2014屆高三化學一輪 練出高分 6.1化學能與熱能 新人教版

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1、2014屆高三化學一輪 練出高分 6.1化學能與熱能 新人教版 1．下列有關焓變與反應熱的說法，正確的是 (　　) A．反應熱和焓變的單位都是kJ B．如果反應是在恒溫恒壓條件下進行的，此時的反應熱與焓變相等 C．如果反應是在恒溫恒容條件下進行的，此時的反應熱與焓變相等 D．任何化學反應的反應熱均可通過實驗直接測定 答案　B 解析　反應熱和焓變的單位都是kJ·mol－1，A錯誤；恒溫恒壓時的反應熱與焓變相等，B正確，C錯誤；有些反應的反應熱不能通過實驗直接測定，如C不完全燃燒生成CO，故D錯誤。 2．對熱化學方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

2、　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1最準確的理解是 (　　) A．碳和水反應吸收131.3 kJ熱量 B．1 mol碳和1 mol水反應生成一氧化碳和氫氣，同時放出131.3 kJ熱量 C．1 mol碳和1 mol水蒸氣反應生成1 mol CO和1 mol H2，同時吸收131.3 kJ熱量 D．1個固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應吸熱131.1 kJ 答案　C 解析　熱化學方程式的系數(shù)表示物質(zhì)的量，故A、D錯誤；B的說法不準確，未強調(diào)“水蒸氣”，且應為吸收熱量。 3．已知下列各反應均為放熱反應，同溫同壓下，下列各熱化學方程式中的ΔH最小的是

3、 (　　) A．2A(l)＋B(l)===2C(g)　ΔH1 B．2A(g)＋B(g)===2C(g)　ΔH2 C．2A(g)＋B(g)===2C(l)　ΔH3 D．2A(l)＋B(l)===2C(l)　ΔH4 答案　C 解析　等物質(zhì)的量的反應物，氣態(tài)時所具有的能量高于液態(tài)時所具有的能量。根據(jù)ΔH＝生成物的總能量－反應物的總能量，可知選項C的ΔH數(shù)值最小。 4．已知熱化學方程式(Q1、Q2均為正值)： C(s)＋O2(g) ===CO(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1， C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1，有關上述反

4、應的敘述錯誤的是(　　) A．Q1Q1，A項正確；兩反應均為放熱反應，故生成物總能量均低于反應物總能量，B項錯誤；生成1 mol CO氣體時放出Q1 kJ熱量，C項正確；等物質(zhì)的量的同種物質(zhì)，氣態(tài)時所具有的能量高于固態(tài)時所具有的能量，D項正確。 5．下列說法正確的是

5、 (　　) A．已知a g乙烯氣體充分燃燒時生成1 mol CO2和液態(tài)水，放出b kJ的熱量，則表示乙烯燃燒熱的熱化學方程式為2C2H4(g)＋6O2(g)===4CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－4b kJ·mol－1 B．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol－1，則1 mol氫氣與1 mol氟氣反應生成2 mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于270 kJ C．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生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g)

6、2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1 D．已知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，②C(s，金剛石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.0 kJ·mol－1，則C(s，金剛石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.5 kJ·mol－1 答案　D 解析　表示乙烯燃燒熱的熱化學方程式中C2H4(g)的化學計量數(shù)應為1，A錯；氣體變?yōu)橐后w時要放出熱量，所以1 mol氫氣與1 mol氟氣反應生成2 mol液態(tài)氟化氫放出的熱量大于270 kJ，B錯；此反應為可逆反應，投入0.5 mol的氮氣，最終參加反應的氮氣一定小于0.5

7、 mol，因此熱化學方程式中ΔH應小于－38.6 kJ·mol－1，選項C不正確；D中由②－①可知正確。 6．已知： ①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1＝＋180 kJ·mol－1 ②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH2＝－92.4 kJ·mol－1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1 下列說法正確的是 (　　) A．反應②中的能量變化如圖所示，則ΔH2＝E1－E3 B．H2的燃燒熱為241.8 kJ·mol－1 C．由反應②知在溫度一定的條件下，在一恒容密閉容器中通入

