山东省济南市届高三化学寒假作业《化学能与热能》含答案.docx

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山东省济南市届高三化学寒假作业《化学能与热能》含答案

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山东省济南市2020届高三化学寒假作业《化学能与热能》

本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷

一、单选题（共10小题，每小题4.0分,共40分）

1.下列有关反应能量变化图像的判断错误的是（　　）

A．Ⅰ可表示需加热的放热反应

B．Ⅱ可表示需加热的放热反应

C．Ⅲ可表示爆炸反应

D．Ⅳ可表示醋酸和碱的中和反应

2.下列说法正确的是（　　）

A．硫完全燃烧生成二氧化硫时，放出的热量为硫的燃烧热

B．在25℃、101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热

C．由2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－566kJ·mol－1，可知CO的燃烧热为－283kJ·mol－1

D．乙炔的燃烧热为－1299.6kJ·mol－1，则2C2H2（g）＋5O2（g）===4CO2（g）＋2H2O（g）反应的ΔH＝－2599.2kJ·mol－1

3.肼（H2N—NH2）是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：

N≡N为942、O===O为500、N—N为154，则断裂1molN—H键所需的能量（kJ）是（　　）

A．194

B．391

C．516

D．658

4.已知H2（g）、C2H4（g）和C2H5OH（l）的燃烧热分别是285.8kJ·mol－1、1411.0kJ·mol－1和1366.8kJ·mol－1，则由C2H4（g）和H2O（l）反应生成C2H5OH（l）的ΔH为（　　）

A．－44.2kJ·mol－1

B．＋44.2kJ·mol－1

C．－330kJ·mol－1

D．＋330kJ·mol－1

5.已知下列热化学方程式：

①H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）ΔH1＝－285.8kJ·mol－1

②H2（g）===H2（l）　ΔH2＝－0.92kJ·mol－1

③O2（g）===O2（l）　ΔH3＝－6.84kJ·mol－1

④H2O（l）===H2O（g）　ΔH4＝＋44.0kJ·mol－1

则反应H2（l）＋

O2（l）===H2O（g）的反应热ΔH为（　　）

A．＋237.46kJ·mol－1

B．－474.92kJ·mol－1

C．－118.73kJ·mol－1

D．－237.46kJ·mol－1

6.下列说法正确的是（　　）

A．在101kPa时，1mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热

B．酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热

C．燃烧热或中和热是反应热的种类之一

D．在稀溶液中，1molCH3COOH和1molNaOH完全中和时放出的热量为57.3kJ

7.物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是（　　）

A．A→F，ΔH＝－ΔH6

B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1

C．C→F，|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|

D．|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|

8.形成节约能源和保护生态环境的产业结构是人类与自然和谐发展的重要保证，你认为下列行为中有悖于这一保证的是（　　）

A．开发太阳能、水能、风能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料

B．研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展

C．在农村推广使用沼气

D．减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生

9.心脏起搏器电源—锂碘电池的电池反应为

2Li（s）＋I2（s）===2LiI（s）　ΔH

已知：

①4Li（s）＋O2（g）===2Li2O（s）　ΔH1

②4LiI（s）＋O2（g）===2I2（s）＋2Li2O（s）　ΔH2则下列说法正确的是（　　）

A．ΔH＝

ΔH1－ΔH2

B．ΔH＝

ΔH1＋ΔH2

C．ΔH＝

ΔH1－

ΔH2

D．ΔH＝

ΔH1＋

ΔH2

10.下列说法中属于可再生能源的一组是（　　）

A．水能、风能、太阳能

B．水能、风能、电能

C．化石能源、核能、生物质能

D．太阳能、核能、生物质能

二、双选题（共4小题，每小题6.0分,共24分）

11.（双选）下列有关说法错误的是（　　）

A．进行中和热的测定实验时，需要测出反应前盐酸和NaOH溶液的温度及反应后溶液的最高温度

B．为准确测定盐酸和NaOH溶液反应的中和热，所用酸和碱的物质的量应相等

C．测定中和热时，为了减少热量损失，不要搅拌溶液

D．已知2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）　ΔH＝－114.6kJ·mol－1，则该反应的中和热为57.3kJ·mol－1

