2018屆高考化學三輪沖刺 化學能與熱能仿真模擬訓練.doc

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化學能與熱能 一、選擇題 1．油酸甘油酯（相對分子質(zhì)量884）在體內(nèi)代謝時可發(fā)生如下反應：C57H104O6(s)+80O2(g) 57CO2(g)+52H2O(l)已知燃燒1 kg該化合物釋放出熱量3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃燒熱ΔH為（ ） A．3.8104 kJmol?1 B．－3.8104 kJmol?1 C．3.4104 kJmol?1 D．－3.4104 kJmol?1 【答案】D 【解析】燃燒熱指的是燃燒1 mol可燃物生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量。燃燒1 kg油酸甘油酯釋放出熱量3.8104 kJ，則燃燒1 mol油酸甘油酯釋放出熱量為3.4104 kJ，則得油酸甘油酯的燃燒熱ΔH=－3.4104 kJmol?1。 2、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應過程中能量變化如圖所示(圖中E表示正反應的活化能，E2表示逆反應的活化能。下列有關敘述正確的是（ ） A．該反應的逆反應為放熱反應，升高溫度可提高活化分子的百分數(shù) B．ΔH=E1-E2，使用催化劑改變活化能，但不改變反應熱 C．該反應中，反應物的總鍵能大于生成物的總鍵能 D．500℃、101kPa下，將1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密閉容器中充分反應生成SO3(g)放熱akJ，其熱化學方程式為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH =-2akJmol-1 【答案】B 【解析】A．根據(jù)圖中信息可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應的正反應為放熱反應，則逆反應為吸熱反應，選項A錯誤；B、根據(jù)反應的焓變等于反應物的總能量-生成物的總能量得：ΔH=E1-E2，使用催化劑改變活化能，但不改變反應熱，選項B正確；C、該反應中，反應物的總鍵能小于生成物的總鍵能，選項C錯誤；D、反應是可逆反應，反應不可能完全，將1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密閉容器中充分反應生成SO3(g)，生成的SO3(g)沒有1mol，放熱akJ，則500℃、101kPa下，將1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密閉容器中充分反應生成SO3(g)放熱akJ，其熱化學方程式為 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH <-2akJmol-1，選項D錯誤。答案選B。 3、由反應物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是 （ ） A．方程式2X=3Y △H=E3-E2 B．X、Y、Z的能量從大到小為Y>X>Z C．降低壓強有利于提高Y的產(chǎn)率 D．降低溫度有利于提高Z的產(chǎn)率 【答案】B 【解析】A．根據(jù)化學反應的實質(zhì)，2X→3Y反應的△H=E3-E2，故A正確；B．由圖象可知，X、Y、Z的能量從大到小為3Y>2X>Z，不一定滿足Y>X>Z，故B錯誤；C．根據(jù)化學反應2X(g) 3Y(g)，該反應是氣體系數(shù)和增加的可逆反應，降低壓強，平衡正向移動，有利于提高Y的產(chǎn)率，故C正確；D．反應物X的總能量高于生成物Z的總能量，該反應為放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，Z的產(chǎn)率增大，故D正確；故選B。 4、下列說法正確的是 （ ） A．甲烷的標準燃燒熱為△H=﹣890.3kJ?mol﹣1，則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣890.3 kJ?mol﹣1 B．從C（石墨）═C（金剛石）△H=+1.9kJ/mol，可知石墨比金剛石更穩(wěn)定 C．常溫下，反應C（s）+CO2（g）=2CO（g）不能自發(fā)進行，則該反應的△H＜0 D．HCl和NaOH反應的中和熱△H=﹣57.3 kJ?mol﹣1 ， 則H2SO4和Ba（OH）2反應熱△H=2（﹣57.3）kJ?mol﹣1 【答案】B 5、已知在25 ℃、1.01105 Pa下，1mol氫氣在氧氣中燃燒生成氣態(tài)水的能量變化如下圖所示，下列有關說法正確的是 （ ） A．H2O分解為H2與O2時放出熱量 B．熱化學方程式為：2H2(g) + O2(g) ＝ 2H2O(g) ΔH = -490 kJmol-1 C．甲、乙、丙中物質(zhì)所具有的總能量大小關系為甲>乙>丙 D．乙→丙的過程中若生成液態(tài)水，釋放的能量將小于930 kJ 【答案】B 6、三硫化磷(P4S3)是黃綠色針狀晶體，易燃、有毒，分子結(jié)構(gòu)之一如下圖所示，已知其燃燒熱ΔH＝－3677 kJ/mol(P被氧化為P4O10)，下列有關P4S3的說法不正確的是 （ ） A．分子中每個原子最外層均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) B．P4S3中硫元素為－2價，磷元素為＋3價 C．一個P4S3分子中含有三個非極性共價鍵 D．熱化學方程式為：P4S3(s)＋8O2(g)=P4O10(s)＋3SO2(g) ΔH＝－3677 kJ/mol 【答案】B 7、反應物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是 A．由反應的ΔH=E5?E2 B．由反應的ΔH<0 C．降低壓強有利于提高Y的產(chǎn)率 D．升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率 【答案】BC 【解析】A．根據(jù)化學反應的實質(zhì)，由反應的ΔH=E3?E2，A項錯誤；B．由圖像可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應為放熱反應，即由反應的ΔH<0，B項正確；C．根據(jù)化學反應2X(g)3Y(g)，該反應是氣體分子數(shù)增加的可逆反應，降低壓強，平衡正向移動，有利于提高Y的產(chǎn)率，C項正確；D．由B分析可知，該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，Z的產(chǎn)率降低，D項錯誤；答案選BC。 二、非選擇題 8、①2O2(g)+N2(g)N2O4(l) ΔH1 ②N2(g)+2H2(g)N2H4(l) ΔH2 ③O2(g)+2H2(g)2H2O(g) ΔH3 ④2N2H4(l) + N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=?1048.9 kJ/mol 上述反應熱效應之間的關系式為ΔH4=________________。 【答案】2ΔH3?2ΔH2?ΔH1 【解析】根據(jù)蓋斯定律，反應熱效應之間的關系式為ΔH4=2ΔH3?2ΔH2?ΔH1。 9、甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應如下： ①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 ②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2 ③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3 回答下列問題： 已知反應①中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下： 化學鍵 H—H C—O H—O C—H E/(kJmol?1) 436 343 1 076 465 413 由此計算ΔH1=_______________kJmol?1；已知ΔH2=?58 kJmol?1，則ΔH3=_________kJmol?1。 