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)

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1、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 ) A.2H2(l)+O2(l)===2H2O(g) ΔH1 B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2 C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3 D.2H2(l)+O2(l)===2H2O(l) ΔH4 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)

2、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。 下列說法不正確的是( D ) A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100% B.CH4→CH3COOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂 C.①→②放出能量并形成了C—C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CH4+CO2CH3COOH,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)棰龠^程中,有1個(gè)C—H鍵發(fā)生斷裂,選項(xiàng)B正確;根

3、據(jù)圖示,①的總能量高于②的總能量,①→②放出能量,對(duì)比①和②,①→②形成C—C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①、②兩步進(jìn)行,其能量曲線如下圖所示,下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( C ) A.反應(yīng)①、反應(yīng)②均為放熱反應(yīng) B.反應(yīng)①、反應(yīng)②均為氧化還原反應(yīng) C.反應(yīng)①比反應(yīng)②的速率慢,與相應(yīng)正反應(yīng)的活化能無關(guān) D.反應(yīng)①、反應(yīng)②的焓變之和為ΔH=-218 kJ·mol-1 解析 根據(jù)圖像可知,反應(yīng)①和反應(yīng)②中反應(yīng)物總能量都大于生成物,則反應(yīng)①、②均為放熱反應(yīng),選項(xiàng)A正確;

4、反應(yīng)①、②中都存在元素化合價(jià)變化,所以反應(yīng)①、②都是氧化還原反應(yīng),選項(xiàng)B正確;反應(yīng)①比反應(yīng)②的速率慢,是因?yàn)榉磻?yīng)①中正反應(yīng)的活化能較大,反應(yīng)②中正反應(yīng)的活化能較小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;反應(yīng)①、反應(yīng)②總的能量變化為218 kJ,根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)①、反應(yīng)②的焓變之和為ΔH=-218 kJ·mol-1,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)化為無害氣體,其反應(yīng)原理為N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)變化過程及能量如下。下列說法不正確的是( D )   A.ΔH=ΔH1+ΔH2 B.ΔH=-226 k

5、J/mol C.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?、貼2O+Pt2O+===Pt2O+N2 ΔH1,②Pt2O+CO===Pt2O++CO2 ΔH2,結(jié)合蓋斯定律計(jì)算①+②得到N2O(g)+CO(g)===CO2(g)+N2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2,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?chǔ)=生成物總焓-反應(yīng)物總焓=134 kJ·mol-1-360 kJ·mol-1=-226 kJ·mol-1,選項(xiàng)B正確;正反應(yīng)活化能E1=134 kJ·mol-1小于逆反應(yīng)活化能E2=360

6、kJ·mol-1,選項(xiàng)C正確;①N2O+Pt2O+===Pt2O+N2 ΔH1,②Pt2O+CO===Pt2O++CO2 ΔH2,反應(yīng)過程中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0<δ<2,下列說法不正確的是( B ) A.太陽(yáng)能最終轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 B.T<1 050 ℃時(shí),CeO2-δ比CeO2穩(wěn)定 C.CeO2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

7、<1 050 ℃時(shí),CeO2-δ轉(zhuǎn)化成CeO2,應(yīng)該是CeO2比CeO2-δ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),所以兩步反應(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)過程中能量變化如下圖所示,下列說法正確的是( B ) A.反應(yīng)HCO(aq)+H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) 為放熱反應(yīng) B.CO(aq)+2H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 C.

