化學一輪復習 課時分層訓練18 化學能與熱能

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE課時分層訓練(十八）化學能與熱能(建議用時：45分鐘)A級基礎達標1．下列關于燃料與能源的說法不正確的是（）A．將煤通過物理變化液化后再作為能源,可減少PM2.5引起的危害B．生物質(zhì)能、風能、水能是可再生能源C．“開發(fā)利用新能源”“汽車尾氣催化凈化"都能提高空氣質(zhì)量D．煤、石油、天然氣為不可再生的化石燃料A[煤液化為化學變化.］2．（2018·池州模擬）下列關于熱化學反應的描述中正確的是(）A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq）=NaCl(aq)＋H2O（l)ΔH＝－57。3kJ·mol－1，則含40.0gNaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和,放出57.3kJ的熱量B．CO（g）的燃燒熱是283.0kJ·mol－1，則2CO2(g)=2CO（g)＋O2（g)反應的ΔH＝＋（2×283.0)kJ·mol－1C．1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱D．在101kPa時，2gH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285。8kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學方程式表示為2H2(g)＋O2（g）=2H2O（l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1B［A項，醋酸為弱酸,電離時要吸熱,放出的熱量應小于57.3kJ;C項，甲烷的燃燒熱指的是CH4燃燒生成液態(tài)H2O；D項，反應中的ΔH應為－285。8×2kJ·mol－1.]3．(2018·三門峽聯(lián)考)一定條件下，在水溶液中1molCl－，ClOeq\o\al（－，x)(x＝1,2，3，4）的能量（kJ/mol)相對大小如圖所示.下列有關說法正確的是()【導學號:97500105】A．c是ClOeq\o\al(－,3）B．2b=a＋c反應的ΔH為40kJ/molC．a(chǎn)、b、c、d、e中c最穩(wěn)定D．b→a＋d反應的熱化學方程式為3ClO－(aq）=ClOeq\o\al（－，3）（aq）＋2Cl－(aq)ΔH＝－116kJ/molD［A項,c的化合價為＋3，應為ClOeq\o\al（－，2)；B項，2b=a＋c的ΔH為(0＋100－2×60）kJ/mol＝－20kJ/mol；C項，能量越低越穩(wěn)定，a最穩(wěn)定；D項，ΔH＝(64＋0－3×60）kJ/mol＝－116kJ/mol。]4．化學反應的ΔH等于反應物的總鍵能與生成物的總鍵能之差.化學鍵Si-OSi-ClH—HH-ClSi-SiSi—C鍵能/（kJ·mol－1)460360436431176347工業(yè)上高純硅可通過下列反應制取:SiCl4(g）＋2H2（g)eq\o(=，\s\up8(高溫））Si(s）＋4HCl（g），該反應的反應熱ΔH為()A．＋412kJ·mol－1 B．－412kJ·mol－1C．＋236kJ·mol－1 D．－236kJ·mol－1C[Si是原子晶體,呈正四面體結構，1個Si原子與周圍的4個Si形成4個Si-Si，所以1molSi的共價鍵有2mol，即1molSi中含有2molSi—Si。由反應的化學方程式可知,該反應的ΔH＝4E(Si—Cl）＋2E(H—H）－2E(Si—Si）－4E（H-Cl)＝(4×360＋2×436-2×176－4×431）kJ·mol－1＝＋236kJ·mol－1。]5．(2018·名校聯(lián)考)最近某網(wǎng)站報道美國科學家發(fā)明了一種新型的燃料電池,其原電池總反應式為2H2（g)＋O2（g)=2H＋（aq)＋2OH－(aq)的ΔH為［已知H2(g）的燃燒熱為285.8kJ·mol－1,中和熱為57。3kJ·mol－1］()A．＋686。2kJ·mol－1 B．＋457.0kJ·mol－1C．－457.0kJ·mol－1 D．－686。2kJ·mol－1C［根據(jù)已知條件可知：H＋（aq)＋OH－（aq)=H2O（l)ΔH1＝－57.3kJ·mol－1①，2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH2＝＋571.6kJ·mol－1②,根據(jù)蓋斯定律，由－(①×2＋②)求得2H2(g）＋O2(g)=2H＋（aq）＋2OH－（aq）ΔH＝－(ΔH1×2＋ΔH2）＝－(－114.6kJ·mol－1＋571.6kJ·mol－1)＝－457.0kJ·mol－1，故C項正確。]