高考化学 回扣知识夯实基础随堂演练 122化学能与热能.docx
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高考化学回扣知识夯实基础随堂演练122化学能与热能
2013年高考化学回扣知识、夯实基础随堂演练：
1-2-2化学能与热能
1．（2012年高考大纲全国卷）反应A＋B―→C（ΔH<0）分两步进行：
①A＋B―→X（ΔH>0），②X―→C（ΔH<0）。
下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（ ）
解析：
根据反应物和生成物能量的高低来分析、解决问题。
化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。
反应①的ΔH>0，为吸热反应，故可排除A项和C项。
反应②的ΔH<0，为放热反应，B项错误，故选D。
答案：
D
2．（2011年高考海南卷）已知：
2Zn（s）＋O2（g）===2ZnO（s） ΔH＝－701.0kJ·mol－1 2Hg（l）＋O2（g）===2HgO（s） ΔH＝－181.6kJ·mol－1
则反应Zn（s）＋HgO（s）===ZnO（s）＋Hg（l）的ΔH为（ ）
A．＋519.4kJ·mol－1 B．＋259.7kJ·mol－1
C．－259.7kJ·mol－1D．－519.4kJ·mol－1
解析：
由题给热化学方程式可得：
①Zn（s）＋
O2（g）===ZnO（s） ΔH＝－350.5kJ·mol－1 ②Hg（l）＋
O2（g）===HgO（s） ΔH＝－90.8kJ·mol－1。
根据盖斯定律，由①－②可得：
Zn（s）＋HgO（s）===ZnO（s）＋Hg（l） ΔH＝（－350.5kJ·mol－1）－（－90.8kJ·mol－1）＝－259.7kJ·mol－1。
答案：
C
3．已知化学反应A2（g）＋B2（g）===2AB（g）的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是（ ）
A．每生成2分子AB吸收bkJ热量
B．该反应热ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1molA—A和1molB—B键，放出akJ能量
解析：
观察题给图像可以得到，上述反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，其中反应热ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1。
化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。
答案：
B
4．（2012年南通模拟）向足量稀硫酸中加入100mL0.4mol/LBa（OH）2溶液，放出的热量是4.66kJ。
如果向足量Ba（OH）2溶液中加入100mL0.4mol/LHCl溶液时，放出的热量是2.0kJ。
则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为（ ）
A．Ba2＋（aq）＋SO
（aq）===BaSO4（s）
ΔH＝－0.72kJ/mol
B．Ba2＋（aq）＋SO
（aq）===BaSO4（s）
ΔH＝－2.92kJ/mol
C．Ba2＋（aq）＋SO
（aq）===BaSO4（s）
ΔH＝－16.5kJ/mol
D．Ba2＋（aq）＋SO
（aq）===BaSO4（s）
ΔH＝－73.0kJ/mol
解析：
生成0.04molBaSO4放热为4.66kJ－2.0kJ×2＝0.66kJ，则Ba2＋与SO
生成1molBaSO4放热为0.66kJ÷0.04mol＝16.5kJ·mol－1。
答案：
C
5．（2012年武汉模拟）在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷，放出热量为QkJ（Q>0），经测定完全吸收生成的二氧化碳需要消耗5mol·L－1的KOH溶液100mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10（g）＋
O2（g）===4CO2（g）＋5H2O（g）的ΔH为（ ）
A．＋8QkJ·mol－1B．－8QkJ·mol－1
C．＋16QkJ·mol－1D．－16QkJ·mol－1
答案：
D
6．（2012年深圳模拟）已知：
2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝－566kJ/mol
2Na2O2（s）＋2CO2（g）===2Na2CO3（s）＋O2（g）
ΔH＝－452kJ/mol
根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是（ ）
A．CO的燃烧热为283kJ
B．上图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C．2Na2O2（s）＋2CO2（s）===2Na2CO3（s）＋O2（g） ΔH>－452kJ/mol
D．CO（g）与Na2O2（s）反应放出509kJ热量时，电子转移数为6.02×1023
解析：
A项单位错；B项表示1molCO转化为CO2，ΔH应为－283kJ·mol－1。
C项CO2（s）能量低于CO2（g），反应时放出能量小于452kJ，故ΔH>－452kJ·mol－1正确；D项电子转移应为2×6.02×1023。
答案：
C
7．（创新预测）
（1）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ/mol表示。
请认真观察如图，然后回答问题：
①图中所示反应是________（填“吸热”或“放热”）反应，该反应________（填“需要”或“不需要”）加热，该反应的ΔH＝________（用含E1、E2的代数式表示）。
②已知热化学方程式：
H2（g）＋
O2（g）===H2O（g）
ΔH＝－241.8kJ/mol。
该反应的活化能为167.2kJ/mol，则其逆反应的活化能为________。
③对于同一反应，图中虚数（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子的百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是：
___________________。
（2）已知C2H5OH（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（g） ΔH1＝－akJ/mol
