ C．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝a kJmol－1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝b kJmol－1，則a>b D．已知C(石墨，s)===C(金剛石，s)　ΔH>0，則金剛石比石墨穩(wěn)定 解析：選B　該熱化學方程式中水是氣體，依據燃燒熱概念可知，氫氣的燃燒熱大于241.8 kJmol－1，故A錯誤；醋酸是弱酸，電離吸熱，NaOH的物質的量為1 mol，與稀醋酸完全中和，放出的熱量小于57.3 kJ，故B正確；碳完全燃燒放出的熱量多，焓變?yōu)樨撝?，則a0，此反應為吸熱反應，生成物的總能量大于反應物的總能量，B、C項錯誤；再根據Ea和ΔH的比例關系可知D項正確。 7．(2018大慶模擬)在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中，ΔH2>ΔH1的是(　　) A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1； 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2 B．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1； S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 C．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1； C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1； H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH2 解析：選D　A項，物質的燃燒反應是放熱的，所以焓變是負值，液態(tài)水變?yōu)闅鈶B(tài)水的過程是吸熱的，故ΔH1>ΔH2，錯誤；B項，物質的燃燒反應是放熱的，所以焓變是負值，固體硫變?yōu)闅鈶B(tài)硫需要吸收熱量，所以ΔH1>ΔH2，錯誤；C項，碳單質完全燃燒生成二氧化碳放出的熱量多于不完全燃燒生成一氧化碳放出的熱量，反應的焓變是負值，故ΔH1>ΔH2，錯誤；D項，方程式的化學計量數加倍，焓變數值加倍，該化合反應是放熱的，所以焓變值是負值，2ΔH2＝ΔH1，ΔH1<ΔH2，正確。 8．(2018日照模擬)已知CaSO42H2O脫水過程的熱化學方程式如下： ①CaSO42H2O(s)===CaSO4H2O(s)＋H2O(g)　ΔH1＝＋83.2 kJmol－1 ②CaSO4H2O(s)===CaSO4(s)＋H2O(g)　ΔH2 又知：③CaSO42H2O(s)===CaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH3＝＋26 kJmol－1 ④H2O(g)===H2O(l)　ΔH4＝－44 kJmol－1 則ΔH2等于(　　) A．＋30.8 kJmol－1　　　 　B．－30.8 kJmol－1 C．＋61.6 kJmol－1 D．－61.6 kJmol－1 解析：選A　根據蓋斯定律，③－①－④2得CaSO4H2O(s)===CaSO4(s)＋H2O(g)　ΔH2＝＋30.8 kJmol－1，A正確。 9．已知：①Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s)　ΔH1 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2 ③Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)　ΔH3 則下列表述正確的是(　　) A．ΔH2>0 B．ΔH3>ΔH1 C．Mn＋SO2===MnO2＋S　ΔH＝ΔH1－ΔH2 D．MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s)ΔH＝ΔH3－ΔH2－ΔH1 解析：選D　反應②為放熱反應，所以ΔH2<0，A項錯誤；①、③無法直接聯系，不能判斷ΔH3與ΔH1的大小關系，B項錯誤；未標注物質的聚集狀態(tài)，C項錯誤；依據蓋斯定律，由③－②－①得反應MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s)　ΔH，則ΔH＝ΔH3－ΔH2－ΔH1，D項正確。 10．(2018濟寧模擬)已知下列反應的熱化學方程式： ①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJmol－1 ②CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2＝－870.3 kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJmol－1 則反應2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的ΔH為(　　) A．488.3 kJmol－1 B．－488.3 kJmol－1 C．－244.15 kJmol－1 D．244.15 kJmol－1 解析：選B　根據蓋斯定律，①2－②＋③2，得2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)　ΔH＝－393.5 kJmol－12＋870.3 kJmol－1－285.8 kJmol－12＝－488.3 kJmol－1。 11．(2018延邊模擬)已知：①CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－a kJmol－1 ②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－c kJmol－1 ④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH4＝－d kJmol－1 下列敘述正確的是(　　) A．由上述熱化學方程式可知ΔH3<ΔH4 B．H2的燃燒熱為d kJmol－1 C．CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g) ΔH＝(a－b－2c)kJmol－1 D．當CO和H2的物質的量之比為1∶2時，其完全燃燒生成CO2和H2O(l)時，放出Q kJ熱量，則混合氣中CO的物質的量為 mol 解析：選B　A項，氣態(tài)水到液態(tài)水繼續(xù)放熱，所以d>c，ΔH3>ΔH4，錯誤；B項，燃燒熱應生成穩(wěn)定氧化物，應該是液態(tài)水，燃燒熱為d kJmol－1，正確；C項，根據蓋斯定律，由①－②－③2得到：CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝(b＋2c－a)kJmol－1，錯誤；D項，設CO和H2物質的量分別為n、2n，則CO放出的熱量是nb ，氫氣放出的熱量是2nd，即nb＋2nd＝Q，解得n＝ mol，則該混合物中CO的物質的量為 mol，錯誤。 12．(2018郴州模擬)根據如圖所給信息，得出的結論正確的是(　　) A．48 g碳完全燃燒放出的熱量為1 574 kJmol－1 B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJmol－1 C．2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋283.0 kJmol－1 D．