专项提能特训10 化学反应过程与能量变化
一、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
1．(2020·信阳联考)NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图1；研究发现在以Fe2O3为主的催化剂上可能发生的反应过程如图2。下列说法正确的是( )
A．NH3催化还原NO为放热反应 B．过程Ⅰ中NH3断裂非极性键
C．过程Ⅱ中NO为氧化剂，Fe为还原剂 D．脱硝的总反应为：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)答案 AD
2．肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同，200℃时在Cu表面分解的机理如图1。已知200℃时：
反应Ⅰ：3N2H4(g)===N2(g)＋4NH3(g) ΔH1＝－32.9kJ·mol 反应Ⅱ：N2H4(g)＋H2(g)===2NH3(g) ΔH2＝－41.8kJ·mol
－1－1
2＋
催化剂
4N2(g)＋6H2O(g)
下列说法不正确的是( )
A．图1所示过程①是放热反应、②是吸热反应 B．反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示
C．断开3molN2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成1molN2(g)和4molNH3(g)中的化学键释放的能量
D．200℃时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)===N2(g)＋2H2 (g) ΔH＝50.7kJ·mol 答案 C
解析 图1所示过程①发生的反应是Ⅰ，为放热反应，过程②是NH3(g)的分解，是吸热反应，A正确；反应Ⅱ是放热反应，图2所示的能量过程示意图正确，B正确；由于反应Ⅰ为放热反应，因此断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量，C错误；根据盖斯定律：Ⅰ－2×Ⅱ得N2H4(g)===N2(g)＋2H2 (g) ΔH＝50.7 kJ·mol,D 正确。
3．(2019·杭州市临安区昌化中学模拟)一定条件下，在水溶液中1molCl、ClOx(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是( )
－
－
－1
－1
A．这些离子中结合H能力最强的是A B．A、B、C、D、E五种微粒中A最稳定
C．C→B＋D的反应，反应物的总键能小于生成物的总键能
D．B→A＋D反应的热化学方程式为3ClO(aq)===ClO3(aq)＋2Cl(aq) ΔH＝116kJ·mol 答案 BC
解析 酸性越弱的酸，阴离子结合氢离子能力越强，次氯酸是最弱的酸，所以ClO结合氢离子能力最强，即B结合氢离子能力最强，故A错误；A、B、C、D、E中A能量最低，所以最稳定，故B正确；C→B＋D，根据转移电子守恒得该反应方程式为2ClO2===ClO3＋ClO，反应热＝(64kJ·mol＋60kJ·mol)－2×100kJ·mol＝－76kJ·mol，则该反应为放热，所以反应物的总键能小于生成物的总键能，故C正确；根据转移电子守恒得B→A＋D的反应方程式为3ClO===ClO3＋2Cl，反应热＝(64 kJ·mol＋2×0 kJ·mol)－3×60 kJ·mol
1
－
－
－
－1
－1
－
－1
－1
－1
－1－
－
－
－
－
－
－
－1
＋
＝
－1
－
－
－
－116kJ·mol，所以该热化学反应方程式为3ClO(aq)===ClO3(aq)＋2Cl(aq) ΔH＝－116kJ·mol，故D错误。
4．(2020·淮北期末)下列示意图表示正确的是( )
－1
A．甲图表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝26.7kJ·mol反应的能量变化 B．乙图表示碳的燃烧热
C．丙图表示实验的环境温度20℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测量混合液温度，结果如图(已知V1＋V2＝60mL) D．丁图已知稳定性顺序：B＜A＜C，某反应由两步反应A量变化曲线如图(E1、E3表示两反应的活化能) 答案 D
解析 A项，图像表示的物质能量变化为反应物能量高于生成物能量的放热反应，反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝26.7kJ·mol为吸热反应，错误；B项，图像表示的热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH，生成的氧化物不是最稳定的氧化物，不符合燃烧热概念，错误；C项，如图，V2为20mL时温度最高，说明此时酸碱已经反应完毕，又实验中始终保持V1＋V2＝60mL，所以V1为40mL，由酸碱中和关系式：2NaOH～H2SO4，硫酸和氢氧化钠溶液浓度不同，和题干将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合不符合，错误。
5．在25℃、101kPa下，1mol白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量和4mol红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量关系如图所示：
－1
－1
BC构成，反应过程中的能
由此判断，下列说法正确的是( )
A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定
B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定 C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定 D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定 答案 D
解析 由图像知：白磷比红磷能量高，能量越高越不稳定，故红磷比白磷稳定，红磷转化为白磷时需要吸收能量，属于吸热反应。
6．(2020·宿州联考)下列图示与对应的叙述相符的是( )
A．图甲中的ΔH1>ΔH2
B．图乙表示温度对可逆反应A(s)＋3B(g)
2C(g) ΔH>0的平衡常数K的影响
C．图丙表示充满NO2气体的试管，倒置于水槽中，向其中缓慢通入氧气直至试管中全部充满水，假设溶质不扩散，溶质的物质的量浓度与通入氧气的体积关系
D．由图丁可说明烯烃与H2加成反应是放热反应，虚线表示在有催化剂的条件下进行 答案 BC
解析 ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于零，且ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，ΔH1<ΔH2，故A错误；试管中发生的总反应为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3，所以随氧气通入，溶质的物质的量浓度不变，故C正确；催化剂会降低反应的活化能，故D错误。
7．炭黑是雾霾中的重要颗粒物，它可以活化氧分子，生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化SO2。下列说法错误的是( )
A．每活化一个氧分子放出0.29eV能量
B．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eV C．氧分子的活化是O—O的断裂与C—O键的生成过程 D．炭黑颗粒是大气中SO2转化为SO3的催化剂 答案 B
解析 由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此是放出能量，A正确；由图可知，水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV，B错误；由图可知，氧分子的活化是O—O的断裂与C—O键的生成过程，C正确；活化氧可以快速氧化SO2，而炭黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中SO2转化为SO3的催化剂，D正确。
8．(2019·宁波市北仑中学模拟)R为第ⅠA族金属，RCl的能量关系如图所示，下列说法不正确的是( )
A．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6
B．一定条件下ΔH5＝akJ·mol，则Cl—Cl键的键能是akJ·mol C．相同条件下，Na的ΔH6比Li的小 D．相同条件下，Na的(ΔH2＋ΔH4)比K的大 答案 B
解析 由盖斯定律可知ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6，故A正确；一定条件下ΔH5＝akJ·mol，则Cl—Cl键的键能是2akJ·mol，故B错误；钠的金属性强于锂，则相同条件下，Na的ΔH6比Li的小，故C正确；钠的金属性弱于钾，则相同条件下，Na的(ΔH2＋ΔH4)比K的大，故D正确。 二、非选择题
9．CH4、H2、C都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式分别为 ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3kJ·mol； ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ·mol； ③C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5kJ·mol。
(1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活。甲烷细菌使1mol甲烷生成CO2气体与液态水，放出的能量________(填“>”“<”或“＝”)890.3kJ。 (2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气)：CH4＋CO2===2CO＋2H2,1gCH4完全反应可释放15.46kJ的热量，能表示该反应过程中能量变化的是________(填字母)。
－1
－1
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