2020年高考化學一輪復習 第6章 第1節(jié) 化學能與熱能課時跟蹤練（含解析）.doc

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化學能與熱能 1．(2019合肥質檢)化學家格哈德埃特爾證實了氫氣與氮氣在固體催化劑表面合成氨的反應過程，示意圖如下。下列關于合成氨反應的敘述中不正確的是(　　) A．該過程表明，在化學反應中存在化學鍵的斷裂與形成 B．在催化劑的作用下，反應物的化學鍵變得容易斷裂 C．過程②需吸收能量，過程③則放出能量 D．常溫下該反應難以進行，是因為常溫下生成物的化學鍵難以形成 解析：由圖中可知，每3個氫氣分子和1個氮氣分子斷鍵得到原子，然后生成2個氨分子，生成氨分子之前是氫原子和氮原子，A正確；催化劑能改變化學業(yè)反應的速率，合成氨的反應在催化劑作用下，反應速度加快，意味著反應物化學鍵的斷裂和生成物化學鍵的形成變的更容易，B正確；化學鍵的斷裂需要吸收能量，而化學鍵的形成則放出能量，從圖中可看出②為化學鍵斷裂過程，③為新的化學鍵形成過程，C正確；化學鍵的斷裂需要吸收能量，所以該反應在常溫下難以進行，D錯誤；正確選項D。 答案：D 2．(2019深圳模擬)反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝a kJ/mol，能量變化如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(l)　ΔH>a kJ/mol B．過程Ⅱ可能使用了催化劑，使用催化劑不可以提高SO2的平衡轉化率 C．反應物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和 D．將2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應后放出或吸收的熱量小于|a|kJ 解析：根據(jù)圖象，該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量，屬于放熱反應，a<0，A錯誤；加入催化劑，能夠降低反應物的活化能，過程Ⅱ可能使用了催化劑，但是不影響平衡移動，不能提高SO2的平衡轉化率，B正確；該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量，屬于放熱反應，說明反應物斷鍵吸收能量之和小于生成物成鍵釋放能量之和，C正確；反應處于密閉容器中，反應為可逆反應，反應不能進行到底，放出或吸收的熱量小于|a|kJ，D正確；正確選項A。 答案：A 3．有關下列圖象的敘述不正確的是(　　) A．圖(1)表示的熱化學方程式為CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJmol－1 B．圖(2)表示的熱化學方程式為CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋41 kJmol－1 C．由圖可知正逆反應的熱效應的數(shù)值相同 D．兩個圖象表示的含義不同 解析：題圖(1)表示的熱化學方程式為CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJmol－1，A正確；題圖(2)表示的熱化學方程式為CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJmol－1，B錯誤；由題圖知C正確；兩個圖象的反應物、生成物正好相反，D正確。 答案：B 4．已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJmol－1 ②H2(g)＋S(g)===H2S(g)ΔH＝－20.1 kJmol－1 下列判斷正確的是(　　) A．1 mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水吸收熱量241.8 kJ B．1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量相差221.7 kJ C．由①②知，水的熱穩(wěn)定性小于硫化氫 D．若反應②中改用固態(tài)硫，則1 mol S(s)完全反應放出的熱量小于20.1 kJ 解析：A項，1 mol氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水放出熱量241.8 kJ；B項，1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量無法比較；C項，水的熱穩(wěn)定性強于硫化氫。 答案：D 5．已知：①CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－a kJmol－1 ②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－c kJmol－1 ④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH4＝－d kJmol－1 下列敘述正確的是(　　) A．由上述熱化學方程式可知ΔH3<ΔH4 B．H2的燃燒熱為d kJmol－1 C．CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g) ΔH＝(a－b－2c) kJmol－1 D．當CO和H2的物質的量之比為1∶2時，其完全燃燒生成CO2和H2O(l)時，放出Q kJ熱量，則混合氣中CO的物質的量為 mol 解析：氣態(tài)水到液態(tài)水繼續(xù)放熱，所以d>c，ΔH3>ΔH4，故A錯誤；燃燒熱應生成穩(wěn)定氧化物，應該是液態(tài)水，燃燒熱為d kJmol－1，故B正確；根據(jù)蓋斯定律，CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)，由①－②－③2得到：CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝(b＋2c－a)kJmol－1，故C錯誤；設CO和H2物質的量分別為n、2n，則CO放出的熱量是nb，氫氣放出的熱量是2nd，即nb＋2nd＝Q，解得n＝mol，則該混合物中CO的物質的量為mol，故D錯誤。答案選B。 答案：B 6．