2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第6章 第1節(jié) 化學(xué)能與熱能課時跟蹤練（含解析）.doc

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化學(xué)能與熱能 1．(2019合肥質(zhì)檢)化學(xué)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(yīng)過程，示意圖如下。下列關(guān)于合成氨反應(yīng)的敘述中不正確的是(　　) A．該過程表明，在化學(xué)反應(yīng)中存在化學(xué)鍵的斷裂與形成 B．在催化劑的作用下，反應(yīng)物的化學(xué)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(yīng)難以進行，是因為常溫下生成物的化學(xué)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(xué)業(yè)反應(yīng)的速率，合成氨的反應(yīng)在催化劑作用下，反應(yīng)速度加快，意味著反應(yīng)物化學(xué)鍵的斷裂和生成物化學(xué)鍵的形成變的更容易，B正確；化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，而化學(xué)鍵的形成則放出能量，從圖中可看出②為化學(xué)鍵斷裂過程，③為新的化學(xué)鍵形成過程，C正確；化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，所以該反應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)化率 C．反應(yīng)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(yīng)后放出或吸收的熱量小于|a|kJ 解析：根據(jù)圖象，該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，屬于放熱反應(yīng)，a<0，A錯誤；加入催化劑，能夠降低反應(yīng)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(zhuǎn)化率，B正確；該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，屬于放熱反應(yīng)，說明反應(yīng)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(yīng)處于密閉容器中，反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)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(guān)下列圖象的敘述不正確的是(　　) A．圖(1)表示的熱化學(xué)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(xué)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(yīng)的熱效應(yīng)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(xué)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(xué)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(yīng)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(yīng)②中改用固態(tài)硫，則1 mol S(s)完全反應(yīng)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(xué)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(dāng)CO和H2的物質(zhì)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(zhì)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(yīng)生成穩(wěn)定氧化物，應(yīng)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(shè)CO和H2物質(zhì)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(zhì)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(guān)于上述反應(yīng)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(yīng)都是放熱反應(yīng)，故ΔH3＜0，A錯誤；將題述反應(yīng)分別編號為①②③④⑤，反應(yīng)⑤是鋁熱反應(yīng)，顯然是放熱反應(yīng)，ΔH5＜0，將反應(yīng)④－反應(yīng)③可得反應(yīng)⑤，即ΔH5＝ΔH4－ΔH3＜0，B正確，D錯誤；將反應(yīng)②＋反應(yīng)③可得反應(yīng)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(shù)是一種成熟的NOx控制處理方法，主要反應(yīng)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(yīng)③4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH4＝d kJmol－1 可以計算出反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH為(　　) A. B. C. D. 解析：由題給反應(yīng)，根據(jù)蓋斯定律可知：將①－②＋③即得反應(yīng)：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(guān)說法正確的是(　　) A．e是ClO B．b→a＋c反應(yīng)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(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)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(zhuǎn)移電子守恒得該反應(yīng)方程式為3ClO－===ClO＋2Cl－，反應(yīng)熱＝64 kJmol－1＋20 kJmol－1－360 kJmol－1＝－116 kJmol－1，所以該熱化學(xué)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(xué)方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)中，ΔH的值為(　　) 化學(xué)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(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值，則該反應(yīng)的反應(yīng)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(zhì)檢)氨廣泛用于生產(chǎn)化肥、制冷劑等方面。回答下列問題： (1)最近斯坦福大學(xué)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(yīng)Ⅱ?qū)儆赺_________________________(填“氧化還原反應(yīng)”或“非氧化還原反應(yīng)”)。 ②反應(yīng)Ⅲ中能量轉(zhuǎn)化的方式是___________________________ _____________________________________________________ (填“電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能”或“化學(xué)能轉(zhuǎn)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(xué)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(yīng)4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)的反應(yīng)熱ΔH＝__________。 解析：(1)①反應(yīng)Ⅱ是Li3N與水反應(yīng)生成氨氣的過程，反應(yīng)中沒有元素化合價的變化，屬于非氧化還原反應(yīng)；②反應(yīng)Ⅲ中氫氧化鋰轉(zhuǎn)變?yōu)殇?、氧氣和水，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，屬于非自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，屬于電解池反應(yīng)，能量轉(zhuǎn)化的方式是電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。 (2)液氨可用作制冷劑，是因為液氨氣化時吸收能量，導(dǎo)致周圍溫度降低；反應(yīng)NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2(g)　ΔH＝反應(yīng)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(yīng)?、陔娔苻D(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 (2)吸收?。? 262 kJmol－1 11．煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)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(xué)反應(yīng)，降低了脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH1＝＋218.4 kJmol－1(反應(yīng)Ⅰ) CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g) ΔH2＝－175.6 kJmol－1(反應(yīng)Ⅱ) 請回答下列問題： (1)反應(yīng)Ⅰ是________(填“放熱反應(yīng)”或“吸熱反應(yīng)”)，________(填“能”或“否”)通過反應(yīng)Ⅰ判斷等物質(zhì)的量的CO、CO2具有能量的高低。 (2)已知CO轉(zhuǎn)化成CO2的能量關(guān)系如圖所示。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_______________________________________________ _____________________________________________________， 則CO的燃燒熱ΔH為________kJmol－1。 (3)依據(jù)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ確定反應(yīng)CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)===CaS(s)＋3CO2(g)　ΔH＝____kJmol－1。 解析：(1)反應(yīng)Ⅰ的ΔH1>0，故為吸熱反應(yīng)；通過反應(yīng)Ⅰ只能判斷反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，不能判斷某一反應(yīng)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(yīng)Ⅱ減去反應(yīng)Ⅰ可得目標(biāo)方程式，ΔH＝ (－175.6－218.4)kJmol－1＝－394 kJmol－1。 答案：(1)吸熱反應(yīng)　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(lǐng)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(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)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(xué)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(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)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?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。圖中A、B表示的物質(zhì)依次是_____________________________________________________， 等物質(zhì)的量的A、H2化學(xué)能較低的物質(zhì)是_________________。 解析：Ⅰ.(1)根據(jù)蓋斯定律，由第一個熱化學(xué)方程式＋第二個熱化學(xué)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(yīng)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(xué)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(zhì)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(xué)能較低的物質(zhì)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