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1、2021届高考一轮复习化学化学反应与能量变化一、选择题1反应A(g)2B(g)=C(g)的能量变化与反应进程关系如图所示，下列说法不正确的是()A图中虚线表示加入了催化剂B图中虚线表示的反应、反应均为放热反应C加入催化剂，速率加快是因为改变了反应的焓变D该反向的焓变H91 kJmol12在298 K、101 kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3则H3与H1、H2之间的关系正确的是()AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H23分别向1 L 0.5 mo
2、lL1的Ba(OH)2溶液中加入浓硫酸；稀硫酸；稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为H1、H2、H3，下列关系中正确的是()AH1H2H3 BH1H2H3CH1H2H3 DH1H2H34盖斯是热化学的奠基人，他于1840年提出盖斯定律，对这一定律的理解，以下说法不正确的是()A不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的B化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关C可以直接测量任意反应的反应热D可以用已经精确测定的反应的热效应来计算难于测量或无法测量的反应的热效应52SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示(图中E1表示无催化剂时正反应的活化能
3、，E2表示无催化剂时逆反应的活化能)。下列有关叙述不正确的是()A该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数B在500 、101 kPa下，将1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)，放热a kJ，其热化学方程式为2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H2a kJmol1C该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能DHE1E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热6（1）请用热化学方程式表示A1mol N2(g)与适量H2(g)起反应，生成2mol NH3(g)，放出92.2kJ热量。_B1mol N2(g)与适量O2(g)起反应
4、生成2mol NO2(g)，吸收68kJ热量。_（2）随着科学技术的进步，人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。有一类甲醇质子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是A、CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) H=+49.0kJ/molB、CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=-192.9kJ/mol由上述方程式可知，CH3OH的燃烧热_（填“大于”、“等于”或“小于”）192.9kJ/mol。已知水的气化热为44 kJ/mol，则氢气燃烧热的热化学方程式_。（3）把煤作为燃料可通过下列两种途径：途径 C(s)
5、+O2(g)=CO2(g)；H10 途径 先制成水煤气：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；H20 再燃烧水煤气：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)；H30 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H40 H1、H2、H3、H4的数学关系式是_A2H1=2H2+H3+H4 B2H12H2+H3+H4C2H1+2H2=H3+H4 DH1=H2+H3+H47红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的H表示生成1mol产物的数据)。根据上图回答下列问题：(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_。(2)PCl5分
6、解成PCl3和Cl2的热化学方程式_，上述分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.80mol PCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率1等于_；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为2，2_1(填“大于”、“小于”或“等于”)。(3)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是_。(4)P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的H3=_，P和Cl2一步反应生成1mol PCl5的H4_H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸
7、，其化学方程式是_。81mol白磷（P4，s）和4mol红磷（P，s）与氧气反应过程中的能量变化如图（E表示能量）。下列说法正确的是AP4(s，白磷)=4P(s，红磷) H0B以上变化中，白磷和红磷所需活化能相等C白磷比红磷稳定D红磷燃烧的热化学方程式是4P(s，红磷)+5O2(g)P4O10(s) H=-(E2-E3)kJ/mol92SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示（图中E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能）。下列有关叙述不正确的是A该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数B该反应中，反应物的总键能大于生成物的总
8、键能C500、101kPa下，将1mol SO2(g)和0.5mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热 akJ，其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H-2a kJmollDH=E1-E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热10已知：(1)Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)；H=+234.1kJmol1 ；H=-393.5kJmol1，则的H是A-824.4kJmol1 B-627.6kJmol1 C-744.7kJmol1 D-169.4kJmol111工业制氢气的一个重要反应是：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