【答案】?99 +41 【解析】反應①中，生成1 mol CH3OH時需要形成3 mol C—H鍵、1 mol C—O鍵和1 mol O—H鍵，則放出的熱量為(4133+343+465) kJ=2 047 kJ，需要斷開1 mol鍵和2 mol H—H鍵，吸收的熱量為(1 076+4362) kJ=1 948 kJ，則該反應為放熱反應，ΔH1=(1 948?2 047) kJmol?1=?99 kJmol?1；根據(jù)蓋斯定律，ΔH3=ΔH2?ΔH1=(?58+99) kJmol?1=+41 kJmol?1。 10、為解決能源短缺問題，工業(yè)生產(chǎn)中應合理利用化學能。 （1）25℃，1.01105Pa時,實驗測得，4g氫氣在O2中完全燃燒生成液態(tài)水，放出572KJ的熱量，則表示H2的燃燒熱的熱化學方程式為_________ （2）如圖是某筆記本電腦使用的甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖放電時甲醇應從____處通入(填“a”或“b”).電池內(nèi)部H+向______(填“左”或“右”)移動。寫出電池負極的電極反應式_____。 （3）從化學鍵的角度分析，化學反應的過程就是反應物的化學鍵的破壞和生成物的化學鍵的形成過程. 已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-93kJ/mol，試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計算a的數(shù)值__________。 化學鍵 H-H N-H N≡N 鍵能/kJ?mol 436 a 945 當可逆反應中凈生成N-H物質(zhì)的量為2mol時，反應放熱________ （4） 已知：C（s，石墨）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ?mol-1 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H2=-571.6kJ?mol-1 2C2H2（g）+5O2（g）=4CO2（g）+2H2O（l）△H3=-2599kJ?mol-1 根據(jù)蓋斯定律，計算反應2C（s，石墨）+H2（g）=C2H2（g）的△H=___． 【答案】 H2（g）+1/2O2（g）═ H2O（l）△H= - 286 kJ/mol a 右 2CH3OH + 2H2O - 12e-═2CO2 + 12H+ 391 31kJ △H= +226.7kJ?mol-1 【解析】（1）25℃，1.01105Pa時,實驗測得，4g氫氣在O2中完全燃燒生成液態(tài)水，放出572KJ的熱量，△H=945kJ?mol-1+436kJ?mol-13-akJ?mol-16=-93kJ?mol-1，a=391 kJ?mol-1；當可逆反應中凈生成N-H物質(zhì)的量為2mol時，即生成molNH3，根據(jù)反應N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-93kJ/mol可知，反應放熱Q==31kJ； （4）①C（s，石墨）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ?mol-1 ②2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ?mol-1 ③2C2H2（g）+5O2（g）═4CO2（g）+2H2O（l）△H=-2599kJ?mol-1 利用蓋斯定律將①2+②-③可得： 2C（s，石墨）+H2（g）=C2H2（g）△H=（-393.5kJ/mol）2+（-571.6kJ/mol）-（-2599 kJ/mol）=+226.7kJ?mol-1。 11、根據(jù)要求回答問題： （1）如圖是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是______。 （2）0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2xH2O的液態(tài)化合物，放熱4.28 kJ，該反應的熱化學方程式為__________。 （3）甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應的熱化學方程式如下： ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJmol－1 ②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJmol－1 又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJmol－1，則甲醇蒸氣燃燒為液態(tài)水的熱化學方程式為____________________________________________________________________。 （4）在微生物作用的條件下，NH經(jīng)過兩步反應被氧化成NO。這兩步的能量變化如圖： 第二步反應是__________反應(填“放熱”或“吸熱”)。1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的熱化學方程式是_____________________。 【答案】 減小 不變 2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=?85.6 kJmol?1 CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.7 kJmol－1 放熱 NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　 ΔH＝－273 kJ/mol 【解析】（1）加入催化劑能降低反應所需的活化能，則E1和E2都減小，催化劑不能改變反應物的總能量Cl2反應放熱4.28 kJ，2 mol Cl2反應放熱4.28 kJ2/0.1=85.6 kJ，該反應的熱化學方程式為2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=?85.6 kJmol?1 ；（3）利用蓋斯定律進行計算，①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJmol－1，②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJmol－1，又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJmol－1，依據(jù)蓋斯定律計算（②3-①2+③2）得：CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=3（-192.9 kJmol－1）-249.0 kJmol－1+（-44 kJmol－1）2=-764.7 KJmol－1；則甲醇蒸氣燃燒為液態(tài)水的熱化學方程式為：CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.7 KJmol－1；（4）由圖可知，第二步反應反應物能量高于生成物能量，是放熱反應；由圖可知，第一步熱化學反應為NH4＋（aq）+1.5O2（g）=2H＋（aq）+NO2－（aq）+H2O（l）△H=-273 kJmol－1，即1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的熱化學方程式。