6．(2016·江蘇高考）通過以下反應均可獲取H2。下列有關說法正確的是（）①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l）=2H2(g）＋O2(g）ΔH1＝571.6kJ·mol－1②焦炭與水反應制氫：C(s)＋H2O（g)=CO（g)＋H2（g）ΔH2＝131.3kJ·mol－1③甲烷與水反應制氫:CH4(g）＋H2O（g)=CO（g)＋3H2(g)ΔH3＝206.1kJ·mol－1A．反應①中電能轉化為化學能B．反應②為放熱反應C．反應③使用催化劑，ΔH3減小D．反應CH4（g）=C(s）＋2H2（g)的ΔH＝74.8kJ·mol－1D[反應①是太陽能轉化為化學能，A不正確；反應②中ΔH2〉0，是吸熱反應，B不正確；反應③使用催化劑不能改變反應的焓變,ΔH不變,C不正確；D項中，由蓋斯定律,反應③－②可得CH4(g)=C(s）＋2H2(g)ΔH＝74.8kJ·mol－1，D正確。］7．下列有關能量的判斷和表示方法正確的是（）A．由C(s，石墨）=C（s，金剛石）ΔH＝＋1.9kJ，可知：石墨比金剛石更穩(wěn)定B．等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量更多C．由H＋(aq）＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，可知:含1molH2SO4的濃溶液與含1molNaOH的溶液混合，放出熱量等于57.3kJD．2gH2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ熱量，則氫氣燃燒的熱化學方程式為2H2(g)＋O2（g)=2H2O（l）ΔH＝－571。6kJA[石墨轉化為金剛石的過程是吸熱反應,金剛石能量高，石墨比金剛石穩(wěn)定,A正確；等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，固體硫變?yōu)檎魵庑枰諢崃浚罢叻懦鰺崃扛?，B錯誤；含1molH2SO4的濃溶液與含1molNaOH的溶液混合,濃H2SO4溶液放熱,放出熱量大于57.3kJ,C錯誤；2gH2的物質(zhì)的量為1mol,此反應為放熱反應,ΔH<0,故氫氣燃燒的熱化學方程式為2H2（g)＋O2（g)=2H2O（l)ΔH＝2×（－285.8kJ·mol－1)＝－571.6kJ·mol－1，D錯誤。]8．已知：C(s）＋H2O（g)=CO(g)＋H2（g）ΔH＝＋130kJ·mol－1，2C（s)＋O2（g)=2CO(g）ΔH＝－220kJ·mol－1。斷開1molH—H、O=O分別需要吸收436kJ、496kJ的熱量，則斷開1molO-H需要吸收的熱量為()【導學號：97500106】A．332kJ B．118kJC．462kJ D．360kJC［將第一個熱化學方程式乘以2，再減去第二個熱化學方程式，得2H2O(g)=2H2（g)＋O2（g）ΔH＝＋480kJ·mol－1，故斷開1molO—H需要吸收的熱量為（436kJ×2＋496kJ＋480kJ）÷4＝462kJ,C項正確。］9．(2015·全國Ⅱ卷，改編)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應如下：①CO（g）＋2H2（g）CH3OH(g）ΔH1②CO2(g)＋3H2(g）CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－58kJ/mol③CO2(g)＋H2（g)CO(g）＋H2O(g)ΔH3回答下列問題：已知反應①中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學鍵H—HC-OCeq\o(\s\up10(←)，\s\do1(—，—）））OH-OC-HE/(kJ·mol－1)4363431076465413（1)ΔH1＝_____________________________________________________________________________________________________(寫出計算式及其值），反應①為________熱反應(填“吸”或“放")，1molCO(g）和2molH2(g)的總能量與1molCH3OH(g）的總能量________較高(填“前者”或“后者”)。（2）將反應①中的CH3OH（g）改為CH3OH（l）,反應中的ΔH1________（填“變大"“變小”或“不變”）。