高届高级高三化学一轮复习专项训练学案二十七化学能与热能.docx

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高届高级高三化学一轮复习专项训练学案二十七化学能与热能

专项训练（二十七）化学能与热能

一、选择题（本题共10小题，每小题只有一个选项符合题意）

1.已知：

①2SO2（g）＋O2（g）===2SO3（g）　ΔH＝－196.6kJ·mol－1，②2NO（g）＋O2（g）===2NO2（g）　ΔH＝－113.0kJ·mol－1。

下列热化学方程式正确的是（　　）

A.NO2（g）＋SO2（g）SO3（s）＋NO（g）

ΔH＝－418.kJ·mol－1

B.SO3（g）＋NO（g）NO2（g）＋SO2（g）

ΔH＝＋41.8kJ·mol－1

C.NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g）

ΔH＝－77.4kJ·mol－1

D.NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g）

ΔH＝－183.6kJ·mol－1

【试题解析】:

选B　根据盖斯定律，由（－①＋②）÷2，整理可得：

SO3（g）＋NO（g）NO2（g）＋SO2（g）　ΔH＝（＋196.6kJ·mol－1－113.0kJ·mol－1）÷2＝＋41.8kJ·mol－1，故B正确。

2.下列各组热化学方程式的前者ΔH大于后者的是（　　）

①S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH1

S（g）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH2

②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH3

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH4

③CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）　ΔH5

CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s）　ΔH6

A.只有①③　　　　　　　B.只有①②

C.只有②③D.①②③

【试题解析】:

选D　①都为放热反应，ΔH<0，由于S（s）→S（g）吸热，则前者放出的热量少，则ΔH1>ΔH2，①正确；②都为放热反应，ΔH<0，由于2H2O（l）→2H2O（g）吸热，则前者放出的热量少，ΔH3>ΔH4，②正确；③前者为吸热反应，ΔH5>0，后者为放热反应，ΔH6<0，ΔH5>ΔH6，③正确。

3.（2020·广东清远质检）工业制氢气的一个重要反应是CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）；已知在25℃时：

①2C（s，石墨）＋O2（g）===2CO（g）

ΔH＝－222kJ·mol－1；

②H2O（g）===H2（g）＋

O2（g）　ΔH＝＋242kJ·mol－1；

③C（s，石墨）＋O2（g）===CO2（g）ΔH＝－394kJ·mol－1；

则25℃时，1molCO和水蒸气作用转化为氢气和二氧化碳反应的ΔH为（　　）

A.＋41kJ·mol－1B.－41kJ·mol－1

C.－283kJ·mol－1D.－131kJ·mol－1

【试题解析】:

选B　分析题给三个热化学方程式，根据盖斯定律，由③－①×

＋②可得CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），则该反应的ΔH＝（－394kJ·mol－1）－

＋（＋242kJ·mol－1）＝－41kJ·mol－1。

4.反应A（g）＋2B（g）===C（g）的能量变化与反应进程关系如图所示，下列说法不正确的是（　　）

A.图中虚线表示加入了催化剂

B.图中虚线表示的反应Ⅰ、反应Ⅱ均为放热反应

C.加入催化剂，速率加快是因为改变了反应的焓变

D.该反应的焓变ΔH＝－91kJ·mol－1

【试题解析】:

选C　图中虚线表示的反应过程活化能比原过程小，表明加入了催化剂，A正确；虚线表示的反应Ⅰ、Ⅱ中反应物的总能量均大于生成物的总能量，故均为放热反应，B正确；加入催化剂，反应速率加快的原因是降低了反应的活化能，活化分子的百分数增大，单位时间内有效碰撞次数增加，但反应的焓变（ΔH）不变，C错误；A（g）＋2B（g）===C（g）的正、逆反应活化能分别为419kJ·mol－1、510kJ·mol－1，则该反应的ΔH＝419kJ·mol－1－510kJ·mol－1＝－91kJ·mol－1，D正确。

5.（2019·永州联考）反应N2＋3H22NH3的能量变化如图所示，其热化学方程式正确的是（　　）

A.N2（g）＋3H2（g）2NH3（l）ΔH＝＋2（b＋c－a）kJ·mol－1

B.N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）ΔH＝＋2（b－a）kJ·mol－1

C.N2（g）＋3H2（g）2NH3（l）

ΔH＝－2（b＋c－a）kJ·mol－1

D.N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－（a＋b）kJ·mol－1

【试题解析】:

