最新高考化学二轮复习测试化学能与热能.docx
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最新高考化学二轮复习测试化学能与热能
专题突破练(六) 化学能与热能
1.化学家借助太阳能产生的电能和热能,用空气和水作原料成功地合成了氨气。
下列有关说法正确的是( )
A.该合成中所有的电能和热能全部转化为化学能
B.该合成氨过程不属于氮的固定
C.空气、水、太阳能均为可再生资源
D.断裂N2中的NN键会释放出能量
解析:
A项,该合成中的能量转化效率没有达到100%;B项,把游离态的氮转变为化合态的氮的过程都属于氮的固定;D项,断裂化学键要吸收能量。
答案:
C
2.(2017·潍坊期末)某化学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.E1为反应物的总能量与过渡态的能量差,称为正反应的活化能
B.正反应的热效应ΔH=E2-E1>0,所以正反应为吸热反应
C.升高温度活化分子百分数会增大
D.使用合适的催化剂可以降低反应的活化能
解析:
A项,E1为反应物的总能量与过渡态的能量差,是正反应的活化能,正确;B项,正反应的热效应ΔH=E1-E2<0,所以正反应为放热反应,错误;C项,升高温度,一部分普通分子吸收能量成为活化分子,活化分子百分含量增大,正确;D项,加入催化剂可以降低反应的活化能,正确。
答案:
B
3.(2017·西安八校联考)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(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.加入催化剂会改变反应的焓变
C.三种化合物中C最稳定
D.A→C反应中ΔH=E1-E2
解析:
能量越低越稳定,C项正确。
由题图可知,A→B为吸热反应,B→C为放热反应,A项错误;催化剂不能改变反应的焓变,B项错误;A→C反应中ΔH=E1+E3-E2-E4,D项错误。
答案:
C
4.(2017·清华大学附中模拟)
关于如图所示转化关系(X代表卤素),说法不正确的是( )
A.2H(g)+2X(g)===2HX(g) ΔH3<0
B.生成HX的反应热与途径无关,所以ΔH1=ΔH2+ΔH3
C.Cl、Br、I的非金属性依次减弱,所以途径Ⅱ吸收的热量依次增多
D.生成HCl放出的热量比生成HBr的多,说明HCl比HBr稳定
答案:
C
5.(2017·大连双基测试)已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-571.6kJ·mol-1
②2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH2=-1452kJ·mol-1
③H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH3=-57.3kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.H2(g)的燃烧热为571.6kJ·mol-1
B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多
C.
H2SO4(aq)+
Ba(OH)2(aq)===
BaSO4(s)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1
D.3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+131.4kJ·mol-1
解析:
燃烧热一定是1mol可燃物完全燃烧,生成稳定的氧化物所放出的热量,而①是2mol氢气燃烧,A错误;1g氢气完全燃烧放出热量是142.9kJ,1g甲醇完全燃烧放出热量是22.69kJ,同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多,B正确;生成硫酸钡沉淀还要放出热量,而57.3kJ只是中和热所释放的能量,C错误;利用盖斯定律,
即得目标方程式,3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131.4kJ·mol-1,D错误。
答案:
B
6.(2017·唐山质检)下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。
下列说法正确的是( )
A.由MgCl2制取Mg是放热过程
B.热稳定性:
MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C.金属镁和卤素单质(X2)的反应都是放热反应
D.由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式为MgBr2(s)+Cl2(g)===MgCl2(s)+Br2(g),ΔH=+117kJ·mol-1
解析:
分析图象可知,MgCl2的能量低于Mg与Cl2的能量之和,依据能量守恒定律知由MgCl2制取Mg的反应为吸热反应,A项错误;物质的能量越低越稳定,化合物的稳定性顺序为MgI2 答案: C 7.H2和I2在一定条件下能发生反应: H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-akJ·mol-1。 已知: 下列说法正确的是( ) A.H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键 B.断开2molHI分子中的化学键所需能量约为(c+b+a)kJ C.相同条件下,1molH2(g)和1molI2(g)的总能量小于2molHI(g)的总能量 D.向密闭容器中加入2molH2(g)和2molI2(g),充分反应后放出的热量为2akJ 解析: A项,HI分子中的化学键是极性键;B项,由热化学方程式可知,反应放出akJ的能量,其中断开1molI2和1molH2中的化学键共吸收(b+c)kJ的能量,则形成2molHI分子中的化学键需放出(a+b+c)kJ的能量,那么断开2molHI分子中的化学键就需吸收(a+b+c)kJ的能量;C项,反应是放热反应,所以1molH2(g)和1molI2(g)的总能量高于2molHI(g)的总能量;D项,反应是可逆反应,放出的热量应小于2akJ。 答案: B 8.(2017·湖南六校联盟联考)已知: C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1 CO2(g)+C(s)===2CO(g) ΔH2 2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH3 4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH4 3CO(g)+Fe2O3(s)===3CO2(g)+2Fe(s) ΔH5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) A.2ΔH1>ΔH3 B.ΔH3=ΔH4+ΔH5 C.ΔH1=ΔH2+ΔH3D.ΔH2<0,ΔH4<0 解析: 根据盖斯定律,由②+③得到①,故ΔH1=ΔH2+ΔH3,C项正确;2mol碳完全燃烧放出的热量比2molCO完全燃烧放出的热量多,放出的热量越多,ΔH越小,所以2ΔH1<ΔH3,A项错误;将题给热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,根据盖斯定律,由(④+2×⑤)× 得到③,故ΔH3= ,B项错误;ΔH2>0,D项错误。 答案: C 9.(2017·豫北名校联考)下面给出了一些常见反应的热化学方程式: 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1 2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452kJ·mol-1 H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1 据此分析有关说法正确的是( ) A.该条件下H2(g)的燃烧热为571.6kJ·mol-1 B.1molCH3OH(l)完全燃烧生成气态水时放出的热量少于726kJ C.CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1 D.2CH3OH(l)+O2(g)===2CO2(g)+4H2(g) ΔH=+308.8kJ·mol-1 解析: 1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量是该物质的燃烧热,该条件下H2(g)的燃烧热为285.8kJ·mol-1,A错误;根据热化学方程式,可知1molCH3OH(l)完全燃烧生成液态水时放出的热量为726kJ,因液态水变成气态水时要吸热,故生成气态水时放出的热量少于726kJ,B正确;CH3COOH是弱电解质,电离时吸热,1molCH3COOH和1molNaOH反应时放出的热量小于57.3kJ,C错误;根据盖斯定律,可求得2CH3OH(l)+O2(g)===2CO2(g)+4H2(g) ΔH=-308.8kJ·mol-1,D错误。 