9化学能与热能.docx

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9化学能与热能

第九单元　化学反应与热能

　　测试时间：

90分钟　

　　满分：

100分

第Ⅰ卷（选择题，共50分）

一、选择题（本大题共20小题，每小题2.5分，共50分。

每小题只有一个选项符合要求）

1．[2016·海淀调研]下列图片所示内容的能量转化方式为化学能转化为热能的是（　　）

答案　C

解析　钻木取火是机械能转化为热能，A项错误；电炉取暖是电能转化为热能，B项错误；酒精燃烧是化学能转化为热能，C项正确；手机充电是电能与化学能的相互转化，D项错误。

2．[2016·山西师大附中期中]已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（　　）

A．X的能量一定高于M和N的能量

B．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量

C．Y的能量一定高于N的能量

D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生

答案　B

解析　X＋Y===M＋N为放热反应，说明反应物的总能量一定高于生成物的总能量，即X和Y的总能量一定高于M和N的总能量，B项正确，A、C项均错误；有些放热反应加热后才能发生，如铝热反应，D项错误。

3．[2016·合肥质检]已知wg液态苯（C6H6）完全燃烧生成2molCO2气体和1mol液态水，并放出mkJ的热量，下列能正确表示苯燃烧热的热化学方程式的是（　　）

A．2C6H6（l）＋15O2（g）===12CO2（g）＋6H2O（l）　ΔH＝－2mkJ·mol－1

B.

C6H6（l）＋

O2（g）===2CO2（g）＋H2O（l）　ΔH＝－mkJ·mol－1

C．C6H6（l）＋

O2（g）===6CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH＝－mkJ·mol－1

D．C6H6（l）＋

O2（g）===6CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH＝－3mkJ·mol－1

答案　D

解析　25℃，101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量为该物质的燃烧热，故热化学方程式中可燃物的化学计量数为1，A、B项错误。

wg苯完全燃烧生成2molCO2（g）和1molH2O（l）时放出mkJ的热量，而1mol苯完全燃烧生成6molCO2（g）和3molH2O（l），故表示苯燃烧热的热化学方程式ΔH＝－3mkJ·mol－1，C项错误，D项正确。

4.[2016·邯郸质检]如图所示，烧杯甲中盛有少量液态冰醋酸，烧杯乙中盛有NH4Cl晶体，在烧杯乙中再加入适量氢氧化钡晶体[Ba（OH）2·8H2O]，搅拌，可观察到冰醋酸逐渐凝结为固体。

下列有关判断正确的是（　　）

A．NH4Cl与Ba（OH）2·8H2O反应的焓变（ΔH）小于0

B．反应物的总能量高于生成物的总能量

C．反应中有热能转化为产物内部的能量

D．反应中断裂的化学键只有离子键

答案　C

解析　冰醋酸凝固说明反应吸热，即ΔH>0，A项错误；吸热反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量，B项错误；环境温度降低，是因为反应中有热能转化为生成物内部的能量，C项正确；2NH4Cl＋Ba（OH）2·8H2O===2NH3↑＋BaCl2＋10H2O，反应过程中断裂的不只是离子键，D项错误。

5．[2016·石家庄质检]物质（t－BuNO）2在正庚烷溶剂中发生如下反应：

（t－BuNO）22（t－BuNO）　ΔH＝＋50.5kJ·mol－1，Ea＝90.4kJ·mol－1。

下列图象合理的是（　　）

答案　D

解析　该反应的ΔH＝＋50.5kJ·mol－1，可知该反应是吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量。

可排除能量关系图B和C，又依据活化能Ea＝90.4kJ·mol－1，Ea－ΔH<50.5kJ·mol－1，能量关系图A中，Ea－ΔH>50.5kJ·mol－1，Ea与ΔH的比例不对；而能量关系图D是合理的。

