高考化学化学能与热能单元过关试题11页.docx

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高考化学化学能与热能单元过关试题11页

2019年高考化学化学能与热能单元过关试题

（满分：

100分，考试时间：

50分钟）

一、单项选择题：

本题包括7小题，每小题6分，共42分

1．对于反应中的能量变化，表述正确的是（　　）

A．氧化反应均为吸热反应

B．断开化学键的过程会放出能量

C．加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量

【解析】：

选D。

食物的腐败变质是氧化反应，但该过程是放热的，故A错误；断开化学键的过程会吸收能量，故B错误；加热才能发生的反应不一定是吸热反应，故C错误；当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应是放热反应，故D正确。

2．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．反应生成1molN2时转移4mole－

B．反应物能量之和大于生成物能量之和

C．N2O（g）＋NO（g）===N2（g）＋NO2（g）ΔH＝－139kJ·mol－1

D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和

【解析】：

选A　N2O和NO反应生成N2和NO2的化学方程式为N2O＋NO===N2＋NO2，反应生成1molN2时转移2mole－，A不正确；根据图示，反应物能量之和大于生成物能量之和，B正确；该反应的反应热为（209－348）kJ·mol－1＝－139kJ·mol－1，C正确；由于该反应放热，所以断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，D正确。

3．下列有关能量的判断和表示方法正确的是（　　）

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·mol－1，可知：

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

【解析】：

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>0

C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5

【解析】：

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·mol－1

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·mol－1

D．上述反应中，断裂极性键和非极性键，只形成极性键

【解析】：

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·mol－1

C．0.5（c＋d－a－b）kJ·mol－1D．0.5（b＋d－a－c）kJ·mol－1

【解析】：

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·mol－1。

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·mol－1

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283.0kJ·mol－1

C（石墨）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393.5kJ·mol－1

则4Fe（s）＋3O2（g）===2Fe2O3（s）　ΔH＝－1641.0kJ·mol－1

【解析】：

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·mol－1）×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）。

【解析】：

（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·mol－1。

（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·mol－1。

（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·mol－1。

（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·mol－1。

（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·mol－1－3×60kJ·mol－1＝－117kJ·mol－1。

【答案】：

（1）2Cl2（g）＋TiO2（s）＋2C（s）===TiCl4（l）＋2CO（g）　ΔH＝－85.6kJ·mol－1

（2）Si（s）＋2Cl2（g）===SiCl4（l）　ΔH＝－687kJ·mol－1

（3）4CuCl（s）＋O2（g）===2CuCl2（s）＋2CuO（s）ΔH＝－177.6kJ·mol－1

（4）AX3（l）＋X2（g）===AX5（s）　ΔH＝－123.8kJ·mol－1

（5）3ClO－（aq）===ClO

（aq）＋2Cl－（aq）　ΔH＝－117kJ·mol－1

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·mol－1。

N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH＝＋180.0kJ·mol－1。

NO分子中化学键的键能为________kJ·mol－1。

（4）综合上述有关信息，请写出用CO除去NO的热化学方程式：

_________________。

【解析】：

（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·mol－1。

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·mol－1。

（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·mol－1。

【答案】：

（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·mol－1

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。

②

N2（g）＋

O2（g）===NO（g）　ΔH＝＋183kJ·mol－1×

＝＋91.5kJ·mol－1。

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×ΔH1＋6×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

转化为V2O

、________________________。

（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___________________________________________。

【解析】：

（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

转化为V2O

，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＋。

【答案】：

（1）＋5　2VO

＋2OH－

V2O

＋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＋