2008年高考化学试题分类解析

化学反应中的能量变化

1．（08全国Ⅱ卷）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0.80molPCl₅，反应达到平衡时PCl₅还剩0.60mol，其分解率α₁等于_________；若反应温度由T₁升高到T₂，平衡时PCl₅的分解率为α₂，α₂_______α₁(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1molPCl₅的△H₃＝_________，P和Cl₂一步反应生成1molPCl₅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，其化学方程式是______________________________。

解析：（1）由图可以看出，1molP在Cl₂中完全燃烧放出的热量为306kJ?mol^－1，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＝－306kJ?mol^－1。

     (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＝－93kJ?mol^－1，所以PCl₅(g)₌₌₌PCl₃(g)＋Cl₂(g)；△H＝93kJ?mol^－1；分解率α₁＝×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：α₂＞α₁。

     (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，一步生成生成PCl₅和两步生成PCl₅的总热效应相等，即△H₃＝－399kJ?mol^－1。

     (5）PCl₅与水反应生成H₃PO₄和HCl，化学方程式为：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）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）－399kJ?mol^－1；等于。

     (5）PCl₅＋4H₂O₌₌₌H₃PO₄＋5HCl。

2．（08海南卷）白磷与氧可发生如下反应：P₄+5O₂=P₄O₁₀。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P―P  akJ?mol^―1、P―O bkJ?mol^―1、P=O ckJ?mol^―1、O=O  dkJ?mol^―1。

根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是（   ）

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：由图可以看出：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，下列说法正确的是(    )

A．2L氟化氢气体分解成1L的氢气和1L的氟气吸收270kJ热量

B．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ

C．在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量

D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJ

解析：由题上的化学方程式可知，1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol气态氟化氢放出的热量放出的

热量为270kJ，而从气体的氟化氢转化为液态的氟化氢还要放出热量，所以热量应大于270kJ，

由于反应为放热反应，所以在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢

气体的能量。

答案：C

4．（08广东卷）下列有关能量转换的说法正确的是（   ）

A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程

B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能

C．动物体内葡萄糖被氧化成CO₂是热能转变成化学能的过程

D．植物通过光合作用将CO₂转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程

解析：葡萄糖氧化放出热量，化学能转化为热能，C错；选项D应该太阳能转化为化学能，D错。

答案：A、B

5．（08宁夏卷）已知H₂(g)、C₂H₄(g)和C₂H₅OH(1)的燃烧热分别是-285.8kJ?mol^-1、-1411.0kJ?mol^-1和-1366.8kJ?mol^-1,则由C₂H₄(g)和H₂O(l)反应生成C₂H₅OH(l)的△H为(   )

A．-44.2kJ?mol^-1                                 B．+44.2kJ?mlo^-1

C．-330kJ?mol^-1                                  D．+330kJ?mlo^-1

解析：由题意可知：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,将上述两个方程式相减得：C₂H₄(g)＋H₂O(l)C₂H₅OH(l)；△H＝-44.2kJ?mol^-1。

答案：A。

6．（08山东卷）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C₃H₈），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C₃H₆)。

   (1)丙烷脱氢可得丙烯。

　　　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

      则相同条件下，反应C₃H₈(g)₌₌₌CH₃CH=CH₂(g)+H₂(g)的△H=_____kJ?mol^-1

   (2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应方程式为___________；放电时，CO₃^2－移向电池的_______(填“正”或“负”)极。

   (3)碳氢化合物完全燃烧生成CO₂和H₂O。常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c(H₂CO₃)＝1.5×10^-5 mol?L^-1。若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃HCO₃^－ +H⁺的平衡常数K₁＝_____________。（已知：10^-5.60＝2.5×10^-6）

   (4)常温下，则溶液c(H₂CO₃)______c(CO₃^2－)(填“>”、“＝”或“<”)，原因是_______________________（用离子方程式和必要的文字说明）。

解析：（1）由盖斯定律可知，由上一个反应减去下一个反应： C₃H₈(g)₌₌₌CH₃CH=CH₂(g)+H₂(g) 得：△H=124.2kJ?mol^-1。

    (2）注意电池反应不是电极反应，这是本题的关键。电池反应为：C₃H₈＋5O₂₌₌₌3CO₂＋4H₂O，由于CO₃^2－为阴离子，所以它应向负极移动。

    (4）由于0.1 mol?L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，说明溶液呈碱性，进一步推测可知，HCO₃^－的水解大于HCO₃^－的电离。

答案： (1)124.2。

   (2)C₃H₈+5O₂₌₌₌3CO₂+4H₂O；负。

   (3)4.2×10^-7 mol?L^-1。

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

          HCO₃^－＋H₂OH₂CO₃＋OH^－、HCO₃^－的水解程度大于电离程度

7．（08重庆卷）化学反应N₂+3H₂=2NH₃的能量变化如题13图所示，该反应的热化学方程式是（  ）

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：由图可以看出，molN₂(g)＋molH₂(g)的能量为akJ，1molNH₃(g)的能量为bkJ，所以N₂(g)＋N₂(g)₌₌₌NH₃(g)；△H＝(a－b)kJ/mol，而1mol的NH₃(g)转化为1mol的NH₃(l)放出的热量为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）下列关于热化学反应的描述中正确的是(    )

A．HCl和NaOH反映的中和热△H＝－57.3kJ/mol，则H₂SO₄和Ca(OH)₂反映的中和热△H＝2×(－57.3)kJ/mol

B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO₂(g)₌₌₌2CO(g)＋O₂(g)反应的△H＝2×283.0kJ/mol

C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

解析：选项A中中和热是指在一定条件下强酸于强碱的稀溶液反应生成1molH₂O所放出的热量，与酸和碱的元数无关；选项C中加热是化学反应的条件，与反应是为否放热和吸热无关，如：Fe＋SFeS，它属于放热反应；选项D中燃烧热是指1mol的物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，这里的稳定化合物包含两层意思，一是化合物稳定，如C燃烧可生成CO和CO₂，其中CO₂比CO稳定，二是化合物的状态稳定，如气态的水就不如液态的水稳定。

答案：B。