高考化學同步復習專項：專題十五 化學能與熱能含解析

2020屆高考二輪復習專項：專題十五 化學能與熱能1、在研究物質變化時,人們可以從不同的角度、不同的層面來認識物質變化所引起的化學鍵及能量的變化,據(jù)此判斷以下敘述錯誤的是( )A.化學反應中物質變化的實質是舊化學鍵斷裂和新化學鍵生成B.物質的燃燒過程可看成“儲存”在物質內部的能量(化學能)轉化為熱能釋放出來的過程C.在化學反應中,破壞舊化學鍵吸收的能量大于形成新化學鍵釋放的能量時,該反應是吸熱反應D.需要在高溫條件下才能發(fā)生的反應一定是吸收能量的反應2、2016年諾貝爾化學獎授予在合成分子機器領域做出貢獻的三位科學家。分子機器是一種特殊的超分子體系，當體系受到外在刺激（如pH 變化、吸收光子、電子得失等）時，分子組分間原有作用被破壞，各組分間發(fā)生類似于機械運動的某種熱運動。下列說法不正確的是( )A驅動分子機器時，需要對體系輸入一定的能量B分子狀態(tài)的改變會伴隨能量變化，屬于化學變化C氧化還原反應有可能是刺激分子機器體系的因素之一D光照有可能使分子產生類似于機械運動的某種熱運動3、化學與社會、科學、技術、環(huán)境密切相關。下列說法不正確的是(   )A.T-碳是一種新型三維碳結構晶體,與C60互為同素異形體B.推廣利用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料符合低碳經濟理念C.將金屬鈦、鋁混合后在空氣中熔化可制得強度較大的鈦合金材料D.為汽車安裝尾氣催化轉化裝置,可將尾氣中的部分CO和NO轉化為無毒氣體4、下列說法正確的是(   )A.凡是放熱反應都是自發(fā)的,因為吸熱反應都是非自發(fā)的B.自發(fā)反應的熵一定增大,非自發(fā)反應的熵一定減小C.常溫下,反應C(s)+CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行, 則該反應的>0D.反應2Mg(s)+CO2(g)=C(s)+2MgO(s)能自發(fā)進行,則該反應的>05、H2與ICl的反應分、兩步進行，其能量曲線如下圖所示，下列有關說法不正確的是（ ）A反應 比 要容易發(fā)生是因為反應 活化能大B反應 和 均為放熱反應CH2(g)+2ICl(g)= I2(g)+2HCl(g) H= -218 kJ·mol1D反應 和 均為氧化還原反應6、甲烷與氯氣光照條件下取代反應的部分反應歷程和能量變化如下:第一步:Cl2(g) 2C1(g) H1 = +242.7 kJ mol-1第二步:CH4(g) + Cl (g) CH3 (g) + HCl(g) H2 = + 7.4 kJ mol-1第三步:CH3 (g)+Cl2(g) CH3Cl(g)+Cl (g) H3 = -112. 9 kJ mol-1中(其中Cl 表示氯原子,CH3 表示甲基)下列說法不正確的是( )A.由題可知,甲烷和氯氣在室溫暗處較難反應B. CH4(g)+Cl2(g)CH3Cl(g) + HCl(g) H=105.4 kJ mol-1C.形成1 mol CH3Cl中CCl鍵放出的能量比拆開1 mol Cl2中化學鍵吸收的能量多D.若是甲烷與Br2發(fā)生取代反應,則第二步反應H < + 7.4 kJ mol-17、已知: S(g)+O2(g)=SO2(g) H1; S(s)+O2(g)=SO2(g) H2; 2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) H3; 2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) H4; SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l) H5下列關于上述反應焓變的判斷不正確的是()A.H1<H2B.H3<H4C.H5=H3-H2D.2H5=3H3-H48、中國研究人員研制一種新型復合光催化劑，利用太陽光在催化劑表面實現(xiàn)高效分解水，主要過程如下圖所示下列說法不正確的是( )A.整個過程實現(xiàn)了光能向化學能的轉化B.過程放出能量并生成了O-O鍵C.總反應2H2O2H2+O2D.過程屬于分解反應也是吸熱反應9、已知化學反應的能量變化如圖所示,判斷下列敘述中正確的是(和的結構式分別為A-A、B-B)( )A.每生成2分子AB吸收b kJ熱量B.該反應的反應熱C.該反應中反應物的總能量高于生成物的總能量D.斷裂1mol AA鍵和1mol BB鍵,放出a kJ能量10、研究表明CO與N2O在Fe作用下發(fā)生反應的能量變化及反應歷程如圖所示,兩步反應分別為: N2O+Fe+=N2+FeO+(慢):FeO+ +CO=CO2+Fe+(快)。下列說法正確的是（ ）A.反應是氧化還原反應,反應是非氧化還原反應B.兩步反應均為放熱反應,總反應的化學反應速率由反應決定C.Fe使反應的活化能減小,FeO+是中間產物D.若轉移1 mol電子,則消耗11. 2 L N2O11、如圖為氟利昂(如)破壞臭氧層的反應過程示意圖,下列說法不正確的是( )A.過程I中斷裂極性鍵C-C1鍵B.過程II可表示為C.過程III中是吸熱過程D.圖示過程說明氟利昂中氯原子是破壞的催化劑12、如圖為氟利昂(如)破壞臭氧層的反應過程示意圖,下列說法不正確的是( )A.過程I中斷裂極性鍵C-C1鍵B.過程II可表示為C.過程III中是吸熱過程D.圖示過程說明氟利昂中氯原子是破壞的催化劑13、炭黑是霧霾中的重要顆粒物,研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子,生成活化氧,活化過程的能量變化模擬計算結果如圖所示,活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列說法錯誤的是(   )A.