（3)將反應②中的化學計量數(shù)縮小eq\f（1,2)，則ΔH2＝________kJ/mol.(4)ΔH3與ΔH1、ΔH2的關系式為____________________________________,ΔH3＝________kJ/mol。(5）已知CH3OH(l）的燃燒熱為akJ/mol，則表示CH3OH(l）燃燒熱的熱化學方程式為_____________________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1）1076kJ/mol＋2×436kJ/mol－3×413kJ/mol－343kJ/mol－465kJ/mol＝－99kJ/mol放前者(2)變?。?)－29(4)ΔH3＝ΔH2－ΔH1＋41（5）CH3OH（l)＋eq\f（3，2）O2（g)=CO2(g）＋2H2O(l）ΔH＝－akJ/molB級專項突破10．(2013·全國Ⅱ卷)在1200℃時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應：H2S（g)＋eq\f(3，2)O2(g)=SO2（g)＋H2O(g)ΔH12H2S（g）＋SO2(g）=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O（g)ΔH2H2S(g）＋eq\f(1,2）O2(g）=S(g）＋H2O(g）ΔH32S（g）=S2(g）ΔH4則ΔH4的正確表達式為（)A．ΔH4＝eq\f(2，3)（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）B．ΔH4＝eq\f(2，3）（3ΔH3－ΔH1－ΔH2）C．ΔH4＝eq\f（3,2)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f（3，2）(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)A[根據(jù)蓋斯定律找出各反應的反應熱之間的關系。將前三個熱化學方程式分別標為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，由eq\f(2,3)×①＋eq\f（2,3）×②－2×③可得：2S(g）=S2(g)ΔH4＝eq\f（2,3）（ΔH1＋ΔH2－3ΔH3）。]11.物質(zhì)A在一定條件下可發(fā)生一系列轉化，由圖判斷下列關系錯誤的是()A．A→F,ΔH＝－ΔH6B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1C．C→F，｜ΔH｜＝｜ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|D．｜ΔH1＋ΔH2＋ΔH3｜＝｜ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|B［由圖示可知ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，故B項錯誤。］12．（2018·哈爾濱師大附中模擬)已知HCN(aq)與NaOH(aq）反應生成1mol正鹽的ΔH＝－12。1kJ·mol－1;強酸、強堿的稀溶液反應的中和熱ΔH＝ －57。3kJ·mol－1.則HCN在水溶液中電離的ΔH等于（)A．－69。4kJ·mol－1 B．－45.2kJ·mol－1C．＋69.4kJ·mol－1 D．＋45.2kJ·mol－1D［由題意可寫出熱化學方程式:①HCN(aq)＋OH－(aq)=CN－(aq)＋H2O（l)ΔH＝－12.1kJ·mol－1；②H＋（aq)＋OH－（aq)=H2O（l）ΔH＝－57。3kJ·mol－1，由①－②可得HCN（aq）CN－（aq）＋H＋（aq）ΔH＝（－12.1kJ·mol－1)－（－57。3kJ·mol－1)＝＋45.2kJ·mol－1，故D項正確。］13．火箭推進器常以聯(lián)氨(N2H4）為燃料、過氧化氫為助燃劑.已知下列各物質(zhì)反應的熱化學方程式：N2H4（g)＋O2（g）=N2(g)＋2H2O(g）ΔH1＝－533。23kJ·mol－1H2O（g)=H2O(l)ΔH2＝－44kJ·mol－12H2O2（l）=2H2O(l)＋O2（g)ΔH3＝－196。4kJ·mol－1則聯(lián)氨與過氧化氫反應的熱化學方程式可表示為()A．N2H4(g)＋2H2O2(l）=N2（g)＋4H2O(l）ΔH＝＋817。63kJ·mol－1B．