2008年高考化學(xué)試題分類解析
化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
1.(08全國Ⅱ卷)紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示(圖中的△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。
根據(jù)上圖回答下列問題:
(1)P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式_________________________________。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式_________________________________,上述分解反應(yīng)是一個可逆反應(yīng),溫度T1時,在密閉容器中加入0.80molPCl5,反應(yīng)達(dá)到平衡時PCl5還剩0.60mol,其分解率α1等于_________;若反應(yīng)溫度由T
(3)工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進(jìn)行,先將P和Cl2反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl3,然后降溫,再和Cl2反應(yīng)生成PCl5。原因是________________________________________。
(4)P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1molPCl5的△H3=_________,P和Cl2一步反應(yīng)生成1molPCl5的△H4______△H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(5)PCl5與足量水充分反應(yīng),最終生成兩種酸,其化學(xué)方程式是______________________________。
解析:(1)由圖可以看出,1molP在Cl2中完全燃燒放出的熱量為306kJ?mol-1,所以P與Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為P(s)+Cl2(g)===PCl3(g);△H=-306kJ?mol-1。
(2)中間產(chǎn)物PCl3和未完全反應(yīng)的Cl2的總能量高于最終產(chǎn)物PCl5的能量,其△H=-93kJ?mol-1,所以PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g);△H=93kJ?mol-1;分解率α1=×100%=25%,由熱化學(xué)反應(yīng)方程式可知,此反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,PCl5的分解率增大。即:α2>α1。
(3)由圖可知,P與Cl2反應(yīng)生成PCl3,PCl3和Cl2進(jìn)一步反應(yīng)生成PCl5,都是放熱反應(yīng),分兩步進(jìn)行且第二步降低溫度,有利于PCl5的生成,防止PCl5的分解。
(4)由蓋斯定律可知,一步生成生成PCl5和兩步生成PCl5的總熱效應(yīng)相等,即△H3=-399kJ?mol-1。
(5)PCl5與水反應(yīng)生成H3PO4和HCl,化學(xué)方程式為:PCl5+4H2O===H3PO4+5HCl。
答案:(1)P(s)+Cl2(g)===PCl3(g);△H=-306kJ?mol-1。
(2)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g);△H=93kJ?mol-1。25%;大于。
(3)兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng),降低溫度有利于提高產(chǎn)率,防止產(chǎn)物分解。
(4)-399kJ?mol-1;等于。
(5)PCl5+4H2O===H3PO4+5HCl。
2.(08海南卷)白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng):P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為:P―P akJ?mol―1、P―O bkJ?mol―1、P=O ckJ?mol―1、O=O dkJ?mol―1。
根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的△H,其中正確的是( )
A.(
C.(
解析:由圖可以看出:P4中有6mol的P-P,5mol的O2中含有5molO=O,1mol的P4O10中含有4mol的P=O,12mol的P-O,所以△H=(
答案:A。
3.(08上海卷)已知:H2(g)+F2(g)2HF(g)+270kJ,下列說法正確的是( )
A.
B.1mol氫氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于270kJ
C.在相同條件下,1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫氣體的能量
D.1個氫氣分子與1個氟氣分子反應(yīng)生成2個氟化氫分子放出270kJ
解析:由題上的化學(xué)方程式可知,1mol氫氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2mol氣態(tài)氟化氫放出的熱量放出的
熱量為270kJ,而從氣體的氟化氫轉(zhuǎn)化為液態(tài)的氟化氫還要放出熱量,所以熱量應(yīng)大于270kJ,
由于反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以在相同條件下,1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫
氣體的能量。
答案:C
4.(08廣東卷)下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)換的說法正確的是( )
A.煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程
B.化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能
C.動物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程
D.植物通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是太陽能轉(zhuǎn)變成熱能的過程