选C　由题图可知，反应物的能量高，则合成氨的反应为放热反应，由于

molN2（g）和

molH2（g）的总能量比1molNH3（g）的能量大（b－a）kJ，故热化学方程式为

N2（g）＋

H2（g）NH3（g）　ΔH＝－（b－a）kJ·mol－1，则N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－2（b－a）kJ·mol－1，故B、D错误；由于

molN2（g）和

molH2（g）的总能量比1molNH3（l）的能量大（b＋c－a）kJ，故热化学方程式为

N2（g）＋

H2（g）NH3（l）　ΔH＝－（b＋c－a）kJ·mol－1，则N2（g）＋3H2（g）2NH3（l）　ΔH＝－2（b＋c－a）kJ·mol－1，故A错误，C正确。

6.（2019·日照模拟）通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量或形成1mol某化学键所释放的能量看作该化学键的键能，键能的大小可用于估算化学反应的反应热（ΔH），已知化学键H—H、Cl—Cl、H—Cl的键能分别为436kJ·mol－1、243kJ·mol－1、431kJ·mol－1。

则下列热化学方程式不正确的是（　　）

A.

H2（g）＋

Cl2（g）===HCl（g）ΔH＝＋91.5kJ·mol－1

B.H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）ΔH＝－183kJ·mol－1

C.2HCl（g）===H2（g）＋Cl2（g）ΔH＝＋183kJ·mol－1

D.

H2（g）＋

Cl2（g）===HCl（g）ΔH＝－91.5kJ·mol－1

【试题解析】:

选A　

H2（g）＋

Cl2（g）===HCl（g）　ΔH＝

×436kJ·mol－1＋

×243kJ·mol－1－431kJ·mol－1＝－91.5kJ·mol－1，A错误，D正确；H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－（2×431）kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1，B正确；2HCl（g）===H2（g）＋Cl2（g）　ΔH＝（2×431）kJ·mol－1－（436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1）＝＋183kJ·mol－1，C正确。

7.化学反应放出或吸收的能量称为反应热。

反应热（ΔH）又因化学反应的分类给予不同的名称。

如我们学过的燃烧热（ΔHc），又如由稳定单质化合生成1mol纯物质的热效应称为生成热（ΔHf），断裂化学键时，所吸收的能量称为键能（ΔHb），下面两个图中的数据分别表示水与二氧化碳各1mol分解时能量变化的示意图，图中的各数据均以kJ为单位，下列说法正确的是（　　）

A.H2O（g）的生成热：

ΔHf＝243kJ·mol－1

B.CO（g）的燃烧热：

ΔHc＝－570kJ·mol－1

C.O—H键的键能：

ΔHb＝436kJ·mol－1

D.CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）ΔH＝－42kJ·mol－1

【试题解析】:

选D　表示H2O（g）的生成热的热化学方程式为H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔHf＝－243kJ·mol－1，A错误。

表示CO（g）的燃烧热的热化学方程式为CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔHc＝－285kJ·mol－1，B错误。

由图1知O—H键的键能ΔHb＝

（243＋436＋247）kJ·mol－1＝463kJ·mol－1，C错误。

由图1得H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－243kJ·mol－1　①，由图2得CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－285kJ·mol－1　②，根据盖斯定律，②－①得CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－42kJ·mol－1，D正确。

8.用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出旧印刷电路板上中的铜。

已知：

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

2H2O2（l）===2H2O（l）＋O2（g）　ΔH＝－196.6kJ·mol－1

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.84kJ·mol－1

在H2SO4溶液中Cu和H2O2反应生成Cu2＋（aq）和H2O（l）的反应热ΔH等于（　　）

A.－417.91kJ·mol－1　　　B.－319.75kJ·mol－1

C.＋546.69kJ·mol－1D.－448.46kJ·mol－1

【试题解析】:

选B　由①Cu（s）＋2H＋（aq）===Cu2＋（aq）＋H2（g）　ΔH1＝64.39kJ·mol－1；②2H2O2（l）===2H2O（l）＋O2（g）　ΔH2＝－196.6kJ·mol－1；③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH3＝－285.84kJ·mol－1；根据盖斯定律，由①＋②×

＋③得到反应Cu（s）＋H2O2（l）＋2H＋（aq）===Cu2＋（aq）＋2H2O（l）　ΔH＝ΔH1＋

ΔH2＋ΔH3＝64.39kJ·mol－1＋（－196.6kJ·mol－1）×

＋（－285.84kJ·mol－1）＝－319.75kJ·mol－1，即Cu（s）＋H2O2（l）＋2H＋（aq）===Cu2＋（aq）＋2H2O（l）　ΔH＝－319.75kJ·mol－1，B项正确。

9.（2020·湖南浏阳一中等校联考）下列关于反应能量的说法正确的是（　　）

A.一定条件下：

①2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH1；②2SO3（g）2SO2（g）＋O2（g）　ΔH2，则ΔH1<ΔH2

B.相同条件下，若1molH（g）具有的能量为E1，1molH2（g）具有的能量为E2，则有2E1＝E2

C.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

D.已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则含1molNaOH的氢氧化钠溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合放出57.3kJ的热量