(2019武漢一模)已知： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1 3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2 2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3 2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4 2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5 下列關于上述反應焓變的判斷正確的是(　　) A．ΔH1＜0，ΔH3>0　　 B．ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3 C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 解析：燃燒反應都是放熱反應，故ΔH3＜0，A錯誤；將題述反應分別編號為①②③④⑤，反應⑤是鋁熱反應，顯然是放熱反應，ΔH5＜0，將反應④－反應③可得反應⑤，即ΔH5＝ΔH4－ΔH3＜0，B正確，D錯誤；將反應②＋反應③可得反應3H2(g)＋O2(g)===3H2O(g)，故ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)，C錯誤。 答案：B 7．選擇性催化還原法煙氣脫硝技術是一種成熟的NOx控制處理方法，主要反應如下： ①4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH1＝a kJmol－1 ②4NH3(g)＋2NO2(g)＋O2(g)3N2(g)＋6H2O(g)　ΔH2＝b kJmol－1 副反應③4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH4＝d kJmol－1 可以計算出反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH為(　　) A. B. C. D. 解析：由題給反應，根據(jù)蓋斯定律可知：將①－②＋③即得反應：2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH＝a－b＋d＝kJmol－1，故選D。 答案：D 8．一定條件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1，2，3，4)的能量(kJ)相對大小如圖所示，下列有關說法正確的是(　　) A．e是ClO B．b→a＋c反應的活化能為60 kJmol－1 C．a(chǎn)、b、c、d、e中c最穩(wěn)定 D．b→a＋d反應的熱化學方程式為3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－116 kJmol－1 解析：A項，e中Cl元素化合價為＋7價，而ClO中Cl元素化合價為＋5價，錯誤；B項，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)無法計算b→a＋c反應的活化能，錯誤；C項，a、b、c、d、e中a能量最低，所以最穩(wěn)定，錯誤；D項，b→a＋d，根據(jù)轉移電子守恒得該反應方程式為3ClO－===ClO＋2Cl－，反應熱＝64 kJmol－1＋20 kJmol－1－360 kJmol－1＝－116 kJmol－1，所以該熱化學方程式為 3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－116 kJmol－1，正確。 答案：D 9．參考下表鍵能數(shù)據(jù)，估算晶體硅在氧氣中燃燒生成二氧化硅晶體的熱化學方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)中，ΔH的值為(　　) 化學鍵 Si—O O===O Si—Si Si—Cl Si—C 鍵能/kJmol－1 460 498.8 176 360 347 A.－989.2 kJmol－1 B．＋989.2 kJmol－1 C．－61.2 kJmol－1 D．－245.2 kJmol－1 解析：硅和二氧化硅均是原子晶體，其中在晶體硅中每個硅原子形成2個Si—Si鍵，在二氧化硅晶體中每個硅原子形成4個Si—O鍵。由于反應熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學鍵所放出的能量的差值，則該反應的反應熱　ΔH＝2176 kJmol－1＋498.8 kJmol－1－4460 kJmol－1＝ －989.2 kJmol－1，故選A。 答案：A 10．(2019連云港質檢)氨廣泛用于生產(chǎn)化肥、制冷劑等方面?；卮鹣铝袉栴}： (1)最近斯坦福大學研究人員發(fā)明了一種SUNCAT的鋰循環(huán)系統(tǒng)，可持續(xù)合成氨，其原理如圖所示。 ①圖中反應Ⅱ屬于__________________________(填“氧化還原反應”或“非氧化還原反應”)。 ②反應Ⅲ中能量轉化的方式是___________________________ _____________________________________________________ (填“電能轉變?yōu)榛瘜W能”或“化學能轉變?yōu)殡娔堋?。 (2)液氨可用作制冷劑，液氨氣化時________(填“釋放”或“吸收”)能量；液氨泄漏遇明火會發(fā)生爆炸。已知部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示： 共價鍵 N—H O===O N≡N O—H 鍵能/kJmol－1 391 498 946 463 則反應4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)的反應熱ΔH＝__________。 解析：(1)①反應Ⅱ是Li3N與水反應生成氨氣的過程，反應中沒有元素化合價的變化，屬于非氧化還原反應；②反應Ⅲ中氫氧化鋰轉變?yōu)殇?、氧氣和水，發(fā)生氧化還原反應，屬于非自發(fā)的氧化還原反應，屬于電解池反應，能量轉化的方式是電能轉變?yōu)榛瘜W能。 (2)液氨可用作制冷劑，是因為液氨氣化時吸收能量，導致周圍溫度降低；反應NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2(g)　ΔH＝反應物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝39134＋4983－9462－46326＝－1 262 kJmol－1。 