化学能与热能3.docx

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化学能与热能3

【考点5】化学能与热能

1．（07年山东理综·12）下列叙述正确的是（）

A．168O2和188O2互为同位素，性质相似

B．常温下，pH=1的水溶液中Na＋、NO3－、HCO3－、Fe2＋可以大量共存

C．明矾和漂白粉常用于自来水的净化和杀菌消毒，两者的作用原理相同

D．C（石墨，s）=C（金刚石，s）△H＞0，所以石墨比金刚石稳定

2．（07年广东化学·14）将V1mL1.0mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如右图所示（实验中始终保持V1＋V2＝50mL）。

下列叙述正确的是

A．做该实验时环境温度为22℃

B．该实验表明化学能可能转化为热能

C．NaOH溶液的浓度约为1.0mol/L·L-1

D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应

3．（07年广东文基·62）下列说法正确的是（）

A．需要加热的化学反应都是吸热反应

B．中和反应都是放热反应

C．原电池是将电能转化为化学能的一种装置

D．水力发电是将化学能转化为电能的过程

4．（07年广东理基·19）下述做法能改善空气质量的是（）

A．以煤等燃料作为主要生活燃料

B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源

C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车

D．限制使用电动车

5．（2007海南·06）已知：

（）

（1）Zn（s）+1/2O2（g）==ZnO（s）；ΔH=－348.3kJ/mol

（2）2Ag（s）+1/2O2（g）==Ag2O（s）；

ΔH=－31.0kJ/mol

则Zn（s）+Ag2O（s）==ZnO（s）+2Ag（s）的ΔH等于（）

A．－317.3kJ/mol

B．－379.3kJ/mol

C．－332.8kJ/mol

D．+317.3kJ/mol

6．（08年宁夏理综·13）已知H2（g）、C2H4（g）和C2H5OH

（1）的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJmol-1，则由C2H4（g）和H2O（l）反应生成C2H5OH（l）的△H为（）

A．-44.2kJ·mol-1

B．+44.2kJ·mol-1

C．-330kJ·mol-1

D．+330kJ·mol-1

7．（08年广东化学·14）下列有关能量转换的说法正确的是（）

A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程

B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能

C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程

D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程

8．（08年海南化学·8）白磷与氧可发生如下反应：

P4+5O2=P4O10。

已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：

P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。

根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是（）

A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1

B．（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1

C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1

D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1

9．（09年广东理基·26）下列措施不符合节能减排的是

A．大力发展火力发电，解决广东电力紧张问题

B．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水

C．用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏

D．用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气

10．（09年天津理综·6）已知：

2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）ΔH=-566kJ/mol

Na2O2（s）+CO2（g）=Na2CO3（s）+

ΔH=-226kJ/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．右图可表示由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

11．（09年广东文基·68）下列说法正确的是（）

A．废旧电池应集中回收，并填埋处理

B．充电电池放电时，电能转变为化学能

C．放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对反应速率的影响有关

D．所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行

12．（09年海南化学·12）已知：

Fe2O2（s）＋

C（s）=

CO2（g）＋2Fe（s）△H=234.1kJ·mol－1

C（s）＋O2（g）=CO2（g）△H=－393.5kJ·mol－1

则2Fe（s）＋

O2（g）=Fe2O3（s）的△H是（）

A．－824.4kJ·mol－1

B．－627.6kJ·mol－1

C．－744.7kJ·mol－1

D．－169.4kJ·mol－1

13．（07年山东理综·28）（11分）二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大气的主要污染物。

综合治理其污染是环境化学当前的重要研究内容之一。

（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）

某温度下，SO2的平衡转化率（a）与体系总压强（p）的关系如右图所示。

根据图示回答下列问题：

①将2.0molSO2和1.0mol

O2置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。

该反应的

平衡常数等于_____。

②平衡状态由A变到B时．平衡常数K（A）_______K（B）（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（2）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）△H＝－574kJ·mol－1

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

若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为______（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为______kJ。

（3）新型纳米材料氧缺位铁酸盐（MFe2Ox3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni＝由铁酸盐（MFe2O4）经高温还原而得，常温下，它能使工业废气中

的酸性氧化物分解除去。

转化流程如图所示：

请写出MFe2Ox分解SO2的化学方程式

（不必配平）。

14．（11分）（08年广东化学·19）碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。

工业碳酸钠（钝度约98％）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42－等杂质，提纯工艺路线如下：

