届二轮复习 化学能与热能 作业全国通用.docx

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届二轮复习化学能与热能作业全国通用

化学能与热能

1．（2018·哈尔滨三模）可逆反应NO2（g）＋CO（g）CO2（g）＋NO（g），反应过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是（　C　）

A．1molNO2与1molCO混合经充分反应放热234kJ

B．若反应开始时加入催化剂，则使E1、E2都变大

C．正反应的活化能是134kJ·mol－1

D．该反应的反应热ΔH＝E2－E1

[解析]　NO2（g）＋CO（g）CO2（g）＋NO（g）属于可逆反应，1molNO2与1molCO混合，无法完全反应，反应放热小于234kJ，A错误；催化剂能降低反应活化能，使E1、E2都变小，B错误；由图可知E1为正反应的活化能，C正确；该反应为放热反应，ΔH<0，该反应的反应热ΔH＝E1－E2，D错误。

2．（2018·雅安一模）臭氧层中臭氧分解历程如图所示，下列说法正确的是（　B　）

A．催化反应①、②均为放热反应

B．催化剂不能改变该反应的焓变

C．ClO是该反应的催化剂

D．在该反应过程中没有化学键的断裂与生成

[解析]　由题可知反应①反应物能量低于生成物，为吸热反应，反应②反应物能量高于生成物，为放热反应，A错误；催化剂改变了反应的活化能，没有改变反应的焓变，B正确；ClO是中间产物，Cl是催化剂，C错误；任何化学反应中都既有化学键的断裂又有化学键的形成，D错误。

3．（2018·武汉一模）已知：

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH1

3H2（g）＋Fe2O3（g）===2Fe（s）＋3H2O（g）　ΔH2

3Fe（s）＋

O2（g）===Fe2O3（s）　ΔH3

2Al（s）＋

O2（g）===Al2O3（s）　ΔH4

2Al（s）＋Fe2O3（s）===Al2O3（s）＋2Fe（s）　ΔH5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是（　B　）

A．ΔH1<0，ΔH3>0B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3

C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5

[解析]　燃烧反应都是放热反应，故ΔH3<0，A错误；将上述反应分别编号为①②③④⑤，反应⑤是铝热反应，显然是放热反应，ΔH5<0，将反应④－反应③可得反应⑤，即ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，B正确、D错误；将反应②＋反应③可得反应3H2（g）＋

O2（g）3H2O（g），故ΔH1＝

（ΔH2＋ΔH3），C错误。

4．（2018·镇江模拟）2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）反应过程中能量变化如图所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）。

下列有关叙述正确的是（　D　）

A．该反应为吸热反应

B．升高温度，不影响活化分子百分数

C．使用催化剂使该反应的反应热发生改变

D．E1－E2＝ΔH

[解析]　图象分析反应物能量高于生成物能量，反应是放热反应，A错误；升高温度，活化分子百分数增大，B错误；催化剂对反应的始态和终态无影响，只改变活化能，则对反应的焓变无影响，C错误；故选D。

5．（2018·龙岩模拟）把一套以液化石油气（主要成分为C3H8和C4H10）为燃料的炉灶，现改用天然气（主要成分为CH4）为燃料，需要调整进入炉灶的燃料气和空气的量。

正确方法为（　C　）

A．同时调大燃料气和空气的量

B．同时调小燃料气和空气的量

C．只需调大燃料气的进气量

D．只需调大空气的进气量

[解析]　由CH4＋2O2

CO2＋2H2O，C3H8＋5O2

3CO2＋4H2O可知，同体积的两种燃气，液化石油气耗氧量多，甲烷燃烧消耗的氧气少，把液化石油气为燃料的灶具改用天然气为燃料时，需要减少空气的量，或增大天然气的进入量。

