浙江化学《高考专题辅导》专题检测卷五专题二第2讲化学能与热能1.docx

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浙江化学《高考专题辅导》专题检测卷五专题二第2讲化学能与热能1

高中化学学习材料

金戈铁骑整理制作

专题检测卷（五）

化学能与热能

（45分钟　100分）

一、选择题（本题包括7小题,每小题6分,共42分）

1.关于化学反应中的说法错误的是　（　　）

A.图中所示的反应为放热反应

B.化学反应中有物质变化也有能量变化

C.需要加热的化学反应不一定是吸热反应

D.化学键断裂吸收能量,化学键生成放出能量

2.（2013·宁波质检）下列物质间的反应,其能量变化符合右图的是　（　　）

A.由电石制乙炔

B.灼热的碳与二氧化碳反应

C.Ba（OH）2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合

D.碳酸钙的分解

3.某反应由两步反应A

B

C构成,它的反应能量曲线如图（E1、E2、E3、E4表示活化能）。

下列有关叙述正确的是　（　　）

A.两步反应均为吸热反应

B.三种化合物中C最稳定

C.加入催化剂会改变反应的焓变

D.整个反应的ΔH=E1-E2

4.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理如下:

①CH3OH（g）+H2O（g）====CO2（g）+3H2（g）ΔH=+49.0kJ·mol-1

②CH3OH（g）+O2（g）====CO2（g）+2H2（g）ΔH=-192.9kJ·mol-1

下列说法正确的是（　　）

A.CH3OH的燃烧热为192.9kJ·mol-1

B.反应①中的能量变化如图所示

C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

D.根据②推知反应:

CH3OH（l）+O2（g）====CO2（g）+2H2（g）的ΔH>-192.9kJ·mol-1

5.（2013·湖南十二校联考）盖斯定律认为能量总是守恒的,不管化学反应过程是一步完成或分几步完成,整个过程的热效应是相同的。

已知:

①H2O（g）====H2O（l）　ΔH1=-Q1kJ·mol-1

②C2H5OH（g）====C2H5OH（l）　ΔH2=-Q2kJ·mol-1

③C2H5OH（g）+3O2（g）====2CO2（g）+3H2O（g）ΔH3=-Q3kJ·mol-1

若使23g液态无水酒精完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为（单位:

kJ）

　（　　）

A.Q1+Q2+Q3

B.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3

C.0.5Q1-1.5Q2+0.5Q3

D.0.5（Q1+Q2+Q3）

6.（2013·温州联考）符合如图所示的转化关系,且当X、Y、Z的物质的量相等时,存在焓变ΔH=ΔH1+ΔH2。

满足上述条件的X、Y可能是　（　　）

①C、CO　②S、SO2　③Na、Na2O　④AlCl3、Al（OH）3

⑤Fe、Fe（NO3）2　⑥NaOH、Na2CO3

A.①④⑤B.①②③

C.①③④D.①③④⑤⑥

7.（2013·杭州七校联考）有反应4HCl+O2====2Cl2+2H2O,已知2molO2被还原时,放出akJ的热量,且知断开1molO＝O键需要吸收bkJ的热量,断开1molCl—Cl键需要吸收ckJ的热量。

则断开1molH—O键比断开1molH—Cl键所需能量高　（　　）

A.（a+b-2c）/4　　　　　　B.（a+2b-4c）/8

C.（b-a-2c）/4D.（2b-a-4c）/8

二、非选择题（本题包括4小题,共58分）

8.（12分）

（1）（2013·滨州一模）运用化学反应原理研究氮、碳、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。

氨在国民经济中占有重要地位。

合成氨工业中,合成塔中每产生2molNH3,放出92.2kJ热量。

①合成氨反应的热化学方程式为　。

②若起始时向容器内放入2molN2和6molH2,达平衡后放出的热量为Q,则Q

　　　（填“>”“<”或“=”）184.4kJ。

③已知

1molN—H键断裂吸收的能量等于　　　kJ。

（2）（2013·新课标全国卷Ⅰ节选）二甲醚（CH3OCH3）是无色气体,可作为一种新型能源。

由合成气（组成为H2、CO和少量CO2）直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:

