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)表示物質的量，故A、D錯誤；B的說法不準確，未強調“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；等物質的量的同種物質，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．甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉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，其單質及化合物是人類生產生活的主要能源物質。請回答下列問題： (1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉化成N，轉化過程如下：　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。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)所給反應中轉移12個電子，故每轉移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，則轉移1 mol電子時反應放出的能量為31.4 kJ。 13．(1)已知單質硫在通常條件下以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%?、?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。