C2H5OH（g）===C2H5OH（l） ΔH2＝－bkJ/mol
H2O（g）===H2O（l） ΔH3＝－ckJ/mol
若使92g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出热量为________。
（3）在100g炭不完全燃烧所得气体中CO和CO2的体积比为1∶2。
已知：
C（s）＋1/2O2（g）===CO（g）
ΔH1＝－110.35kJ/mol
CO（g）＋1/2O2===CO2（g）
ΔH2＝－282.57kJ/mol
与完全燃烧相比，损失的热量为________。
解析：
（1）①从图中可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应为放热反应。
由于该反应的活化能较大，反应需要加热，该反应的ΔH＝（E2－E1）kJ/mol。
②从图中可以看出，逆反应的活化能＝正反应的活化能＋|ΔH|＝167.2kJ/mol＋241.8kJ/mol＝409kJ/mol。
③图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化能大大降低，最可能的原因是加入了催化剂。
（2）由盖斯定律C2H5OH（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（g） ΔH1＝－akJ/mol①
C2H5OH（g）===C2H5OH（l） ΔH＝－bkJ/mol②
H2O（g）===H2O（l） ΔH3＝－ckJ/mol③
①－②＋③×2得
C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l）
ΔH＝ΔH1－ΔH2＋2ΔH3＝－（a－b＋3c）kJ/mol。
92g酒精液体完全燃烧，最后恢复至室温，放出热量为：
×（a－b＋3c）kJ/mol＝（2a＋6c－2b）kJ
（3）运用盖斯定律，两热化学方程相加得：
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－392.92kJ/mol。
100g炭完全燃烧，放出热量为
×392.92kJ/mol≈3274.33kJ
100g炭不完全燃烧放出热量为：
×
×110.35kJ/mol＋
×
×392.92kJ·mol≈2489.42kJ
损失的热量为：
（3274.33－2489.42）kJ＝784.91kJ。
答案：
（1）①放热 需要 （E2－E1）kJ/mol
②409kJ/mol
③加入了催化剂
（2）2a＋6c－2bkJ
（3）784.91kJ
一、选择题
1．（2011年高考上海卷）据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。
下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是（ ）
解析：
分解水属于吸热反应，催化剂可以降低活化能。
答案：
B
2．化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意图如下：
下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是（ ）
A．该过程表明，在化学反应中存在化学键的断裂与形成
B．在催化剂的作用下，反应物的化学键变得容易断裂
C．过程②需吸收能量，过程③则放出能量
D．常温下该反应难以进行，是因为常温下生成物的化学键难以形成
解析：
常温下该反应难以进行的原因是反应物中化学键难以断裂。
答案：
D
3．（2012年保定模拟）已知H2（g）＋Br2（l）===2HBr（g） ΔH＝－72kJ·mol－1，蒸发1molBr2（l）需要吸收的能量为30kJ，其他相关数据如下表：
H2（g）
Br2（g）
HBr（g）
1mol分子中的化学键
断裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
则表中a为（ ）
A．404 B．260
C．230D．200
解析：
由ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和＝（436＋30＋a－369×2）kJ·mol－1＝－72kJ·mol－1，得a＝200。
答案：
D
4．（2012年哈尔滨模拟）已知：
NH3·H2O（aq）与H2SO4（aq）反应生成1mol正盐的ΔH＝－24.2kJ·mol－1；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热为ΔH＝－57.3kJ·mol－1。
则NH3·H2O在水溶液中电离的ΔH等于（ ）
A．－69.4kJ·mol－1B．－45.2kJ·mol－1
C．＋69.4kJ·mol－1D．＋45.2kJ·mol－1
解析：
根据题意先写出热化学方程式：
2NH3·H2O（aq）＋H2SO4（aq）===（NH4）2SO4（aq）＋2H2O（l） ΔH＝－24.2kJ·mol－1，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1。
根据盖斯定律得，NH3·H2O（aq）===NH
（aq）＋OH－（aq） ΔH＝＋45.2kJ·mol－1，由此可知选项D正确。
答案：
D
5．（2012年合肥模拟）如下图所示，ΔH1＝－393.5kJ·mol－1，ΔH2＝－395.4kJ·mol－1，下列说法或表示中，正确的是（ ）
A．C（s、石墨）===C（s、金刚石） ΔH＝＋1.9kJ·mol－1
B．石墨和金刚石的转化是物理变化
C．石墨的稳定性比金刚石弱
D．1mol石墨的总键能比1mol金刚石的总键能小1.9kJ
解析：
从图中可以看出金刚石比石墨的能量高，1mol石墨转化成1mol金刚石要吸热：
ΔH2－ΔH1＝1.9mol，A对；石墨和金刚石的结构不同，二者相互转化是化学变化，B错；能量越低越稳定，C错；化学反应是旧键断裂、新键形成的过程，旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量，该反应是个吸热反应，则1mol石墨的总键能比1mol金刚石的总键能大1.9kJ，D错。
答案：
A
6．（2012年海口模拟）化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如下图所示，该反应的热化学方程式是（ ）
A．N2（g）＋3H2（g）===2NH3（l）
ΔH＝2（a－b－c）kJ·mol－1
B．N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）
ΔH＝2（b－a）kJ·mol－1
C.