8、1 mol N2和3 mol H2，反應后放出的熱量為Q1 kJ，若通入2 mol N2和6 mol H2反應后放出的熱量為Q2 kJ，則184.8>Q2>2Q1 D．氨的催化氧化反應為4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　 ΔH＝＋906 kJ·mol－1 答案　C 7．氧氣(O2)和臭氧(O3)是氧元素的兩種同素異形體，已知熱化學方程式： 4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1 ① 4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)　ΔH2 ② 3O2(g)===2O3(g)　ΔH3

9、 ③ 則 (　　) A．ΔH1－ΔH2＝ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3 C．ΔH2－ΔH1＝ΔH3 D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0 答案　A 解析　根據(jù)蓋斯定律可知，①－②＝③，所以ΔH1－ΔH2＝ΔH3。 8．已知：常溫下，0.01 mol·L－1 MOH溶液的pH為10，MOH(aq)與H2SO4(aq)反應生成1 mol正鹽的ΔH＝－24.2 kJ·mol－1，強酸與強堿的稀溶液的中和熱為ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。則MOH在水溶液中電離的ΔH為 (　　) A．－69.4 kJ·mol

10、－1 B．－45.2 kJ·mol－1 C．＋69.4 kJ·mol－1 D．＋45.2 kJ·mol－1 答案　D 解析　依題意，MOH是弱堿：MOH(aq)＋H＋(aq)===M＋(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－12.1 kJ·mol－1①，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1②，根據(jù)蓋斯定律，由①－②得：MOH(aq)M＋(aq)＋OH－(aq)　ΔH＝(－12.1＋57.3) kJ·mol－1＝＋45.2 kJ·mol－1。 9．甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應原理是 ①CH3OH

11、(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋49.0 kJ·mol－1 ②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH2＝－192.9 kJ·mol－1 根據(jù)上述反應，下列說法正確的是 (　　) A．反應①中的能量變化如圖所示 B．CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量 C．1 mol CH3OH充分燃燒放出的熱量為192.9 kJ D．可推知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.8 kJ·mol－1 答案　D 解析　A項，反應①為吸熱反應，圖示能量變化關系錯誤；B項，從題中反應①②來看

12、，CH3OH轉(zhuǎn)變成H2可能吸熱，也可能放熱；反應②中生成物H2可以繼續(xù)燃燒，即1 mol CH3OH充分燃燒放出的熱量要大于192.9 kJ；根據(jù)蓋斯定律可判斷D項正確。 10．碳是形成化合物種類最多的元素，其單質(zhì)及化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。請回答下列問題： (1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N，轉(zhuǎn)化過程如下：　ΔH＝＋88.6 kJ·mol－1 則M、N相比，較穩(wěn)定的是____________。 (2)已知CH3OH(l)的燃燒熱為238.6 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，則a______23

13、8.6(填“>”、“<”或“＝”)。 (3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層，生成HCl和CO2，當有1 mol Cl2參與反應時釋放出145 kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：______________________________。 (4)火箭和導彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒，所得物質(zhì)可作耐高溫材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176 kJ·mol－1，則反應過程中，每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為____________。 答案　(1)M　(2)< (3)2

14、Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ·mol－1 (4)98 kJ 解析　(1)M轉(zhuǎn)化為N是吸熱反應，所以N的能量高，不穩(wěn)定。 (2)甲醇燃燒生成CO2(g)和H2(g)屬于不完全燃燒，放出的熱量少，故a<238.6。 (4)所給反應中轉(zhuǎn)移12個電子，故每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為1 176 kJ÷12＝98 kJ。 11．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1 mol NO2與1 mol CO恰好反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖。

15、 (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

16、是某學生模仿圖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。 答案　(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1　134 (2)NO(g)＋CO2(g)===NO2(g)＋CO(g) ΔH＝＋234 kJ·mol－1　368 (3)368　234 解析　(1)圖中E1是活化能，即該反應的活化能為134 kJ·mol－1。生成物和反應物之間的能量差即為反應熱。 (2)可逆反應的逆反應的反應熱應該與正反應的數(shù)值相等，

17、但符號相反。 (3)E3即為逆反應的活化能，E4是反應物與生成物的能量之差。 12．斷開1 mol AB(g)分子中的化學鍵使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量稱為A—B鍵的鍵能。下表列出了一些化學鍵的鍵能E： 化學鍵 H—H Cl—Cl O===O C—Cl C—H O—H H—Cl E/kJ·mol－1 436 247 x 330 413 463 431 請回答下列問題： (1)如圖表示某反應的能量變化關系，則此反應為 __________(填“吸熱”或“放熱”)反應，其中ΔH＝ ______________(用含有a、b的關系式表示)

