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考点6化学反应与能量1．(2015·北京高考·9)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:下列说法正确的是···························()A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中,CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【解题指南】解答本题时应注意以下3点:(1)反应物的总能量比生成物的总能量高,则是放热反应;(2)不同种原子间形成的共价键是极性键;(3)图中的化学键没有断裂。【解析】选C。分析图象知状态Ⅰ的能量比状态Ⅲ的高,因此是放热反应,A错误;从反应历程看反应过程中化学键没有断裂,B错误;CO2的结构是OCO,含极性键,C正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ是CO与O的反应,D错误。【误区提醒】解答本题容易犯思维定势的毛病,认为该反应是CO与O2的反应,而且化学反应实质是旧键断裂,新键形成而误选B或D。2．(2015·天津高考·3)下列说法不正确的是···············()A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行B．饱和Na2SO4溶液或浓硝酸均可使蛋白质溶液产生沉淀,但原理不同C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同D．Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)ΔG=ΔH－TΔS0,该反应能自发进行。(2)催化剂具有高效性、专一性,条件不同作用效果不同。【解析】选C。Na与水的反应是固体与液体反应生成气体,为熵增的反应,ΔS0,在反应中钠会熔化成一个闪亮的小球四处游动,且发出嘶嘶的声音,此反应为放热反应,则ΔH0,故ΔG=ΔH－TΔS0,该反应能自发进行,A项正确;饱和Na2SO4溶液使蛋白质溶液产生沉淀是蛋白质的盐析,浓硝酸是强氧化性酸,使蛋白质溶液产生沉淀是蛋白质的变性,原理不同,B项正确;FeCl3和MnO2均可作为催化剂加快H2O2分解,但同等条件下二者对H2O2分解催化效果不相同,故反应速率的改变不相同,C项错误;Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2＋(aq)＋2OH－(aq),NH4Cl溶液中N水解使溶液呈酸性,消耗OH－,使平衡正向移动,Mg(OH)2固体可溶于NH4Cl溶液,D项正确。3．(2015·重庆高考·6)黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为:S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH=xkJ·mol－1已知:碳的燃烧热ΔH1=akJ·mol－1S(s)＋2K(s)K2S(s)ΔH2=bkJ·mol－12K(s)＋N2(g)＋3O2(g)2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol－1则x为································()A．3a＋b－cB．c－3a－bC．a＋b－cD．c－a－b【解题指南】计算反应焓变的流程如下:【解析】选A。已知碳的燃烧热为ΔH1=akJ·mol－1,则碳的燃烧热化学方程式为①C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH1=akJ·mol－1,②S(s)＋2K(s)K2S(s)ΔH2=bkJ·mol－1,③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)2KNO3(s)ΔH3=ckJ·mol－1,根据盖斯定律,可得ΔH=3ΔH1＋ΔH2－ΔH3,即x=3a＋b－c。4．(2015·海南高考·4)已知丙烷的燃烧热ΔH=－2215kJ·mol－1,若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水,则放出的热量约为·················()A．55kJB．220kJC．550kJD．1108kJ【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)燃烧热的理解;(2)热化学方程式中焓变可以作为理论量进行计算。【解析】选A。丙烷的分子式是C3H8,1mol丙烷燃烧会产生4mol水,则丙烷完全燃烧产生1.8g水,消耗丙烷的物质的量是n(C3H8)=n(H2O)=m(H2O)÷M=1.8g÷18g·mol－1÷4=0.025mol,所以反应放出的热量是Q=2215kJ·mol－1×0.025mol=55.375kJ,因此大约数值与选项A接近。【误区提醒】燃烧热的热化学方程式的应用,在燃烧热的理解中需要注意燃烧物为1mol,然后依据热化学方程式进行计算,需要上下单位一致,左右物质的量相当(满足化学计量数)。5．(2015·江苏高考·3)下列说法正确的是················()A．分子式为C2H6O的有机化合物性质相同B．相同条件下,等质量的碳按a、b两种途径完全转化,途径a比途径b放出更多热能途径a:CCO＋H2CO2＋H2O途径b:CCO2C．在氧化还原反应中,还原剂失去电子总数等于氧化剂得到电子的总数D．通过化学变化可以直接将水转变为汽油【解析】选C。分子式为C2H6O的有机化合物可能为CH3CH2OH,也可能为CH3OCH3,二者性质不同,A项错误;途径a和途径b均为单质碳生成二氧化碳,根据盖斯定律,二者能量变化相同(起始态相同),B项错误;在氧化还原反应中得失电子守恒,C项正确;将水变为汽油是不现实的,水中只含氧、氢元素,而汽油含有碳、氢元素,组成元素不同无法转化,D项错误。【误区提醒】该题易错选B项。错误地认为途径a生成了CO和H2,CO和H2燃烧放出的热量多,而忽视了C生成CO和H2需吸收热量。没有根据盖斯定律解决此题。6．(2015·江苏高考·4)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是··()A．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B．Mg、MgO中镁元素微粒的半径:r(Mg2＋)r(Mg)C．在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性D．该反应中化学能全部转化为热能【解析】选C。