高考化学化学能与热能单元过关试题11页Word下载.docx
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A．由C（s，石墨）===C（s，金刚石） ΔH＝＋1.9kJ·
mol－1，可知：
石墨比金刚石更稳定
B．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多
C．由H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·
含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量等于57.3kJ
D．2gH2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－285.8kJ
选A 石墨转化为金刚石的过程是吸热反应，金刚石能量高，石墨比金刚石稳定，A正确；
等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，固体硫变为蒸气需要吸收热量，前者放出热量更多，B错误；
含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，醋酸为弱酸，溶于水电离需要吸热，放出热量小于57.3kJ，C错误；
2gH2的物质的量为1mol，此反应为放热反应，ΔH<
0，故氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝2×
（－285.8kJ·
mol－1）＝－571.6kJ·
mol－1，D错误。
4．已知：
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1
CO2（g）＋C（s）===2CO（g） ΔH2
2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH3
4Fe（s）＋3O2（g）===2Fe2O3（s） ΔH4
3CO（g）＋Fe2O3（s）===3CO2（g）＋2Fe（s） ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是（ ）
A．ΔH1>
0，ΔH3<
0B．ΔH2>
0，ΔH4>
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5
选C 物质的燃烧反应均为放热反应，则ΔH1、ΔH3、ΔH4均小于0，故A、B项错误；
将题给的5个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，①＝②＋③，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C项正确；
根据盖斯定律，3×
③＝④＋2×
⑤，故3ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5，D项错误。
5．已知几种化学键的键能和热化学方程式如下：
化学键
H—N
N—N
Cl—Cl
NN
H—Cl
键能/（kJ·
mol－1）
391
193
243
946
432
N2H4（g）＋2Cl2（g）===N2（g）＋4HCl（g） ΔH。
下列推断正确的是（ ）
A．H（g）＋Cl（g）===HCl（g） ΔH＝＋432kJ·
B．断裂1molCl—Cl键吸收能量比断裂1molNN键多703kJ
C．上述反应中，ΔH＝－431kJ·
D．上述反应中，断裂极性键和非极性键，只形成极性键
选C 形成化学键时放出能量，A项错误；
根据表格数据知，氯氯键的键能小于氮氮三键键能，B项错误；
反应热等于断裂化学键的总键能与形成化学键的总键能之差，ΔH＝（391×
4＋193＋243×
2－946－432×
4）kJ·
mol－1＝－431kJ·
mol－1，C项正确；
反应物N2H4中含极性键和非极性键，氯气中含非极性键，产物氮气中含非极性键，氯化氢中含极性键，所以该反应中断裂和形成的化学键都有极性键和非极性键，D项错误。
6．用H2可将工业废气中的NO催化还原成N2，其能量转化关系如下所示，则NO（g）＋H2（g）===
N2（g）＋H2O（g）的ΔH为（ ）
A．0.5（a＋b－c－d）kJ·
mol－1B．0.5（c＋a－d－b）kJ·
C．0.5（c＋d－a－b）kJ·
mol－1D．0.5（b＋d－a－c）kJ·
选A 根据题图知，NO中键能为0.5akJ·
mol－1，N2中键能为ckJ·
mol－1，H2中键能为0.5bkJ·
mol－1，H2O中键能为0.5dkJ·
mol－1，故该反应中ΔH＝0.5akJ·
mol－1＋0.5bkJ·
mol－1－
＝0.5（a＋b－c－d）kJ·
mol－1。
7．下列说法不正确的是（ ）
A．已知冰的熔化热为6.0kJ·
mol－1，冰中氢键键能为20kJ·
假设每摩尔冰中有2mol氢键，且熔化热完全用于打破冰的氢键，则最多只能破坏冰中15%的氢键
B．已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为α，Ka＝
。
若加入少量CH3COONa固体，则电离平衡CH3COOH
