高考调研高考化学人教版一轮复习题组层级快练18化学能与热能.docx

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高考调研高考化学人教版一轮复习题组层级快练18化学能与热能

题组层级快练（十八）

一、选择题

1．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是（　　）

A．反应过程可表示为

―→

―→

B．E1为反应的平均能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能

C．此图中正反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以正反应为放热反应

D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以逆反应为放热反应

答案　D

解析　该图表示的正反应放热，ΔH为负值，逆反应吸热，ΔH为正值，D项错误。

2．（2014·江西新余期末）下列关于反应过程中能量变化的说法正确的是（　　）

A．在一定条件下，某可逆反应的ΔH＝＋100kJ·mol－1，则该反应正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol－1

B．图中A、B曲线可分别表示反应CH2===CH2（g）＋H2（g）―→CH3CH3（g）　ΔH>0，未使用和使用催化剂时，反应过程中的能量变化

C．同温同压下，反应H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH不同

D．已知2C（s）＋2O2（g）===2CO2（g）　ΔH1；

2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH2。

则ΔH1>ΔH2

答案　A

解析　反应物（或生成物）到能量最高点分别为正反应（或逆反应）的活化能，ΔH大于0，说明反应是吸热反应，则正反应的活化能大于逆反应的活化能，A项正确；图中曲线A为使用催化剂，B项错误；反应的焓变与反应条件无关，C项错误；碳燃烧属于放热反应，碳完全燃烧生成二氧化碳比碳不完全燃烧生成CO放出的热量多，但是焓变为负值，则ΔH1<ΔH2，D项错误。

3．（2014·合肥模拟）化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如下图所示，则下列说法中正确的是（　　）

A．该反应是吸热反应

B．断裂1molA—A键和1molB—B键时能放出xkJ的能量

C．断裂2molA—B键时需要吸收ykJ的能量

D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量

答案　C

解析　由图示可知：

1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故该反应为放热反应，A、D项错误；断裂化学键时需要吸收能量，B项错，C项正确。

4．（2014·湖南五市十校期末）下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（　　）

A．若2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）ΔH＝－483.6kJ·mol－1，则H2燃烧热为241.8kJ·mol－1

B．若C（石墨，s）===C（金刚石，s）　ΔH>0，则石墨比金刚石稳定

C．已知NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－57.4kJ·mol－1，则20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量

D．已知2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）为放热反应，则SO2的能量一定高于SO3的能量

答案　B

解析　气态水不是水的稳定态，A项错误；石墨生成金刚石为吸热反应，故石墨比金刚石稳定，B项正确；固体NaOH溶解于水还存在溶解放热，C项错误；由热化学方程式知，2molSO2和1molO2具有的总能量比2molSO3具有的能量高，但不能说SO2的能量高于SO3的能量，D项错误。

5．胶状液氢（主要成分是H2和CH4）有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。

实验测得101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量；1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3kJ的热量。

下列热化学方程式书写正确的是（　　）

A．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）

ΔH＝－285.8kJ·mol－1

B．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－890.3kJ·mol－1

C．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－890.3kJ·mol－1

D．CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝＋890.3kJ·mol－1

答案　B

6．（2014·上海）1,3－丁二烯和2－丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：

CH2===CH—CH===CH2（g）＋2H2（g）―→

CH3CH2CH2CH3（g）＋236.6kJ

CH3—C≡C—CH3（g）＋2H2（g）―→

CH3CH2CH2CH3（g）＋272.7kJ

由此不能判断（　　）

A．1,3－丁二烯和2－丁炔稳定性的相对大小

B．1,3－丁二烯和2－丁炔分子储存能量的相对高低

C．1,3－丁二烯和2－丁炔相互转化的热效应

D．一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小

答案　D

解析　根据盖斯定律，由第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式，可得：

CH2===CH—CH===CH2（g）―→CH3—C≡C—CH3（g）－36.1kJ，该反应为吸热反应，则1,3－丁二烯的能量比2－丁炔的能量低，分子的能量越低其结构越稳定，故1,3－丁二烯生成2－丁炔的反应可以看成反应物中断裂6个C—H键、2个C===C键和1个C—C键，生成物中形成6个C—H键、2个C—C键和1个C≡C键，因此不能比较1个碳碳叁键的键能与2个碳碳双键的键能之和的大小，D项不能判断。

