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專題21 化學(xué)反應(yīng)與能量綜合應(yīng)用 （滿分60分 時間25分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．根據(jù)能量變化示意圖，下列說法不正確的是() A． 相同質(zhì)量的和，前者具有的能量較高 B． 相同物質(zhì)的量的和，后者含有的總鍵能較高 C． D． ；則 【答案】D 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系及蓋斯定律的應(yīng)用，題目難度較小，應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱是解題關(guān)鍵。 2．下列說法正確的是 A． 將NaOH溶液分多次緩慢注入鹽酸中，還是一次性快速注入鹽酸中，都不影響中和熱測定 B． 已知反應(yīng)的中和熱為ΔH=-57.3 kJmol-1，則稀H2SO4和稀Ca(OH)2溶液反應(yīng)的中和熱ΔH=-257.3 kJmol-1 C． 燃燒熱是指在101 kPa時可燃物完全燃燒時所放出的熱量，故S(s)+3/2O2(g)═SO3(g)ΔH=-315 kJmol-1即為硫的燃燒熱 D． 已知冰的熔化熱為6.0 kJmol-1，冰中氫鍵鍵能為20.0 kJmol-1，假設(shè)1 mol冰中有2 mol氫鍵，且熔化熱完全用于破壞冰中的氫鍵，則最多只能破壞1 mol冰中15%氫鍵 【答案】D 【解析】 【詳解】 【點(diǎn)睛】燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒的反應(yīng)熱，完全燃燒是指物質(zhì)中含有的氮元素轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮?dú)猓瑲湓剞D(zhuǎn)化為液態(tài)水，碳元素轉(zhuǎn)化為氣態(tài)二氧化碳，硫元素變?yōu)闅鈶B(tài)二氧化硫。 3．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6kJmol－1 CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.8kJmol－1 現(xiàn)有CO、H2、CO2組成的混合氣體67.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，經(jīng)完全燃燒后放出的總熱量為710.0kJ，并生成18g液態(tài)水，則燃燒前混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為(　　) A． 80% B． 50% C． 60% D． 20% 【答案】B 【解析】 【分析】由水算出氫氣的物質(zhì)的量及燃燒放出的熱量，總熱量減去氫氣燃燒放出的熱量，得CO放出的熱量，從而算出CO的物質(zhì)的量。 4．下列圖像分別表示有關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)過程與能量變化的關(guān)系。 據(jù)此判斷下列說法正確的是 A． 石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸姆磻?yīng)是吸熱反應(yīng) B． 白磷比紅磷穩(wěn)定 C． S(g)＝S(s)　ΔH>0 D． H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)　ΔH>0 【答案】A 【解析】 【詳解】 A．由圖象可知金剛石能量高于石墨，石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻?yīng)，A正確； B．由圖象可知白磷能量高于紅磷，能量越高越活潑，白磷比紅磷活潑，紅磷較穩(wěn)定，B錯誤； C．由圖象可知?dú)鈶B(tài)S的能量比固態(tài)S的能量高，則S(g)＝S(s)　ΔH＜0，C錯誤； D．由圖象可知反應(yīng)物H2(g)與I2(g)的能量總和高于生成物HI(g)的能量總和，所以H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)是放熱反應(yīng)，ΔH＜0，D錯誤； 答案選A。 5．一定條件下，在水溶液中1mol Cl-、ClOx- (x=1，2，3，4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是 A． 這些離子中結(jié)合H＋能力最強(qiáng)的是E B． A、B、C、D、E五種微粒中C最穩(wěn)定 C． C→B+D，反應(yīng)物的總鍵能大于生成物的總鍵能 D． B→A+D反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：3ClO—(aq) == ClO3—(aq) + 2Cl—(aq) △H = －116kJ?mol-1 【答案】D 點(diǎn)睛：反應(yīng)物斷鍵吸收的能量大于生成物成鍵放出的能量，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；反應(yīng)物斷鍵吸收的能量小于生成物成鍵放出的能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)；反應(yīng)熱等于正反應(yīng)的活化能減去逆反應(yīng)的活化能。 6．下列關(guān)于反應(yīng)能量的說法正確的是 A． Zn(s)＋CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)＋Cu(s)　ΔH＝－216 kJmol－1，則反應(yīng)物總能量＞生成物總能量 B． 相同條件下，如果1mol氫原子所具有的能量為E1，1 mol氫分子的能量為E2，則2E1＝E2 C． 101 kPa時，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)　ΔH＝－572 kJmol－1，則H2的燃燒熱為－572 kJmol－1 D． H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1，含1 mol NaOH的氫氧化鈉溶液與含0.5 mol H2SO4的濃硫酸混合后放出57.3kJ的熱量 【答案】A 【解析】 點(diǎn)睛：中和熱是在稀溶液中強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時，所放出的熱量。 