6．[2016·江苏高考]通过以下反应均可获取H2。

下列有关说法正确的是（　　）

①太阳光催化分解水制氢：

2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH1＝571.6kJ·mol－1

②焦炭与水反应制氢：

C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g）　ΔH2＝131.3kJ·mol－1

③甲烷与水反应制氢：

CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　　ΔH3＝206.1kJ·mol－1

A．反应①中电能转化为化学能

B．反应②为放热反应

C．反应③使用催化剂，ΔH3减小

D．反应CH4（g）===C（s）＋2H2（g）的ΔH＝74.8kJ·mol－1

答案　D

解析　A项，反应①是光能转化为化学能，错误；B项，反应②的焓变为正值，属于吸热反应，错误；C项，催化剂不会改变反应的焓变，错误；D项，根据盖斯定律，③－②得所求反应，其焓变为：

206.1kJ·mol－1－131.3kJ·mol－1＝74.8kJ·mol－1，正确。

7．[2016·山东摸底]2015年冬季，雾霾天气严重影响了我国北方地区。

国内电力行业和供暖部门引进先进脱硫工艺以减少污染。

目前脱硫工艺涉及的主要反应有：

①H2S（g）＋

O2（g）===SO2（g）＋H2O（g）　ΔH1

②S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH2

③S（g）＋H2（g）===H2S（g）　ΔH3

则“2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH4”中ΔH4的正确表达式为（　　）

A．ΔH4＝

（ΔH1＋ΔH2－ΔH3）

B．ΔH4＝2（ΔH1－ΔH2＋ΔH3）

C．ΔH4＝（ΔH1－ΔH2＋ΔH3）

D．ΔH4＝

ΔH1－2（ΔH2－ΔH3）

答案　B

解析　根据盖斯定律，②－③可以得⑤：

H2S（g）＋O2（g）===SO2（g）＋H2（g）　ΔH5，则ΔH5＝ΔH2－ΔH3；①×2－⑤×2可以得2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH4＝2（ΔH1－ΔH2＋ΔH3），答案为B。

8．[2016·陕西第一次质检]下列说法正确的是（　　）

A．在101kPa时，1molC与适量O2反应生成1molCO时，放出110.5kJ热量，则C的燃烧热为110.5kJ/mol

B．在101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，则H2的燃烧热为ΔH＝＋285.8kJ/mol

C．测定HCl和NaOH的中和热时，每次实验均应测量3个温度，即盐酸起始温度、NaOH起始温度和反应的终止温度

D．在稀溶液中，OH－（aq）＋H＋（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ/mol，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量等于57.3kJ

答案　C

解析　A项中计算C的燃烧热时应该生成稳定氧化物CO2；B项中燃烧反应为放热反应，ΔH<0；C项正确；D项中浓硫酸遇水放热，放出热量大于57.3kJ。

9.[2016·石家庄质检]如图为1molSO2Cl2（g）和1molSCl2（g）反应生成SOCl2（g）的能量变化示意图，已知E1＝xkJ·mol－1、E2＝ykJ·mol－1，下列有关说法中正确的是（　　）

A．若在反应体系中加入催化剂，E1不变

B．若在反应体系中加入催化剂，ΔH减小

C．反应活化能等于ykJ·mol－1

D．1molSO2Cl2（g）和1molSCl2（g）反应生成SOCl2（g）的ΔH＝（x－y）kJ·mol－1

答案　D

解析　根据图象，E1为反应的活化能，加入催化剂，反应的活化能降低，但是ΔH不变，故A、B、C项错误；1molSO2Cl2（g）和1molSCl2（g）反应生成SOCl2（g）的反应热ΔH＝E1－E2＝（x－y）kJ·mol－1，D项正确。

10．[2016·北京海淀期末]H2和I2在一定条件下发生反应：

H2（g）＋I2（g）2HI（g）　ΔH＝－akJ·mol－1。

已知：

（a、b、c均大于零）

下列说法不正确的是（　　）

A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

B．断开1molH—H键和1molI—I键所需能量大于断开2molH—I键所需能量

C．断开2molH—I键所需能量约为（c＋b＋a）kJ

D．向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后放出的热量小于2akJ

答案　B

解析　A项，反应热ΔH＝E（生成物）－E（反应物），该反应放热，ΔH<0，所以E（反应物）>E（生成物），正确；B项，从键能角度看，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，所以反应物总键能小于生成物总键能，即断开1molH—H键和1molI—I键所需能量小于断开2molH—I键所需能量，错误；C项，ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，即b＋c－生成物总键能＝－a，生成物总键能＝c＋b＋a，正确；D项，由热化学方程式知2molH2和2molI2完全反应放出的能量为2akJ，但该反应是可逆反应，反应不能完全进行到底，所以放出的热量小于2akJ，正确。