8、ΔH1>ΔH2 ΔH2<ΔH3 D.H2CO3(aq)===CO2(g)+H2O(l),若使用催化劑,則ΔH3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ΔH1、ΔH2、ΔH3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) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,選項(xiàng)B正確;ΔH1<0,ΔH2<0,根據(jù)圖像,ΔH1<ΔH2,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: ①6C(s)+

9、5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l) ΔH1 ②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2 ③C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH3 ④H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH4 ⑤4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g) ΔH5 下列判斷正確的是( C ) A.反應(yīng)②③④的焓變?chǔ)均大于0 B.ΔH2<2ΔH4 C.ΔH5=12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1 D.ΔH5=2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3 解析 反應(yīng)②③④均為放熱反應(yīng),故焓變?chǔ)均小于0,選項(xiàng)A

10、錯(cuò)誤;反應(yīng)②生成氣態(tài)水,反應(yīng)④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,ΔH越小,故有ΔH2>2ΔH4,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,⑤=12×③+5×②-2×①,故ΔH5=12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1。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===O O===O C—C 鍵能/kJ·mol-1 x 498.8 345.6 碳的燃燒熱ΔH=-395 kJ·mol-1,假設(shè)單質(zhì)碳中只存在C—C鍵且基本結(jié)構(gòu)單元為正四面體,則x的值為( C ) A.619.7    B.1 239

11、.4     C.792.5    D.1 138.1 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)C—C鍵,每個(gè)C—C鍵由2個(gè)碳原子共有,故每個(gè)碳原子擁有的C—C鍵數(shù)目為2。結(jié)合反應(yīng)熱與鍵能關(guān)系:ΔH=反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和,可得2×345.6+498.8-2x=-395,計(jì)算得x=792.5。 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 ) A.H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-a kJ· mol-1,故1 mol NaOH固體與足量的稀鹽酸反應(yīng),放出熱量為a kJ B.因CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H

12、2O(l) ΔH=+b kJ· mol-1,故1 mol CuSO4(s)溶于水時(shí),放出熱量b kJ C.因氫氣的燃燒熱為c kJ· mol-1,故電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+c kJ· mol-1 D.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,無法推出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 解析 H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-a kJ· mol-1,表示酸堿中和反應(yīng)的反應(yīng)熱為a kJ· mol-1,但由于NaOH固體溶解于水時(shí)放熱

13、,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) ΔH=+b kJ· mol-1,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· mol-1,故電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+2c kJ· mol-1,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;合成氨的反應(yīng)為可逆反應(yīng),無法計(jì)算放出19.3 kJ熱量生成氨氣的物質(zhì)的量,則無法書寫該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式,選項(xiàng)

14、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)棣均小于零 B.熱穩(wěn)定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2 C.工業(yè)上可由電解MgCl2溶液冶煉金屬M(fèi)g,該過程需吸收熱量 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) ΔH=+117 kJ·mol-1 解析 金屬鎂和鹵素單質(zhì)X2(g)反應(yīng)生成MgX2(s),ΔS<0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,ΔH-TΔS<0,

15、必須ΔH<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

16、發(fā)生反應(yīng)依次轉(zhuǎn)化為SO2(g)和SO3(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系可用如圖簡(jiǎn)單表示(圖中的ΔH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__ A.S8(s)的燃燒熱ΔH=-8a kJ·mol-1 B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH=-2b kJ·mol-1 C.S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1 D.由1 mol S8(s)生成SO3的反應(yīng)熱ΔH=-(a+b) kJ·mol-1 (2)寫出表示S8燃燒熱的熱化學(xué)方程式:S8(s)+8O2(g)===8SO2(g) ΔH=-8a kJ/mol-

17、1_。 (3)寫出SO3分解生成SO2和O2的熱化學(xué)方程式:__SO3(g)===SO2(g)+O2(g) ΔH=+b 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ΔH=-8a 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ΔH=-8a kJ/mol,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;反應(yīng)熱應(yīng)為ΔH=-8(a+b) 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)===8

18、SO2(g)ΔH=-8a kJ/mol,(3)依據(jù)圖像分析結(jié)合反應(yīng)能量變化,寫出化學(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)ΔH=+b kJ/mol。 12.依據(jù)信息書寫熱化學(xué)方程式 (1)(2018·湖北八校聯(lián)考)在25 ℃、101 kPa下,一定質(zhì)量的無水乙醇完全燃燒時(shí)放出熱量Q kJ,其燃燒生成的CO2用過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__C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ· mol-1__。 (2)(廣東

