（福建專用）2014版高三化學(xué) 專題檢測卷（五） 專題二 第2講 化學(xué)能與熱能（含解析）

化學(xué)能與熱能(45分鐘100分)一、選擇題(本題包括6小題,每小題7分,共42分)1.(2013·上饒一模)“低碳減排”是全世界各國熱議的主題。下列做法不能達(dá)到“低碳減排”目的的是()A.拉動(dòng)內(nèi)需,刺激消費(fèi)B.利用太陽能等新能源代替化石燃料C.未來5年我國將逐步淘汰白熾燈D.家庭廢水再使用,城市污水處理循環(huán)利用2.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時(shí)放出的能量不同引起的。如圖為N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過程中的能量變化：下列說法正確的是()A.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反應(yīng)放出的能量為180 kJB.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的總能量小于2 mol NO(g)具有的總能量C.通常情況下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO(g)D.NO是一種酸性氧化物,能與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水3.(2013·龍巖質(zhì)檢)反應(yīng)A+BC分兩步進(jìn)行：A+BX,XC,反應(yīng)過程中能量變化如圖所示,E1表示反應(yīng)A+BX的活化能。下列有關(guān)敘述正確的是()A.E2表示反應(yīng)XC的活化能B.X是反應(yīng)A+BC的催化劑C.反應(yīng)A+BC的H<0D.加入催化劑可改變反應(yīng)A+BC的焓變4.(2013·南平期末)用Cl2生產(chǎn)某些含氯有機(jī)物時(shí)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物HCl。利用反應(yīng)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g),可實(shí)現(xiàn)氯的循環(huán)利用。已知4 mol HCl被氧化可放出115.6 kJ的熱量。下列說法正確的是()A.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2OH=-115.6 kJ·mol-1B.將36.5 g HCl(g)和8 g O2(g)充入一密閉容器中發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)放熱28.9 kJC.加入催化劑,該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱改變D.在溫度、體積一定的條件下,通入4 mol HCl和1 mol O2反應(yīng)后放出的熱量為Q1kJ,若通入8 mol HCl和2 mol O2反應(yīng)后放出的熱量為Q2kJ,則231.2>Q2>2Q15.實(shí)驗(yàn)測得：101 kPa時(shí),1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ的熱量;1 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2氣體,放出890.3 kJ的熱量。下列熱化學(xué)方程式的書寫正確的是()CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=+890.3 kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)H=-890.3 kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6 kJ·mol-1A.僅有B.僅有C.僅有D.全都符合要求6.(2013·泉州質(zhì)檢)將TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應(yīng)之一。已知：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) H=+140.5 kJ·mol-1C(s,石墨)+O2(g)=CO(g) H=-110.5 kJ·mol-1則反應(yīng)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的H是()A.+80.5 kJ·mol-1B.+30.0 kJ·mol-1C.-30.0 kJ·mol-1D.-80.5 kJ·mol-1二、非選擇題(本題包括4小題,共58分)7.(12分)解決目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題,并緩解能源危機(jī),已成為當(dāng)前和未來的一項(xiàng)重大課題。有專家提出利用太陽能促使燃料循環(huán)使用的構(gòu)想,如圖所示：過程可用如下反應(yīng)表示：2CO22CO+O22H2O2H2+O22N2+6H2O4NH3+3O22CO2+4H2O2CH3OH+3O22CO+4H2O+3O2請回答下列問題：(1)過程的能量轉(zhuǎn)化形式為能轉(zhuǎn)化為能。(2)請完成第個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式：  。(3)上述轉(zhuǎn)化過程中,H1和H2的關(guān)系是  。8.(14分)(2013·泉州一模).圖甲是一定的溫度和壓強(qiáng)下N2和H2反應(yīng)生成1 mol NH3過程中能量變化示意圖,請寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式(H的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示)： 。.