11．[2016·银川一中期中测试]化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，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

答案　A

解析　由图示可知，N2（g）＋3H2（g）===2NH3（l）中的ΔH＝2akJ·mol－1－2bkJ·mol－1－2ckJ·mol－1＝2（a－b－c）kJ·mol－1，A项正确；N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）中的ΔH＝2（a－b）kJ·mol－1，B项错误；

N2（g）＋

H2（g）===NH3（l）中的ΔH＝（a－b－c）kJ·mol－1，C项错误；

N2（g）＋

H2（g）===NH3（g）中的ΔH＝（a－b）kJ·mol－1，D项错误。

12．[2016·冀州中学月考]1,3－丁二烯（CH2===CH—CH===CH2）和2－丁炔（CH3—C≡C—CH3）是有机合成工业中常用的不饱和烃原材料，分别与氢气反应的热化学方程式如下：

CH2===CH—CH===CH2（g）＋2H2（g）―→CH3CH2CH2CH3（g）　

ΔH＝－236.6kJ·mol－1

CH3—C≡C—CH3（g）＋2H2（g）―→CH3CH2CH2CH3（g）

ΔH＝－272.7kJ·mol－1

下列说法错误的是（　　）

A．可计算出1,3－丁二烯和2－丁炔相互转化的焓变ΔH

B．可比较1,3－丁二烯和2－丁炔分子的稳定性

C．可比较1,3－丁二烯和2－丁炔的燃烧热热值的相对大小

D．可计算出2－丁炔中一个碳碳三键的键能与1,3－丁二烯中两个碳碳双键键能之和的差值

答案　D

解析　题中两个热化学方程式相减，得到

CH2===CH—CH===CH2（g）―→CH3—C≡C—CH3（g）　ΔH＝＋36.1kJ·mol－1，结合此热化学方程式可知A、B、C项正确；由于不知道碳碳单键的键能，故不能计算出2－丁炔中一个碳碳三键的键能与1,3－丁二烯中两个碳碳双键键能之和的差值，D项错误。

13．[2016·苍南月考]已知298K时，2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）；ΔH＝－197kJ·mol－1。

现有同一温度下的三个体积相同的密闭容器，在第一个容器中通入2molSO2和1molO2，达到平衡时，反应放出的热量为Q1；向第二个密闭容器中通入1molSO2和0.5molO2，达到平衡时放出的热量为Q2；在第三个密闭容器中通入1molSO2、0.5molO2和1molSO3达到平衡时放出的热量为Q3。

下列关系正确的是（　　）

A．Q1＝Q3＝197kJB．Q1＝Q3<197kJ

C．Q1＝2Q2<197kJD．Q2

答案　D

解析　因为是可逆反应，所以反应物的转化率达不到100%。

第一个容器相当于是在第二个容器的基础上缩小容器体积，所以有利于提高SO2的转化率，则2Q2

第三容器和第一个容器的平衡状态是等效的，但放出的热量一定是小于Q1，答案选D。

14．[2016·福州质检]根据表中的信息判断下列说法错误的是（　　）

物质

外观

熔点

燃烧热/（kJ·mol－1）

金刚石

无色，透明固体

？

395.4

石墨

灰黑，不透明固体

？

393.5

A．由表中信息可得如图所示的图象

B．由表中信息知C（石墨，s）===C（金刚石，s）　ΔH＝＋1.9kJ·mol－1

C．由表中信息可推知相同条件下金刚石的熔点低于石墨的熔点

D．表示石墨燃烧热的热化学方程式为C（石墨，s）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH＝－393.5kJ·mol－1

答案　D

解析　由表中信息可得：

C（金刚石，s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－395.4kJ·mol－1①，C（石墨，s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ·mol－1②。