12.（双选）一些烷烃的燃烧热（kJ•mol﹣1）如表：

下列表达正确的是（　　）

A．热稳定性：

正丁烷＞异丁烷

B．乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6（g）+7O2（g）→4CO2（g）+6H2O（g）ΔH=﹣1560.8kJ•mol﹣1

C．正戊烷的燃烧热大约在3540kJ•mol﹣1左右

D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多

13.（双选）已知：

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O

（1）　ΔH1＝－Q1kJ·mol－1

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH2＝－Q2kJ·mol－1

2H2（g）＋O2（g）===2H2O

（1）　ΔH3＝－Q3kJ·mol－1

常温下，取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（已折合成标准状况），经完全燃烧后恢复至常温，则下列说法正确的是（　　）

A．Q2＜Q3

B．ΔH2＜ΔH3

C．放出的热量为（0.4Q1＋0.05Q3）kJ·mol－1

D．放出的热量为（0.4Q1＋0.05Q2）kJ·mol－1

14.（双选）下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是（　　）

①C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1

　C（s）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH2

②S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH3

　S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH4

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH5

　2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH6

④CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）　ΔH7

　CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s）　ΔH8

A．①

B．④

C．②③④

D．①②③

第Ⅱ卷

三、填空题（共3小题，每小题12.0分,共36分）

15.随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。

（1）如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应，则其化学方程式可以是　　。

（2）把煤作为燃料可通过下列两种途径：

途径Ⅰ：

C（s）+O2（g）===CO2（g）ΔH1＜0①

途径Ⅱ：

先制成水煤气：

C（s）+H2O（g）===CO（g）+H2（g）ΔH2＞0②

再燃烧水煤气：

2CO（g）+O2（g）===2CO2（g）ΔH3＜0③

2H2（g）+O2（g）===2H2O（g）ΔH4＜0④

则途径Ⅰ放出的热量　　（填“大于”“等于”或“小于”）途径Ⅱ放出的热量；ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是　　。

（3）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用如下方法合成甲醇：

方法一CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）

方法二CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）

在25℃、101kPa下，1克甲醇完全燃料放热22.68kJ，写出甲醇燃烧热的热化学方程式：

　　。

（4）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：

TiO2（金红石）+2C+2Cl2

TiCl4+2CO

已知：

C（s）+O2（g）===CO2（g）ΔH=﹣393.5kJ•mol﹣1

2CO（g）+O2（g）===2CO2（g）ΔH=﹣566kJ•mol﹣1

TiO2（s）+2Cl2（g）===TiCl（s）+O2（g）ΔH=+141kJ•mol﹣1

则TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）===TiCl4（s）+2CO（g）的ΔH=　　。

（5）臭氧可用于净化空气、饮用水消毒，处理工业废物和作为漂白剂。

臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。

如：

6Ag（s）+O3（g）===3Ag2O（s）ΔH=﹣235.8kJ•mol﹣1

已知：

2Ag2O（s）===4Ag（s）+O2（g）ΔH=+62.2kJ•mol﹣1则O3转化为O2的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。

16.2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示。

已知1molSO2（g）氧化为1molSO3（g）的ΔH=﹣99kJ•

。

请回答下列问题：

（1）图中A、C分别表示　　　　、　　　　，E的大小对该反应的反应热有无影响？

　　。

该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？

　　，理由是　　　　　　　　　　　　。

（2）图中ΔH=　　kJ•

。

（3）如果反应速率v（SO2）为0.05mol•

•

，则v（O2）=　　mol•

•

、v（SO3）=　　mol•

•

；

（4）已知单质硫的燃烧热为296kJ•

，计算由S（s）生成3molSO3（g）的ΔH

=　　kJ•

．

17.20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：

化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态。

分析图中信息，回答下列问题：

（1）图一是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：

　　。

在反应体系中加入催化剂，E1和E2的变化是：

E1　　，E2　　（填“增大”“减小”或“不变”），对反应热是否有影响？

　　，原因是　　。

（2）图二是红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g）的反应过程与能量关系图（图中的ΔH表示生成1mol产物的数据）。