6．（2018·临沂校级模拟）有关能量的判断或表示方法正确的是（　C　）

A．由H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ/mol，可知：

含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量等于57.3kJ

B．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量更多

C．从C（s，石墨）===C（s，金刚石）　ΔH＝＋1.9kJ/mol，可知石墨比金刚石更稳定

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/mol

[解析]　乙酸是弱酸，电离过程是吸热过程，故放出热量小于57.3kJ，A错误；硫固体转化为硫蒸气的过程是吸热过程，故硫蒸气放出热量更多，B错误；从C（s，石墨）===C（s，金刚石）ΔH＝＋1.9kJ/mol，可知石墨具有的能量较低，物质具有的能量越低越稳定，所以石墨比金刚石更稳定，故C正确；2molH2完全燃烧生成H2O（l）放出的热量285.8kJ×2＝571.6kJ，即ΔH＝－571.6kJ/mol，D错误。

7．室温下，将1mol的CuSO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1mol的CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2，CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O（s）===CuSO4（s）＋5H2O（l），热效应为ΔH3，则下列判断正确的是（　B　）

A．ΔH2＞ΔH3B．ΔH1＜ΔH3

C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3

[解析]　由题干信息知，①CuSO4·5H2O（s）===Cu2＋（aq）＋SO

（aq）＋5H2O（l）　ΔH1＞0；②CuSO4（s）===Cu2＋（aq）＋SO

（aq）　ΔH2＜0。

依据盖斯定律①－②得：

ΔH3＝ΔH1－ΔH2；ΔH2＜0，ΔH1＞0，则ΔH3＞0，上述分析可知ΔH2＜ΔH3，A错误；分析可知ΔH2＝ΔH1－ΔH3，由于ΔH2＜0，ΔH3＞ΔH1，B正确；ΔH3＝ΔH1－ΔH2，C错误；ΔH2＜0，ΔH1＞0、ΔH3＞ΔH1＋ΔH2，D错误。

8．（2018·陕西三模）如图是金属镁和卤素反应的能量变化图（反应物和产物均为298K时的稳定状态）。

下列选项中不正确的是（　D　）

A．Mg与F2反应的ΔS＜0

B．MgF2（s）＋Br2（l）===MgBr2（s）＋F2（g）　ΔH＝＋600kJ·mol－1

C．MgBr2与Cl2反应的ΔH＜0

D．化合物的热稳定顺序：

MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2

[解析]　Mg与F2反应生成了固体MgF2，气体参加反应，生成物只有固体，故ΔS＜0，故A正确；Mg（s）＋F2（g）===MgF2（s）　ΔH＝－1124kJ/mol，Mg（s）＋Br2（l）===MgBr2（s）　ΔH＝－524kJ/mol，第二个方程式与第一个方程式相减得MgF2（s）＋Br2（l）===MgBr2（s）＋F2（g）　ΔH＝＋600kJ·mol－1，故B正确；由盖斯定律可知MgBr2与Cl2反应是放热反应，即ΔH＜0，故C正确；能量越小的物质越稳定，所以化合物的热稳定性顺序为MgI2＜MgBr2＜MgCl2＜MgF2，故D错误。

9．已知：

H2（g）＋F2（g）===2HF（g）　ΔH＝－546.6kJ/mol，下列说法正确的是（　A　）

A．在相同条件下，1molH2与1molF2的能量总和大于2molHF气体的能量

B．1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的热量小于546.6kJ

C．该反应的逆反应是放热反应

D．该反应过程的能量变化可用下图来表示

[解析]　该反应为放热反应，在相同条件下，1molH2与1molF2的能量总和大于2molHF气体的能量，A项正确；1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的热量大于546.6kJ，B项错误；该反应的逆反应是吸热反应，C项错误；D项表示的是吸热反应，故D项错误。

10．（2018·阳泉二模）已知H2（g）＋Br2（g）===2HBr（g）　ΔH＝－72kJ/mol。

1molBr2（g）液化放出的能量为30kJ，其他相关数据如下表：

H2（g）

Br2（l）

HBr（g）

1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ

436

a

369

则上述表格中的a值为（　C　）

A．404B．344

C．260D．200

[解析]　由题干信息可知，Br2（g）===Br2（l）　ΔH＝－30kJ/mol，则H2（g）＋Br2（l）===2HBr（g）　ΔH＝[－72－（－30）]kJ/mol＝－42kJ/mol，即－42＝436＋a－2×369，a＝260。