7．（2014·北京东城区期末）常温下，1mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。

结合表中信息判断下列说法不正确的是（　　）

共价键

H—H

F—F

H—F

H—Cl

H—I

E（kJ·mol－1）

436

157

568

432

298

A.432kJ·mol－1>E（H—Br）>298kJ·mol－1

B．表中最稳定的共价键是H—F键

C．H2（g）―→2H（g）　ΔH＝＋436kJ·mol－1

D．H2（g）＋F2（g）===2HF（g）　ΔH＝－25kJ·mol－1

答案　D

解析　观察表中数据知，氟、氯、碘与氢原子形成的化学键的键能逐渐减小，故432kJ·mol－1>E（H—Br）>298kJ·mol－1，A项正确；表中H—F共价键的键能最大，即H—F共价键最稳定，B项正确；H2（g）―→2H（g），共价键断裂要吸收能量，即H2（g）―→2H（g）　ΔH＝＋436kJ·mol－1，C项正确；反应H2（g）＋F2（g）===2HF（g）的反应热ΔH＝436＋157－2×568＝－543（kJ·mol－1），D项不正确。

8．（2014·沈阳一检）在一定条件下，S8（s）和O2（g）发生反应依次转化为SO2（g）和SO3（g）。

反应过程和能量关系可用如图简单表示（图中的ΔH表示生成1mol含硫产物的数据）。

由图得出的结论正确的是（　　）

A．S8（s）的燃烧热ΔH＝－8akJ·mol－1

B．2SO3（g）2SO2（g）＋O2（g）

ΔH＝－2bkJ·mol－1

C．S8（s）＋8O2（g）===8SO2（g）

ΔH－akJ·mol－1

D．由1molS8（s）生成SO3的反应热

ΔH＝－（a＋b）kJ·mol－1

答案　A

解析　S8完全燃烧生成的稳定氧化物是SO2，根据燃烧热的概念和图像数据可求出S8（s）的燃烧热为ΔH＝－8akJ·mol－1，A项正确；三氧化硫分解生成二氧化硫和氧气的反应为吸热反应，用“＋”表示，B项错误；C项反应热为ΔH＝－8akJ·mol－1，错误；D项反应热应为ΔH＝－8（a＋b）kJ/mol－1，错误。

9．（2013·课标全国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）

答案　A

解析　根据盖斯定律，由第一个反应×

＋第二个反应×

－第三个反应×2可得第四个反应，则ΔH4＝ΔH1×

＋ΔH2×

－ΔH3×2＝

（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）。

10．（2013·重庆）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（　　）

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（b－a＋5.6c）/4kJ·mol－1

D．P—P键的键能为（5a－3b＋12c）/8kJ·mol－1

答案　C

解析　本题考查热化学知识，意在考查考生运用键能与反应热的关系解决实际问题的能力。

Cl的非金属性大于P的非金属性，故P—Cl键的键能大于P—P键的键能，A项错误；不知道PCl5（g）―→PCl5（s）的反应热，无法求出B项中反应的反应热，B项错误；根据盖斯定律，消去P4，得到Cl—Cl键的键能为（b－a＋5.6c）/4kJ·mol－1，C项正确；根据盖斯定律，消去Cl2，得到P—P键的键能为（5a－3b＋12c）/12kJ·mol－1，D项错误。

二、非选择题

11．（2013·太原质检）已知某反应A（g）＋B（g）C（g）＋D（g），反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。

（1）该反应是________反应（填“吸热”或“放热”），该反应的ΔH＝________kJ·mol－1（用含E1、E2的代数式表示），1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量________（填“一定高”“一定低”或“高低不一定”）。

（2）若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1和E2的变化是：

E1________，E2________，ΔH________（填“增大”“减小”或“不变”）。

答案　

（1）吸热　E1－E2　一定低

（2）减小　减小　不变

解析　

（1）从图像中看出反应物的能量低，产物的能量高，该反应一定为吸热反应。

E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，E1与E2的差值就是该反应的焓变。

（2）催化剂能通过降低化学反应的活化能来加快化学反应速率，对于可逆反应，催化剂能同时降低正反应和逆反应的活化能，但反应的焓变不会变化。

12．研究CO2、H2的开发利用和氯气的循环利用意义重大。

请按要求回答下列问题：

（1）反应CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）在使用和未使用催化剂时，反应过程和能量的对应关系如图所示。