CH3COO－＋H＋向左移动，α减小，Ka变小
C．实验测得环己烷（l）、环己烯（l）和苯（l）的标准燃烧热分别为－3916kJ·
mol－1、－3747kJ·
mol－1和－3265kJ·
mol－1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键
D．已知：
Fe2O3（s）＋3C（石墨）===2Fe（s）＋3CO（g） ΔH＝489.0kJ·
CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH＝－283.0kJ·
C（石墨）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－393.5kJ·
则4Fe（s）＋3O2（g）===2Fe2O3（s） ΔH＝－1641.0kJ·
选B 本题考查反应热、盖斯定律、弱电解质的电离平衡和氢键等化学基本理论知识。
A中依题意可计算熔化热能破坏冰中氢键的比例为
×
100%＝15%，故A选项正确；
B中醋酸溶液中加少量CH3COONa固体，电离平衡左移，醋酸电离度α减小，但电离常数Ka不变，故B选项错误；
C中若苯分子中存在独立的碳碳双键，则其标准燃烧热应为－[3916kJ·
mol－1－3×
（3916－3747）kJ·
mol－1]＝－3409kJ·
mol－1≠－3265kJ·
mol－1，从而说明苯分子中不存在独立的碳碳双键，故C选项正确；
D选项由盖斯定律可求出所给反应的反应热ΔH＝（－393.5kJ·
mol－1）×
6－（－283.0kJ·
6－489.0kJ·
mol－1×
2＝－1641.0kJ·
mol－1，故D选项正确。
二、非选择题：
本大题包括4小题，共58分
8．（15分）写出下列反应的热化学方程式。
（1）0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·
xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为________________________________。
（2）Si与Cl两元素的单质反应生成1molSi的最高价化合物，恢复至室温，放热687kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为－69℃和58℃。
写出该反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
（3）CuCl（s）与O2反应生成CuCl2（s）和一种黑色固体。
在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗1molCuCl（s），放热44.4kJ，该反应的热化学方程式是___________________________。
（4）化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。
已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃。
室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5，放出热量123.8kJ。
该反应的热化学方程式为___________________________________________________。
（5）一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClO
（x＝1,2,3,4）的能量（kJ）相对大小如图所示。
B―→A＋C反应的热化学方程式为___________________________（用离子符号表示）。
（1）该还原性气体为CO，易水解生成TiO2·
xH2O的液态化合物为TiCl4，反应的热化学方程式为2Cl2（g）＋TiO2（s）＋2C（s）===TiCl4（l）＋2CO（g） ΔH＝－
2＝－85.6kJ·
（2）Si与Cl2反应生成SiCl4，因其熔、沸点分别为－69℃和58℃，故室温下，SiCl4的状态为液态。
反应的热化学方程式为Si（s）＋2Cl2（g）===SiCl4（l） ΔH＝－687kJ·
（3）CuCl（s）与O2反应生成的黑色固体为CuO，每消耗1molCuCl（s）放出44.4kJ热量，则消耗4molCuCl（s）放出177.6kJ热量，反应的热化学方程式为4CuCl（s）＋O2（g）===2CuCl2（s）＋2CuO（s） ΔH＝－177.6kJ·
（4）由AX3和AX5的熔、沸点可知室温下AX3为液态，AX5为固态，反应的热化学方程式为AX3（l）＋X2（g）===AX5（s） ΔH＝－123.8kJ·
（5）由题图可知A为Cl－，B为ClO－，C为ClO
，B→A＋C为氧化还原反应。
其热化学方程式为3ClO－（aq）===ClO
（aq）＋2Cl－（aq） ΔH＝63kJ·
mol－1＋2×
0kJ·
60kJ·
mol－1＝－117kJ·
【答案】：
（1）2Cl2（g）＋TiO2（s）＋2C（s）===TiCl4（l）＋2CO（g） ΔH＝－85.6kJ·
（2）Si（s）＋2Cl2（g）===SiCl4（l） ΔH＝－687kJ·