已知碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如下图所示：

回答下列问题：

（1）滤渣的主要成分为　　　　　　　。

（2）“趁热过滤”的原因是　　　　　　　。

（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是（写出1种）。

（4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是　　　　　　　。

（5）已知：

Na2CO3·10H2O（s）=Na2CO3（s）+10H2O（g）

ΔH1=+532.36kJ·mol-1

Na2CO3·10H2O（s）=Na2CO3·H2O（s）+9H2O（g）ΔH1=+473.63kJ·mol-1

写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式　　　　　　　。

15．（12分）（08年山东理综·29）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。

（1）丙烷脱氢可得丙烯。

已知：

C3H8（g）

CH4（g）＋HC

CH（g）＋H2（g）△H1=156.6kJ·mol－1

CH3CH=CH2（g）

CH4（g）＋HC

CH（g）△H2=32.4kJ·mol－1

则相同条件下，反应C3H8（g）

CH3CH=CH2（g）＋H2（g）的△H=kJ·mol－1。

（2）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。

电池反应方程式为；放电时CO32－移向电池的（填“正”或“负”）极。

（3）碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。

常温常压下，空气中的CO2溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c（H2CO3）=1.5×10-5mol·L-1。

若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离，则H2CO3

HCO3－＋H＋的平衡常数K1=。

（已知10-5.60=2.5×10-6）

（4）常温下，0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8，则溶液中c（H2CO3）c（CO32－）（填“＞”、“=”或“＜”＝，原因是

（用离子方程式和必要的文字说明）。

16．（10分）（08年江苏化学·17）工业上制备BaCl2的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。

查表得

BaSO4（s）+4C（s）

4CO（g）+BaS（s）△H1=571.2kJ·mol-1①

BaSO4（s）+2C（s）

2CO2（g）+BaS（s）

△H2=226.2kJ·mol-1②

（1）气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。

Na2S水解的离子方程式为。

（2）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，

=。

[Ksp（AgBr）=5.4×10-13，Ksp（AgCl）=2.0×10-10]

（3）反应C（s）+CO2（g）

2CO（g）的△H=

kJ·mol-1。

（4）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要

通入空气，其目的是，

。

17．（08年江苏化学·18）“温室效应”是全球关注的环境问题之一。

CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。

因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。

（1）下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有：

。

（填字母）

a．减少化石燃料的使用

b．植树造林，增大植被面积

c．采用节能技术

d．利用太阳能、风能

（2）将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。

CO2转化成有机物的例子很多，如：

a．6CO2+6H2O

C6H12O6+6O2b．CO2+3H2

CH3OH+H2O

c．CO2+CH4

CH3COOHd．2CO2+6H2

CH2==CH2+4H2O

以上反应中，最节能的是，原子利用率最高的是。

（3）文献报道某课题组利用CO2催化氢化制甲烷的研究过程如下：

反应结束后，气体中检测到CH4和H2，滤液中检测到HCOOH，固体中检测到镍粉和Fe3O4。

CH4、HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如下图所示（仅改变镍粉用量，其他条件不变）：

研究人员根据实验结果得出结论：

HCOOH是CO2转化为CH4的中间体，即：

CO2

HCOOH

CH4

①写出产生H2的反应方程式。

②由图可知，镍粉是。

（填字母）

a．反应Ⅰ的催化剂

b．反应Ⅱ的催化剂

c．反应Ⅰ、Ⅱ的催化剂

d．不是催化剂

③当镍粉用量从1mmol增加到10mmol，反应速率的变化情况是。

（填字母）

a．反应Ⅰ的速率增加，反应Ⅱ的速率不变

b．反应Ⅰ的速率不变，反应Ⅱ的速率增加

c．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均不变

d．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅰ的速率增加得快

e．反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增加，且反应Ⅱ的速率增加得快

f．反应Ⅰ的速率减小，反应Ⅱ的速率增加

18．（09年安徽理综·25）（17分）

W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数一次增大。

W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色（或砖红色）的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。

（1）W位于元素周期表第周期第族。

W的气态氢化物稳定性比H2O（g）（填“强”或“弱”）。

（2）Y的基态原子核外电子排布式是，Y的第一电离能比X的（填“大”或“小”）。

（3）Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是。

Fe（s）＋

O2（g）=FeO（s）△H=－272.0kJ·mol－1

2X（s）＋

O2（g）=X2O3（s）△H=－1675.7kJ·mol－1

X的单质和FeO反应的热化学方程式是。

19．（09年福建理综·23）

短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如右图所示，期中T所处的周期序数与主族序数相等，请回答下列问题：