下列说法一定正确的是________（填选项字母）。

A．该可逆反应的正反应为吸热反应

B．断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成生成物中的化学键释放的总能量

C．a与b相比，a表示的反应速度较大

（2）若CO2中含有H2S时可用燃烧法除去。

已知：

H2S的燃烧热ΔH＝－xkJ·mol－1，则H2S燃烧的热化学方程式为________________________________________________________________________。

（3）已知：

高温下在密闭容器中用H2还原WO3时可得到金属钨，一般采用两段还原法，第一次还原（WO3→WO2）采用较低的还原温度，而第二次还原（WO2→W）采用较高的还原温度。

当温度过高时，WO2（s）会转变为WO2（g）。

请根据以下反应：

WO2（s）＋2H2（g）W（s）＋2H2O（g）

ΔH＝＋66.0kJ·mol－1　①

WO2（g）＋2H2（g）W（s）＋2H2O（g）

ΔH＝－137.9kJ·mol－1　②

计算反应WO2（s）WO2（g）的ΔH＝________。

（4）工业上常利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制备CO，反应的化学方程式为CH4＋CO2===2CO＋2H2。

已知CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ·mol－1、285.8kJ·mol－1、283.0kJ·mol－1，则生成1m3（标准状况）CO所需的热量为________。

（5）用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。

利用反应

A：

4HCl＋O2

2Cl2＋2H2O，可实现氯气的循环利用。

a．已知：

反应A中4molHCl被氧化时放出115.6kJ的热量，则反应A的热化学方程式是_________

_______________。

b．已知：

O===O键和Cl—Cl键的键能分别为498kJ·mol－1和243kJ·mol－1，则断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需的能量相差________kJ，H2O中的H—O键比HCl中的H—Cl键________（填“强”或“弱”）。

答案　

（1）B

（2）H2S（g）＋

O2（g）===SO2（g）＋H2O（l）

ΔH＝－xkJ·mol－1或

2H2S（g）＋3O2（g）===2SO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－2xkJ·mol－1

（3）＋203.9kJ·mol－1

（4）5.52×103kJ

（5）a.4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－115.6kJ·mol－1

b．31.9　强

解析　

（1）由图像可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，则该可逆反应的正反应为放热反应，反应过程中断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成生成物中的化学键释放的总能量；因催化剂能够降低反应所需的活化能，增大化学反应速率，则a与b相比，b表示的反应速率较大。

（2）根据燃烧热的概念和热化学方程式的书写原则，可得H2S燃烧的热化学方程式为H2S（g）＋

O2（g）===SO2（g）＋H2O（l）　ΔH＝－xkJ·mol－1或2H2S（g）＋3O2（g）===2SO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－2xkJ·mol－1。

（3）根据盖斯定律，由①－②得，WO2（s）WO2（g）　ΔH＝＋66.0kJ·mol－1－（－137.9kJ·mol－1）＝＋203.9kJ·mol－1。

（4）根据燃烧热的概念和热化学方程式的书写原则，可写出表示CH4、H2和CO燃烧热的热化学方程式如下：

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－890.3kJ·mol－1　③

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）

ΔH＝－285.8kJ·mol－1　④

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）

ΔH＝－283.0kJ·mol－1　⑤

根据盖斯定律，由③－④×2－⑤×2得，CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）　ΔH＝－890.3kJ·mol－1－（－285.8kJ·mol－1）×2－（－283.0kJ·mol－1）×2＝＋247.3kJ·mol－1，则生成1m3（标准状况）CO所需的热量为

×

×247.3kJ·mol－1≈5.52×103kJ。

（5）a.根据热化学方程式的书写原则，可得反应A的热化学方程式为4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－115.6kJ·mol－1。

b．设H—Cl键和H—O键的键能分别为E（H—Cl）和E（H—O）。

由公式“ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和”得，[4×E（H—Cl）＋498kJ·mol－1]－[2×243kJ·mol－1＋4×E（H—O）]＝－115.6kJ·mol－1，解得E（H—O）－E（H—Cl）＝31.9kJ·mol－1，则断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需的能量相差31.9kJ；因键能越大，化学键越强，则H2O中的H—O键比HCl中的H—Cl键强。

