2021新高考化學(xué)二輪總復(fù)習(xí)專題突破練6A化學(xué)能與熱能

專題突破練6A化學(xué)能與熱能一、選擇題(本題包括10小題,每題6分,共60分)1.(2020山西陽泉高三期末改編)中國學(xué)者在水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH]中突破了低溫下高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率不能兼得的難題,該過程是基于雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化實(shí)現(xiàn)的,反應(yīng)過程示意圖如下:下列說法正確的是()A.過程Ⅰ和過程Ⅲ均為放熱過程B.圖示過程中的H2O均參與了反應(yīng)過程C.過程Ⅲ生成了具有極性共價(jià)鍵的H2、CO2D.使用催化劑降低了水煤氣變換反應(yīng)的ΔH2.(2020河北滄州高三質(zhì)量檢測)已知反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g)ΔH,該反應(yīng)的能量變化如下圖所示。下列說法正確的是()A.ΔH=E2E1B.更換高效催化劑,E3不變C.恒壓下充入一定量的氦氣,n(Z)會減少D.壓縮容器,c(X)減小3.(雙選)(2020山東實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三診斷改編)下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是()A.已知:正丁烷(g)異丁烷(g)ΔH<0,則異丁烷比正丁烷穩(wěn)定B.已知:C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(g)ΔH=1478.8kJ·mol1,則C2H4的燃燒熱ΔH=1478.8kJ·mol1C.已知:H+(aq)+OH(aq)H2O(l)ΔH=57.3kJ·mol1,但稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反應(yīng)生成1molH2O(l)時(shí),放出的熱量大于57.3kJD.已知:S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH1;S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH2,則ΔH1>ΔH24.(雙選)(2020福建漳州一模改編)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)與能量的說法正確的是()A.已知正丁烷的燃燒熱ΔH=2878kJ·mol1,則表示正丁烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為2CH3CH2CH2CH3(g)+13O2(g)8CO2(g)+10H2O(l)ΔH=2878kJ·mol1B.已知在一定條件下,2molSO2與1molO2充分反應(yīng)后,釋放出98kJ的熱量,則其熱化學(xué)方程式為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=98kJ·mol1C.已知稀鹽酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱ΔH=57.3kJ·mol1,則表示稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為12H2SO4(aq)+NaOH(aq)12Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH=57.3kJ·molD.已知CuSO4(s)+5H2O(l)CuSO4·5H2O(s),該反應(yīng)為熵減小的反應(yīng)5.(2020浙江教育綠色評價(jià)聯(lián)盟高三適應(yīng)性考試)碘單質(zhì)與氫氣在一定條件下反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:①I2(g)+H2(g)2HI(g)ΔH=9.48kJ·mol1②I2(s)+H2(g)2HI(g)ΔH=+26.48kJ·mol1下列說法正確的是()A.該條件下,1molH2(g)和1molI2(g)充分反應(yīng),放出熱量9.48kJB.該條件下,碘升華的能量變化為I2(s)I2(g)ΔH=+35.96kJ·mol1C.相同條件下,Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)的ΔH>9.48kJ·mol1D.反應(yīng)①是放熱反應(yīng),所以反應(yīng)①的活化能大于反應(yīng)②的活化能6.(雙選)(2020河北廊坊高中聯(lián)合體聯(lián)考改編)工業(yè)合成氨反應(yīng)在催化劑表面的反應(yīng)歷程及能量變化如圖所示,下列說法正確的是()A.增大壓強(qiáng),①→②之間的能量差值不變B.合成氨的正、逆反應(yīng)的焓變相同C.合成氨的過程是吸熱反應(yīng)D.若使用催化劑,生成等量的NH3需要的時(shí)間更短7.(雙選)(2020山東威海質(zhì)檢)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示(圖中E1表示無催化劑時(shí)正反應(yīng)的活化能,E2表示無催化劑時(shí)逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述不正確的是()A.該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度可提高活化分子的百分?jǐn)?shù)B.500℃、101kPa下,將1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密閉容器中充分反應(yīng)生成SO3(g)放熱akJ,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=2akJ·mol1C.該反應(yīng)中,反應(yīng)物的總鍵能大于生成物的總鍵能D.ΔH=E1E2,使用催化劑可改變活化能,但不改變反應(yīng)熱8.(2020河南駐馬店高三期末)1mol常見金屬M(fèi)和鹵素反應(yīng)的焓變ΔH(單位:kJ·mol1)示意圖如圖,反應(yīng)物和生成物均為常溫時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)。下列選項(xiàng)中不正確的是()A.MBr2與Cl2反應(yīng)的ΔH<0B.化合物的熱穩(wěn)定性順序:MI2>MBr2>MCl2>MF2C.MBr2(s)+F2(g)MF2(s)+Br2(l)ΔH=600kJ·mol1D.由MCl2(s)制得M的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)9.(2020遼寧遼陽高三期末)甲烷與氧氣反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。下列有關(guān)說法中正確的是()A.1molCH4(g)的能量大于1molCO2(g)和2molH2O(g)的能量總和B.反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=800kJ·mol1C.若破壞1molO2(g)中的化學(xué)鍵需吸收熱量493kJ,則破壞1molC—H鍵需吸收熱量415kJD.在反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)中放出熱量400kJ,則有1molO—H鍵生成10.(2020四川閬中中學(xué)高三質(zhì)檢)已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃燒熱(ΔH)分別是285.8kJ·mol1、1411.0kJ·mol1和1366.8kJ·mol1,則由C2H4(g)和H2O(l)反應(yīng)生成1molC2H5OH(l)的ΔH為()A.44.2kJ·mol1 B.+44.2kJ·mol1C.330kJ·mol1 D.+330kJ·mol1二、非選擇題(本題包括3小題,共40分)11.(2020河北滄州調(diào)研節(jié)選)(12分)甲醛(HCHO)俗稱蟻醛,是一種重要的有機(jī)原料。利用甲醇(CH3OH)可制備甲醛:脫氫法:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)ΔH1=+92.09kJ·mol1氧化法:CH3OH(g)+12O2(g)HCHO(g)+H2O(g)ΔH2(1)已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH3=483.64kJ·mol1,則ΔH2=。