11．（2018·甘肃一诊）已知：

①CH3OH（g）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－akJ·mol－1

②CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－bkJ·mol－1

③CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－ckJ·mol－1

则下列叙述正确的是（　C　）

A．由上述热化学方程式可知b＞c

B．甲烷的燃烧热为bkJ·mol－1

C．2CH3OH（g）===2CH4（g）＋O2（g）　ΔH＝2（c－a）kJ·mol－1

D．当甲醇和甲烷物质的量之比为1∶2时，其完全燃烧生成CO2和H2O（l）时，放出的热量为QkJ，则该混合物中甲烷的物质的量为

mol

[解析]　气态水到液态水继续放热，所以b＜c，故A错误；燃烧热应生成稳定氧化物，不能是水蒸气，应该是液态水，故B错误；根据盖斯定律，将①、③两个反应都乘以2，再相减，得到：

2CH3OH（g）===2CH4（g）＋O2（g）　ΔH＝2（c－a）kJ·mol－1，故C正确；设甲醇和甲烷物质的量分别为n、2n，则甲醇放出的热量是na，甲烷放出的热量是2nc，即na＋2nc＝Q，解得n＝

，则该混合物中甲烷的物质的量为

mol，故D错误。

12．已知：

P4（g）＋6Cl2（g）===4PCl3（g）　ΔH＝akJ·mol－1，P4（g）＋10Cl2（g）===4PCl5（g）　ΔH＝bkJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol－1。

下列叙述正确的是（　C　）

A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能

B．可求Cl2（g）＋PCl3（g）===PCl5（s）的反应热ΔH

C．Cl—Cl键的键能为

kJ·mol－1

D．P—P键的键能为

kJ·mol－1

[解析]　选项A，由于P—P键的键长大于P—Cl键的键长，键长越短键能越大，故P—P键的键能小于P—Cl键的键能，A错误；选项B，由于不知道PCl5（g）===PCl5（s）的反应热ΔH，所以不能求得Cl2（g）＋PCl3（g）===PCl5（s）的反应热ΔH，B错误；选项C，设Cl—Cl键的键能为x，将题中已知的两个式子按顺序依次编号为①、②，将②－①可得4Cl2（g）＋4PCl3（g）===4PCl5（g）　ΔH＝（b－a）kJ·mol－1，由于化学反应中断键吸热、成键放热，可得4x＋4×3×1.2ckJ·mol－1－4×5×ckJ·mol－1＝（b－a）kJ·mol－1，解得x＝

kJ·mol－1，C正确；D项，设P—P键的键能为y，将①×5－②×3可得：

2P4（g）＋12PCl5（g）===20PCl3（g）　ΔH＝（5a－3b）kJ·mol－1，根据盖斯定律，可得2×6y＋12×5×ckJ·mol－1－20×3×1.2ckJ·mol－1＝（5a－3b）kJ·mol－1，解得y＝

kJ·mol－1，故D错误。

13．（2018·云南二检）已知：

①CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH1，②CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH2

下列推断正确的是（　B　）

A．若CO的燃烧热为ΔH3，则H2的燃烧热为ΔH3－ΔH1

B．反应CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）的ΔH＝ΔH2－ΔH1

C．若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则ΔH2＜0

D．若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则ΔH1＞0

[解析]　燃烧热是生成H2O（l），而ΔH1中的水为气态水，故A错误；根据盖斯定律②－①得，CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）的ΔH＝ΔH2－ΔH1，故B正确；若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则该反应为吸热反应，所以ΔH2＞0，故C错误；根据CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH3，H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）ΔH4，若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，所以ΔH3＜ΔH4，又根据盖斯定律①CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH1＝ΔH3－ΔH4＜0，故D错误。

