2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 第6講 化學(xué)能與熱能對(duì)點(diǎn)特訓(xùn)

2022高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 第6講 化學(xué)能與熱能對(duì)點(diǎn)特訓(xùn)1(2018·南昌質(zhì)檢)同溫同壓下，已知下列各反應(yīng)為放熱反應(yīng)，下列各熱化學(xué)方程式中焓變絕對(duì)值數(shù)值最小的是(A)A2H2(l)O2(l)=2H2O(g) H1B2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H2C2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H3D2H2(l)O2(l)=2H2O(l) H4解析相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，氣態(tài)時(shí)的能量>液態(tài)時(shí)的能量>固態(tài)時(shí)的能量，氫氣的燃燒為放熱反應(yīng)，所以當(dāng)反應(yīng)物全為液態(tài)，生成物為氣態(tài)時(shí)，反應(yīng)放出的熱量最少，即焓變的絕對(duì)值最小，選項(xiàng)A正確。2(2018·北京卷)我國(guó)科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是(D)A生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%BCH4CH3COOH過(guò)程中，有CH鍵發(fā)生斷裂C放出能量并形成了CC鍵D該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率解析根據(jù)圖示CH4與CO2在催化劑存在時(shí)生成CH3COOH，總反應(yīng)為CH4CO2CH3COOH，只有CH3COOH一種生成物，原子利用率為100%，選項(xiàng)A正確；CH4選擇性活化變?yōu)檫^(guò)程中，有1個(gè)CH鍵發(fā)生斷裂，選項(xiàng)B正確；根據(jù)圖示，的總能量高于的總能量，放出能量，對(duì)比和，形成CC鍵，選項(xiàng)C正確；催化劑只影響化學(xué)反應(yīng)速率，不影響化學(xué)平衡，不能提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3(2018·江蘇百校聯(lián)盟)H2與ICl的反應(yīng)分、兩步進(jìn)行，其能量曲線如下圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(C)A反應(yīng)、反應(yīng)均為放熱反應(yīng)B反應(yīng)、反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)C反應(yīng)比反應(yīng)的速率慢，與相應(yīng)正反應(yīng)的活化能無(wú)關(guān)D反應(yīng)、反應(yīng)的焓變之和為H218 kJ·mol1解析根據(jù)圖像可知，反應(yīng)和反應(yīng)中反應(yīng)物總能量都大于生成物，則反應(yīng)、均為放熱反應(yīng)，選項(xiàng)A正確；反應(yīng)、中都存在元素化合價(jià)變化，所以反應(yīng)、都是氧化還原反應(yīng)，選項(xiàng)B正確；反應(yīng)比反應(yīng)的速率慢，是因?yàn)榉磻?yīng)中正反應(yīng)的活化能較大，反應(yīng)中正反應(yīng)的活化能較小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；反應(yīng)、反應(yīng)總的能量變化為218 kJ，根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)、反應(yīng)的焓變之和為H218 kJ·mol1，選項(xiàng)D正確。4(2018·豐臺(tái)期末)N2O和CO是環(huán)境污染性氣體，可在Pt2O表面轉(zhuǎn)化為無(wú)害氣體，其反應(yīng)原理為N2O(g)CO(g)CO2(g)N2(g)H，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)變化過(guò)程及能量如下。下列說(shuō)法不正確的是(D)AHH1H2BH226 kJ/molC該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能D為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化需不斷向反應(yīng)器中補(bǔ)充 Pt2O和 Pt2O解析N2OPt2O=Pt2ON2 H1，Pt2OCO=Pt2OCO2 H2，結(jié)合蓋斯定律計(jì)算得到N2O(g)CO(g)=CO2(g)N2(g)HH1H2，選項(xiàng)A正確；圖示分析可知，反應(yīng)物能量高于生成物，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)焓變H生成物總焓反應(yīng)物總焓134 kJ·mol1360 kJ·mol1226 kJ·mol1，選項(xiàng)B正確；正反應(yīng)活化能E1134 kJ·mol1小于逆反應(yīng)活化能E2360 kJ·mol1，選項(xiàng)C正確；N2OPt2O=Pt2ON2 H1，Pt2OCO=Pt2OCO2 H2，反應(yīng)過(guò)程中Pt2O和Pt2O 參與反應(yīng)后又互相生成不需要補(bǔ)充，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5(2018·邢臺(tái)模擬)近年來(lái)發(fā)現(xiàn)用鈰(Ce)的氧化物可高效制取H2，制備原理如圖所示，已知02，下列說(shuō)法不正確的是(B)A太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能BT<1 050 