(2)與脫氫法相比,氧化法在熱力學(xué)上趨勢較大,其原因?yàn)椤?/p>

(3)下圖為甲醇制備甲醛反應(yīng)的lgK(K為平衡常數(shù))隨溫度(T)的變化曲線。曲線(填“a”或“b”)對應(yīng)脫氫法,判斷依據(jù)為。

12.(2020山東濟(jì)南調(diào)研節(jié)選)(14分)CH4超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的化工原料?；卮鹣铝袉栴}。CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化如圖所示:(1)已知相關(guān)反應(yīng)的能量變化如圖所示:過程Ⅰ的熱化學(xué)方程式為。

(2)關(guān)于上述過程Ⅱ的說法不正確的是(填序號)。

a.實(shí)現(xiàn)了含碳物質(zhì)與含氫物質(zhì)的分離b.可表示為CO2+H2H2O(g)+COc.CO未參與反應(yīng)d.Fe3O4、CaO為催化劑,降低了反應(yīng)的ΔH(3)其他條件不變,在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下,反應(yīng)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)進(jìn)行相同時(shí)間后,CH4的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖所示。a點(diǎn)所代表的狀態(tài)(填“是”或“不是”)平衡狀態(tài);b點(diǎn)CH4的轉(zhuǎn)化率高于c點(diǎn),原因是。

13.(2020廣東梅州質(zhì)檢節(jié)選)(14分)近年來,霧霾天氣嚴(yán)重影響了人們的身體健康,環(huán)境問題越來越受到人們的重視。處理大氣中的污染物,打響“藍(lán)天白云”保衛(wèi)戰(zhàn)是當(dāng)前的重要課題。請回答下列問題:(1)汽車尾氣中含有較多的NOx和CO,這些氣體均會使人體中毒?？梢岳萌缦禄瘜W(xué)方法將其轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)。已知:N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH=+180kJ·mol1①2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=564kJ·mol1②請寫出把汽車尾氣轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)的熱化學(xué)方程式:。

(2)工業(yè)上可采用CH3OHCO+2H2的方法來制取高純度的CO和H2。我國學(xué)者采用量子力學(xué)方法,通過計(jì)算機(jī)模擬,研究了在鈀基催化劑表面上甲醇制氫的反應(yīng)歷程,其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。甲醇(CH3OH)脫氫反應(yīng)的第一步歷程,有兩種可能方式:方式A:CH3OH*CH3O*+H*Ea=+103.1kJ·mol1方式B:CH3OH*CH3*+OHEb=+249.3kJ·mol1由活化能E值推測,甲醇裂解過程主要?dú)v經(jīng)的方式應(yīng)為(填“A”或“B”)。