14．

（1）（2018·河南郑州二模节选）甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张。

利用CO可以合成甲醇。

已知：

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH1＝－283.0kJ·mol－1

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH2＝－285.8kJ·mol－1

CH3OH（g）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH3＝－764.5kJ·mol－1

CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）　ΔH＝_－90.1__kJ·mol－1

（2）（2018·泰安一模）甲烷自热重整是一种先进的制氢方法，其反应方程式为：

CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）

阅读下图，计算该反应的反应热ΔH＝_＋162.1__kJ/mol。

[解析]　

（1）由盖斯定律①＋2×②－③得：

CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）　ΔH＝（－283.0－285.8×2＋764.5）kJ·mol－1＝－90.1kJ·mol－1。

（2）由能量图，得①CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－846.3kJ·mol－1

②CO2（g）===CO（g）＋O2（g）　ΔH＝＋283kJ·mol－1

③O2（g）＋H2（g）===H2O（g）　ΔH＝－241.8kJ·mol－1，所以①－③×3＋②得CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝（－846.3＋241.8×3＋283）kJ·mol－1＝＋162.1kJ·mol－1

15．（2018·河南洛阳模拟）下列热化学方程式：

①2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·mol－1

②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－484kJ·mol－1

③C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH＝－2220.0kJ·mol－1

（1）H2的燃烧热ΔH＝_－285.8_kJ·mol－1__；

（2）1molH2和2molC3H8组成的混合气体，在足量氧气中充分燃烧，恢复到室温后，释放出的热量为_4_725.8_kJ__；

（3）C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝_－2_044.8_kJ·mol－1__；

（4）氢气和丙烷组成的混合气体，标准状况下体积为5.6L，在足量氧气中充分燃烧恢复到室温后测得放热192.34kJ，则混合气体中丙烷与氢气的体积比是_1∶3__。

[解析]　

（1）H2的燃烧热是指1molH2燃烧生成液态水放出的热量，故H2的燃烧热ΔH＝－285.8kJ·mol－1；

（2）1molH2和2molC3H8燃烧释放出的热量为：

（285.8＋2×2220.0）kJ＝4725.8kJ；

（3）根据盖斯定律方程式③－2×①＋2×②得方程式：

C3H8（g）＋5O2（g）===3CO2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－2220.0kJ·mol－1－2×（－571.6kJ·mol－1）＋2×（－484kJ·mol－1）＝－2044.8kJ·mol－1；

（4）设氢气为xmol，丙烷为ymol，则依题可列方程式：

x＋y＝0.25和571.6x＋2220.0y＝192.34，解得x∶y＝3∶1。

16．

（1）新的《环境空气质量标准》中环境空气质量指数（AQI）日报和实时报告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标，为公众提供健康指引，引导当地居民合理安排出行和生活。

①汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体，用化学方程式解释产生NO的原因：

N2＋O2

2NO　。

②汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。

已知：

N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH＝＋180.5kJ/mol

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221.0kJ/mol

C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ/mol

则反应2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）的ΔH＝_－746.5__kJ/mol。

（2）直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾，催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法，利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物。

已知：

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH1＝akJ/mol；欲计算反应CH4（g）＋4NO（g）===CO2（g）＋2H2O（l）＋2N2（g）的

焓变ΔH2，则还需要查询某反应的焓变ΔH3，当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时，ΔH3＝bkJ/mol，该反应的热化学方程式是2N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH3＝bkJ/mol　，据此计算出ΔH2＝_（a－2b）__kJ/mol（用含a、b的式子表示）。