9、。已知在25时：C(s)+O2(g)CO(g) H1=111kJmol 1H2(g)+O2(g)=H2O(g) H2=242kJmol 1C(s)+O2(g)=CO2(g) H3=394kJmol 1下列说法不正确的是（ ）A25时，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=41kJmol1B增大压强，反应的平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小C反应达到平衡时，每生成1mol CO的同时生成0.5mol O2D反应断开2mol H2和1mol O2中的化学键所吸收的能量比形成4mol OH键所放出的能量少484kJ12用惰性电极电解Cr2(SO4)3和硫酸混合溶液制备Cr2O72
10、-,阳极附近发生的反应如图所示(已知:S2O82-中S元素的化合价为+7价)。下列说法不正确的是()。A.阴极产生氢气B.SO42-在整个过程中起还原剂的作用C.反应的离子方程式为3S2O82-+2Cr3+7H2O6SO42-+Cr2O72-+14H+D.阳极的电极反应式为2SO42-2e-S2O82-13曾在南充求学和工作过的青年学者孙旭平及其领衔团队,成功利用Mo2N纳米催化剂在0.1 molL-1盐酸中进行电催化固氮,装置如图所示,在一定电压下具有较高的产氨速率。下列说法错误的是()。A.Mo2N/GCE电极为阴极B.溶液中H+通过隔膜向Mo2N/GCE电极区迁移C.Mo2N/GCE电极
11、区反应式为N2+6H+6e-2NH3D.为提高溶液的导电性,可在石墨电极区加入适量的盐酸14如图为一种利用原电池原理设计测定O2含量的气体传感器示意图,RbAg4I5是只能传导Ag+的固体电解质。O2可以通过聚四氟乙烯膜与AlI3反应生成Al2O3和I2,通过电池电位计的变化可以测得O2的含量。下列说法正确的是()。A.正极反应式为3O2+12e-+4Al3+2Al2O3B.传感器总反应为3O2+4AlI3+12Ag2Al2O3+12AgIC.外电路转移0.01 mol电子,消耗O2的体积为0.56 LD.给传感器充电时,Ag+向多孔石墨电极移动15中药铅霜(CH3COO)2Pb具有解毒敛疮的
12、作用,其制备方法在本草图经中有记载:“从铅杂水银十五分之一,合炼作片,置醋瓮中密封,经久成霜。”下列说法错误的是()。A.制铅霜时,用加汞制成的片状铅与食醋反应的速率比用纯铅快B.反应中每生成1 mol (CH3COO)2Pb,转移2 mol电子C.汞为正极,发生的电极反应为O2+4e-+2H2O4OH-D.将醋酸加入烧杯中,再投入PbO,搅匀,微热,也可以制得(CH3COO)2Pb二、非选择题162SO2(g)O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H99 kJmol1。请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示_、_，
13、E的大小对该反应的反应热有无影响？_；(2)该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？_，理由是_；(3)图中H_kJmol1；(4)已知单质硫的燃烧热H296 kJmol1，计算由S(s)生成1 mol SO3(g)的H_(写出计算过程)。17某装置如图1所示:(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象是,负极反应式为。若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为(填“Mg”或“Al”),总反应的化学方程式为。(2)Al-CO2电池是一种以低温熔融盐Al2(CO3)3为电解质,以完全非碳的钯包覆纳米多孔金属为催化剂的可充电电池。正极反应式为3CO2+4e-2CO32-+C,则
14、生成Al的反应发生在极(填“阳”或“阴”),该电池充电时总反应的化学方程式为。(3)中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图2所示:该电池工作时,b口通入的物质为,c口通入的物质为。该电池的负极反应式为。工作一段时间后,当12.8 g甲醇完全反应生成CO2时,有NA个电子发生转移。参考答案一、选择题1C解析：C图中虚线表示的反应过程活化能比原过程小，表明加入了催化剂，A正确；虚线表示的反应、中反应物的总能量均大于生成物的总能量，故均为放热反应，B正确；加入催化剂，反应速率加快的原因是降低了反应的活化能，活化分子的百
15、分数增大，单位时间内有效碰撞次数增加，但反应的焓变(H)不变，C错误；A(g)2B(g)=C(g)的正、逆反应活化能分别为419 kJmol1、510 kJmol1，则该反应的H419 kJmol1510 kJmol191 kJmol1，D正确。2A3B解析：B解析混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热；浓、稀硫酸在与Ba(OH)2反应时还会形成BaSO4沉淀，Ba2、SO之间形成化学键的过程中也会放出热量。因放热反应的H取负值，故H1H2H3。4C解析：C解析有些反应的反应热是无法直接测量的。5B解析：B解析由题图可知，该反应的正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数，A
16、正确；在500 、101 kPa下，将1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应，放热a kJ，由于该反应为可逆反应，反应生成的SO3(g)的物质的量小于1 mol，所以2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的反应热不等于2a kJmol1，B不正确；该反应为放热反应，其H0，所以反应物的总键能小于生成物的总键能，C正确；HE1E2，使用催化剂能改变反应的活化能，但不改变反应热，D正确。6H解析：（1）N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H=-92.2kJ/mol N2(g)+O2(g)=NO2(g) H=+68kJ/mol （2）大于 H2(g)+1/2
17、O2(g)=H2O(l) H=-285.9kJ/mol （3）A 【解析】本题主要考查反应热的计算。（1）AN2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H=-92.2kJ/mol。BN2(g)+O2(g)=NO2(g) H=+68kJ/mol。（2）燃烧热对应液态水，比B放出更多热量，所以CH3OH的燃烧热大于192.9kJ/mol。(B-A)/3+H2O(g)=H2O(l) H=44kJ/mol，得到氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) H=285.9kJ/mol。（3）煤直接燃烧与制成水煤气再燃烧的能量守恒，故选A。7C解析：（1）P(s)+Cl2(g)=PC