【试题解析】:

选A　反应①是放热反应，反应②是吸热反应，则有ΔH1<0，ΔH2>0，故有ΔH1<ΔH2，A正确；相同条件下，若1molH（g）具有的能量为E1，1molH2（g）具有的能量为E2，氢原子形成氢分子时放出能量，即2H（g）===H2（g）放出热量，则有2E1>E2，B错误；甲烷完全燃烧生成的稳定氧化物为CO2（g）和H2O（l），则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－890.3kJ·mol－1，C错误；浓硫酸与NaOH溶液发生中和反应放出热量，另外浓硫酸溶于水放热，故含1molNaOH的氢氧化钠溶液与含0.5molH2SO4的浓硫酸混合放出的热量大于57.3kJ，D错误。

10.已知：

①CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）ΔH＝－41.2kJ·mol－1。

②CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）的能量变化如图所示：

下列有关说法正确的是（　　）

A.①和②均为放热反应

B.①的反应物总能量低于生成物总能量

C.CO2（g）＋CH4（g）===2CO（g）＋2H2（g）ΔH＝－247.4kJ·mol－1

D.CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）的活化能大于206.2kJ·mol－1

【试题解析】:

选D　A.①的ΔH<0，为放热反应，②的ΔH>0，为吸热反应，错误；B.①为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，错误；C.由①CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－41.2kJ·mol－1，②CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝＋206.2kJ·mol－1，由盖斯定律可知，②－①得到CO2（g）＋CH4（g）===2CO（g）＋2H2（g），其ΔH＝＋206.2kJ·mol－1－（－41.2kJ·mol－1）＝＋247.4kJ·mol－1，错误；D.焓变等于正逆反应活化能之差，CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝＋206.2kJ·mol－1，活化能大于206.2kJ·mol－1，正确。

二、选择题（本题共5小题，每小题有一个或两个选项符合题意）

11.某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示。

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.加入催化剂不会改变反应的焓变

D.整个反应的ΔH＝E1－E2

【试题解析】:

选BC　根据图示可知第一步反应的反应物的能量比生成物的能量低，所以该步反应是吸热反应；而第二步反应中生成物的能量比反应物的能量低，该步反应是放热反应，A错误。

根据图示可知三种化合物中C含有的能量最低，故其最稳定，B正确。

加入催化剂会改变反应的活化能，但是不能改变反应物、生成物的能量，所以不能改变反应的焓变，C正确。

整个反应的ΔH＝E1＋E3－E2－E4，D错误。

12.合成氨原料中的H2可用甲烷在高温条件下与水蒸气反应制得。

部分1mol物质完全燃烧生成常温下稳定氧化物的ΔH数据如下表：

物质

ΔH/（kJ·mol－1）

H2（g）

－285.8

CO（g）

－283.0

CH4（g）

－890.3

已知1molH2O（g）转化生成1molH2O（l）时放出热量44.0kJ。

下列CH4和水蒸气在高温下反应得到H2和CO的热化学方程式正确的是（　　）

A.CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）ΔH1＝＋206.1kJ·mol－1

B.CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）ΔH2＝－206.1kJ·mol－1

C.CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）ΔH3＝＋365.5kJ·mol－1

D.CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）ΔH4＝－365.5kJ·mol－1

【试题解析】:

选A　根据提供信息可以写出下列热化学方程式：

①H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）ΔH1＝－285.8kJ·mol－1

②CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）ΔH2＝－283.0kJ·mol－1

③CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）ΔH3＝－890.3kJ·mol－1

④H2O（g）===H2O（l）　ΔH4＝－44.0kJ·mol－1

根据盖斯定律，由③＋④－②－①×3可得CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝ΔH3＋ΔH4－ΔH2－ΔH1×3＝－890.3kJ·mol－1－44.0kJ·mol－1＋283.0kJ·mol－1＋285.8kJ·mol－1×3＝206.1kJ·mol－1。

13.（2019·浙江慈溪六校联考）已知：

①2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－akJ·mol－1；②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－bkJ·mol－1；③部分化学键的键能数据如下表：

分子中的化学键

H—H

O===O

O—H

键能/（kJ·mol－1）

436

498

463

下列说法不正确的是（　　）

A.a>b

B.反应①中反应物总键能大于生成物总键能

C.a＝482

D.H2（g）的燃烧热为0.5bkJ·mol－1

【试题解析】:

选AB　等量的H2（g）完全反应生成H2O（l）放出的热量比生成H2O（g）放出的热量多，则有a

14.已知下列反应：

序号

化学反应

反应热

①

Fe2O3（s）＋3CO（g）===2Fe（s）＋3CO2（g）

ΔH1＝－26.7kJ·mol－1

②

3Fe2O3（s）＋CO（g）===2Fe3O4（s）＋CO2（g）

ΔH2＝－50.8kJ·mol－1

③

Fe3O4（s）＋CO（g）===3FeO（s）＋CO2（g）

ΔH3＝－36.5kJ·mol－1

④

FeO（s）＋CO（g）===Fe（s）＋CO2（g）

ΔH4

则反应④的ΔH4为（　　）

A.＋7.3kJ·mol－1

B.－7.3kJ·mol－1

C.＋43.8kJ·mol－1

D.－43.8kJ·mol－1

【试题解析】:

选A　反应④中不存在Fe2O3（s）和Fe3O4（s），利用反应①②③，根据盖斯定律，由

得：

FeO（s）＋CO（g）===Fe（s）＋CO2（g），则ΔH4＝

≈＋7.3kJ·mol－1。

15.根据Ca（OH）2/CaO体系的能量循环图：

下列说法正确的是（　　）

A.ΔH5＜0

B.ΔH1＋ΔH2＝0

C.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5

D.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0

【试题解析】:

选AD　水蒸气变成液态水会放出热量，ΔH5<0，故A正确；氢氧化钙分解生成氧化钙固体和水蒸气与液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙不是可逆过程，因此ΔH1＋ΔH2≠0，故B错误；由图可知，ΔH3>0，ΔH4<0，ΔH5<0，故ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，故C错误；根据盖斯定律，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正确。

三、非选择题（本题共2小题）

16.消除氮氧化物（主要为NO和NO2）污染是“蓝天计划”的重要内容之一。

（1）甲烷还原方法是在催化剂作用下可消除氮氧化物（主要为NO和NO2）污染，NO、O2和CH4的混合物反应体系主要发生如下反应：

2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）

ΔH＝－113.0kJ·mol－1①

CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－802.3kJ·mol－1②

CH4（g）＋4NO（g）2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－1160kJ·mol－1③

①则反应CH4（g）＋2NO2（g）N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）的ΔH＝________。

②反应CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－akJ·mol－1，则a________802.3（填“>”、“<”或“＝”）。

（2）用水吸收NOx（主要指NO和NO2）的相关热化学方程式如下：

2NO2（g）＋H2O（l）===HNO3（aq）＋HNO2（aq）ΔH＝－116.1kJ·mol－1

3HNO2（aq）===HNO3（aq）＋2NO（g）＋H2O（l）ΔH＝＋75.9kJ·mol－1

反应3NO2（g）＋H2O（l）===2HNO3（aq）＋NO（g）的ΔH＝________kJ·mol－1。

【试题解析】:

（1）①2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）

ΔH＝－113.0kJ·mol－1Ⅰ

CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－802.3kJ·mol－1Ⅱ

CH4（g）＋4NO（g）2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－1160kJ·mol－1Ⅲ

根据盖斯定律：

（Ⅲ－Ⅰ×2＋Ⅱ）÷2得到：

CH4（g）＋2NO2（g）N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝[－1160－（－113）×2＋（－802.3）]÷2＝－868.15kJ·mol－1。

②反应ⅡCH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－802.3kJ·mol－1；

反应CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－akJ·mol－1

因为生成液态水放热更多，所以a>802.3；

（2）将两个热化学方程式编号，2NO2（g）＋H2O（l）===HNO3（aq）＋HNO2（aq）　ΔH＝－116.1kJ·mol－1（①式）

3HNO2（aq）===HNO3（aq）＋2NO（g）＋H2O（l）　ΔH＝＋75.9kJ·mol－1（②式）

根据盖斯定律，将（①×3＋②）÷2得，反应3NO2（g）＋H2O（l）===2HNO3（aq）＋NO（g）的ΔH＝[（－116.1kJ·mol－1）×3＋75.9kJ·mol－1]÷2＝－136.2kJ·mol－1。

答案：

（1）－868.15kJ·mol－1　>　

（2）－136.2

17.联氨可用作火箭燃料，回答下列问题：

（1）在发射“神舟”十一号的火箭推进器中装有肼（N2H4）和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。

已知：

N2H4（l）＋2H2O2（l）===N2（g）＋4H2O（g）　ΔH＝－641.6kJ·mol－1；

H2O（l）===H2O（g）　ΔH＝＋44.0kJ·mol－1

若用6.4g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为________。

（2）“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼（C2H8N2）作推进剂。

N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2（g）、H2O（g）、N2（g），并放出大量热，已知10.0g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425kJ热量，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。

（3）火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼（N2H4），N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大（两者反应生成氮气和氟化氢气体）。

已知：

①N2H4（l）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－534.0kJ·mol－1

②

H2（g）＋

F2（g）===HF（g）　ΔH＝－269.0kJ·mol－1

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－242.0kJ·mol－1

请写出肼和氟气反应的热化学方程式：

___________________________________

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