(1)根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道,在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生下列反應(yīng),已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6 kJ·mol-1,則2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)H=;(2)飲用水中的N主要來自于N。已知在微生物的作用下,N經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成N。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖乙：1 mol N全部被氧化成N的熱化學(xué)方程式為   。9.(16分)隨著世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的劇增,全球能源緊張及世界氣候面臨越來越嚴(yán)重的問題,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視。(1)如圖為C及其氧化物的變化關(guān)系圖,若變化是置換反應(yīng),則其化學(xué)方程式可為;圖中變化過程哪些是吸熱反應(yīng)(填序號)。(2)甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上可用如下方法合成甲醇：方法一CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)方法二CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)在25、101 kPa下,1克甲醇完全燃燒放熱22.68 kJ,寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式： ;某火力發(fā)電廠CO2的年度排放量是2 200萬噸,若將此CO2完全轉(zhuǎn)化為甲醇,則理論上由此獲得的甲醇完全燃燒放熱約是kJ(保留三位有效數(shù)字)。(3)金屬鈦冶煉過程中其中一步反應(yīng)是將原料金紅石轉(zhuǎn)化：TiO2(金紅石)+2C+2Cl2TiCl4+2CO已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJ·mol-12CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=-566 kJ·mol-1TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g)H=+141 kJ·mol-1則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的H=。(4)臭氧可用于凈化空氣,飲用水消毒,處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質(zhì)反應(yīng)。如6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s)H=-235.8 kJ·mol-1,已知：2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g)H=+62.2 kJ·mol-1,則O3轉(zhuǎn)化為O2的熱化學(xué)方程式為 。10.(16分)AG是中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì),A、D為單質(zhì),G是含A元素的酸性氣體。已知：A(s)+B(g)=C(g)+D(g)H=+131.4 kJ·mol-1,某同學(xué)實(shí)驗(yàn)測知,4 g A發(fā)生上述反應(yīng)吸收43.8 kJ的熱量。(1)寫出A元素的名稱。(2)另外知：A(s)+O2(g)=G(g)H=-393.6 kJ·mol-1C(g)+O2(g)=G(g)H=-283 kJ·mol-1D(g)+O2(g)= B(g)H=-242 kJ·mol-1由此判斷“因?yàn)?83 kJ·mol-1+242 kJ·mol-1>393.6 kJ·mol-1,所以A燃燒時(shí)加少量B可以放出更多的熱量”這種說法是否正確? ,理由是 。(3)寫出A+O2C的熱化學(xué)方程式： 。答案解析1.【解析】選A。消費(fèi)需求增長會(huì)增加能源等消耗,不能達(dá)到“低碳減排”目的。2.【解析】選B。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=(946+498-2×632)kJ·mol-1=+180 kJ·mol-1,屬于吸熱反應(yīng),A錯(cuò)誤;吸熱反應(yīng)的反應(yīng)物總能量小于生成物的總能量,B正確;N2(g)和O2(g)的反應(yīng)條件是放電或高溫,C錯(cuò)誤;NO不能與酸、堿反應(yīng),D錯(cuò)誤。3.【解析】選C。反應(yīng)XC的活化能小于E2,A錯(cuò)誤;由可知,X是反應(yīng)A+BC的中間產(chǎn)物,B錯(cuò)誤;反應(yīng)物A和B的總能量大于生成物C的總能量,所以反應(yīng)A+BC是放熱反應(yīng),即H<0,C正確;加入催化劑可以加快反應(yīng)速率,但反應(yīng)物和生成物具有的總能量不變,則反應(yīng)的焓變不改變,D錯(cuò)誤。4.【解析】選D。由4 mol HCl被氧化,放出115.6 kJ的熱量,可知該反應(yīng)的反應(yīng)熱H=-115.6 kJ·mol-1,未標(biāo)H2O的狀態(tài),A錯(cuò)誤;該反應(yīng)是可逆反應(yīng),不能完全轉(zhuǎn)化成Cl2(g)和H2O(g),故反應(yīng)放熱小于28.9 kJ,B錯(cuò)誤;加入催化劑,反應(yīng)的反應(yīng)熱不變,C錯(cuò)誤;通入4 mol HCl和1 mol O2完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量為115.6 kJ,但該反應(yīng)是可逆反應(yīng),該條件下放出的熱量小于115.6 kJ;故8 mol HCl和2 mol O2在該條件下放出的熱量小于231.2 kJ,兩情況對比由于體積相同,8 mol HCl和2 mol O2相當(dāng)于對于4 mol HCl和1 mol O2先等效再加壓,平衡右移,放出熱量更多,故有231.2>Q2>2Q1,故D正確。