時(shí)，CeO2比CeO2穩(wěn)定CCeO2是水分解的催化劑D兩步反應(yīng)均屬于氧化還原反應(yīng)解析由圖可知太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)化為氧氣和氫氣中的能量，所以將太陽(yáng)能量最終轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，選項(xiàng)A正確；T<1 050 時(shí)，CeO2轉(zhuǎn)化成CeO2，應(yīng)該是CeO2比CeO2穩(wěn)定，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CeO2在反應(yīng)前后質(zhì)量和性質(zhì)不變，所以CeO2是水分解的催化劑，選項(xiàng)C正確；兩步反應(yīng)中都有元素化合價(jià)的變化，第一步生成氧氣單質(zhì)、第二步生成氫氣單質(zhì)，所以?xún)刹椒磻?yīng)均屬于氧化還原反應(yīng)，選項(xiàng)D正確。6(2018·天津五縣期末)向Na2CO3溶液中滴加鹽酸，反應(yīng)過(guò)程中能量變化如下圖所示，下列說(shuō)法正確的是(B)A反應(yīng)HCO(aq)H(aq)=CO2(g)H2O(l) 為放熱反應(yīng)BCO(aq)2H(aq)=CO2(g)H2O(l)HH1H2H3CH1H2H2H3DH2CO3(aq)=CO2(g)H2O(l)，若使用催化劑，則H3變小解析根據(jù)圖示，反應(yīng)HCO(aq)和H(aq)的總能量小于CO2(g)和H2O(l) 的總能量，為吸熱反應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；將圖中H1、H2、H3對(duì)應(yīng)表達(dá)為三個(gè)階段的熱化學(xué)方程式，結(jié)合蓋斯定律，CO(aq)2H(aq)=CO2(g)H2O(l)HH1H2H3，選項(xiàng)B正確；H10，H20，根據(jù)圖像，H1H2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；使用催化劑，反應(yīng)熱不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7(2018·江西六校聯(lián)考)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：6C(s)5H2(g)3N2(g)9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)H12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2C(s)O2(g)=CO2(g)H3H2(g)O2(g)=H2O(l)H44C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)10H2O(g)O2(g)6N2(g)H5下列判斷正確的是(C)A反應(yīng)的焓變H均大于0BH22H4CH512H35H22H1DH52H15H212H3解析反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，故焓變H均小于0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；反應(yīng)生成氣態(tài)水，反應(yīng)生成液態(tài)水，兩個(gè)反應(yīng)生成等量H2O的情況下，生成液態(tài)水釋放出更多熱量，釋放熱量越多，H越小，故有H22H4，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)蓋斯定律，12×5×2×，故H512H35H22H1。選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8(2018·安徽六校聯(lián)考)有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示：化學(xué)鍵C=OO=OCC鍵能/kJ·mol1x498.8345.6碳的燃燒熱H395 kJ·mol1，假設(shè)單質(zhì)碳中只存在CC鍵且基本結(jié)構(gòu)單元為正四面體，則x的值為(C)A619.7B1 239.4C792.5D1 138.1解析在碳的正四面體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)碳原子形成4個(gè)CC鍵，每個(gè)CC鍵由2個(gè)碳原子共有，故每個(gè)碳原子擁有的CC鍵數(shù)目為2。結(jié)合反應(yīng)熱與鍵能關(guān)系：H反應(yīng)物鍵能之和生成物鍵能之和，可得2×345.6498.82x395，計(jì)算得x792.5。9(2018·鄂東南聯(lián)考)下列化學(xué)用語(yǔ)的相關(guān)表述正確的有(D)AH(aq)OH(aq)=H2O(l)Ha kJ· mol1，故1 mol NaOH固體與足量的稀鹽酸反應(yīng)，放出熱量為a kJB因CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)Hb kJ· mol1，故1 mol CuSO4(s)溶于水時(shí)，放出熱量b kJC因氫氣的燃燒熱為c kJ· mol1，故電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)=2H2(g)O2(g)Hc kJ· mol1D已知500 、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放出19.3 kJ的熱量，無(wú)法推出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式解析H(aq)OH(aq)=H2O(l)Ha kJ· mol1，表示酸堿中和反應(yīng)的反應(yīng)熱為a kJ· mol1，但由于NaOH固體溶解于水時(shí)放熱，所以1 mol NaOH固體與足量的稀鹽酸反應(yīng)，放出熱量大于a kJ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)Hb kJ· mol1，故1 mol CuSO4(s)與水反應(yīng)生成CuSO4·5H2O(s)時(shí)放出熱量小于b kJ，因?yàn)镃uSO4·5H2O(s)溶于水時(shí)又有吸熱，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫氣的燃燒熱為c kJ· mol1，故電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2c kJ· mol1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，無(wú)法計(jì)算放出19.3 kJ熱量生成氨氣的物質(zhì)的量，則無(wú)法書(shū)寫(xiě)該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式，選項(xiàng)D正確。