13．（2014·太原模拟）“开源节流”是应对能源危机的重要举措。

请回答下列问题：

（1）下列做法不利于能源“开源节流”的是________（填选项字母）。

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，减少煤、石油等化石燃料的使用

d．减少资源消耗，增加资源的重复使用，注重资源的循环再生

（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，充分燃烧生成二氧化碳，反应放出的热量如图所示：

①在通常状况下，________（填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热为ΔH＝________。

②12g石墨与24g氧气反应生成气体，该过程放出的热量为__________。

（3）又已知：

N2（g）＋O2（g）===2NO（g）

ΔH＝＋180.0kJ·mol－1

结合上述有关信息，请写出CO和NO反应的热化学方程式______________________________。

答案　

（1）b　

（2）①石墨　－393.5kJ·mol－1

②252.0kJ

（3）2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g）

ΔH＝－746.0kJ·mol－1

解析　

（1）通过分析只有b项不利于能源“开源节流”。

（2）①石墨的能量较低，更稳定。

石墨的燃烧热指1mol石墨完全燃烧生成CO2时放出的热量。

②12g石墨和24g氧气反应，即1molC和0.75molO2反应，则生成0.5molCO和0.5molCO2，放出的热量为0.5mol×110.5kJ·mol－1＋0.5mol×393.5kJ·mol－1＝252.0kJ。

（3）已知：

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）

ΔH＝－566.0kJ·mol－1，N2（g）＋O2（g）===2NO（g）

ΔH＝＋180.0kJ·mol－1，目标反应2NO（g）＋2CO（g）===N2（g）＋2CO2（g）可由两个反应相减获得，则ΔH＝－746.0kJ·mol－1。

14．（2014·大连模拟）

（1）碳酸二甲酯（DMC）是一种近年来受到广泛关注的环保型绿色化工产品，在催化剂作用下，可由甲醇和CO2直接合成：

CO2＋2CH3OH―→CO（OCH3）2＋H2O。

已知25℃时，甲醇和DMC的燃烧热分别为ΔH1和ΔH2，则上述反应在25℃时的焓变ΔH3＝________________________________________________________________________。

（2）现代工业采用甲烷部分氧化法制H2，其热化学反应方程式为CH4（g）＋

O2（g）===CO（g）＋2H2（g）

ΔH1＝－35.6kJ·mol－1　①

试判断常温下，上述反应能否自发进行？

________。

（选填“能”或“否”）。

有研究认为甲烷部分氧化的机理为

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH2＝－890.3kJ·mol－1　②

CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）

ΔH3＝＋247.3kJ·mol－1　③

试结合反应①确定下面热化学反应方程式中ΔH：

CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）

ΔH＝________kJ·mol－1。

（3）硝酸厂常用催化还原方法处理尾气。

CH4在催化条件下可以将NO2还原为N2。

已知：

CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－889.6kJ·mol－1　①

N2（g）＋2O2（g）===2NO2（g）

ΔH＝＋67.7kJ·mol－1　②

则CH4还原NO2生成水蒸气和氮气的热化学方程式是_______________________________。

答案　

（1）2ΔH1－ΔH2

（2）能　＋250.3

（3）CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋2H2O（g）＋CO2（g）　ΔH＝－957.3kJ·mol－1

解析　

（1）表示CH3OH和DMC燃烧热的热化学方程式为

①CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH1

②CO（OCH3）2（l）＋3O2===3CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH2

根据盖斯定律可知，①×2－②得：

CO2＋2CH3OH===CO（OCH3）2＋H2O　ΔH＝2ΔH1－ΔH2

（2）从物质的状态看，该反应是气体体积增大的反应即ΔS>0，反应的ΔH<0，则

ΔH－TΔS<0，故该反应能够自发进行。

根据盖斯定律，

得：

CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）

ΔH＝＋250.3kJ·mol－1

（3）CH4与NO2反应生成N2，NO2、CH4是反应物，N2是生成物，则①－②可得CH4（g）＋2NO2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）＋N2（g）　ΔH＝－957.3kJ·mol－1。