答案: B 10.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 解析: 根据燃烧热的概念和图象数据可求出S8(s)的燃烧热为ΔH=-8akJ/mol,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项反应热应为ΔH=-8akJ/mol,错误;D项反应热应为ΔH=-8(a+b)kJ/mol,错误。 答案: A 11.保护环境已成为当前和未来的一项全球性重大课题。 为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,有的专家提出利用太阳能促使燃烧循环使用的构想,如下图所示: 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 ________________________________________________________________________。 (4)断裂1mol不同化学键所需的能量见下表: 共价键 H—N H—O NN O===O 断裂1mol化学键所需能量/(kJ·mol-1) 393 460 941 499 常温下,N2与H2O反应生成NH3的热化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案: (1)太阳 化学 (2)2CO+4H2O 2CH4+3O2 (3)ΔH1=-ΔH2 (4)2N2(g)+6H2O(l) 4NH3(g)+3O2(g) ΔH=+1189kJ·mol-1 12. (1)已知: ①TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140kJ·mol-1 ②2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1 写出TiO2和焦炭、Cl2反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是 A.CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0kJ·mol-1 B.CH3OH(g)+ O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-676.7kJ·mol-1 由上述方程式可知,1molCH3OH完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量________(填“大于”“等于”“小于”或“不能确定”)676.7kJ。 已知水的汽化热为44kJ·mol-1,则表示H2燃烧热的热化学方程式为 ________________________________________________________________________。 解析: (1)由①+②即可得到目标方程式。 (2)气态水变为液态水时要放出热量,故1molCH3OH完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量应大于676.7kJ。 将 可得: H2(g)+ O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.9kJ·mol-1,由于水的汽化热为44kJ·mol-1,所以表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.9kJ·mol-1。 答案: (1)TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-81kJ·mol-1 (2)大于 H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.9kJ·mol-1 13.根据已知热化学方程式按要求写出下列变化的热化学方程式: (1)用H2或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。 已知: ①2NO(g)===N2(g)+O2(g) ΔH=-180.5kJ·mol-1 ②2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6kJ·mol-1 则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)将H2与CO2以4∶1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。 已知: ①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1 ②H2(g)+ O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1 则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析: (1)根据盖斯定律可知①-②即得到用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式为2H2(g)+2NO(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-752.1kJ·mol-1。 (2)利用盖斯定律将氧气消去,可知4×②-①得CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是CO2(g)+4H2(g)===CH4(g)+2H2O(l) ΔH=-252.9kJ·mol-1。 答案: (1)2H2(g)+2NO(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-752.1kJ·mol-1 (2)CO2(g)+4H2(g)===CH4(g)+2H2O(l) ΔH=-252.9kJ·mol-1 14.氮是地球上含量丰富的一种元素,其单质及化合物在工农业生产和生活中有着重要作用。 Ⅰ.1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成1molCO2(g)和1molNO(g)过程中的能量变化如图所示: 请写出该反应的热化学方程式: ________________________________________________________________________。 Ⅱ.在容积恒定的密闭容器中,进行如下反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其平衡常数K与温度T的关系如表所示: T/K 398 498 平衡常数K K1 K2 请回答下列问题: (1)试判断K1________K2(填“>”“<”或“=”)。 (2)NH3(g)燃烧的方程式为4NH3(g)+7O2(g)===4NO2(g)+6H2O(l),已知: ①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-483.6kJ·mol-1 ②N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.8kJ·mol-1 ③N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.0kJ·mol-1 则NH3(g)的燃烧热为________kJ·mol-1。 解析: Ⅰ.由题给图象知,该反应的反应热ΔH=E1-E2=134kJ·mol-1-368kJ·mol-1=-234kJ·mol-1,所以该反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ·mol-1。 Ⅱ. (1)合成氨的反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以K1>K2; (2)根据盖斯定律: ①× +②× -③× 得,NH3(g)+ O2(g)===NO2(g)+ H2O(l) ΔH=-282.8kJ·mol-1,结合燃烧热的定义知,NH3(g)的燃烧热为282.8kJ·mol-1。 答案: Ⅰ.NO2(g)+CO(g)===CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ·mol-1 Ⅱ. (1)> (2)282.8
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