答案：(1)①非氧化還原反應　②電能轉變?yōu)榛瘜W能 (2)吸收?。? 262 kJmol－1 11．煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應，降低了脫硫效率。相關反應的熱化學方程式如下： CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH1＝＋218.4 kJmol－1(反應Ⅰ) CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g) ΔH2＝－175.6 kJmol－1(反應Ⅱ) 請回答下列問題： (1)反應Ⅰ是________(填“放熱反應”或“吸熱反應”)，________(填“能”或“否”)通過反應Ⅰ判斷等物質的量的CO、CO2具有能量的高低。 (2)已知CO轉化成CO2的能量關系如圖所示。寫出該反應的熱化學方程式_______________________________________________ _____________________________________________________， 則CO的燃燒熱ΔH為________kJmol－1。 (3)依據(jù)反應Ⅰ、Ⅱ確定反應CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)===CaS(s)＋3CO2(g)　ΔH＝____kJmol－1。 解析：(1)反應Ⅰ的ΔH1>0，故為吸熱反應；通過反應Ⅰ只能判斷反應物總能量低于生成物總能量，不能判斷某一反應物與某一生成物之間的能量的相對大小。 (2)由圖可知2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJmol－1，CO的燃燒熱為566 kJmol－1。 (3)利用蓋斯定律將反應Ⅱ減去反應Ⅰ可得目標方程式，ΔH＝ (－175.6－218.4)kJmol－1＝－394 kJmol－1。 答案：(1)吸熱反應　否 (2)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJmol－1?。?83　(3)－394 12．(2019大連模擬)氫氣是一種清潔能源，氫氣的制取與貯存是氫能源利用領域的研究特點。 Ⅰ.已知：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJmol－1 H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)　ΔH＝－184 kJmol－1 (1)寫出H2與O2反應生成氣態(tài)水的熱化學方程式 ____________________________________________________。 (2)斷開1 mol H—O鍵所需能量為______kJ。 Ⅱ.已知：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.2 kJmol－1① CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.4 kJmol－1② 又知CH4的燃燒熱為890.3 kJmol－1。 (3)利用上述已知條件寫出甲烷完全燃燒的熱化學方程式： _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (4)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法，CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為_______________ ____________________________________________________。 (5)高溫下H2O可分解生成分子或原子。高溫下水分解體系中主要氣體的體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示。圖中A、B表示的物質依次是_____________________________________________________， 等物質的量的A、H2化學能較低的物質是_________________。 解析：Ⅰ.(1)根據(jù)蓋斯定律，由第一個熱化學方程式＋第二個熱化學方程式2可得2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJmol－1－184 kJmol－12＝－483.6 kJmol－1。 (2)反應2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)發(fā)生過程中斷裂2 mol H—H鍵和1 mol O===O鍵，形成4 mol H—O鍵，則2E(H—H)＋E(O===O)－4E(H—O)＝－483.6 kJmol－1，E(H—O)＝kJmol－1＝462．9 kJmol－1，即斷開1 mol H—O鍵所需能量為462.9 kJ。 Ⅱ.(3)由CH4的燃燒熱為890.3 kJmol－1可得甲烷完全燃燒的熱化學方程式為：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJmol－1。 (4)根據(jù)蓋斯定律，由①2－②可得：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165.0 kJmol－1。 (5)觀察圖象信息知，高溫時水先分解生成H2、O2，然后兩種單質分子可繼續(xù)分解成氫原子、氧原子，由于氫原子比氧原子多，故A是氫原子，B是氧原子。氫氣分子分解成氫原子時需要吸收能量，故化學能較低的物質是氫氣分子。 答案：Ⅰ.(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJmol－1(其他答案合理即可) (2)462.9 Ⅱ.(3)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJmol－1 (4)CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165.0 kJmol－1 (5)H、O(或氫原子、氧原子)　H2