（3）4CuCl（s）＋O2（g）===2CuCl2（s）＋2CuO（s）ΔH＝－177.6kJ·
（4）AX3（l）＋X2（g）===AX5（s） ΔH＝－123.8kJ·
（5）3ClO－（aq）===ClO
（aq）＋2Cl－（aq） ΔH＝－117kJ·
9.（13分）能源危机当前是一个全球性问题，“开源节流”是应对能源危机的重要举措。
（1）下列做法有助于能源“开源节流”的是______（填字母）。
a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d．减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生
（2）金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。
①在通常状况下，金刚石和石墨相比较，________（填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热为________。
②12g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36g，该过程放出的热量为________kJ。
（3）已知：
N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ·
mol－1、497kJ·
N2（g）＋O2（g）===2NO（g） ΔH＝＋180.0kJ·
NO分子中化学键的键能为________kJ·
（4）综合上述有关信息，请写出用CO除去NO的热化学方程式：
_________________。
（1）煤、石油、天然气都是化石燃料，是不可再生的，所以b项错误，其余都正确，答案选a、c、d。
（2）①根据图像可知，金刚石的总能量大于石墨的，所以石墨比金刚石稳定。
燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，所以根据图像可以看出石墨的燃烧热是－110.5kJ·
mol－1＋（－283.0kJ·
mol－1）＝－393.5kJ·
②12g石墨完全生成CO2，质量是44g，完全生成CO是28g，所以36g气体是混合气。
设CO2和CO的物质的量分别是x和y，则x＋y＝1mol、44x＋28y＝36g，解得x＝y＝0.5mol，所以实际放出的热量是0.5mol×
（110.5kJ·
mol－1＋393.5kJ·
mol－1）＝252.0kJ。
（3）反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，所以946kJ·
mol－1＋497kJ·
mol－1－2x＝＋180.0kJ·
mol－1，解得x＝631.5kJ·
mol－1，即NO分子中化学键的键能为631.5kJ·
（4）根据图像可知①2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝－566kJ·
mol－1，又因为②N2（g）＋O2（g）===2NO（g） ΔH＝＋180.0kJ·
mol－1，所以根据盖斯定律可知，①－②即得到2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g），所以反应热ΔH＝－566kJ·
mol－1－180kJ·
mol－1＝－746.0kJ·
（1）acd
（2）①石墨 －393.5kJ·
mol－1 ②252.0
（3）631.5 （4）2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g） ΔH＝－746.0kJ·
10．（15分）雾霾已经成为部分城市发展的障碍。
雾霾形成的最主要原因是人为排放，其中汽车尾气污染对雾霾的“贡献”逐年增加。
回答下列问题：
（1）汽车尾气中含有NO，N2与O2生成NO的过程如下：
①1molO2与1molN2的总能量比2molNO的总能量________（填“高”或“低”）。
②
N2（g）＋
O2（g）===NO（g）的ΔH＝________。
③NO与CO反应的热化学方程式可以表示为：
2NO（g）＋2CO（g）
2CO2（g）＋N2（g） ΔH＝akJ·
mol－1，但该反应速率很慢，若使用机动车尾气催化转化器，可以使尾气中的NO与CO转化成无害物质排出。
上述反应在使用“催化转化器”后，a值________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）氢能源是绿色燃料，可以减少汽车尾气的排放，利用甲醇与水蒸气反应可以制备氢气：
CH3OH（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋3H2（g） ΔH1。
下图是该反应的能量变化图：
①通过图中信息可判断反应CH3OH（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋3H2（g）的ΔH1________（选填“＞”“＝”或“＜”）0。
②图中途径（Ⅱ）的条件是________________________，途径（Ⅰ）的反应热________（选填“＞”“＝”或“＜”）途径（Ⅱ）的反应热。
③已知下列两个热化学方程式：