根据盖斯定律，由①－②得C（金刚石，s）===C（石墨，s）　ΔH＝－1.9kJ·mol－1，A项正确；由A项可得C（石墨，s）===C（金刚石，s）　ΔH＝＋1.9kJ·mol－1，B项正确；由表中信息可知等质量的石墨所具有的能量低于金刚石，能量越低越稳定，而石墨的层内共价键键长比金刚石的共价键键长短，作用力更大，破坏石墨中化学键需要更大能量，所以石墨的熔点比金刚石高，C项正确；A项解析中式②表示石墨燃烧热的热化学方程式，D项错误。

15．[2016·黄冈月考]甲醇质子交换膜燃料电池中，将甲醇蒸气转化为氢气的反应原理有如下两种：

①CH3OH（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋3H2（g）

ΔH＝＋49.0kJ·mol－1

②CH3OH（g）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2（g）

ΔH＝－192.9kJ·mol－1

下列说法正确的是（　　）

A．CH3OH的燃烧热为192.9kJ·mol－1

B．反应①中的能量变化如图所示

C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

D．根据②推知反应：

CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2（g）的ΔH>－192.9kJ·mol－1

答案　D

解析　燃烧热是指在25℃、101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水，A项错误；反应①为吸热反应，题图表示放热反应，B项错误；反应②甲醇转变成氢气为放热反应，C项错误；甲醇由液态变成气态要吸收热量，D项正确。

16．[2016·石家庄质检]下图为火电站发电原理示意图：

分析图中各种变化，下列不能发生的是（　　）

A．氧化还原反应

B．化学能直接转化为电能

C．化学键的断裂与重新组合

D．改变反应物接触面积，提高反应速率

答案　B

解析　煤的燃烧属于氧化还原反应，A项不符合题意；燃烧时，化学能转化为热能，蒸汽驱动涡轮机，热能转化为机械能，再经过发电机，机械能转化为电能，故题图中化学能不能直接转化为电能，B项符合题意；化学反应均涉及化学键的断裂与重新组合，C项不符合题意；将煤粉碎为煤粉可提高反应物接触面积，从而提高反应速率，D项不符合题意。

17．[2016·绵阳三诊]H2与ICl的反应分①②两步进行，且两步都为可逆反应，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是（　　）

①H2＋IClHI＋HCl　慢反应

②HI＋IClI2＋HCl　快反应

A．反应①、反应②均为放热反应

B．降低温度有利于提高HCl的产率

C．总反应速率的快慢主要由反应①决定

D．H2（g）＋2ICl（s）I2（s）＋2HCl（g）　ΔH＝－218kJ·mol－1，加入催化剂可使该反应的焓变增大

答案　D

解析　根据题图象可知，反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物，则反应①、反应②均为放热反应，A项正确；反应①、反应②和总反应都是放热反应，降低温度，平衡正向移动，B项正确；慢反应决定总反应速率，则总反应速率的快慢主要由反应①决定，C项正确；加入催化剂可改变反应的活化能，但不能改变焓变，D项错误。

18．[2016·天津河西期末]某废水中含有的NH

在一定条件下可被O2氧化，反应过程如下：

①NH

（aq）＋

O2（g）===NO

（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－273kJ/mol

②NO

（aq）＋

O2（g）===NO

（aq）　ΔH＝－73kJ/mol。

下列叙述正确的是（　　）

A．上述反应条件下，NH

比NO

稳定

B．0.1molNH3比0.1molNH

含有的电子数少

C．反应①中0.1molNH

被氧化时，有0.6mole－转移

D．NH

（aq）＋2O2（g）===NO

（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－200kJ/mol

答案　C

解析　根据盖斯定律，将①②相加，可得NH

（aq）＋2O2（g）===NO

（aq）＋2H＋（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－346kJ/mol，只能说明反应物能量总和大于生成物能量总和，但无法比较NH

与NO

的稳定性，A项错误；NH3和NH

均含有10个电子，B项错误；C项，NH

中N为－3价，NO

中N为＋3价，化合价升高6，正确；将反应①②式相加，得D项中反应的ΔH＝－273＋（－73）＝－346kJ/mol，D项错误。

19．[2016·贵阳监测]1L0.5mol·L－1H2SO4溶液与足量Ba（OH）2稀溶液反应放出akJ热量；1L0.5mol·L－1HCl溶液与足量NaOH稀溶液充分反应放出bkJ热量；则500mL0.4mol·L－1BaCl2溶液与足量稀硫酸反应放出的热量为（　　）