5.【解析】選B。甲烷的燃燒為放熱反應(yīng),H<0,錯(cuò)誤;1 mol甲烷完全燃燒生成液態(tài)水時(shí),放出890.3 kJ熱量,中生成的水為氣態(tài),故正確、錯(cuò)誤;2 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量為285.8 kJ×2=571.6 kJ,正確。6.【解析】選D。TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) H=+140.5 kJ·mol-1C(s,石墨)+O2(g)=CO(g)H=-110.5 kJ·mol-1+×2,得到TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)H=-80.5 kJ·mol-1。7.【解析】(1)從過程中的變化可以看出,該過程中的能量轉(zhuǎn)化形式為太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(2)由質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)中另一種產(chǎn)物為CH4,化學(xué)方程式為2CO+4H2O2CH4+3O2。(3)過程和過程互逆,則H1=-H2。答案：(1)太陽化學(xué)(2)2CO+4H2O2CH4+3O2(3)H1=-H28.【解析】.注意圖甲是表示生成1 mol NH3過程中能量變化且該反應(yīng)是放熱反應(yīng);.(1)前式×2-后式×3即得;(2)首先寫出N(aq)+2O2(g)=N(aq)+2H+(aq)+H2O(l),然后依據(jù)圖像寫出N(aq)+O2(g)=N(aq)+2H+(aq)+H2O(l)H1=-273 kJ·mol-1、N(aq)+O2(g)=N(aq)H2=-73 kJ·mol-1,則H由+即得。答案：.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H=2(Q1-Q2)kJ·mol-1.(1)1 530 kJ·mol-1(2)N(aq)+2O2(g)=N(aq)+2H+(aq)+H2O(l)H=-346 kJ·mol-19.【解析】(1)由信息可知反應(yīng)是置換反應(yīng),所以應(yīng)為吸熱反應(yīng);(2)1 mol甲醇燃燒放出熱量22.68 kJ×32=725.76 kJ,依據(jù)信息生成物水為液態(tài);依據(jù)碳原子守恒n(CH3OH)=n(CO2)=5×1011mol,放出熱量為725.76 kJ·mol-1×5×1011mol3.63×1014kJ;(3)對已知熱化學(xué)方程式編號從前到后分別為,-+×2即可得所求方程式,所以目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱H=+141 kJ·mol-1-(-566 kJ·mol-1)+(-393.5 kJ·mol-1)×2=-80 kJ·mol-1;(4)首先寫出所求反應(yīng)的化學(xué)方程式2O3(g)=3O2(g),前式×2+后式×3即可得所求熱化學(xué)方程式。答案：(1)C+H2OH2+CO(合理即可,如與CuO、FeO、SiO2等反應(yīng))(2)CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-725.76 kJ·mol-13.63×1014(3)-80 kJ·mol-1(4)2O3(g)=3O2(g)H=-285 kJ·mol-1【解題技巧】反應(yīng)熱計(jì)算要注意的幾個(gè)問題(1)根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算時(shí),要清楚已知熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示的物質(zhì)的量與已知物質(zhì)量之間的比例關(guān)系,然后進(jìn)行計(jì)算。(2)根據(jù)化學(xué)鍵斷裂和形成過程中的能量變化計(jì)算反應(yīng)熱時(shí),須注意斷鍵和成鍵的總數(shù),必須是斷鍵和成鍵時(shí)吸收或放出的總能量。(3)運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算,在調(diào)整方程式時(shí),要注意H也要隨之調(diào)整。10.【解析】(1)由A(s)+B(g)=C(g)+D(g)H=+131.4 kJ·mol-1,知n(A)=43.8 kJ/131.4 kJ·mol-10.33 mol。M(A)=4 g/0.33 mol12 g·mol-1,故A為碳,B為H2O,C為CO,D為H2,G為CO2,E為濃硫酸或濃硝酸。(2)可把3個(gè)熱化學(xué)方程式具體寫為C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.6 kJ·mol-1CO(g)+O2(g)=CO2(g)H=-283 kJ·mol-1H2(g)+O2(g)=H2O(g)H=-242 kJ·mol-1兩種途徑反應(yīng)熱分別為-283 kJ·mol-1-242 kJ·mol-1+131.4 kJ·mol-1=-393.6 kJ·mol-1和-393.6 kJ·mol-1,可見是相等的。(3)將C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.6 kJ·mol-1和CO(g)+O2(g)=CO2(g)H=-283 kJ·mol-1兩式相減即得熱化學(xué)方程式C(s)+O2(g)=CO(g)H=-110.6 kJ·mol-1。答案：(1)碳(2)不正確1 mol A與O2直接燃燒放出的熱量為393.6 kJ,而1 mol A先與B反應(yīng)生成C和D,C和D再與O2反應(yīng),共放出熱量：-131.4 kJ+283 kJ+242 kJ=393.6 kJ,兩者相同(3)C(s)+O2(g)= CO(g)H=-110.6 kJ·mol-1