(3)如圖為計(jì)算機(jī)模擬的各步反應(yīng)的能量變化示意圖。該歷程中,放熱最多的步驟的化學(xué)方程式為。

參考答案專題突破練6A化學(xué)能與熱能1.B解析根據(jù)反應(yīng)過程示意圖可知,過程Ⅰ中有化學(xué)鍵的斷裂,所以為吸熱過程,A錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)過程示意圖,過程Ⅰ中水分子中的化學(xué)鍵斷裂,過程Ⅱ也是水分子中的化學(xué)鍵斷裂的過程,過程Ⅲ中又形成了水分子,因此H2O均參與了反應(yīng)過程,B正確;過程Ⅲ中CO、氫氧原子團(tuán)和氫原子形成了二氧化碳、水和氫氣,H2中的化學(xué)鍵為非極性鍵,C錯(cuò)誤;催化劑可改變反應(yīng)途徑,但不能改變反應(yīng)的ΔH,D錯(cuò)誤。2.C解析ΔH=生成物的總能量反應(yīng)物的總能量=E1E2,故A錯(cuò)誤;更換高效催化劑,降低反應(yīng)活化能,反應(yīng)速率加快,該反應(yīng)中(E3E2)為活化能,E2為反應(yīng)物的能量,E2不變,活化能降低,則E3減小,故B錯(cuò)誤;恒壓下充入一定量的氦氣,容器體積增大,反應(yīng)體系的分壓減小,平衡向氣體增多的方向移動,則n(Z)減少,故C正確;壓縮容器體積,壓強(qiáng)增大,平衡向右移動,n(X)減小,體積減小,各物質(zhì)的濃度都增大,平衡移動只能減弱這種改變,而不能消除,故c(X)還是比原來大,故D錯(cuò)誤。3.AC解析能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定,根據(jù)熱化學(xué)方程式可知正丁烷的能量高于異丁烷,因此異丁烷比正丁烷穩(wěn)定,A項(xiàng)正確;1molC2H4完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時(shí)釋放的熱量是燃燒熱,B項(xiàng)錯(cuò)誤;強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)生成可溶性鹽和1mol水時(shí)放出的熱量是中和熱,稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反應(yīng)生成了難溶性鹽BaSO4,因此放出的熱量大于57.3kJ,C項(xiàng)正確;對于反應(yīng)S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH1,S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH2,由于固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)要吸收熱量,則ΔH1<ΔH2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.CD解析燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量,則表示正丁烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3CH2CH2CH3(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)ΔH=2878kJ·mol1,A錯(cuò)誤;SO2與O2的反應(yīng)為可逆反應(yīng),所以無法寫出熱化學(xué)方程式,B錯(cuò)誤;在稀溶液中酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O放出的熱量是中和熱,C正確;從液態(tài)H2O到固態(tài)CuSO4·5H2O,且物質(zhì)的量減少,則該反應(yīng)為熵減小的反應(yīng),D正確。5.B解析H2和I2生成HI的反應(yīng)是可逆反應(yīng),該條件下,1molH2(g)和1molI2(g)充分反應(yīng),反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)不到100%,因此放出熱量小于9.48kJ,故A錯(cuò)誤;由熱化學(xué)方程式②①得出,碘升華的能量變化為I2(s)I2(g)ΔH=+35.96kJ·mol1,故B正確;元素非金屬性越強(qiáng),與氫氣反應(yīng)放出的熱量越多,因此與H2反應(yīng)時(shí),氯氣比I2(g)反應(yīng)放出的熱量多,即Cl2(g)+H2(g)2HCl(g)的ΔH<9.48kJ·mol1,故C錯(cuò)誤;活化能與反應(yīng)放熱還是吸熱無直接關(guān)系,故D錯(cuò)誤。6.AD解析①→②之間的能量差值只與狀態(tài)①②中物質(zhì)的能量有關(guān),增大壓強(qiáng),各物質(zhì)的能量不變,則①→②之間的能量差值不變,A正確;根據(jù)圖像,狀態(tài)①中物質(zhì)的能量高于狀態(tài)③中物質(zhì)的能量,則合成氨的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),合成氨的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正逆反應(yīng)焓變不相同,B錯(cuò)誤;根據(jù)圖像,狀態(tài)①中物質(zhì)的能量高于狀態(tài)③中物質(zhì)的能量,則合成氨為放熱反應(yīng),C錯(cuò)誤;使用催化劑能使化學(xué)反應(yīng)速率加快,則生成等量的NH3需要的時(shí)間更短,D正確。