N2（g）＋
H2（g）===NH3（l）
ΔH＝（b＋c－a）kJ·mol－1
D.
N2（g）＋
H2（g）===NH3（g）
ΔH＝（a＋b）kJ·mol－1
解析：
由图可以看出，akJ为
molN2（g）和
molH2（g）断键吸收的总能量，bkJ为1molN和3molH形成1molNH3（g）释放的能量，所以
N2（g）＋
H2（g）===NH3（g） ΔH＝（a－b）kJ·mol－1，而1mol的NH3（g）转化为1mol的NH3（l）放出的能量为ckJ，所以有：
N2（g）＋
H2（g）===NH3（l） ΔH＝（a－b－c）kJ·mol－1，即N2（g）＋3H2（g）===2NH3（l） ΔH＝2（a－b－c）kJ·mol－1。
答案：
A
7．下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中正确的是（ ）
A．石墨转变为金刚石是吸热反应
B．白磷比红磷稳定
C．S（g）＋O2（g）===SO2（g） ΔH1 S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH2 ΔH1>ΔH2
D．CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g） ΔH1>0
解析：
从图像1可知，金刚石所具有的能量高于石墨，故A正确；能量越高越不稳定，B错；C项，因S（s）→S（g），要吸收热量，故ΔH1<ΔH2；D项，由图4可以看出，反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量，故表现为放热，ΔH1<0。
答案：
A
二、非选择题
8．（2012年昆明模拟）保护环境已成为当前和未来的一项全球性重大课题。
为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有的专家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想，如右图所示：
过程Ⅰ可用如下反应表示：
①2CO22CO＋O2 ②2H2O2H2＋O2
③2N2＋6H2O4NH3＋3O2 ④2CO2＋4H2O2CH3OH＋3O2 ⑤2CO＋4H2O________＋3O2
请回答下列问题：
（1）过程Ⅰ的能量转化形式为________能转化为________能。
（2）请完成第⑤个反应的化学方程式：
________________________________
______________________________________________________________。
（3）上述转化过程中，ΔH1和ΔH2的关系是____________________________。
（4）断裂1mol化学键所需的能量见下表：
共价键
H—N
H—O
N≡N
O===O
断裂1mol化学键所需能量/kJ·mol－1
393
460
941
499
常温下，N2与H2O反应生成NH3的热化学方程式为
_______________________________________________________________。
解析：
（1）从过程Ⅰ中的变化可以看出，该过程中的能量转化形式为太阳能转化为化学能。
（2）由质量守恒定律可知，反应⑤中另一种产物为CH4，化学方程式为2CO＋4H2O2CH4＋3O2。
（3）过程Ⅰ和过程Ⅱ互逆，则ΔH1＝－ΔH2。
（4）常温下N2与H2O反应生成NH3的化学方程式为2N2＋6H2O4NH3＋3O2（g） ΔH＝（460kJ/mol×12＋941kJ/mol×2）－（499kJ/mol×3＋393kJ/mol×12）＝＋1189kJ/mol，热化学方程式为：
2N2（g）＋6H2O（l）===4NH3（g）＋3O2（g） ΔH＝＋1189kJ/mol。
答案：
（1）太阳 化学
（2）2CO＋4H2O2CH4＋3O2
（3）ΔH1＝－ΔH2
（4）2N2（g）＋6H2O（l）===4NH3（g）＋3O2（g）
ΔH＝＋1189kJ·mol－1
9．
（1）已知①Cl—Cl―→2Cl· ΔH＝＋akJ·mol－1
②2H·―→H—H ΔH＝－bkJ·mol－1
③Cl·＋H·―→HCl ΔH＝－ckJ·mol－1
写出298K时，H2与Cl2反应的热化学方程式_________________________
_______________________________________________________________；
（2）氮的氧化物、甲烷均对空气造成污染。
用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如：
CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH1＝－574kJ·mol－1
CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g） ΔH2
若1molCH4还原NO2至N2，整个过程中放出的热量为867kJ，则ΔH2＝________，电子转移的数目为________。
解析：
（1）写出H2＋Cl2===2HCl，①－②＋③×2可得上述方程式，注意物质的聚集状态；
（2）由信息可知所写方程式中无NO，两式相加得2CH4（g）＋4NO2（g）===2N2（g）＋2CO2（g）＋4H2O（g），所以－867kJ·mol－1×2＝ΔH1＋ΔH2。
1molCH4转化为CO2时失去8mol电子。
答案：
（1）H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g） ΔH＝（a＋b－2c）kJ·mol－1（其他合理答案也给分）
（2）－1160kJ·mol－1 8NA
10．在火箭推进器中装有还原剂肼（N2H4）和强氧化剂H2O2，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。