甲醇合成反应:

（ⅰ）CO（g）+2H2（g）====CH3OH（g）ΔH1=-90.1kJ·mol-1

（ⅱ）CO2（g）+3H2（g）====CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2=-49.0kJ·mol-1

水煤气变换反应:

（ⅲ）CO（g）+H2O（g）====CO2（g）+H2（g）ΔH3=-41.1kJ·mol-1

二甲醚合成反应:

（ⅳ）2CH3OH（g）====CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH4=-24.5kJ·mol-1

由H2和CO直接制备二甲醚（另一产物为水蒸气）的热化学方程式为　。

9.（18分）CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为①CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（l）　ΔH=-890.3kJ·mol-1

②2H2（g）+O2（g）====2H2O（l）　ΔH=-571.6kJ·mol-1

③C（s）+O2（g）====CO2（g）　ΔH=-393.5kJ·mol-1

（1）在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O2作用而产生的能量存活,甲烷细菌使1mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量　　　（填“>”“<”或“=”）890.3kJ。

（2）甲烷与CO2可用于合成合成气（主要成分是一氧化碳和氢气）:

CH4+CO2====2CO+2H2,1gCH4完全反应可释放15.46kJ的热量,则:

①如图能表示该反应过程中能量变化的是　　　（填字母）。

②若将物质的量均为1mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中,体系放出的热量随时间的变化如图所示,则CH4的转化率为　　　。

（3）C（s）与H2（g）不反应,所以C（s）+2H2（g）====CH4（g）的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出C（s）+2H2（g）====CH4（g）的反应热ΔH=　　　。

10.（12分）解决目前燃料使用过程中的环境污染问题,并缓解能源危机,已成为当前和未来的一项重大课题。

有专家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想,如图所示:

过程Ⅰ可用如下反应表示:

①2CO2

2CO+O2

②2H2O

2H2+O2

③2N2+6H2O

4NH3+3O2

④2CO2+4H2O

2CH3OH+3O2

⑤2CO+4H2O

　　　　　+3O2

请回答下列问题:

（1）过程Ⅰ的能量转化形式为　　　能转化为　　　能。

（2）请完成第⑤个反应的化学方程式:

　。

（3）上述转化过程中,ΔH1和ΔH2的关系是　。

11.（16分）

（1）（2013·杭州七校联考节选）以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。

Ⅰ:

CH4（g）+H2O（g）====CO（g）+3H2（g）ΔH=+206.0kJ·mol-1

Ⅱ:

CO（g）+2H2（g）====CH3OH（g）ΔH=-129.0kJ·mol-1

CH4（g）与H2O（g）反应生成CH3OH（g）和H2（g）的热化学方程式为 　。

（2）（2013·温州一模节选）尿素[CO（NH2）2]是首个由无机物人工合成的有机物。

工业上合成尿素的反应如下:

2NH3（g）+CO2（g）

CO（NH2）2（l）+H2O（l）　ΔH<0。

已知工业上合成尿素分两步进行,相关反应如下:

反应Ⅰ.2NH3（g）+CO2（g）

NH2COONH4（s）　ΔH1<0

反应Ⅱ.NH2COONH4（s）

CO（NH2）2（l）+H2O（l）　ΔH2>0

下列示意图中[a表示2NH3（g）+CO2（g）,b表示NH2COONH4（s）,c表示CO（NH2）2（l）+H2O（l）],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是（填序号）　　　　。

（3）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<0

途径Ⅱ　先制水煤气:

C（s）+H2O（g）====CO（g）+H2（g）　ΔH2>0

再燃烧水煤气:

2CO（g）+O2（g）====2CO2（g）　ΔH3<0

2H2（g）+O2（g）====2H2O（g）　ΔH4<0

请回答下列问题:

①判断两种途径放热:

途径Ⅰ放出的热量　　　　途径Ⅱ放出的热量（填“大于”“等于”或“小于”）。

②ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系是　　　　　。

③由于制取水煤气的反应里,反应物具有的总能量　　　　（填“大于”“等于”或“小于”）生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要　　　　能量才能转化为生成物。

