2019年高考化學二輪復習 專題七 化學能與熱能練習.doc

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專題七　化學能與熱能 1．[2018河北省蠡縣中學月考化學試卷]對于化學反應(yīng)中的能量變化，表述正確的是(　　) A．中和反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．燃燒屬于放熱反應(yīng) C．斷開化學鍵的過程會放出能量 D．不加熱就能發(fā)生的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng) 2．[2018山東第二次考試]在其他條件相同時，反應(yīng)N2＋O22NO分別在有、無催化劑時的能量變化與反應(yīng)進程如右圖所示：下列說法中正確的是(　　) A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng) B．加入催化劑可以改變反應(yīng)的焓變 C．加入催化劑可以改變反應(yīng)的活化能 D．0.1 mol N2和0.1 mol O2充分反應(yīng)吸熱18.26 kJ 3．[2018浙江省余姚中學模擬]下列關(guān)于反應(yīng)能量的說法正確的是(　　) A．Zn(s)＋CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)＋Cu(s)　ΔH＝－216 kJ mol－1，則反應(yīng)物總能量＞生成物總能量 B．相同條件下，如果1 mol氫原子所具有的能量為E1,1 mol氫分子的能量為E2，則2E1＝E2 C．101 kPa時，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ mol－1，則H2的燃燒熱為－572 kJ mol－1 D．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ mol－1，含1 mol NaOH的氫氧化鈉溶液與含0.5 mol H2SO4的濃硫酸混合后放出57.3 kJ的熱量 4．[2018延邊二中月考]已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－394 kJ mol－1； ②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－242 kJ mol－1； ③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH3＝－2510 kJ mol－1； ④2C(s)＋H2(g)===C2H2(g)　ΔH4。 下列說法正確的是(　　) A．反應(yīng)①放出197 kJ的熱量，轉(zhuǎn)移4 mol電子 B．反應(yīng)②可知1 mol液態(tài)水分解所放出的熱量為242 kJ C．反應(yīng)③表示C2H2燃燒熱的熱化學方程式 D．ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3 5．[2018嘉興市第一中學月考]已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJmol－1。下列說法正確的是(　　) A．在相同條件下，1 mol H2(g)與1 mol F2(g)的能量總和小于2 mol HF(g)的能量 B．1 mol H2(g)與1 mol F2(g)反應(yīng)生成2 mol液態(tài)HF放出的熱量大于270 kJ C．該反應(yīng)的逆反應(yīng)是放熱反應(yīng) D．該反應(yīng)過程的能量變化可用下圖來表示 6．[2018南京市第三次模擬]CO、H2、C2H5OH三種物質(zhì)燃燒的熱化學方程式如下： ①CO(g)＋O2(g)＝CO2(g)　ΔH1＝a kJ/mol ②H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)　ΔH2＝b kJ/mol ③C2H5OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝c kJ/mol 下列說法正確的是(　　) A．ΔH1>0 B．2H2O(l)＝2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－2b kJ/mol C．CO與H2合成C2H5OH反應(yīng)的原子利用率為100% D．2CO(g)＋4H2(g)＝H2O(g)＋C2H5OH(l)　ΔH＝(2a＋4b－c) kJ/mol 7．[2018邢臺市調(diào)研] 某實驗小組學生用50mL 0.50 mol/L的鹽酸與50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液在如右圖所示的裝置中進行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量計算反應(yīng)熱。下列說法正確的是(　　) A．如右圖條件下實驗過程中沒有熱量損失 B．圖中實驗裝置缺少環(huán)形玻璃攪拌棒 C．燒杯間填滿碎紙條的作用是固定小燒杯 D．若改用60 mL 0.55 mol/L鹽酸與40 mL 0.50 mol/L的NaOH溶液進行反應(yīng)，從理論上說所求放出熱量相等 8．[2018延邊二中月考]下列有關(guān)熱化學方程式的評價合理的是(　　) 實驗事實 熱化學方程式 評價 A 已知H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1，將稀硫酸與稀氫氧化鋇溶液混合 H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)＝BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJmol－1 正確 B 醋酸與稀氫氧化鈉溶液混合 CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)＝CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1 不正確；因為醋酸狀態(tài)為“aq”，而不是“l(fā)” C 160 g SO3氣體與適量水恰好完全反應(yīng)生成H2SO4，放出熱量260.6 kJ SO3(g)＋H2O(l)＝H2SO4(aq) ΔH＝－130.3 kJmol－1 不正確；因為反應(yīng)熱為ΔH＝－260.6 kJmol－1 D 已知25 ℃、101 kPa下，120 g石墨完全燃燒放出熱量3935.1 kJ C(s)＋O2(g)＝CO2(g)　ΔH＝－393.51 kJmol－1 不正確；同素異形體要注名稱：C(石墨) 9.