已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量。
（1）写出肼和H2O2反应的热化学方程式：
_______________________________________________________________。
（2）已知H2O（l）===H2O（g） ΔH＝＋44kJ·mol－1，则16g液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时，放出的热量是________。
（3）上述反应应用于火箭推进器，除释放出大量热量和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是
_______________________________________________________________。
（4）向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼，写出反应的离子方程式：
_________________________________________________________，
该反应的还原产物是________。
解析：
（1）首先根据题意确定反应物和生成物，然后写出化学方程式：
N2H4＋2H2O2===N2＋4H2O。
0.4mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量。
则1mol液态肼和足量H2O2反应时放出热量为：
2.5×256.64kJ＝641.6kJ，由此可写出上述反应的热化学方程式。
（2）16g液态肼的物质的量为0.5mol，则与足量双氧水反应生成0.5molN2和2molH2O（l）时放出热量为：
0.5mol×641.6kJ·mol－1＋2mol×44kJ·mol－1＝408.8kJ。
（3）反应生成的物质是N2和H2O，无污染。
（4）氨气中氮元素的化合价为－3价，肼分子中氮元素的化合价为－2价，则氨气是还原剂，次氯酸钠是氧化剂，还原产物是NaCl，然后根据电子转移守恒以及电荷守恒即可写出离子方程式。
答案：
（1）N2H4（l）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g） ΔH＝－641.6kJ·mol－1
（2）408.8kJ
（3）产物为氮气和水，无污染
（4）2NH3＋ClO－===N2H4＋Cl－＋H2O NaCl
11．（2012年高考北京卷）用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。
利用反应A，可实现氯的循环利用。
反应A：
（1）已知：
ⅰ.反应A中，4molHCl被氧化，放出115.6kJ的热量。
ⅱ
①H2O的电子式是________。
②反应A的热化学方程式是________。
③断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为________kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键（填“强”或“弱”）________。
（2）对于反应A，下图是在4种投料比[n（HCl）∶n（O2），分别为1∶1、2∶1、4∶1、6∶1]下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
①曲线b对应的投料比是________。
②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是________。
③投料比为2∶1、温度为400℃时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是________。
解析：
（1）①H2O为共价化合物，其电子式为HH。
②根据4molHCl被氧化放出115.6kJ的热量，又结合反应条件为400℃，故其热化学方程式为4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－115.6kJ/mol。
③根据②的热化学反应方程式和O2、Cl2的键能可知，断裂4molH—Cl键与1molO—O键需吸收的能量比生成2molCl—Cl键和4molO—H键放出的能量少115.6kJ，故4molO—H键的键能大：
115.6kJ＋498kJ－2×243kJ＝127.6kJ，故断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为127.6kJ÷4≈31.9kJ；根据O—H键键能大于H—Cl键键能可知，O—H键比H—Cl键强。
（2）①根据O2越多HCl的转化率越大，可知a、b、c、d曲线的投料比分别为6∶1、4∶1、2∶1、1∶1。
②根据曲线可知，当b、c、d曲线HCl达到相同转化率时，投料比越高，对应的反应温度越低。
③设n（HCl）＝2mol，n（O2）＝1mol，根据反应曲线可知，当温度为400℃时，HCl的转化率为80%，则有：
4HCl ＋ O2 2Cl2 ＋ 2H2O
开始：
2mol1mol00
变化：
1.6mol0.4mol0.8mol0.8mol
平衡：
0.4mol0.6mol0.8mol0.8mol
因此平衡混合气中Cl2的物质的量分数是
×100%≈30.8%。
答案：
（1）①HH ②4HCl（g）＋O2（g）
2Cl2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－115.6kJ/mol ③31.9 强
（2）①4∶1 ②投料比越高，对应的反应温度越低 ③30.8%
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