7.BC解析由圖可知,題給反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度可提高活化分子的百分?jǐn)?shù),A正確;500℃、101kPa下,將1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密閉容器中充分反應(yīng)放熱akJ,由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng),得不到1molSO3(g),B不正確;題給反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng),其ΔH<0,所以反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能,C不正確;由圖可知,ΔH=E1E2,使用催化劑能改變反應(yīng)的活化能,但不改變反應(yīng)熱,D正確。8.B解析根據(jù)題意可得,①M(fèi)(s)+Cl2(g)MCl2(s)ΔH=641.3kJ·mol1;②M(s)+Br2(l)MBr2(s)ΔH=524kJ·mol1;①②可得MBr2(s)+Cl2(g)MCl2(s)+Br2(l)ΔH=117.3kJ·mol1,A正確;放出的能量越多,產(chǎn)物剩余的能量越低,根據(jù)能量越低的物質(zhì)越穩(wěn)定,所以化合物的熱穩(wěn)定性順序?yàn)镸I2<MBr2<MCl2<MF2,B錯(cuò)誤;③M(s)+F2(g)MF2(s)ΔH=1124kJ·mol1,②M(s)+Br2(l)MBr2(s)ΔH=524kJ·mol1,則③②可得MBr2(s)+F2(g)MF2(s)+Br2(l)ΔH=600kJ·mol1,C正確;Cl2(g)和M(s)生成MCl2的反應(yīng)為放熱反應(yīng),則其逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),D正確。9.C解析從圖中信息可得,1molCH4(g)+2molO2(g)斷裂所有共價(jià)鍵,需要吸收2646kJ的熱量;1molC(g)、4molH(g)及4molO(g)結(jié)合成1molCO2(g)和2molH2O(g)時(shí)能放出3446kJ的熱量。從圖中看出,1molCH4(g)和2molO2的總能量大于1molCO2(g)和2molH2O(g)的能量總和,但1molCH4(g)的能量不一定大于1molCO2(g)和2molH2O(g)的能量總和,A不正確;根據(jù)圖示信息可得反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH=800kJ·mol1,B不正確;若破壞1molO2(g)中的化學(xué)鍵需吸收熱量493kJ,則破壞1molC—H鍵需吸收熱量2646-493×24kJ=415kJ,C正確;根據(jù)前面分析可知,在反應(yīng)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)中放出熱量400kJ時(shí),應(yīng)生成1molH2O,則有2molO—H10.A解析由題干條件可知如下反應(yīng):H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=285.8kJ·mol1①C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=1411.0kJ·mol1②C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=1366.8kJ·mol1③根據(jù)蓋斯定律,②③可得:C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH(l)ΔH=44.2kJ·mol1。答案選A。11.答案(1)149.73kJ·mol1(2)脫氫法的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),氧化法的反應(yīng)為放熱反應(yīng),放熱反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢較大(3)b脫氫法的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),隨著溫度升高,平衡向右移動,平衡常數(shù)增大,故曲線b對應(yīng)脫氫法解析(1)根據(jù)蓋斯定律,ΔH1×2+2ΔH2=ΔH3,則有ΔH2=(ΔH3+2ΔH1)(2)脫氫法的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),氧化法的反應(yīng)為放熱反應(yīng),放熱反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢較大。(3)脫氫法的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),隨著溫度升高,平衡向右移動,平衡常數(shù)增大,故曲線b對應(yīng)脫氫法。12.答案(1)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247.4kJ·mol1(2)cd(3)不是b和c都未達(dá)平衡,b點(diǎn)溫度高,反應(yīng)速率快,相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化率高解析(1)根據(jù)CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化圖可知,過程Ⅰ的化學(xué)反應(yīng)方程式為CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。由能量反應(yīng)進(jìn)程曲線得熱化學(xué)方程式:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.2kJ·mol1(ⅰ)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+