N2H4（g)＋2H2O2（l）=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641。63kJ·mol－1C．N2H4(g）＋2H2O2(l)=N2（g）＋4H2O(l）ΔH＝－641。63kJ·mol－1D．N2H4(g）＋2H2O2（l）=N2（g）＋4H2O(g)ΔH＝－817.63kJ·mol－1B[將題中的反應編號①、②、③，生成液態(tài)水時的反應熱＝①＋③＋2×②，生成氣態(tài)水的反應熱＝①＋③－2×②，可求出B正確。］14．（2018·試題調(diào)研)已知:①CH3COOH(l）＋2O2(g）=2CO2（g)＋2H2O（l)ΔH1；②C(s)＋O2（g）=CO2（g)ΔH2；③2H2（g)＋O2（g)=2H2O(l）ΔH3；④2CO2（g)＋4H2(g)=CH3COOH（l)＋2H2O（l)ΔH4；⑤2C（s）＋2H2(g）＋O2（g）=CH3COOH（l）ΔH5。下列關于上述反應的焓變的判斷正確的是（）A．ΔH1〉0，ΔH2〈0B．ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1C．ΔH3>0，ΔH5<0D．ΔH4＝ΔH1－2ΔH3B[根據(jù)題給熱化學方程式知，反應①、反應②和反應③都是放熱反應,故ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3〈0,A、C項錯誤；由②×2＋③－①得反應⑤,故ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1，B項正確;由③×2－①可得反應④,則ΔH4＝2ΔH3－ΔH1,D項錯誤.］15．(2018·山西名校聯(lián)考)(1）在化工生產(chǎn)過程中，少量CO的存在會引起催化劑中毒。為了防止催化劑中毒，常用SO2將CO氧化，SO2被還原為S。已知：①C(s)＋1/2O2(g)=CO(g)ΔH1＝－126。4kJ·mol－1②C（s)＋O2(g）=CO2(g）ΔH2＝－393.5kJ·mol－1③S(s）＋O2（g）=SO2（g)ΔH3＝－296.8kJ·mol－1則SO2氧化CO的熱化學方程式為___________________________________________________________________________________________________.（2)用O2將HCl轉化為Cl2，可提高效率，減少污染.傳統(tǒng)上該轉化通過如下圖所示的催化循環(huán)實現(xiàn)。其中，反應①為2HCl（g)＋CuO（s)=H2O(g）＋CuCl2(s）ΔH1反應②生成1molCl2的反應熱為ΔH2，則總反應的熱化學方程式為_________________________________________________(反應熱用ΔH1和ΔH2表示)。(3）將CH4與H2O（g）通入聚焦太陽能反應器，可發(fā)生反應:①CH4(g)＋H2O（g）=CO（g)＋3H2（g)，該反應的ΔH＝＋206kJ·mol－1已知：②CH4(g）＋2O2（g)=CO2（g)＋2H2O（g）ΔH＝－802kJ·mol－1，寫出由CO2和H2O(g）生成CO的熱化學方程式_____________________________________________________________________________________________.（4）工業(yè)上合成氨用的H2有多種制取的方法：①用焦炭跟水反應:C(s）＋H2O(g)eq\o(=,\s\up8（高溫))CO（g)＋H2（g)；②用天然氣跟水蒸氣反應:CH4（g)＋H2O（g)eq\o（=，\s\up8(高溫）,\s\do8(催化劑）)CO（g）＋3H2（g)已知有關反應的能量變化如下圖所示，則方法②中反應的ΔH＝________。【解析】(1)由蓋斯定律可知，待求反應式可通過反應2×②－2×①－③得到，進而求出待求反應的ΔH。（2）反應②的熱化學方程式為CuCl2（s)＋eq\f(1，2）O2(g）=CuO（s)＋Cl2（g)ΔH2。故總反應2HCl(g)＋eq\f（1，2)O2（g）=H2O（g)＋Cl2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2。（3)由①式－②式得CO2（g）＋3H2O(g)=2O2(g）＋CO（g）＋3H2（g)ΔH＝＋206－(－802)kJ·mol－1＝＋1008kJ·mol－1。(4)由圖可知：Ⅰ。CO(g)＋eq\f(1，2）O2(g）=CO2(g)ΔH＝－akJ·mol－1；Ⅱ。