18、。 (2)若圖示中表示反應H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　 ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，則b＝________kJ·mol－1，x＝__________。 (3)歷史上曾用“地康法”制氯氣，這一方法是用CuCl2作催化劑，在450 ℃利用空氣中的氧氣跟氯化氫反應制氯氣。反應的化學方程式為_____________________。 若忽略溫度和壓強對反應熱的影響，根據(jù)上題中的有關數(shù)據(jù)，計算當反應中有1 mol電子轉(zhuǎn)移時，反應的能量變化為______________。 答案　(1)放熱　(a－b) kJ·mol－1　(2)926　496.4　(3)O2＋4HCl2C

19、l2＋2H2O　放出能量31.4 kJ 解析　(1)反應物的能量高于生成物，因此是放熱反應。反應熱為反應物與生成物的能量之差，即ΔH＝(a－b)kJ·mol－1。 (2)b表示H、O原子結合為氣態(tài)水時的能量變化，其數(shù)值為463×2＝926；436＋x－926＝－241.8，則x＝496.4。 (3)根據(jù)題意易寫出方程式。反應的ΔH＝(496.4＋431×4－247×2－463×4) kJ·mol－1＝－125.6 kJ·mol－1，則轉(zhuǎn)移1 mol電子時反應放出的能量為31.4 kJ。 13．(1)已知單質(zhì)硫在通常條件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸氣狀態(tài)時，含有S2、S4、S

20、6及S8等多種同素異形體，其中S4、S6和S8具有相似的結構特點，其結構如下圖所示： ①在一定溫度下，測得硫蒸氣的平均摩爾質(zhì)量為80 g·mol－1，則該蒸氣中S2分子的體積分數(shù)不小于__________。 ②若已知硫氧鍵的鍵能為d kJ·mol－1，氧氧鍵的鍵能為e kJ·mol－1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，則S8分子硫硫鍵的鍵能為____________。 (2)下表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)： 化學鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能(kJ·mol－1) 198 360 498 X ①已知白磷的燃燒熱為

21、2 982 kJ·mol－1，白磷(P4)、P4O6、P4O10結構如下圖所示， 則上表中X＝________； ②0.5 mol白磷(P4)與O2完全反應生成固態(tài)P4O6，放出的熱量為________kJ。 答案　(1)①75%　②(2d－a－e) kJ·mol－1 (2)①585?、?19 解析　(1)①本題用極值法討論，因為＝80 g·mol－1，所以當混合氣體中只含有S2和S4時，S2的體積分數(shù)最小，設S2的體積分數(shù)為x，則 ＝80 g·mol－1 x＝，即75%。 ②設硫硫鍵的鍵能為x kJ·mol－1，則： －a kJ·mol－1＝×8·x kJ·mol－1＋

22、e kJ·mol－1－2d kJ·mol－1，x＝(2d－a－e)kJ·mol－1。 (2)①由題意可知P4＋5O2===P4O10，ΔH＝－2 982 kJ·mol－1。根據(jù)圖示知，1 mol P4含有6 mol P—P鍵，1 mol P4O10含12 mol P—O鍵，4 mol P===O鍵，根據(jù)鍵能與反應熱關系，反應熱等于反應物總鍵能與產(chǎn)物總鍵能之差，斷裂1 mol共價鍵吸收的能量與生成1 mol該共價鍵放出的能量數(shù)值相等。有198 kJ·mol－1×6＋498 kJ·mol－1×5－360 kJ·mol－1×12－4X＝－2 982 kJ·mol－1，X＝585 kJ·mol－1。 ②P4＋3O2===P4O6,1 mol P4O6含有12 mol P—O鍵，反應熱為ΔH＝198 kJ·mol－1×6＋498 kJ·mol－1×3－360 kJ·mol－1×12＝－1 638 kJ·mol－1,0.5 mol白磷(P4) 與O2完全反應生成固態(tài)P4O6放出的熱量為1 638 kJ·mol－1×0.5 mol＝819 kJ。