（3）下表列出了工业上吸收SO2的三种方法。

方法Ⅰ

用氨水将SO2转化为（NH4）2SO3，再氧化成（NH4）2SO4

方法Ⅱ

用生物质热解气（主要成分CO、CH4、H2）将SO2在高温下还原成单质硫

方法Ⅲ

用Na2SO3溶液吸收SO2，再经电解转化为H2SO4

方法Ⅱ主要发生了下列反应：

2CO（g）＋SO2（g）===S（g）＋2CO2（g）　ΔH＝＋8.0kJ/mol

2H2（g）＋SO2（g）===S（g）＋2H2O（g）　ΔH＝＋90.4kJ/mol

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－566.0kJ/mol

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－483.6kJ/mol

则S（g）与O2（g）反应生成SO2（g）的热化学方程式可表示为S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝－574.0kJ/mol　。

[解析]　

（1）②按题干顺序给3个热化学方程式编号为①②③，由盖斯定律，③×2－①－②得2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）的ΔH＝[－393.5×2－180.5－（－221.0）]kJ/mol＝－746.5kJ/mol。

（2）根据盖斯定律将已知的两个热化学方程式相减可得热化学方程式为2N2（g）＋2O2（g）===4NO（g）　ΔH＝akJ/mol－ΔH2＝2bkJ/mol，

则ΔH2＝（a－2b）kJ/mol，同时将上面的方程式及ΔH都除以2可得热化学方程式。

（3）将后面的两个方程式相加减去前两个方程式再除以2可得相应的热化学方程式：

S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝－574.0kJ/mol。

17．（2017·天津·7）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2Cl2（g）＋TiO2（s）＋2C（s）===TiCl4（l）＋2CO（g）　ΔH＝－85.6kJ·mol－1　。

[解析]　该还原性气体为CO，易水解生成TiO2·xH2O的液态化合物为TiCl4，反应的化学方程式为2Cl2（g）＋TiO2（s）＋2C（s）===TiCl4（l）＋2CO（g），结合题意知ΔH＝－

×2＝－85.6kJ·mol－1。

18．（2016·全国卷Ⅱ·26节选）联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。

回答下列问题：

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＝－1048.9kJ·mol－1

上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝_2ΔH3－2ΔH2－ΔH1__，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_反应放热量大、产生大量气体__。

[解析]　根据盖斯定律，由③×2－②×2－①可得④，则ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；联氨和N2O4反应释放出大量热、产物无污染、产生大量气体等，故联氨和N2O4可作为火箭推进剂。

19．（2017·全国卷Ⅱ·27节选）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。

回答下列问题：

正丁烷（C4H10）脱氢制1－丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：

①C4H10（g）===C4H8（g）＋H2（g）　ΔH1

已知：

②C4H10（g）＋

O2（g）===C4H8（g）＋H2O（g）　ΔH2＝－119kJ·mol－1

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH3＝－242kJ·mol－1

反应①的ΔH1为_＋123__kJ·mol－1。

[解析]　由已知方程式，得①＝②－③，根据盖斯定律则ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJ·mol－1－（－242kJ·mol－1）＝＋123kJ·mol－1。

20．（2015·全国卷Ⅰ·28节选）已知反应2HI（g）===H2（g）＋I2（g）的ΔH＝＋11kJ·mol－1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为_299__kJ。

[解析]　ΔH＝E（反应物键能总和）－E（生成物键能总和）；设1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为xkJ，代入计算：

＋11＝2x－（436＋151），x＝299。

21．（2018·保定二模节选）根据部分键能数据和CH4（g）＋4F2（g）===CF4（g）＋4HF（g）的反应热ΔH＝－1940kJ·mol－1，计算H—F键的键能为_565_kJ·mol－1__。

化学键

C—H

C—F

H—F

F—F

键能/（kJ·mol－1）

414

489

？

155

（2）（2017·广州二模节选）一种新的CO2循环利用方案是用反应CO2（g）＋2H2（g）C（s）＋2H2O（g）代替。

已知CO2（g）、H2O（g）的生成焓分别为－394kJ·mol－1、－242kJ·mol－1，该反应的ΔH＝_－90__kJ·mol－1。

（生成焓指一定条件下由对应单质生成1mol化合物时的反应热）

[解析]　

（1）反应热等于反应物键能总和减去生成物键能