A．0.4（a＋2b）kJB．0.4（a－2b）kJ

C．0.2（a－2b）kJD．0.2（a＋2b）kJ

答案　B

解析　1L0.5mol·L－1H2SO4溶液与足量Ba（OH）2稀溶液反应放出akJ热量，则①2H＋＋SO

＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O　ΔH＝－2akJ·mol－1；1L0.5mol·L－1HCl溶液与足量NaOH稀溶液充分反应放出bkJ热量，②H＋＋OH－===H2O　ΔH＝－2bkJ·mol－1；根据盖斯定律，①－②×2得：

SO

＋Ba2＋===BaSO4↓　ΔH＝－（2a－4b）kJ·mol－1,500mL0.4mol·L－1BaCl2溶液中n（BaCl2）＝0.50L×0.4mol·L－1＝0.2mol，则500mL0.4mol·L－1BaCl2溶液与足量稀硫酸反应放出的热量＝0.2mol×（2a－4b）kJ·mol－1＝0.4（a－2b）kJ，B项正确。

20．[2016·哈尔滨三中月考]已知：

①2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－483.6kJ·mol－1

②H2（g）＋S（g）===H2S（g）　ΔH＝－20.1kJ·mol－1

下列判断一定正确的是（　　）

A．1mol氢气完全燃烧生成H2O（g）吸收241.8kJ热量

B．水蒸气和硫化氢的能量相差221.7kJ

C．由①②知，水的热稳定性小于硫化氢

D．反应②中改用固态硫，1molH2完全反应放热将小于20.1kJ

答案　D

解析　反应①是放热反应，1molH2完全燃烧生成H2O（g）放出241.8kJ热量，A项错误；反应①②是两个相互独立的反应，反应物的总能量和生成物的总能量各不相同，所以产物的能量无法由此来比较，B项错误；水的热稳定性大于硫化氢，C项错误；相同量的固态硫的能量比气态硫的能量低，和氢气化合时释放的能量也就少，D项正确。

第Ⅱ卷（非选择题，共50分）

二、非选择题（本大题共4小题，共50分）

21．[2016·长沙一中期末]（6分）根据要求回答下列问题：

（1）机动车尾气已成为城市大气的主要污染源，机动车尾气中的主要有害物质为氮的氧化物。

目前科技工作者正在探索用甲烷等燃料气体将氮氧化物还原为N2和H2O，涉及的反应有：

CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）ΔH1＝－574kJ·mol－1

CH4（g）＋2NO2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）＋N2（g）　ΔH2＝－867kJ·mol－1

写出CH4还原NO生成N2的热化学方程式：

________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（2）一定条件下，不同量的CO2与不同量的NaOH充分反应放出的热量如下表所示：

CO2的量

NaOH的量

放出的热量

22.0g

750mL1.0mol·L－1

xkJ

1.0mol

2.0L1.0mol·L－1

ykJ

写出该条件下，CO2与NaOH反应生成NaHCO3的热化学方程式________________________________________________________________________。

（3）我国煤炭资源相对石油和天然气资源丰富，煤的综合利用主要是指煤的气化和液化。

煤的主要成分为碳氢化合物，用CH代表煤的“分子式”。

已知：

煤炭在氧气氛围中气化　2CH（s）＋O2（g）===2CO（g）＋H2（g）　ΔH1

气化后的气体合成甲醇　CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）　ΔH2

甲醇制备丙烯的反应　3CH3OH（g）===C3H6（g）＋3H2O（g）　ΔH3

写出在一定条件下，煤炭在氧气氛围中反应直接生成丙烯、水蒸气和CO的热化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案　

（1）CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－1160kJ·mol－1（2分）

（2）NaOH（aq）＋CO2（g）===NaHCO3（aq）　ΔH＝－（4x－y）kJ·mol－1（2分）

（3）12CH（s）＋6O2（g）===C3H6（g）＋3H2O（g）＋9CO（g）　ΔH＝6ΔH1＋3ΔH2＋ΔH3（2分）

解析　

（1）将题给热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由2×②－①可得：

CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－1160kJ·mol－1。

（2）当CO2的量为22.0g时，n（C