10(2018·天津十二校聯(lián)考)下圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的能量變化示意圖。下列說(shuō)法正確的是(A)A金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)的反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行是因?yàn)镠均小于零B熱穩(wěn)定性：MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2C工業(yè)上可由電解MgCl2溶液冶煉金屬M(fèi)g，該過(guò)程需吸收熱量D由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方 程式為：MgBr2(s)Cl2(g)=MgCl2(s)Br2(g)H117 kJ·mol1解析金屬鎂和鹵素單質(zhì)X2(g)反應(yīng)生成MgX2(s)，S<0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，HTS<0，必須H<0，選項(xiàng)A正確；能量越低越穩(wěn)定。比較圖中物質(zhì)能量大小可知熱穩(wěn)定順序?yàn)椋篗gI2<MgBr2<MgCl2<MgF2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；已知由Mg制取MgCl2是放熱過(guò)程，電解熔融的氯化鎂制取鎂是吸熱過(guò)程，而電解氯化鎂溶液得不到金屬鎂，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；已知Mg(s)Cl2(s)MgCl2(s) H641 kJ·mol1，Mg(s)Br2(s)MgBr2(s)H524 kJ·mol1，得MgBr2(s)Cl2(g)=MgCl2(s)Br2(g)H117 kJ·mol1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11(2018·江蘇四市聯(lián)考)在一定條件下，S8(s)和O2(g)發(fā)生反應(yīng)依次轉(zhuǎn)化為SO2(g)和SO3(g)。反應(yīng)過(guò)程和能量關(guān)系可用如圖簡(jiǎn)單表示(圖中的H表示生成1 mol含硫產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。(1)由圖得出的結(jié)論正確的是_A_AS8(s)的燃燒熱H8a kJ·mol1B2SO3(g)2SO2(g)O2(g)H2b kJ·mol1CS8(s)8O2(g)=8SO2(g)Ha kJ·mol1D由1 mol S8(s)生成SO3的反應(yīng)熱H(ab) kJ·mol1(2)寫(xiě)出表示S8燃燒熱的熱化學(xué)方程式：S8(s)8O2(g)=8SO2(g)H8a kJ/mol1_。(3)寫(xiě)出SO3分解生成SO2和O2的熱化學(xué)方程式：_SO3(g)=SO2(g)O2(g)Hb kJ/mol；_。解析(1)根據(jù)燃燒熱的概念和圖像數(shù)據(jù)可求出S8(s)的燃燒熱為H8a kJ/mol，選項(xiàng)A正確；三氧化硫分解生成二氧化硫和氧氣的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，用“”表示，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；反應(yīng)熱應(yīng)為H8a kJ/mol，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；反應(yīng)熱應(yīng)為H8(ab) kJ/mol，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)S8(s)和O2(g)發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO2(g)時(shí)放熱為燃燒熱，由圖可知生成1 mol SO2(g)放出熱量為a kJ，則燃燒熱的S8(s)8O2(g)=8SO2(g)H8a kJ/mol，(3)依據(jù)圖像分析結(jié)合反應(yīng)能量變化，寫(xiě)出化學(xué)方程式，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和反應(yīng)熱，SO3分解生成SO2和O2的熱化學(xué)方程式為：SO3(g)=SO2(g)O2(g)Hb kJ/mol。12依據(jù)信息書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式(1)(2018·湖北八校聯(lián)考)在25 、101 kPa下，一定質(zhì)量的無(wú)水乙醇完全燃燒時(shí)放出熱量Q kJ，其燃燒生成的CO2用過(guò)量飽和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJ· mol1_。(2)(廣東卷經(jīng)典)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過(guò)如下圖所示的催化循環(huán)實(shí)現(xiàn)。