19、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)化通過如下圖所示的催化循環(huán)實(shí)現(xiàn)。 其中,反應(yīng)①為2HCl(g)+CuO(s)H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1 反應(yīng)②生成1 mol Cl2的反應(yīng)熱為ΔH2,則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__2HCl(g)+O2(g)H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2__(反應(yīng)熱用ΔH1和ΔH2表示)。 (3)(2018·長(zhǎng)沙三模)已知25 ℃,101 kPa時(shí): 4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH=-1 648 kJ/mol C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393

20、 kJ/mol 2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)===2FeCO3(s) ΔH=-1 480 kJ/mol FeCO3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)  ΔH=-260 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__AX3(l)+X2(g)===A

21、X5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1__。 解析 (1)因生成的CO2用過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無水乙醇時(shí)生成2 mol二氧化碳,則放出的熱量為Q×2=2Q,熱化學(xué)方程式為:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2Q kJ/mol,(2)總反應(yīng)為①+②,據(jù)此可寫出熱化學(xué)方程式;(3)發(fā)生反應(yīng):4FeCO3+O2===2Fe2O3+4CO2,根據(jù)蓋斯定律,由已知熱化學(xué)方程式依序

22、編號(hào)①、②、③,①×+②×2-③得目標(biāo)熱化學(xué)方程式。(4)據(jù)題意,先寫出反應(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ΔH=-123.8 kJ·mol-1,綜上便可寫出完整的熱化學(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),而與中間步驟無關(guān),結(jié)合下列反應(yīng)方程式回答問題。已知: ①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH=-176 kJ·mol-1 ②NH3(g)+H2O(l)===NH3·H2O(aq)  ΔH=-35.1 kJ·mol-1 ③HCl(g)===HC

23、l(aq) ΔH=-72.3 kJ·mol-1 ④NH3·H2O(aq)+HCl(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l);ΔH=-52.3 kJ·mol-1 則NH4 Cl(s)NH4Cl(aq)的ΔH為__+16.3__kJ·mol-1。 (2)(2016·年浙江卷)催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。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) ΔH1=-53.7kJ·mol-1?、? CO2(g)+H2(g)C

24、O(g)+H2O(g) ΔH2?、? 某實(shí)驗(yàn)室控制CO2和H2初始投料比為1∶2.2,經(jīng)過相同反應(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(%) 543 Cat.1 12.3 42.3 543 Cat.2 10.9 72.7 553 Cat.1 15.3 39.1 553 Cat.2 12.0 71.6 【備注】Cat.1∶Cu/ZnO納米棒;Cat.2∶Cu/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:①CO和H2的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-283.0 kJ·mol-1和-285.8 kJ·mol-1

25、②H2O(l)===H2O(g) ΔH3=+44.0 kJ·mol-1 請(qǐng)回答(不考慮溫度對(duì)ΔH的影響): ① 反應(yīng)Ⅱ的ΔH2=__+41.2__kJ·mol-1。 ② 在圖中分別畫出Ⅰ在無催化劑、有Cat.1和有Cat.2三種情況下生成甲醇的“反應(yīng)過程-能量”示意圖。 見解析 解析 (1)根據(jù)蓋斯定律NH4Cl(s)===NH4Cl(aq) 的ΔH可以由④+②-①+③得出; (2)由題意有熱化學(xué)方程式 a:CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1 b:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1c:H2O(l)===H2O(g) ΔH3=+44.0 kJ·mol-1 根據(jù)蓋斯定律分析,b-a+c即可得熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1+283.0 kJ·mol-1+44 kJ·mol-1=+41.2 kJ·mol-1。 ②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,說明催化劑Cat.2對(duì)反應(yīng)Ⅰ的催化效果更好,催化劑能降低反應(yīng)的活化能,說明使用催化劑Cat.2的反應(yīng)過程中活化能更低,故圖為:

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