除金刚石和石墨外,C还存在C60等同素异构体,A项错误;Mg的电子层数比Mg2＋多,所以半径r(Mg)r(Mg2＋),B项错误;反应方程式为2Mg＋CO22MgO＋C,还原剂为Mg,还原产物为C,由还原剂的还原性强于还原产物,可得Mg的还原性强于C,C项正确;燃烧过程中除了转化为热能还转化为光能等其他能量,D项错误。7．(双选)(2015·江苏高考·15)在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2,在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是······················()A．反应CO2(g)＋C(s)2CO(g)的ΔS0、ΔH0B．体系的总压强p总:p总(状态Ⅱ)2p总(状态Ⅰ)C．体系中c(CO):c(CO,状态Ⅱ)2c(CO,状态Ⅲ)D．逆反应速率v逆:v逆(状态Ⅰ)v逆(状态Ⅲ)【解析】选B、C。C和CO2反应是吸热反应,ΔH0,A项错误;点Ⅰ所在的曲线是通入0.1molCO2,点Ⅱ所在的曲线是通入0.2molCO2,状态Ⅱ可以看作先通0.1molCO2,此时的压强相等,再通入0.1molCO2,假如平衡不移动,此时的压强等于2倍p总(状态Ⅰ),但要求CO2的浓度相等,应对其加热使平衡向正反应方向移动,气体物质的量增加,因此p总(状态Ⅱ)2p总(状态Ⅰ),B项正确;状态Ⅱ可以看作先通0.1molCO2,此时两者CO的浓度相等,再通入0.1molCO2,假如平衡不移动,c(CO,状态Ⅱ)=2c(CO,状态Ⅲ),但再充入CO2,相当于增大压强,平衡左移,消耗CO,因此c(CO,状态Ⅱ)2c(CO,状态Ⅲ),C项正确;温度越高,反应速率越快,v逆(状态Ⅰ)v逆(状态Ⅲ),D项错误。8．(2015·福建高考·24)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。(1)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体,其反应的离子方程式为。(2)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下:已知:物质SiCl4AlCl3FeCl3FeCl2沸点/℃57.6180(升华)300(升华)1023①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多,其作用是(只要求写出一种)。②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气,则反应生成相对原子质量比硅大的单质是。③已知:Al2O3(s)＋3C(s)2Al(s)＋3CO(g)ΔH1=＋1344.1kJ·mol－12AlCl3(g)2Al(s)＋3Cl2(g)ΔH2=＋1169.2kJ·mol－1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为。④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,其化学式分别为。⑤结合流程及相关数据分析,步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是。【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)元素化合物知识的掌握与应用;(2)化学工艺流程的识别与过程分析。【解析】(1)AlCl3是强酸弱碱盐,在溶液中Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体,其反应的离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋。(2)①步骤Ⅰ中焙烧时,固体水分挥发,气孔数目增多,可以防止后续步骤生成的AlCl3水解或是由于增大反应物接触面积,使反应速率加快。②铝土矿粉和焦炭焙烧时,焦炭能还原Fe2O3,得到单质铁。③根据盖斯定律,由第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式,可得Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)2AlCl3(g)＋3CO(g)ΔH=＋1344.1kJ·mol－1－1169.2kJ·mol1=＋174.9kJ·mol－1。④步骤Ⅲ经冷却至室温后,气体用足量的NaOH冷溶液吸收,生成的盐主要有3种,Cl2与浓NaOH溶液发生反应产生NaCl、NaClO3和水,随着反应的进行,溶液变稀。这时Cl2与稀的NaOH溶液发生反应,生成NaCl、NaClO和水。因此得到的三种盐的化学式分别为NaCl、NaClO、NaClO3。⑤由于Al的活动性比Fe强,在步骤Ⅴ中加入铝粉,就可以将铁置换出来,达到除去FeCl3、提高AlCl3纯度的目的。答案:(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋(2)①防止后续步骤生成的AlCl3水解(或增大反应物的接触面积,加快反应速率)②Fe(或铁)③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)2AlCl3(g)＋3CO(g)ΔH=＋174.9kJ·mol－1④NaCl、NaClO、NaClO3⑤除去FeCl3,提高AlCl3纯度9．(2015·全国卷Ⅰ·28)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题:(1)大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。该反应的还原产物为。(2)上述浓缩液中主要含有I－、Cl－等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为。已知Ksp(AgCl)=1.8×10－10,Ksp(AgI)=8.5×10－17。(3)已知反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的ΔH=＋11kJ·mol－1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ。(4)Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)＋I2(g),在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784①根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为。②上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