H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH2
2CH3OH（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（g） ΔH3
ΔH1、ΔH2、ΔH3三者的关系式为：
___________________________________。
【解析】
（1）①N2与O2反应生成NO的热化学方程式为N2（g）＋O2（g）===2NO（g） ΔH＝[945＋498＋2×
（－630）]kJ·
mol－1＝＋183kJ·
mol－1，由此可知1molO2与1molN2的总能量低于2molNO的总能量。
O2（g）===NO（g） ΔH＝＋183kJ·
＝＋91.5kJ·
③催化剂只能改变化学反应速率，与该反应的反应热无关。
（2）①由题图可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，故该反应为吸热反应，则焓变ΔH1＞0。
②途径（Ⅱ）活化能降低，故采用了催化剂；
无论是途径（Ⅰ），还是途径（Ⅱ），生成物的总能量和反应物的总能量均不变，故反应热保持不变。
③将ΔH1、ΔH2、ΔH3对应的热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由①×
2＋②×
6即可得到③，故ΔH3＝2×
ΔH1＋6×
ΔH2。
【答案】
（1）①低 ②＋91.5kJ·
mol－1 ③不变
（2）①＞ ②使用催化剂 ＝ ③ΔH3＝2×
ΔH2
11．（15分）金属钒（V）及其化合物有着广泛的用途。
请回答以下问题：
（1）钒在溶液中的主要聚合状态与溶液的pH关系如图1所示。
V2O
中V元素的化合价是________，请写出溶液中VO
转化为V2O
的离子方程式：
___________________________
________________。
（2）“弱碱性铵盐沉钒法”原理是在含有钒元素的溶液中加入铵盐后形成NH4VO3沉淀，图2是在工业生产中不同pH环境下沉钒率的测定值。
实际工业生产中常选择pH＝7.5为沉钒的最佳条件，当pH超过8.0时沉钒率降低，其原因是溶液中的VO
、________________________。
（请另写出一点原因）
（3）NH4VO3在高温下分解产生的V2O5可作为硫酸工业中2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g） ΔH＝p的催化剂，其催化原理如图3所示。
①过程a和过程b的热化学方程式为V2O5（s）＋SO2（g）
V2O4（s）＋SO3（g） ΔH＝q；
V2O4（s）＋O2（g）＋2SO2（g）
2VOSO4（s） ΔH＝r。
请写出过程c的热化学方程式：
__________________________________________
②T℃下，反应：
2SO3（g）
2SO2（g）＋O2（g） ΔH＞0中SO3的转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图4所示。
T℃下，将2molSO3置于10L密闭容器中，反应达到平衡后，体系总压强为0.10MPa。
B点的化学平衡常数的值是________。
（4）全钒液流电池是一种可充电电池，装置如图5所示。
若在放电过程中有H＋从A池移向B池，则：
①放电过程中，起负极作用的是________池。
（填“A”或“B”）
②充电过程中，阳极反应式为___________________________________________。
（1）设V2O
中V元素的化合价是x，则2x－2×
7＝－4，解得x＝＋5。
溶液中VO
，V的化合价不变，离子方程式为2VO
＋2OH－
V2O
＋H2O。
（2）沉钒原理为加入铵盐后形成NH4VO3沉淀，当pH超过8.0时，NH
容易转化为NH3·
H2O，沉钒率降低。
（3）①根据盖斯定律，由总的热化学方程式2SO2（g）＋O22SO3（g） ΔH＝p减去过程a、过程b的热化学方程式，可得过程c的热化学方程式为2VOSO4（s）V2O5（s）＋SO3（g）＋SO2（g）ΔH＝p－q－r。
②反应达到平衡后，体系总压强为0.10MPa，则A点为平衡点，此时SO3的转化率为20%，则达平衡时SO3为1.6mol，SO2为0.4mol，O2为0.2mol，A点化学平衡常数K＝
＝
＝0.00125。
B点与A点温度相同，化学平衡常数相等。
（4）①根据原电池工作时阳离子向正极移动及“放电过程中H＋从A池移向B池”知，A池起负极作用，B池起正极作用。
②充电过程的阳极反应与放电过程的正极反应互为逆反应，由图可知，放电时正极上发生还原反应，VO
转化为VO2＋，则充电过程中，阳极上发生氧化反应，VO2＋转化为VO
，阳极反应式为VO2＋－e－＋H2O===VO
＋2H＋。
（1）＋5 2VO
＋H2O
（2）pH过大，溶液中的NH
会转化为NH3·
H2O（合理即可）
（3）①2VOSO4（s）
V2O5（s）＋SO3（g）＋SO2（g） ΔH＝p－q－r
②0.00125
（4）①A ②VO2＋－e－＋H2O==VO
＋2H＋
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