[2018浙江教育綠色評價聯(lián)盟適應(yīng)性考試]下列說法不正確的是(　　) A．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 B．ΔH1<0、ΔH2>0、ΔH3<0 C．將煤轉(zhuǎn)化為 H2(g) 和 CO(g)后燃燒比煤直接燃燒放出熱量多 D．將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣后再燃燒，從提高煤燃燒利用率看是得不償失 10．[2018哈爾濱市第三中學月考]下列各組熱化學方程式中，化學反應(yīng)的ΔH前者大于后者的是(　　) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1　C(s)＋O2(g)＝CO(g)　ΔH2 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3　S(g)＋O2(g)＝SO2(g)　ΔH4 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH5　2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　ΔH6 ④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7　CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)　ΔH8 A．① B．④ C．②③④ D．①②③ 11．[2018保定市高陽中學月考](1)下圖是一定的溫度和壓強下N2和H2反應(yīng)生成1 mol NH3過程中能量變化示意圖，請寫出工業(yè)合成氨的熱化學方程式(ΔH的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示)：____________________________________________________。 (2)根據(jù)最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生下列反應(yīng)。已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ mol－1,2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ mol－1，則2N2(g)＋6H2O(l) 4NH3(g)＋3O2(g)　ΔH＝________。 (3)臭氧可用于凈化空氣，飲用水消毒，處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。如：6Ag(s)＋O3(g)===3Ag2O(s)　ΔH＝－235.8 kJ mol－1，已知：2Ag2O(s)===4Ag(s)＋O2(g)　ΔH＝＋62.2 kJ mol－1，則O3轉(zhuǎn)化為O2的熱化學方程式為________________________________________________________________________。 (4)飲用水中的NO主要來自于NH。已知在微生物的作用下，NH經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下： 1 mol NH全部被氧化成NO的熱化學方程式為______________________。 (5)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ mol－1,2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ mol－1，TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g)　ΔH＝＋141 kJ mol－1，則TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝________。 12．[2018遼寧省大石橋質(zhì)檢]基于CaSO4為載氧體的天然氣燃燒是一種新型綠色的燃燒方式，CaSO4作為氧和熱量的有效載體，能夠高效低能耗地實現(xiàn)CO2的分離和捕獲其原理如下圖所示： (1)已知在燃料反應(yīng)器中發(fā)生如下反應(yīng)： ⅰ.4CaSO4(g)＋CH4(g)===4CaO(s)＋CO2(g)＋4SO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝a kJ/mol ⅱ.CaSO4(s)＋CH4(g)===CaS(s)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝b kJ/mol ⅲ.CaS(s)＋3CaSO4(s)===4CaO(s)＋4SO2(g)　ΔH3＝c kJ/mol ①燃料反應(yīng)器中主反應(yīng)為________(填“ⅰ”“ⅱ”或“?！?。 ②反應(yīng)ⅰ和ⅱ的平衡常數(shù)Kp與溫度的關(guān)系如圖1，則a________0(填“ >”“＝”或“<” )；720 ℃時反應(yīng)ⅲ的平衡常數(shù)Kp＝________。 ③下列措施可提高反應(yīng)ⅱ中甲烷平衡轉(zhuǎn)化率的是________。 A．增加CaSO4固體的投入量 B．將水蒸氣冷凝 C．降溫 D．增大甲烷流量 (2)如圖2所示，該燃料反應(yīng)器最佳溫度范圍為850 ℃～900 ℃之間，從化學反應(yīng)原理的角度說明原因：________________________。 (3)空氣反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為CaS(s) ＋2O2(g)===CaSO4(s)　ΔH4＝d kJ/mol ①根據(jù)熱化學原理推測該反應(yīng)為____________反應(yīng)。 ②在天然氣燃燒過程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)為____________。 (4)該原理總反應(yīng)的熱化學方程式為________________________________________________________________________。 專題七　化學能與熱能 1．B　中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A項錯誤；燃燒屬于放熱反應(yīng)，B項正確；斷開化學鍵的過程吸收能量，C項錯誤；不加熱的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)，如NH4Cl與氫氧化鋇晶體常溫下就能反應(yīng)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，D項錯誤。 2．C　由圖可知，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，為吸熱反應(yīng)， A項錯誤；加入催化劑，反應(yīng)的焓變不變，故B項錯誤；由圖可知催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，故C項正確；該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，則N2和O2不可能完全轉(zhuǎn)化為NO,0.1 mol N2和0.1 mol O2充分反應(yīng)吸收的熱量應(yīng)小于18.26 kJ，故D項錯誤。 3．A　當反應(yīng)物總能量＞生成物總能量，則反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH＜0, A項正確；如果1 mol氫原子所具有的能量為E1,1 mol氫分子的能量為E2，原子的能量比分子的能量高，所以原子結(jié)合成分子形成化學鍵放出熱量，即2H＝H2放出熱量，則2E1＞E2, B項錯誤； H2的燃燒熱必須是1 mol物質(zhì)燃燒生成最穩(wěn)定的氧化物液態(tài)水時所放出的能量，H2的燃燒熱ΔH＝－286 kJ mol－1，C項錯誤；中和熱是強酸和強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水時，所放出的熱量，1 mol NaOH的氫氧化鈉溶液與含0.5 mol H2SO4的濃硫酸混合時，濃硫酸溶于水放熱，所以導致ΔH＜－57.3 kJmol－1, D項錯誤。 4．D　反應(yīng)①放出197 kJ的熱量，只有0.5 mol C參加反應(yīng)，所以轉(zhuǎn)移0.54 mol電子，即2 mol電子，A項錯誤； 1 mol氣態(tài)水轉(zhuǎn)變成1 mol液態(tài)水釋放能量，根據(jù)反應(yīng)②可知如果生成1 mol液態(tài)水釋放的能量高于242 kJ，所以1 mol液態(tài)水分解吸收能量，且吸收的能量高于242 kJ，B項錯誤；表示燃燒熱的熱化學方程式中，可燃物的系數(shù)必須為1，且必須生成最穩(wěn)定的氧化物，生成的水必須為液態(tài)，C項錯誤；利用蓋斯定律可知：方程④＝2①＋②－③，所以ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3，D項正確。 5．B　根據(jù)H2(g)＋F2(g)＝2HF(g)　ΔH＝－270 kJ mol－1可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則在相同條件下，1 mol H2(g)與1 mol F2(g)的能量總和大于2 mol HF(g)的能量，A項錯誤；物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時放出能量，則1 mol H2(g)與1 mol F2(g)反應(yīng)生成2 mol液態(tài)HF放出的熱量大于270 kJ，B項正確； 因該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)， C項錯誤；由反應(yīng)方程式可知，該反應(yīng)的ΔH＜0，為放熱反應(yīng)，說明反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量， D項錯誤。 6．D　反應(yīng)①為CO的燃燒，一定是放熱反應(yīng)，所以焓變應(yīng)該小于0, A項錯誤；反應(yīng)②中水的狀態(tài)為氣態(tài)， B項中方程式里水的狀態(tài)為液態(tài)，無法計算B項中方程式的焓變， B項錯誤；CO與H2合成C2H5OH反應(yīng)為2CO(g) ＋ 4H2(g)＝H2O(g)＋C2H5OH(l)，原子利用率小于100%, C項錯誤；①2＋②4－③得到：2CO(g)＋4H2(g)＝H2O(g)＋C2H5OH(l)　ΔH＝(2a＋4b－c) kJ/mol, D項正確。 7．B　圖中小燒杯與大燒杯之間有很大空隙未填滿碎紙條，會有較多的熱量散失， A項錯誤；根據(jù)量熱計的結(jié)構(gòu)可知實驗裝置缺少環(huán)形玻璃攪拌棒， B項正確；燒杯間填滿碎紙條的作用是保溫，減少熱量的散失， C項錯誤；中和熱是強酸和強堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1 mol水放出的熱量，與酸、堿用量無關(guān)，則改用60 mL 0.55 mol/L鹽酸與40 mL 0.50 mol/L的NaOH溶液進行反應(yīng)，從理論上講測出的中和熱不變， 但放出的熱值改變，D項錯誤。 8．D　A項生成的硫酸鋇也有焓變，焓變不正確，錯誤；B項醋酸是弱電解質(zhì)，存在電離平衡，電離吸熱，焓變不正確，錯誤；C項160 g三氧化硫是2 mol，因此1 mol三氧化硫完全反應(yīng)放出130.3 kJ，熱化學方程式正確，錯誤；D項120 g石墨是10 mol，因此1 mol石墨完全反應(yīng)放出293.5 kJ，但同素異形體要注名稱，熱化學方程式不正確，正確。 