C(s)＋O2(g)===CO2(s)　ΔH＝－393.5 kJmol－1 解析：選B　48 g碳完全燃燒生成CO2，放出的熱量為1 574 kJ，A項錯誤；根據圖像可知，C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJmol－1，故2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJmol－1，B項正確；根據圖像可知，CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJmol－1，故2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋566.0 kJmol－1，C項錯誤；根據圖像可知，C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJmol－1，D項錯誤。 13．(1)已知：Ⅰ.C(s、金剛石)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－395.4 kJmol－1； Ⅱ.C(s、石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－393.5 kJmol－1。 ①石墨和金剛石相比，石墨的穩(wěn)定性________金剛石的穩(wěn)定性(填“大于”“小于”或“等于”，下同)。 ②石墨中C—C鍵鍵能________金剛石中C—C鍵鍵能。 (2)0.3 mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5 kJ熱量，其熱化學反應方程式為__________________________________；又知H2O(l)H2O(g)　ΔH＝＋44 kJmol－1，則11.2 L(標準狀況)乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時，放出的熱量是________kJ。 解析：(1)①Ⅰ－Ⅱ 得出C(s，金剛石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJmol－1，石墨的能量比金剛石能量低，能量越低，物質越穩(wěn)定，即石墨的穩(wěn)定性大于金剛石；②石墨比金剛石穩(wěn)定，說明石墨中C—C鍵的鍵能大于金剛石中的C—C鍵鍵能。(2)1 mol B2H6完全燃燒放出的熱量為649.5 kJ＝2 165 kJ，因此熱化學反應方程式為B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 165 kJmol－1；①B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH1＝－2 165 kJmol－1，②H2O(l)===H2O(g)　ΔH2＝＋44 kJmol－1，根據蓋斯定律，①＋3②得出 B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(g)　ΔH＝－2 033 kJmol－1，因此消耗11.2 L的B2H6放出的熱量為 1 016.5 kJ。 答案：(1)①大于?、诖笥? (2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 165 kJmol－1　1 016.5 14．按要求計算下列反應的ΔH。 (1)二氧化碳的捕集與利用是實現溫室氣體減排的重要途徑之一。 目前工業(yè)上用的捕碳劑NH3和(NH4)2CO3，它們與CO2發(fā)生如下可逆反應： 2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1 NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2 (NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)　ΔH3 則ΔH3＝______________(用含ΔH1、ΔH2的代數式表示)。 (2)已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量如表： 化學鍵 H—H C===O C===S H—S C≡O E/(kJmol－1) 436 745 577 339 1072 H2還原COS發(fā)生的反應為H2(g)＋COS(g) ===H2S(g)＋CO(g)，該反應的ΔH＝________ kJmol－1(已知COS的電子式為)。 (3)NH3作為一種重要化工原料，被大量應用于工業(yè)生產，與其有關性質反應的催化劑研究曾被列入國家863計劃。催化劑常具有較強的選擇性，即專一性。已知： 反應Ⅰ：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g) ΔH1＝－905.0 kJmolˉ1 反應Ⅱ：4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g) ΔH2 化學鍵 H—O O===O N≡N N—H 鍵能/(kJmol－1) 463 496 942 391 ΔH2＝__________________。 (4)以甲醇為原料制備氫氣的一種原理如下： 反應Ⅰ：CH3OH(g) CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋90 kJmol－1 反應Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41 kJmol－1 已知：斷裂1 mol分子中的化學鍵需要吸收的能量如表所示。 分子 CH3OH(g) H2(g) H2O(g) CO2(g) 能量/(kJmol－1) 2 038 436 925 x 表中x＝________。 (5)利用CO2和CH4重整可制合成氣(主要成分為CO、H2)，已知重整過程中部分反應的熱化學方程式為 ①CH4(g)===C(s)＋2H2(g)ΔH1＝＋75.0 kJmol－1 ②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.0 kJmol－1 ③CO(g)＋H2(g)===C(s)＋H2O(g)ΔH3＝－131.0 kJmol－1 反應CO2(g)＋CH4(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝__________kJmol－1。 解析：(1)①2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) (NH4)2CO3(aq)　ΔH1 ②NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)　ΔH2 根據蓋斯定律②2－①可得：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)　ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。 (2)ΔH＝(436＋745＋577－2339－1072)kJmol－1＝＋8 kJmol－1。 (3)4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH2＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和＝(43391＋3496－2942－62463) kJmol－1＝－1 260 kJmol－1。 (4)根據蓋斯定律Ⅰ＋Ⅱ可得：CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49 kJmol－1，因為ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和＝(2 038＋925－x－4363) kJmol－1＝49 kJmol－1，解得x＝1 606，所以表中x＝1 606。 (5)根據蓋斯定律①＋②－③可得反應：CO2(g)＋CH4(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3＝75.0 kJmol－1＋41.0 kJmol－1－(－131.0 kJmol－1)＝＋247.0 kJmol－1。 答案：(1)2ΔH2－ΔH1　(2)＋8 (3)－1 260 kJmol－1　(4)1 606　(5)＋247.0