根据图二回答下列问题：

①P（s）和Cl2（g）反应生成PCl3（g）的热化学方程式　　。

PCl5（g）分解成PCl3（g）和Cl2（g）的热化学方程式　　。

②P（s）和Cl2（g）分两步反应生成1molPCl5（g）的ΔH1与P（s）和Cl2（g）一步反应生成1molPCl5（g）的ΔH2关系是：

ΔH2　　ΔH1（填“大于”“小于”或“等于”），原因是　　。

答案

1.【答案】A

【解析】因为生成物的能量高于反应物的能量，为吸热反应，故A错误；当反应物的能量高于生成物的能量时，为放热反应，可能需要加热引发，故B正确；爆炸是剧烈的燃烧过程，反应物和产物能量差距大，过程表现为放热，故C正确；酸碱中和反应是放热反应，此时生成物的能量低于反应物的能量，故D正确。

故选A。

2.【答案】C

【解析】燃烧热是指在25℃、101kPa下，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，一要注意可燃物为1mol纯物质；二是注意反应的程度即完全燃烧并生成稳定的氧化物，如C生成CO2（g），S生成SO2（g），H生成H2O（l），D错误；A没有指明硫的物质的量及状态，错误；B没有指明碳的燃烧产物，错误。

3.【答案】B

【解析】1molN2H4和1molO2变成原子时断键需要的能量为2752kJ－534kJ＝2218kJ，肼和氧气断键变为原子时要断裂1molN—N、4molN—H、1molO==O键，所以1mol×154kJ·mol－1＋4mol×E（N—H）＋1mol×500kJ·mol－1＝2218kJ，解得断裂1molN—H键所需能量为391kJ。

4.【答案】A

【解析】本题由已知反应的燃烧热计算新反应的反应热。

依据燃烧热的概念，写出热化学方程式。

①C2H4（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－1411.0kJ·mol－1

②C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l）

ΔH＝－1366.8kJ·mol－1

①－②得：

C2H4（g）＋H2O（l）===C2H5OH（l）

ΔH＝－44.2kJ·mol－1，故应选A。

5.【答案】D

6.【答案】C

【解析】燃烧热反应生成稳定的氧化物，A错；中和热应是稀酸和稀碱发生中和反应生成1molH2O的反应热，此时的酸或碱应是强电解质。

7.【答案】B

【解析】A项F→A，ΔH′＝ΔH6，则A→F，ΔH＝－ΔH6，正确；B项ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6应是A→A的过程，在此过程中没有能量变化，ΔH＝0，错误；C项F→C的ΔH′＝ΔH6＋ΔH1＋ΔH2，则C→F的ΔH＝－（ΔH6＋ΔH1＋ΔH2），正确；D项A→D的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，D→A的ΔH′＝ΔH4＋ΔH5＋ΔH6，二者的绝对值相等，符号相反，正确。

8.【答案】B

【解析】煤的燃烧是环境污染的主要原因之一，提高煤、石油的产量不能形成节约能源和保护环境的产业结构，也不能保证人类与自然和谐发展，只有B符合题意。

9.【答案】C

【解析】从物质角度看，（①－②）÷2得到2Li（s）＋I2（s）===2LiI（s），根据盖斯定律它们之间的函数关系同样适用焓变，则ΔH＝

ΔH1－

ΔH2。

10.【答案】A

【解析】水能、风能、太阳能可以从自然界源源不断的得到，是可再生能源，A符合题意；电能是二次能源，不能从自然界得到补充，B不符合题意；化石能源、核能短期内不能从自然界得到补充，是不可再生能源，C和D不符合题意。

11.【答案】BC

【解析】测定中和热，与反应前温度及反应后的最高温度有关，需要测出反应前盐酸和NaOH溶液的温度，反应后溶液的最高温度，A正确；测定中和热时，为使测量水的物质的量更精确，一般加稍过量的酸或碱，B错误；用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，加快反应进行，加快热量释放，缩短实验时间，使测量更精确，C错误；中和热指的是稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol液态水时的反应热，D正确。

12.【答案】CD

【解析】由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即热稳定性为正丁烷＜异丁烷，故A错误；根据乙烷燃烧热的含义：