（45分钟　100分）

一、选择题（本题包括6小题,每小题7分,共42分）

1.（2013·上饶一模）“低碳减排”是全世界各国热议的主题。

下列做法不能达到“低碳减排”目的的是　（　　）

A.拉动内需,刺激消费

B.利用太阳能等新能源代替化石燃料

C.未来5年我国将逐步淘汰白炽灯

D.家庭废水再使用,城市污水处理循环利用

2.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。

如图为N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化:

下列说法正确的是　（　　）

A.1molN2（g）和1molO2（g）反应放出的能量为180kJ

B.1molN2（g）和1molO2（g）具有的总能量小于2molNO（g）具有的总能量

C.通常情况下,N2（g）和O2（g）混合能直接生成NO（g）

D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水

3.（2013·太原二模）反应A+B→C分两步进行:

①A+B→X,②X→C,反应过程中能量变化如图所示,E1表示反应A+B→X的活化能。

下列有关叙述正确的是　

（　　）

A.E2表示反应X→C的活化能

B.X是反应A+B→C的催化剂

C.反应A+B→C的ΔH<0

D.加入催化剂可改变反应A+B→C的焓变

4.下列说法正确的是　（　　）

A.甲烷的燃烧热为-890.3kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为

　CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（g）ΔH=-890.3kJ·mol-1

B.500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g）,放热19.3kJ,其热化学方程式为N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）　ΔH=-38.6kJ·mol-1

C.常温下,反应C（s）+CO2（g）====2CO（g）不能自发进行,则该反应的ΔH>0

D.已知2C（s）+2O2（g）====2CO2（g）　ΔH1

　2C（s）+O2（g）====2CO（g）　ΔH2,则ΔH1>ΔH2

5.（2013·湖州期末）已知:

强酸和强碱在稀溶液中发生反应时的中和热为

57.3kJ·mol-1,101kPa时辛烷的燃烧热为5518kJ·mol-1。

则下列热化学方程式书写正确的是　（　　）

A.H++OH-====H2O　ΔH=-57.3kJ·mol-1

B.2NaOH（aq）+H2SO4（aq）====Na2SO4（aq）+2H2O（l）ΔH=-114.6kJ·mol-1

C.2C8H18（l）+25O2（g）====16CO2（g）+18H2O（g）ΔH=-11036kJ·mol-1

D.2C8H18（l）+25O2（g）====16CO2（g）+18H2O（l）ΔH=-5518kJ·mol-1

6.（2013·新课标全国卷Ⅱ）在1200℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应

H2S（g）+O2（g）====SO2（g）+H2O（g）　ΔH1

2H2S（g）+SO2（g）====S2（g）+2H2O（g）　ΔH2

H2S（g）+O2（g）====S（g）+H2O（g）　ΔH3

2S（g）====S2（g）　ΔH4

则ΔH4的正确表达式为　（　　）

A.ΔH4=（ΔH1+ΔH2-3ΔH3）

B.ΔH4=（3ΔH3-ΔH1-ΔH2）

C.ΔH4=（ΔH1+ΔH2-3ΔH3）

D.ΔH4=（ΔH1-ΔH2-3ΔH3）

二、非选择题（本题包括4小题,共58分）

7.（16分）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,则其化学方程式可为 　;

图中变化过程哪些是吸热反应　　　（填序号）。

（2）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克甲醇完全燃烧放热22.68kJ,写出甲醇燃烧的热化学方程式:

　;

某火力发电厂CO2的年度排放量是2200万吨,若将此CO2完全转化为甲醇,则理论上由此获得的甲醇完全燃烧放热约是　　　kJ（保留三位有效数字）。

（3）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）====TiCl4（s）+O2（g）ΔH=+141kJ·mol-1

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

（4）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　。

8.（14分）Ⅰ.图甲是一定的温度和压强下N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式（ΔH的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示）:

　。

Ⅱ.