（1）T的原子结构示意图为。

（2）元素的非金属性为（原子的得电子能力）：

QW（填“强于”或“弱于”）。

（3）W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中一种是气体，反应的化学方程式为。

（4）原子序数比R多1的元素是一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是。

（5）R有多种氧化物，其中甲的相对分子质量最小。

在一定条件下，2L的甲气体与0.5L的氯气相混合，若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，所生成的R的含氧酸盐的化学式是。

（6）在298K下，Q、T的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量akJ和bkJ。

又知一定条件下，T的单质能将Q从它的最高价氧化物中置换出来，若此置换反应生成3molQ的单质，则该反应在298K下的

=（注：

题中所设单质均为最稳定单质）。

20．（09年广东化学·23）（11分）

磷单质及其化合物的、有广泛应用。

（1）同磷灰石[主要成分]在高温下制备黄磷（P4）的热化学方程式为：

4Ca5（PO4）3F（s）+21SiO2（s）+30C（s）=3P4（g）+20CaSiO3（s）+30CO（g）+SiF4（g）；

H

①上述反应中，副产物矿渣可用来。

②已知相同条件下：

4Ca3（PO4）2F（s）+3SiO2（s）=6Cas3（PO4）2（s）+2CaSio3（s）+SiF4（g）；△H1

2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）=P4（g）+6CaO（s）+10CO（g）；△H2

SiO2（s）+CaO（s）=CaSiO3（s）；△H3

用△H1、△H2和△H3表示

H，

H=。

（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子

（磷酸结构式见右图）之间脱去两

个水分子产物，其结构式为

。

三聚磷酸钠

（俗称“五钠”）是常用的

水处理剂，其化学式为。

（3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍。

①NaH2PO2中P元素的化合价为。

②化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2－，在酸性等条件下发生下述反应：

（a）Ni2++H2PO2－+→

Ni++H2PO3－+

（b）6H2PO-2+2H+=2P+4H2PO3+3H2↑

请在答题卡上写出并配平反应式（a）。

③利用②中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。

请从以下方面比较化学镀与电镀。

方法上的不同点：

；原理上的不同点：

；化学镀的优点：

。

21．（09年江苏化学·17）（8分）废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。

废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。

（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是（填字母）。

A．热裂解形成燃油

B．露天焚烧

C．作为有机复合建筑材料的原料

D．直接填埋

（2）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。

已知：

Cu（s）＋2H＋（aq）=Cu2＋（aq）＋H2（g）△H=64.39kJ·mol－1

2H2O2（l）=2H2O（l）＋O2（g）△H=－196.46kJ·mol－1

H2（g）＋

O2（g）=H2O（l）△H=－285.84kJ·mol－1

在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为。

（3）控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10℅H2O2和3.0mol·L－1H2SO4的混合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）。

温度（℃）

20

30

40

50

60

70

80

铜平均溶解

速率（×10-3

mol·L-1·min-1）

7.34

8.01

9.25

7.98

7.24

6.73

5.76

当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是。

（4）在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀。

制备CuCl的离子方程式是。

22．（09年山东理综·28）（14分）运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。

（1）合成氨反应N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g），若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡移动（填“向左”、“向右”或“不”）；使用催化剂反应的△H（填“增大”、“减小”或“不改变”）。

（2）已知：

O2（g）=O2+（g）+e

－

H1=1175.7kJ·mol-1

PtF6（g）+e－=PtF6－（g）

H2=-771.1kJ·mol-1

O2PtF6（S）=O2+（g）+PtF6－（g）

H3=482.2kJ·mol-1

则反应O2（g）+PtF6（g）=O2+PtF6－（s）的

H=_____________kJ·mol-1。

（3）在25℃下，向浓度均为0.1mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为。

已知25℃时Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，KsP[Cu（OH）2]=2.2×10-20。

（4）在25℃下，将amol·L-1的氨水与0.01mol·L-1的盐酸等体积混合，反应时溶液中c（NH4*）=c（Cl-）。

则溶液显性（填“酸”、“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=。

高考真题答案与解析

化学

【考点5】化学能与热能

1．答案：

D

【解析】A选项中同位素是指中子数不同、质子数相同的不同核素（原子）的互称，选项中给出的是分子，错误；B中PH=1的溶液为强酸性环境，解答时应在离子组Na+、NO3-、HCO3-、Fe2+中增加H+，分析可知碳酸氢根离子和氢离子不共存，在氢离子存在时硝酸根离子和亚铁离子不能共存，错误；C中明矾的净水原理是其溶于水电离产生的铝离子水解生成氢氧化铝能吸附水中悬浮物，而漂白粉是由其成分中的次氯酸钙和水、二氧化碳反应生成的次氯酸能杀菌消毒，作用原理不同，错误；D中此反应的△H>０，说明此反应是吸热反应，也就是金刚石的具有能量大于石墨，物质具有的能量越大，该物质越不稳定，正确。