其中，反應(yīng)為2HCl(g)CuO(s)H2O(g)CuCl2(s) H1反應(yīng)生成1 mol Cl2的反應(yīng)熱為H2，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)HH1H2_(反應(yīng)熱用H1和H2表示)。(3)(2018·長(zhǎng)沙三模)已知25 ，101 kPa時(shí)：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1 648 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H393 kJ/mol2Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s)H1 480 kJ/molFeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是_4FeCO3(s)O2(g) =2Fe2O3(s)4CO2(g) H260 kJ/mol_。(4)(2018·江淮十校聯(lián)考)化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5。已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為93.6 和76 ，AX5的熔點(diǎn)為167 。室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5，放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJ·mol1_。解析(1)因生成的CO2用過(guò)量飽和石灰水完全吸收，可得100克CaCO3沉淀，CaCO3的物質(zhì)的量是1 mol，由碳元素守恒可知，二氧化碳的物質(zhì)的量也為1 mol，即生成1 mol二氧化碳放出的熱量為Q，而完全燃燒1mol無(wú)水乙醇時(shí)生成2 mol二氧化碳，則放出的熱量為Q×22Q，熱化學(xué)方程式為：C2H5OH(l)3O2(g)2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJ/mol，(2)總反應(yīng)為，據(jù)此可寫(xiě)出熱化學(xué)方程式；(3)發(fā)生反應(yīng)：4FeCO3O2=2Fe2O34CO2，根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式依序編號(hào)、，××2得目標(biāo)熱化學(xué)方程式。(4)據(jù)題意，先寫(xiě)出反應(yīng)方程式并標(biāo)出各物質(zhì)的狀態(tài)AX3(l)X2(g)=AX5(s)，然后確定其反應(yīng)熱H123.8 kJ·mol1，綜上便可寫(xiě)出完整的熱化學(xué)方程式。13(1)(2018·蕪湖三模)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)僅與反應(yīng)物的最初狀態(tài)及生成物的最終狀態(tài)有關(guān)，而與中間步驟無(wú)關(guān)，結(jié)合下列反應(yīng)方程式回答問(wèn)題。已知：NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)H176 kJ·mol1NH3(g)H2O(l)=NH3·H2O(aq)H35.1 kJ·mol1HCl(g)=HCl(aq)H72.3 kJ·mol1NH3·H2O(aq)HCl(aq)=NH4Cl(aq)H2O(l)；H52.3 kJ·mol1則NH4 Cl(s)NH4Cl(aq)的H為_(kāi)16.3_kJ·mol1。(2)(2016·年浙江卷)催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生兩個(gè)平衡反應(yīng)，分別生成CH3OH和CO。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H153.7kJ·mol1CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為12.2，經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間測(cè)得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：T(K)催化劑CO2轉(zhuǎn)化率(%)甲醇選擇性(%)543Cat.112.342.3543Cat.210.972.7553Cat.115.339.1553Cat.212.071.6【備注】Cat.1Cu/ZnO納米棒；Cat.2Cu/ZnO納米片；甲醇選擇性：轉(zhuǎn)化的CO2中生成甲醇的百分比已知：CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為283.0 kJ·mol1和285.8 kJ·mol1H2O(l)=H2O(g)H344.0 kJ·mol1請(qǐng)回答(不考慮溫度對(duì)H的影響)： 反應(yīng)的H2_+41.2_kJ·mol1。 在圖中分別畫(huà)出在無(wú)催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下生成甲醇的“反應(yīng)過(guò)程能量”示意圖。見(jiàn)解析解析(1)根據(jù)蓋斯定律NH4Cl(s)=NH4Cl(aq) 的H可以由得出；(2)由題意有熱化學(xué)方程式a：CO(g)O2(g)=CO2(g) H283.0 kJ·mol1b：H2(g)O2(g)H2O(l)H285.8 kJ·mol1c：H2O(l)=H2O(g)H344.0 kJ·mol1根據(jù)蓋斯定律分析，bac即可得熱化學(xué)方程式為：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2285.8 kJ·mol1283.0 kJ·mol144 kJ·mol141.2 kJ·mol1。從表中數(shù)據(jù)分析，在催化劑Cat.2的作用下，甲醇的選擇性更大，說(shuō)明催化劑Cat.2對(duì)反應(yīng)的催化效果更好，催化劑能降低反應(yīng)的活化能，說(shuō)明使用催化劑Cat.2的反應(yīng)過(guò)程中活化能更低，故圖為：