（1）根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生下列反应,

已知:

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）ΔH=-92.4kJ·mol-1,

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

则2N2（g）+6H2O（l）

4NH3（g）+3O2（g）ΔH=　　　　　　;

（2）饮用水中的N主要来自于N。

已知在微生物的作用下,N经过两步反应被氧化成N。

两步反应的能量变化示意图如图乙:

1molN全部被氧化成N的热化学方程式为 　。

9.（12分）

（1）（2013·浙江高考节选）捕碳技术（主要指捕获CO2）在降低温室气体排放中具有重要的作用。

目前NH3和（NH4）2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:

反应Ⅰ:

2NH3（l）+H2O（l）+CO2（g）

（NH4）2CO3（aq）　ΔH1

反应Ⅱ:

NH3（l）+H2O（l）+CO2（g）

NH4HCO3（aq）　ΔH2

反应Ⅲ:

（NH4）2CO3（aq）+H2O（l）+CO2（g）

2NH4HCO3（aq）　ΔH3

ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3=　　　。

（2）（2012·浙江高考节选）甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。

向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有

化学方程式

焓变ΔH

/（kJ·mol-1）

甲烷

氧化

CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（g）

-802.6

CH4（g）+O2（g）====CO2（g）+2H2（g）

-322.0

蒸汽

重整

CH4（g）+H2O（g）====CO（g）+3H2（g）

+206.2

CH4（g）+2H2O（g）====CO2（g）+4H2（g）

+165.0

则反应CO（g）+H2O（g）====CO2（g）+H2（g）的ΔH=　　　　kJ·mol-1。

（3）（2013·绍兴质检）二甲醚是一种重要的化工原料,利用水煤气（CO、H2）合成二甲醚是工业上的常用制备方法,这一方法由以下几步组成（热效应都在25℃、101.3kPa下测定）:

2H2（g）+CO（g）

CH3OH（g）ΔH=-90.5kJ·mol-1　①

2CH3OH（g）

CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH=-23.5kJ·mol-1　②

CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g）ΔH=-41.3kJ·mol-1　③

此时合成反应3H2（g）+3CO（g）

CH3OCH3（g）+CO2（g）的ΔH=　　　　kJ·mol-1。

10.（16分）A～G是中学化学常见物质,A、D为单质,G是含A元素的酸性气体。

已知:

A（s）+B（g）====C（g）+D（g）　ΔH=+131.4kJ·mol-1,某同学实验测知,4gA发生上述反应吸收43.8kJ的热量。

（1）写出A元素的名称　　　　。

（2）另外知:

A（s）+O2（g）====G（g）ΔH=-393.6kJ·mol-1

C（g）+O2（g）====G（g）　ΔH=-283kJ·mol-1

D（g）+O2（g）====B（g）　ΔH=-242kJ·mol-1

由此判断“因为283kJ·mol-1+242kJ·mol-1>393.6kJ·mol-1,所以A燃烧时加少量B可以放出更多的热量”这种说法是否正确?

　,

理由是　。

（3）写出A+O2→C的热化学方程式:

　。

答案解析

一、1.【解析】选A。

据题干图可知,反应物的总能量<生成物的总能量是吸热反应,A错误;化学反应中有物质变化也有能量变化,B正确;需要加热的化学反应不一定是吸热反应,很多放热反应也需要加热或点燃才能发生,C正确;化学键断裂吸收能量,化学键生成放出能量,D正确。

2.【解析】选A。

由图像可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,反应为放热反应,B、C、D均为吸热反应,A正确。

3.【解析】选B。

由题干图像中物质A、B、C的能量相对大小可知,A

B是吸热反应,B

C是放热反应,A错误;三种物质中C的能量最低,故化合物C最稳定,B正确;催化剂改变反应途径和活化能大小,但不能改变焓变,C错误;整个反应的ΔH=E1+E3-E2-E4,D错误。

4.【解析】选D。

燃烧热指的是在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,本题中的CH3OH燃烧热是指1mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量,A错误;反应①是吸热反应,而B项图中所示反应物的总能量大于生成物的总能量应是放热反应,B错误;由反应①②可知,CH3OH转变成H2的过程有的是放热反应有的是吸热反应,C错误。