7．中國學(xué)者在水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH]中突破了低溫下高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率不能兼得的難題，該過程是基于雙功能催化劑（能吸附不同粒子）催化實(shí)現(xiàn)的。反應(yīng)過程示意圖如下： 下列說法正確的是 A． 過程Ⅰ、過程Ⅲ均為放熱過程 B． 過程Ⅲ生成了具有極性共價鍵的H2、CO2 C． 使用催化劑降低了水煤氣變換反應(yīng)的ΔH D． 圖示過程中的H2O均參與了反應(yīng)過程 【答案】D 【解析】A. 根據(jù)反應(yīng)過程示意圖，過程Ⅰ中水分子中的化學(xué)鍵斷裂的過程，為吸熱過程，故A錯誤；B. 過程Ⅲ中CO、氫氧原子團(tuán)和氫原子形成了二氧化碳、水、和氫氣，H2中的化學(xué)鍵為非極性鍵，故B錯誤；C.催化劑不能改變反應(yīng)的ΔH，故C錯誤；D. 根據(jù)反應(yīng)過程示意圖，過程Ⅰ中水分子中的化學(xué)鍵斷裂，過程Ⅱ也是水分子中的化學(xué)鍵斷裂的過程，過程Ⅲ中形成了水分子，因此H2O均參與了反應(yīng)過程，故D正確；故選D。 8．CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì)，它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式為： ①CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3kJmol－1 ②2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)　ΔH＝－571.6kJmol－1 ③C(s)＋O2(g)CO2(g)　ΔH＝－393.5kJmol－1 （1）在深海中存在一種甲烷細(xì)菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生的能量存活，甲烷細(xì)菌使1mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量________(填“＞”“＜”或“＝”)890.3kJ。 （2）甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4＋CO22CO＋2H2，1gCH4完全反應(yīng)可釋放15.46kJ的熱量，則： ①能表示該反應(yīng)過程中能量變化的是________(填字母)。 ②若將物質(zhì)的量均為1mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨著時間的變化如圖所示，則CH4的轉(zhuǎn)化率為________。 （3）C(s)與H2(g)不反應(yīng)，所以C(s)＋2H2(g)CH4(g)的反應(yīng)熱無法直接測量，但通過上述反應(yīng)可求出C(s)＋2H2(g)CH4(g)的反應(yīng)熱ΔH＝________。 （4）目前對于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點(diǎn)，下列關(guān)于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是________________________(填字母)。 A．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，使CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2，并放出熱量 B．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，在常溫常壓下使CO2分解生成碳與O2 C．尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2) D．將固態(tài)碳合成為C60，以C60作為燃料 【答案】＝D63%　－74.8kJmol－1C 【解析】 【分析】 【詳解】 (1)給定反應(yīng)的反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)物和生成物的多少和狀態(tài)，與中間過程無關(guān)，故甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量仍等于890.3 kJ。(2)①1 g CH4完全反應(yīng)釋放15.46 kJ的熱量，則1 mol CH4完全反應(yīng)放出熱量為247.36 kJ，故D圖符合題意；②CH4的轉(zhuǎn)化率＝155.8/247.36 100%≈63%。(3)②＋③－①即得C(s)＋2H2(g)=CH4(g)　ΔH＝－74.8 kJmol－1。(4)已知CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJmol－1，則CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2的反應(yīng)吸熱，故A項(xiàng)不正確；使CO2分解生成碳與O2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，常溫下不能發(fā)生，故B項(xiàng)不正確；利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2)是合理的，C項(xiàng)正確；將固態(tài)碳合成為C60，以C60作為燃料，極不經(jīng)濟(jì)合算，故D項(xiàng)不正確，故選C。 【點(diǎn)睛】本題考查了熱化學(xué)方程式書寫、蓋斯定律計算、反應(yīng)熱與能源，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，把握物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)中的能量變化、化學(xué)研究等為解答的關(guān)鍵。