eq\f（1，2）O2（g)＋H2(g）=H2O（g）ΔH＝－bkJ·mol－1;Ⅲ.CH4（g)＋2O2（g）=CO2（g)＋2H2O（g）ΔH＝－ckJ·mol－1.根據(jù)蓋斯定律可知反應②的ΔH為(－c＋3b＋a)kJ·mol－1。【答案】(1）SO2(g）＋2CO（g）=S(s)＋2CO2(g)ΔH＝－237.4kJ·mol－1(2）2HCl(g)＋eq\f(1，2)O2（g)=H2O(g）＋Cl2(g）ΔH＝ΔH1＋ΔH2(3)CO2(g）＋3H2O(g)=2O2（g)＋CO(g)＋3H2(g）ΔH＝＋1008kJ·mol－1（4)(a＋3b－c)kJ·mol－1C級能力提升16．用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知：①CH4（g）＋4NO2(g）=4NO(g)＋CO2(g）＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1②CH4（g）＋4NO（g）=2N2(g）＋CO2(g)＋2H2O（g)ΔH＝－1160kJ·mol－1下列說法不正確的是（)A．反應①②均為放熱反應B．等物質(zhì)的量的甲烷分別發(fā)生反應①②,轉移電子數(shù)相同C．由反應①可推知：CH4(g)＋4NO2（g)=4NO（g)＋CO2（g)＋2H2O（l)ΔH＝－akJ·mol－1，a<574D．若用標準狀況下4。48LCH4還原NO2至N2，放出的熱量為173。4kJC［A項正確，反應①②的ΔH均小于0，均為放熱反應；B項正確，兩個反應中碳元素的化合價均由－4升高到＋4,等物質(zhì)的量的CH4分別參加反應①、②，轉移的電子數(shù)相同;C項錯誤,H2O（g)→H2O(l)放熱,由反應①推知當生成液態(tài)水時，會放出更多熱量，ΔH會更小，a>574；D項正確，根據(jù)蓋斯定律（①＋②)/2可得CH4（g）＋2NO2（g)=CO2(g）＋2H2O（g）＋N2(g）ΔH＝－867kJ·mol－1，標準狀況下4.48LCH4的物質(zhì)的量為0。2mol,則放出的熱量為0.2mol×867kJ·mol－1＝173。4kJ。]17．過渡態(tài)理論認為：化學反應并不是通過簡單的碰撞就能完成的，而是從反應物到生成物的過程中經(jīng)過一個高能量的過渡態(tài)。如圖1是1molNO2與1molCO恰好反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖。圖1圖2（1）試寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：________________________________________________________________________________________，該反應的活化能是________kJ·mol－1。（2）在密閉容器中進行的上述反應是可逆反應,則其逆反應的熱化學方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________________,該反應的活化能為________kJ·mol－1。（3）圖2是某同學模仿圖1畫出的NO（g）＋CO2(g)=NO2(g)＋CO(g)的能量變化示意圖。則圖中E3＝________kJ·mol－1，E4＝________kJ·mol－1.【解析】（1)圖中E1是正反應的活化能，即該反應的活化能為134kJ·mol－1。正反應的活化能和逆反應的活化能之間的能量差即為反應熱.（2）可逆反應逆反應的反應熱應該與正反應的反應熱的數(shù)值相等，但符號相反。（3）E3即該反應的活化能，等于E2，E4是反應物與生成物的能量之差,即反應熱.【答案】(1）NO2(g)＋CO（g)=NO（g）＋CO2（g)ΔH＝－234kJ·mol－1134(2)NO(g)＋CO2（g）=NO2（g)＋CO（g）ΔH＝＋234kJ·mol－1368(3）3682341．(2018·昆明模擬）已知:①C（s）＋O2(g）=CO2（g)ΔH1＝－394kJ·mol－1②H2（g）＋eq\f(1，2）O2(g)=H2O（g）ΔH2＝－242kJ·mol－1③2C2H2（g）＋5O2(g)=4CO2（g)＋2H2O（g)ΔH3＝－2510kJ·mol－1④2C（s）＋H2(g）=C2H2（g）ΔH4下列說法正確的是()A．反應①放出197kJ的熱量，轉移4mol電子B．由反應②可知1mol液態(tài)水分解所放出的熱量為242kJC．反應③表示C2H2燃燒熱的熱化學方程式D．ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2－eq\f(1,2）ΔH