完全燃烧1mol乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1560.8kJ的热量，所以热化学方程式为2C2H6（g）+7O2（g）===4CO2（g）+6H2O（l）；ΔH=﹣3121.6kJ·mol-1，故B错误；正戊烷和2﹣甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热比较可知，互为同分异构体的化合物，支链多的燃烧热小，则正丁烷的燃烧热大于2﹣甲基丁烷，即正戊烷的燃烧热大约在3540kJ·mol-1左右，且大于3531.3kJ·mol-1，故C正确；相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放热越多，燃烧放出的热量越多，故D正确，故选CD。

13.【答案】AC

【解析】H2O（g）→H2O（l）为放热过程，Q2＜Q3，ΔH＜0，ΔH2＞ΔH3,A正确，B错误。

物质在参加反应过程中放出或吸收的热量与此物质的物质的量成正比，依据甲烷和氢气的热化学方程式分别计算出各自反应放出的热量进行解答，常温下水为液态，只能选用第1个和第3个反应进行计算。

n（混合气体）＝0.5mol，n（CH4）＝0.5mol×

＝0.4mol，n（H2）＝0.5mol－0.4mol＝0.1mol,0.4mol甲烷燃烧放出的热量为0.4mol×Q1kJ·mol－1＝0.4Q1kJ,0.1mol氢气燃烧生成液态水放出的热量为0.1mol×

×Q3kJ·mol－1＝0.05Q3kJ，放出的热量为0.4Q1＋0.05Q3,C正确，D错误。

14.【答案】BC

【解析】本题主要考查对“ΔH”的理解，明确“ΔH”既有“＋”“－”，又有数值大小。

燃烧放热，ΔH＜0。

①中C不完全燃烧生成CO，放热少，因ΔH为负，ΔH1＜ΔH2；②中两个方程式恒等式作差可得S（s）===S（g）ΔH3－ΔH4，硫从固态到气态吸热，ΔH3－ΔH4＞0，即ΔH3＞ΔH4；③中发生同样的燃烧反应，消耗燃料越多，放热越多，放热ΔH为“－”，ΔH5＞ΔH6；碳酸钙分解吸热，ΔH7＞0，CaO与H2O反应放热，ΔH8＜0，ΔH7＞ΔH8，C正确。

15.【答案】

（1）C+CuO

Cu+CO↑　

（2）等于　ΔH1=ΔH2+

（ΔH3+ΔH4）

（3）CH3OH（l）+

O2（g）===CO2（g）+2H2O（l）ΔH=﹣725.76kJ•mol﹣1　

（4）﹣80kJ·mol-1　

（5）2O3（g）===3O2（g）ΔH=﹣285kJ·mol-1

【解析】

（1）C能将CuO中的铜置换出来，生成铜和CO，故化学方程式为C+CuO

Cu+CO↑；

（2）根据盖斯定律可知，反应热只与始态和终态有关，而与反应的途径无关，通过观察可知途径Ⅰ和途径Ⅱ是等效的，途径Ⅰ和途径Ⅱ等量的煤燃烧消耗的氧气相等，两途径最终生成物只有二氧化碳，所以途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量；

途径Ⅱ：

C（s）+H2O（g）===CO（g）+H2（g）ΔH2＞0②

再燃烧水煤气：

2CO（g）+O2（g）===2CO2（g）ΔH3＜0③

2H2（g）+O2（g）====2H2O（g）ΔH4＜0④

由盖斯定律可知，②×2+③+④得2C（s）+2O2（g）===2CO2（g）ΔH=2ΔH2+ΔH3+ΔH4。

所以ΔH1=

ΔH=

（2ΔH2+ΔH3+ΔH4）=ΔH2+

（ΔH3+ΔH4）。

（3）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH3OH）燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。

32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为725.76kJ则表示甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH（l）+

O2（g）===CO2（g）+2H2O（l）ΔH=﹣725.76kJ•mol﹣1；

（4）已知：

①C（s）+O2（g）===CO2（g）ΔH=﹣393.5kJ•mol﹣1

②2CO（g）+O2（g）===2CO2（g）ΔH=﹣566kJ•mol﹣1

③TiO2（s）+2Cl2（g）===TiCl4（s）+O2（g）ΔH=+141kJ•mol﹣1

金红石与氯气、石墨制取TiCl4（s）和CO的化学反应方程式可以通过③+①×2﹣②得到，

所以TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）===TiCl4（s）+2CO（g）ΔH=141kJ•mol﹣1﹣393.5kJ•mol﹣1×2+566kJ•mol﹣1=-80kJ•mol﹣1，

即TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）===TiCl4（s）+2CO（g）ΔH=﹣80kJ•mol﹣1；

（5）Ⅰ、6Ag（s）+O3（g）===3Ag2O（s）ΔH=﹣235.8kJ•mol﹣1，

Ⅱ、2Ag2O（s）===4Ag（s）+O2（g）ΔH=+62.2kJ•mol﹣1，

根据盖斯定律可知Ⅰ×2+Ⅱ×3可得到：

2O3（g）===3O2（g），则反应热ΔH=（﹣235.8kJ•mol﹣1）×2+（+62.2kJ•mol﹣1）×3=﹣285kJ•mol﹣1。

16.【答案】

（1）反应物所具有总能量　生成物所具有的总能量　无　降低　催化剂改变了反应的历程使活化能E降低　

（2）-198（3）0.025　0.05　（4）-1185　

【解析】

（1）因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量，B为活化能，反应热可表示为A、C活化能的大小之差，活化能的大小与反应热无关，催化剂能够改变反应的历程使活化能E降低，但是不影响反应物和生成物能量高低。

（2）因1molSO2（g）氧化为1molSO3的ΔH=﹣99kJ•

，所以2molSO2（g）氧化为2molSO3的ΔH=﹣198kJ•

，则2SO2（g）+O2（g）====2SO3（g）ΔH=﹣198kJ•

。

（3）反应的化学方程式为2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g），反应速率之比等于系数之比，v（SO2）∶v（O2）∶v（SO3）=2∶1∶2，反应速率v（SO2）为0.05mol•

•

，依据比例计算得到v（O2）=0.025mol•

•

；v（SO3）=0.05mol•

•

。

（4）因单质硫的燃烧热为296kJ•

，则S（s）+O2（g）====SO2（g）ΔH=﹣296kJ•

，

而1molSO2（g）氧化为1molSO3的ΔH=﹣99kJ•

，则SO2（g）+

O2（g）====SO3（g）ΔH=﹣99kJ•

，

由盖斯定律可得：

S（s）+

O2（g）====SO3（g）ΔH=﹣296kJ•

+（﹣99kJ•

）=﹣395kJ•

，所以S（s）生成3molSO3（g）的ΔH为﹣395kJ•

×3=﹣1185kJ•

。

17.【答案】

（1）NO2（g）+CO（g）===CO2（g）+NO（g）ΔH=﹣234kJ·

　减小　减小　不变　加入催化剂，改变反应的途径，降低反应所需的活化能　

（2）①P（s）+

Cl2（g）====PCl3（g）ΔH=﹣306kJ·

PCl5（g）====PCl3（g）+Cl2（g）ΔH=+93kJ·

②等于　反应中的能量变化只与起态、终态有关，与反应的途径无关　

【解析】

（1）NO2和CO反应生成CO2和NO，化学方程式为NO2+CO===CO2+NO，

由图一可知，ΔH=E1-E2=134kJ·

-368kJ·

=﹣234kJ·

；当加入催化剂，改变反应的途径，降低反应所需的活化能，则E1和E2都减小，但E1和E2的差ΔH不变；

（2）①由图二可知，P（s）和Cl2（g）反应生成PCl3（g）放出热量为306kJ，

则热化学方程式为P（s）+

Cl2（g）====PCl3（g）ΔH=﹣306kJ·

，

又由图二可知，PCl3（g）和Cl2（g）反应生成PCl5（g）放出热量为93kJ，

则热化学方程式为PCl3（g）+Cl2（g）===PCl5（g）ΔH=﹣93kJ·

，

所以PCl5（g）分解成PCl3（g）和Cl2（g）吸收热量，

其热化学方程式为PCl5（g）====PCl3（g）+Cl2（g）ΔH=+93kJ·

，

②由盖斯定律可知，一个化学反应无论一步完成还是分步完成，其热效应相同，

即反应中的能量变化只与起态、终态有关，与反应的途径无关，

则P（s）和Cl2（g）分两步反应生成1molPCl5（g）的ΔH1与P（s）和Cl2（g）一步反应生成1molPCl5（g）的ΔH2相等；