9．D　由蓋斯定律可知，反應(yīng)熱與反應(yīng)的路徑無關(guān)，只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，A項正確；反應(yīng)1是放熱反應(yīng)、反應(yīng)2是吸熱反應(yīng)、反應(yīng)3是放熱反應(yīng)，所以，ΔH1<0 、 ΔH2>0 、 ΔH3<0，B項正確；將煤轉(zhuǎn)化為H2(g)和CO(g)后燃燒與煤直接燃燒放出熱量相同，C項不正確；將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣后再燃燒，提高了煤燃燒利用率，D項不正確。 10．C　①碳的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0；等質(zhì)量的碳完全燃燒生成二氧化碳時放出的熱量比不完全燃燒生成一氧化碳時放出的熱量多，放熱越多，ΔH越小，ΔH1<ΔH2。②等質(zhì)量的氣態(tài)硫單質(zhì)完全燃燒生成二氧化硫時放出的熱量比固態(tài)硫單質(zhì)完全燃燒生成二氧化硫時放出的熱量多，放出的熱量越多，ΔH越小，ΔH4<ΔH3。③都生成液態(tài)水的前提下，氫氣的質(zhì)量越大，放出的熱量越多，ΔH越小，ΔH6<ΔH5。④碳酸鈣受熱分解是吸熱反應(yīng)，ΔH>0；氧化鈣溶于水是放熱反應(yīng)，ΔH<0，ΔH8<ΔH7。故選C項。 11．答案：(1)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝2(Q1－Q2) kJ mol－1 (2)1 530 kJ mol－1 (3)2O3(g)===3O2(g)　ΔH＝－285 kJ mol－1 (4)NH (aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ mol－1 (5)－80 molL－1 解析：(1)注意圖示的是表示生成1 mol NH3過程中能量變化。(2)由蓋斯定律前式2－后式3即得。(3)首先寫出所求反應(yīng)的化學方程式2O3(g)===3O2(g)，由蓋斯定律前式2＋后式3即得。(4)首先寫出NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)，然后依據(jù)圖像寫出①NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－273 kJmol－1、②NO(aq)＋O2(g)===NO(aq)　ΔH2＝－73 kJmol－1，①＋②即得。(5)對已知熱化學方程式編號從前到后分別為①②③，③－②＋①2即可得所求方程式，所以＋141 kJmol－1－(－566 kJmol－1)＋(－393.5 kJmol－1)2＝－80 molL－1。 12．答案：(1)①ⅱ?、?　1.010－18?、跙 (2)①溫度過低，反應(yīng)速率較慢?、跍囟容^高，副反應(yīng)增多 (3)①放熱　②CaS、CaSO4 (4)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(b＋d) kJ/mol或ΔH＝(a－c＋d) kJ/mol 解析：(1)①由圖示可得，天然氣和CaSO4進入燃料反應(yīng)器，反應(yīng)生成CaS、CO2和H2O，故燃料反應(yīng)器中主反應(yīng)為ⅱ。②由圖1可看出，溫度越高lg Kp越大，即升溫Kp增大，故反應(yīng)ⅰ和反應(yīng)ⅱ都是吸熱反應(yīng)，則a和b都大于0。設(shè)三個反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp分別為：Kpⅰ、Kpⅱ、Kpⅲ，根據(jù)蓋斯定律，?。⒌芒?，所以Kpⅲ＝，由圖并結(jié)合熱化學方程式可得720 ℃時反應(yīng)ⅰ的lg Kp為：－24＝－8，反應(yīng)ⅱ的lgKp為10，所以Kp?。?0－8，Kpⅱ＝1010，故Kpⅲ＝＝＝1.010－18。③A項，增加固體物質(zhì)的投入量，不改變化學平衡，所以增加CaSO4固體的投入量不能提高反應(yīng)ⅱ中甲烷平衡轉(zhuǎn)化率，故A錯誤；B項，將生成物分離出去能使化學平衡正向移動，所以將水蒸氣冷凝能提高反應(yīng)ⅱ中甲烷平衡轉(zhuǎn)化率，故B正確；C項，通過②的分析，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，降溫能降低反應(yīng)ⅱ中甲烷平衡轉(zhuǎn)化率，故C錯誤；D項，增大甲烷流量，增大甲烷的濃度，平衡正向移動，但根據(jù)勒夏特列原理，甲烷平衡轉(zhuǎn)化率會降低，故D錯誤。(2)從反應(yīng)速率角度考慮，溫度過低，反應(yīng)速率較慢，應(yīng)在較高溫度下反應(yīng)，但由圖2可得，溫度越高，副反應(yīng)增多，所以該燃料反應(yīng)器最佳溫度范圍為850 ℃～900 ℃之間。(3)①由方程式可看出該反應(yīng)ΔS<0，因為自發(fā)反應(yīng)ΔH－TΔS<0，所以ΔH<0，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②空氣反應(yīng)器中CaS和O2反應(yīng)生成CaSO4，燃料反應(yīng)器中，天然氣和CaSO4反應(yīng)生成CaS、CO2和H2O，所以在天然氣燃燒過程中可循環(huán)利用的物質(zhì)為：CaS和CaSO4。(4)將反應(yīng)CaS(s) ＋2O2(g)===CaSO4(s)　ΔH4＝d kJ/mol標號為ⅳ，分析空氣反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)和燃料反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)，根據(jù)蓋斯定律，ⅱ＋ⅳ或?。＃さ迷撛砜偡磻?yīng)的熱化學方程式為：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝(b＋d) kJ/mol或ΔH＝(a－c＋d) kJ/mol。