18、l3(g) H=306kJmol1 （2）PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) H=+93kJmol1 25 大于 （3）两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解 （4）-399kJmol1 等于 PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl 【解析】（1）由图可以看出，1mol P在Cl2中完全燃烧生成PCl3放出的热量为306kJmol1，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学反应方程式为P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) H=-306kJmol1。（2）中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其H=-93kJmol1，所以PCl5
19、(g)=PCl3(g)+Cl2(g) H=+93kJmol1；分解率1=100=25，由热化学反应方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl5的分解率增大，即2大于1。（3）由图可知，P与Cl2反应生成PCl3，PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。（4）由盖斯定律可知，一步生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即H3=-399kJmol1。（5）PCl5与水反应生成H3PO4和HCl，化学方程式为：PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl。8D解析：D【解析】依
20、据图象分析，白磷能量高于红磷，依据能量守恒，白磷转变为红磷是放热反应，则H0，故A错误；依据图象分析，白磷能量高于红磷，则白磷和红磷所需活化能不相等，故B错误；依据图象分析，白磷能量高于红磷，能量低的稳定，则红磷稳定，故C错误；依据图象分析，红磷燃烧是放热反应，则反应的热化学方程式：4P(s，红磷)+5O2(g)P4O10(s) H=-(E2-E3)kJ/mol，故D正确；故答案为D。9B解析：B【解析】该反应正反应为放热反应，所以逆反应为吸热反应，升高温度，提供能量，可提高活化分子的百分数，加快反应速率，A正确；该反应为放热反应，H0，断裂化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量，所以反
21、应物的总键能小于生成物的总键能，B错误；反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为可逆反应，所以1mol SO2和0.5mol O2不可能完全反应，生成的SO3小于1mol，生成2mol SO3时放热大于2akJ，故热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H-2a kJmoll，C正确；焓变等于正逆反应活化能之差，则H=E1-E2，使用催化剂改变活化能，改变反应速率，但不改变反应热，D正确。答案选B。10A解析：A【解析】已知：由盖斯定律(2)-(1)，得：2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) H=(-393.5molL1)-(+234.1molL1)=-824.4m
22、olL1，可知：2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) H=-824.4molL1，故答案为A。11B解析：B【解析】A根据盖斯定律-得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H=41kJmol1，故A正确；B平衡常数只与温度有关，增大压强K不变，故B错误；C反应，每生成1mol CO的同时生成0.5mol O2，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；D焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和，因此反应断开2mol H2和1mol O2中的化学键所吸收的能量比形成4mol O-H键所放出的能量少484kJ，故D正确；选B。【点睛】记住化学平衡常数只与温度有关，温度不变，
23、平衡常数不变。12B13D解析：D【解析】该装置具有外加电源,为电解池装置,左侧电极N2NH3,N元素的化合价降低,根据电解原理,Mo2N/GCE为阴极,石墨为阳极,阴极反应式为N2+6H+6e-2NH3,阳极反应式为2H2O-4e-O2+4H+。根据上述分析可知,A、C两项正确;电解池中,阳离子移向阴极,即H+通过隔膜向Mo2N/GCE电极区迁移,B项正确;石墨电极区加入适量盐酸,Cl-在石墨电极上放电,产生Cl2,污染环境,D项错误。14B解析：B【解析】由图可知,传感器中先发生反应4AlI3+3O22Al2O3+6I2,再发生原电池反应2Ag+I22AgI,所以原电池的负极发生反应Ag-
24、e-Ag+,正极发生反应I2+2Ag+2e-2AgI,充电时,阳极与外加电源正极相接,阴极与外加电源负极相接,反应式与正极、负极反应式正好相反。原电池正极反应式为I2+2Ag+2e-2AgI,A项错误;由题中信息可知,传感器中首先发生反应4AlI3+3O22Al2O3+6I2,然后发生原电池反应2Ag+I22AgI,+6得到总反应式为3O2+4AlI3+12Ag2Al2O3+12AgI,B项正确;没有指明温度和压强,无法计算气体体积,C项错误;给传感器充电时,Ag+向阴极移动,即Ag+向Ag电极移动,D项错误。15C解析：C【解析】制铅霜时,用加汞制成的片状铅与食醋形成原电池,能加快反应速率,
25、反应的速率比用纯铅快,A项正确;反应中每生成1 mol (CH3COO)2Pb,Pb元素由0价变为+2价,转移2 mol电子,B项正确;汞为正极,发生的电极反应为O2+4e-+4H+2H2O,C项错误;将醋酸加入烧杯中,再投入PbO,PbO为碱性氧化物,与醋酸反应生成盐和水,搅匀,微热,也可以制得(CH3COO)2Pb,D项正确。二、非选择题16(1)反应物总能量生成物总能量无(2)降低催化剂(V2O5)改变了反应的历程，使活化能E降低(3)198(4)S(s)O2(g)=SO2(g)H1296 kJmol1，SO2(g)O2(g)=SO3(g)H299 kJmol1，S(s)O2(g)=SO
26、3(g)HH1H2395 kJmol117(1)Mg片逐渐溶解,Al片上有气泡冒出,电流计指针偏转Mg-2e-Mg2+Al2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2(2)阴2Al2(CO3)3+3C4Al+9CO2(3)CH3OHO2(或空气)CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+2.4【解析】(1)若烧杯中溶液为NaOH溶液,因为Mg不与NaOH溶液反应,所以Al是负极,Mg是正极,总反应为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2。(3)由H+移动方向可知,左侧为负极,右侧为正极,故b口通入CH3OH,c口通入O2(或空气)。负极反应式为CH3OH+H2O-6e-CO2+6H+。当12.8 g(0.4 mol)甲醇完全反应生成CO2时,转移2.4 mol电子,即转移2.4NA个电子。