解析:葡萄糖氧化放出熱量,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能,C錯;選項(xiàng)D應(yīng)該太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,D錯。
答案:A、B
5.(08寧夏卷)已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃燒熱分別是-285.8kJ?mol-1、-1411.0kJ?mol-1和-1366.8kJ?mol-1,則由C2H4(g)和H2O(l)反應(yīng)生成C2H5OH(l)的△H為( )
A.-44.2kJ?mol-1 B.+44.2kJ?mlo-1
C.-330kJ?mol-1 D.+330kJ?mlo-1
解析:由題意可知:C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l);△H=-1411.0kJ?mol-1,
C2H5OH(1)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l);△H=-1366.8kJ?mol-1,將上述兩個方程式相減得:C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH(l);△H=-44.2kJ?mol-1。
答案:A。
6.(08山東卷)北京奧運(yùn)會“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亞特蘭大奧運(yùn)會火炬燃料是丙烯(C3H6)。
(1)丙烷脫氫可得丙烯。
已知:C3H8(g)===CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g);△H1=156.6 kJ?mol-1
CH3CH=CH2(g)===CH4(g)+HC=CH(g);△H2=32.4 kJ?mol-1
則相同條件下,反應(yīng)C3H8(g)===CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=_____kJ?mol-1
(2)以丙烷為燃料制作新型燃料電池,電池的正極通入O2和CO2,負(fù)極通入丙烷,電解質(zhì)是熔融碳酸鹽。電池反應(yīng)方程式為___________;放電時,CO32-移向電池的_______(填“正”或“負(fù)”)極。
(3)碳?xì)浠衔锿耆紵蒀O2和H2O。常溫常壓下,空氣中的CO2溶于水,達(dá)到平衡時,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol?L-1。若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離,則H2CO3HCO3- +H+的平衡常數(shù)K1=_____________。(已知:10-5.60=2.5×10-6)
(4)常溫下,則溶液c(H2CO3)______c(CO32-)(填“>”、“=”或“<”),原因是_______________________(用離子方程式和必要的文字說明)。
解析:(1)由蓋斯定律可知,由上一個反應(yīng)減去下一個反應(yīng): C3H8(g)===CH3CH=CH2(g)+H2(g)
得:△H=124.2kJ?mol-1。
(2)注意電池反應(yīng)不是電極反應(yīng),這是本題的關(guān)鍵。電池反應(yīng)為:C3H8+5O2===3CO2+4H2O,由于CO32-為陰離子,所以它應(yīng)向負(fù)極移動。
(4)由于0.1 mol?L-1NaHCO3溶液的pH大于8,說明溶液呈堿性,進(jìn)一步推測可知,HCO3-的水解大于HCO3-的電離。
答案: (1)124.2。
(2)C3H8+5O2===3CO2+4H2O;負(fù)。
(3)4.2×10-7 mol?L-1。
(4)> ;HCO3-+H2OCO32-+H3O+(或HCO3-CO32-+H+)。
HCO3-+H2OH2CO3+OH-、HCO3-的水解程度大于電離程度
7.(08重慶卷)化學(xué)反應(yīng)N2+3H2=2NH3的能量變化如題13圖所示,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是( )
A.N2(g)+3H2(g)=2NH3(1); △H=2(a-b-c)kJ?mol-1
B. N2(g)+3H2(g)=2NH3(g); △H=2(b-a)kJ?mol-1
C.N2(g)+H2(g)=NH3(1); △H=(b+c-a)kJ?mol-1
D. N2(g)+H2(g)=NH3(g); △H=(a+b)kJ?mol-1
解析:由圖可以看出,molN2(g)+molH2(g)的能量為akJ,1molNH3(g)的能量為bkJ,所以N2(g)+N2(g)===NH3(g);△H=(a-b)kJ/mol,而1mol的NH3(g)轉(zhuǎn)化為1mol的NH3(l)放出的熱量為ckJ,所以有:N2(g)+N2(g)===NH3(l);△H=(a-b-c)kJ/mol,即:N2(g)+3H2(g)=2NH3(1);
△H=2(a-b-c)kJ?mol-1。
答案:A。
8.(08四川卷)下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是( )
A.HCl和NaOH反映的中和熱△H=-57.3kJ/mol,則H2SO4和Ca(OH)2反映的中和熱△H=2×(-57.3)kJ/mol
B.CO(g)的燃燒熱是283.0kJ/mol,則2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反應(yīng)的△H=2×283.0kJ/mol
C.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
D.1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱
解析:選項(xiàng)A中中和熱是指在一定條件下強(qiáng)酸于強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)生成1molH2O所放出的熱量,與酸和堿的元數(shù)無關(guān);選項(xiàng)C中加熱是化學(xué)反應(yīng)的條件,與反應(yīng)是為否放熱和吸熱無關(guān),如:Fe+SFeS,它屬于放熱反應(yīng);選項(xiàng)D中燃燒熱是指1mol的物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物所放出的熱量,這里的穩(wěn)定化合物包含兩層意思,一是化合物穩(wěn)定,如C燃燒可生成CO和CO2,其中CO2比CO穩(wěn)定,二是化合物的狀態(tài)穩(wěn)定,如氣態(tài)的水就不如液態(tài)的水穩(wěn)定。
答案:B。
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