2．答案：

B

【解析】中和反应为放热反应，B对，中和反应有水生成，但有水生成的不一定是放热反应，如H2+CuO

H2O+Cu是吸热反应，D错，从表中分析当加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL反应后温度为22℃，故实验时环境温度小于22℃，A错，加入HCl溶液30mL反应放热最多，应是酸碱正好中和，故C（NaOH）=1.0mol/L·30mL/20mL=1.5mol/L，C错。

3．答案：

B

【解析】需要加热的化学反应也可能是放热反应，如可燃物的燃烧反应，A选项错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，故C选项错误；水力发电是将机械能转化为电能的过程，故D选项错误。

正确选项为B

4．答案：

B

【解析】以煤等燃料作为主要生活燃料时会产生大量的空气污染物；私人汽车代替公交车会使汽油的消耗量增加，带咯啊的空气污染物增多，限制使用电动车会增加有害气体的排放。

因此正确的选项为B

5．答案：

A

【考点】本题考查了热化学方程式书写规律。

【解析】由已知

、

热化学方程式可知：

—

即可得出答案。

6．答案：

A

【解析】由题意可知：

C2H4（g）＋3O2（g）

2CO2（g）＋2H2O（l）；△H＝-1411.0kJ·mol-1，

C2H5OH

（1）＋3O2（g）

2CO2（g）＋3H2O（l）；△H＝-1366.8kJ·mol-1,将上述两个方程式相减得：

C2H4（g）＋H2O（l）

C2H5OH（l）；△H＝-44.2kJ·mol-1。

7．答案：

AB

【解析】葡萄糖氧化放出热量，化学能转化为热能，C错；选项D应该太阳能转化为化学能，D错。

8．答案：

A

【解析】由图可以看出：

P4中有6mol的P－P，5mol的O2中含有5molO＝O，1mol的P4O10中含有4mol的P＝O，12mol的P－O，所以△H＝（6a＋5d－4c－12b）kJ·mol－1。

9．答案：

A

【解析】节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放，大力发展火力发电，既不利于节能也不利于减排，故A选项符合题意。

其余选项的措施或做法都符合节能减排的原则。

10．答案：

C

【解析】A项，燃烧热的单位出错，应为kJ/mol，错；图中的量标明错误，应标为2molCO和2molCO2,故错。

CO2气体的能量大于固体的能量，故C项中放出的能量应小于452kJ，而△H用负值表示时，则大于-452Kj/mol，正确；将下式乘以2，然后与上式相加，再除以2，即得CO与Na2O2的反应热，所得热量为57kJ，故D项错。

11．答案：

C

【解析】A项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，，就会引发疾病；B项充电电池放电时，化学能转变为电能；D项有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃烧。

【考点分析】垃圾的处理、电化学、影响化学反应速率因素、化学反应与能量。

12．答案：

A

【解析】

（2）=

（1）就可得2Fe（s）+

O2（g）=Fe2O3（s），则ΔΗ=

ΔΗ2-ΔΗ1=-824.4kJ·mol-1。

13．答案：

（1）①800L·mol－1②＝

（2）1.60NA（或1.6NA）173.4（3）MFe2Ox＋SO2→MFe2O4＋S

【解析】

（1）据题意当容器中总压强为0.10MPa时，SO2的平衡转化率为0.80，据此可计算得出平衡时c（SO2）=0.040mol·L－1；c（O2）=0.020mol·L－1；c（SO3）=0.16mol·L－1。

根据平衡常数的计算式：

K=

=800L·mol－1；只要温度不变，平衡常数就不改变，在此变化过程中，只有压强的改变，温度未发生变化，故K（A）=K（B）。

（2）用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，4.48LCH4的物质的量为0.20mol，在此过程中CH4中碳元素的化合价有-4价升高到+4价，转化为CO2，失去电子的总物质的量为0.20mol×8=1.60mol，故转移电子数为1.60NA。

由题目给知的热化学方程式，根据盖斯定律可以得出CH4还原NO2至N2的热化学方程式为：

CH4（g）＋2NO2（g）＝N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）△H＝－867kJ·mo