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2008年高考化學試題分類解析

化學反應中的能量變化

1．（08全國Ⅱ卷）紅磷P(s)和Cl₂(g)發生反應生成PCl₃(g)和PCl₅(g)。反應過程和能量關系如圖所示(圖中的△H表示生成1mol產物的數據)。

根據上圖回答下列問題：

  (1)P和Cl₂反應生成PCl₃的熱化學方程式_________________________________。

(2)PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的熱化學方程式_________________________________，上述分解反應是一個可逆反應，溫度T₁時，在密閉容器中加入0.80molPCl₅，反應達到平衡時PCl₅還剩0.60mol，其分解率α₁等于_________；若反應溫度由T₁升高到T₂，平衡時PCl₅的分解率為α₂，α₂_______α₁(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(3)工業上制備PCl₅通常分兩步進行，先將P和Cl₂反應生成中間產物PCl₃，然后降溫，再和Cl₂反應生成PCl₅。原因是________________________________________。

(4)P和Cl₂分兩步反應生成1molPCl₅的△H₃＝_________，P和Cl₂一步反應生成1molPCl₅的△H₄______△H₃(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(5)PCl₅與足量水充分反應，最終生成兩種酸，其化學方程式是______________________________。

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反應生成PCl₃的熱化學反應方程式為P(s)＋Cl₂(g)₌₌₌PCl₃(g)；△H＝－306kJ?mol^－1。

     (2）中間產物PCl₃和未完全反應的Cl₂的總能量高于最終產物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％，由熱化學反應方程式可知，此反應的正反應為吸熱反應，所以升高溫度，平衡向正反應方向移動，PCl₅的分解率增大。即：α₂＞α₁。

     (3）由圖可知，P與Cl₂反應生成PCl₃，PCl₃和Cl₂進一步反應生成PCl₅，都是放熱反應，分兩步進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的總熱效應相等，即△H₃＝－399kJ?mol^－1。

     (5）PCl₅與水反應生成H₃PO₄和HCl，化學方程式為：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）兩步反應均為放熱反應，降低溫度有利于提高產率，防止產物分解。

     (4）－399kJ?mol^－1；等于。

     (5）PCl₅＋4H₂O₌₌₌H₃PO₄＋5HCl。

2．（08海南卷）白磷與氧可發生如下反應：P₄+5O₂=P₄O₁₀。已知斷裂下列化學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。

根據圖示的分子結構和有關數據估算該反應的△H，其中正確的是（   ）

A．（6a+5d－4c－12b）kJ?mol^―1    B（4c+12b－6a－5d）kJ?mol^―1

C．（4c+12b－4a－5d）kJ?mol^―1               D．（4a+5d－4c－12b）kJ?mol^―1

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＝(6a＋5d－4c－12b)kJ?mol^－1。

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．2L氟化氫氣體分解成1L的氫氣和1L的氟氣吸收270kJ熱量

B．1mol氫氣與1mol氟氣反應生成2mol液態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個氟氣分子反應生成2個氟化氫分子放出270kJ

解析：由題上的化學方程式可知，1mol氫氣與1mol氟氣反應生成2mol氣態氟化氫放出的熱量放出的

熱量為270kJ，而從氣體的氟化氫轉化為液態的氟化氫還要放出熱量，所以熱量應大于270kJ，

由于反應為放熱反應，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）下列有關能量轉換的說法正確的是（   ）

A．煤燃燒是化學能轉化為熱能的過程

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．動物體內葡萄糖被氧化成CO₂是熱能轉變成化學能的過程

D．植物通過光合作用將CO₂轉化為葡萄糖是太陽能轉變成熱能的過程

解析：葡萄糖氧化放出熱量，化學能轉化為熱能，C錯；選項D應該太陽能轉化為化學能，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）北京奧運會“祥云”火炬燃料是丙烷（C₃H₈），亞特蘭大奧運會火炬燃料是丙烯(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，負極通入丙烷，電解質是熔融碳酸鹽。電池反應方程式為___________；放電時，CO₃^2－移向電池的_______(填“正”或“負”)極。

   (3)碳氫化合物完全燃燒生成CO₂和H₂O。常溫常壓下，空氣中的CO₂溶于水，達到平衡時，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K₁＝_____________。（已知：10^-5.60＝2.5×10^-6）

   (4)常溫下，則溶液c(H₂CO₃)______c(CO₃^2－)(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，由上一個反應減去下一個反應： C₃H₈(g)₌₌₌CH₃CH=CH₂(g)+H₂(g) 得：△H=124.2kJ?mol^-1。

    (2）注意電池反應不是電極反應，這是本題的關鍵。電池反應為：C₃H₈＋5O₂₌₌₌3CO₂＋4H₂O，由于CO₃^2－為陰離子，所以它應向負極移動。

    (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。

   (3)4.2×10^-7 mol?L^-1。

   (4)> ；HCO₃^－＋H₂OCO₃^2－＋H₃O^＋(或HCO₃-CO₃^2－＋H^＋)。

          HCO₃^－＋H₂OH₂CO₃＋OH^－、HCO₃^－的水解程度大于電離程度

7．（08重慶卷）化學反應N₂+3H₂=2NH₃的能量變化如題13圖所示，該反應的熱化學方程式是（  ）

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）下列關于熱化學反應的描述中正確的是(    )

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)反應的△H＝2×283.0kJ/mol

C．需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應

D．1mol甲烷燃燒生成氣態水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱

解析：選項A中中和熱是指在一定條件下強酸于強堿的稀溶液反應生成1molH₂O所放出的熱量，與酸和堿的元數無關；選項C中加熱是化學反應的條件，與反應是為否放熱和吸熱無關，如：Fe＋SFeS，它屬于放熱反應；選項D中燃燒熱是指1mol的物質完全燃燒生成穩定的化合物所放出的熱量，這里的穩定化合物包含兩層意思，一是化合物穩定，如C燃燒可生成CO和CO₂，其中CO₂比CO穩定，二是化合物的狀態穩定，如氣態的水就不如液態的水穩定。

答案：B。