5.【解析】选B。

由题意可知,液态乙醇完全燃烧恢复到室温时反应为

C2H5OH（l）+3O2（g）====2CO2（g）+3H2O（l）

根据盖斯定律,由③-②+①×3得到该反应方程式,即ΔH=（-Q3+Q2-3Q1）kJ·mol-1

=-（3Q1-Q2+Q3）kJ·mol-1

则23g（0.5mol）液态无水酒精完全燃烧,放出的热量为0.5×（3Q1-Q2+Q3）kJ=（1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3）kJ。

6.【解析】选A。

①中W为O2,Z为CO2,符合题意;②中若X、Y分别是S、SO2,则W为O2,Z应是SO3,但S不能直接转化成SO3,不符合题意;③中W为O2,Z为Na2O2,转化过程中,X、Y的物质的量不能相等,不符合题意;④中W为NaOH,Z为NaAlO2,符合题意;⑤中W为HNO3,Z为Fe（NO3）3,符合题意;⑥中W为CO2,Z应为NaHCO3,X、Y的物质的量不能相等,故选A。

7.【解析】选B。

2molO2被还原时,放出akJ的热量,说明有4molHCl反应放出热量为a/2kJ。

设断开1molH—O键所需能量为x,断开1molH—Cl键所需能量为y,根据方程式可得:

4y+b-2c-4x=-a/2得x-y=（a+2b-4c）/8,B正确。

二、8.【解析】

（1）①根据题意直接写出合成氨反应的热化学方程式:

N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）ΔH1=-92.2kJ·mol-1。

②因合成氨反应是可逆反应,6molH2不可能完全转化生成4molNH3,故放出的热量小于184.4kJ。

③设形成1molN—H键放出的能量为E,根据题中信息可知,断裂化学键吸收的总能量为945.8kJ+3×436kJ=2253.8kJ,

则有6×E-2253.8kJ=92.2kJ,所以E=391kJ,故1molN—H键断裂吸收的能量为391kJ。

（2）先写出目标方程式2CO（g）+4H2（g）====CH3OCH3（g）+H2O（g）,对照已知反应可知（ⅰ）×2+（ⅳ）可得出目标方程式,

则ΔH=2ΔH1+ΔH4

=2×（-90.1kJ·mol-1）+（-24.5kJ·mol-1）

=-204.7kJ·mol-1。

答案:

（1）①N2（g）+3H2（g）

2NH3（g）ΔH1=-92.2kJ·mol-1

②<　③391

（2）2CO（g）+4H2（g）====CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH=-204.7kJ·mol-1

9.【解析】

（1）给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态,与中间过程无关,故甲烷细菌使1mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量仍等于890.3kJ。

（2）①1gCH4完全反应释放15.46kJ的热量,则1molCH4完全反应放出热量为247.36kJ,故D图符合题意。

②CH4的转化率=155.8kJ÷247.36kJ×100%≈63%

（3）②+③-①即得C（s）+2H2（g）====CH4（g）ΔH=-74.8kJ·mol-1

答案:

（1）=　

（2）①D　②63%

（3）-74.8kJ·mol-1

10.【解析】

（1）从过程Ⅰ中的变化可以看出,该过程中的能量转化形式为太阳能转化为化学能。

（2）由质量守恒定律可知,反应⑤中另一种产物为CH4,化学方程式为2CO+4H2O

2CH4+3O2。

（3）过程Ⅰ和过程Ⅱ互逆,则ΔH1=-ΔH2。

答案:

（1）太阳　化学

（2）2CO+4H2O

2CH4+3O2

（3）ΔH1=-ΔH2

11.【解析】

（1）Ⅰ:

CH4（g）+H2O（g）====CO（g）+3H2（g）ΔH=+206.0kJ·mol-1

Ⅱ:

CO（g）+2H2（g）====CH3OH（g）ΔH=-129.0kJ·mol-1

Ⅰ+Ⅱ得:

CH4（g）+H2O（g）====CH3OH（g）+H2（g）ΔH=+77.0kJ·m