氧分子的活化包括O-O鍵的斷裂與C-O鍵的生成B.每活化一個氧分子放出0. 29eV的能量C.水可使氧分子活化反應的活化能降低0.42eVD.炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉化為三氧化硫的催化劑14、對于Zn(s)H2SO4(aq)ZnSO4(aq)H2(g) H0 的化學反應，下列敘述不正確的是( )A反應過程中能量關系可用上圖表示BH的值與反應方程式的計量系數(shù)有關 C若將該反應設計成原電池，鋅為負極D若將其設計為原電池，當有32.5g鋅溶解時，正極放出氣體一定為11.2L15、下列圖示與對應的敘述相符的是()A. 由圖甲可知，B. 圖乙表示與反應時溶液中含鋁微粒濃度變化曲線，a點溶液中存在 C. 圖丙表示溫度在和T2時水溶液中和的關系，則陰影部分M內任意一點均滿足D. 圖丁表示反應平衡時體積分數(shù)隨起始變化的曲線，則轉化率：16、關于下列各圖的敘述，正確的是( )A.根據(jù)圖甲(S表示溶解度)表示A、B兩物質的溶解度隨溫度變化情況，將A、B飽和溶液分別由t1升溫至t2時，溶質的質量分數(shù)ABB.圖乙表示25時，用0.1mol ·L1鹽酸滴定20mL 0.1mol ·L1 NaOH溶液的pH隨加入酸體積的變化C.根據(jù)圖丙表示Al3與OH反應時含鋁微粒濃度變化曲線，圖中a點溶液中大量存在Al3D.根據(jù)圖丁可判斷可逆反應“A2(g)3B2(g) 2AB3(g)”的H017、對于:2C4H10(g)+13O2(g)=8CO2(g)+10H2O(l) H= - 5800kJ·mol-1的敘述錯誤的是( )A.該反應的反應熱為H= - 5 800kJ·mol-1,是放熱反應B.該反應為丁烷燃燒的熱化學方程式,由此可知丁烷的燃燒熱為5 800kJ·mol-1C.該式的含義為:25、101kPa下 , 2mol C4H10氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出熱量5800kJD.該反應的H與各物質的狀態(tài)有關,與化學計量數(shù)也有關18、下列有關熱化學方程式的敘述正確的是( )A已知C（石墨，s）=C（金剛石，s）H0，則金剛石比石墨穩(wěn)定B已知2（g）（g）=2（l）H571.6 kJ/mol，則氫氣的燃燒熱為H285.8kJ/molC含200 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量，則稀醋酸和稀NaOH溶液反應的熱化學方程式為：NaOH（aq）（aq）=（aq）（l）H57.4 kJ/molD已知2C（s）2（g）=2（g）；2C（s）（g）=2CO（g），則19、為了合理利用化學能,確保安全生產,化工設計需要充分考慮化學反應焓變,并采取相應措施?；瘜W反應的焓變通常用實驗進行測定,也可進行理論推算。1.實驗測得:1g甲醇在氧氣中完全燃燒,生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出22.7kJ的熱量,試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式:_。2.由氣態(tài)基態(tài)原子形成1 mol化學鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學鍵的角度分析,化學反應的過程就是反應物的化學鍵的破壞和生成物的化學鍵的形成過程。在化學反應過程中,破壞舊化學鍵需要吸收能量,形成新化學鍵又會釋放能量。化學鍵HHNHNN鍵能(kJ·mol-1)436391945已知反應N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H=a kJ·mol-1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計算a 的數(shù)值,列出簡單的計算式:_。3.依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算。已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) H1=-393.5 kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H2=-571.6 kJ/mol2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H3=-2599 kJ/mol寫出298K時由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反應的熱化學方程式_。20、人類研究氫能源從未間斷過，而熱化學循環(huán)分解水制 H2是在水反應體系中加入一種中間物，經歷不同的反應階段，最終將水分解為H2和O2，這是一種節(jié)約能源、節(jié)省反應物料的技術。下圖是熱化學循環(huán)制氫氣的流程：(1) 實驗測得1g H2(g)燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ的熱量，則表示氫氣燃燒熱(燃燒熱即為在101kPa下1mol物質完全燃燒的反應熱)的熱化學方程式為_。(2) 整個流程參與循環(huán)的物質是_和_(填化學式)，最難進行的反應是_(填序號)。 (3) 汞雖然有毒，但用途廣泛。用汞和溴化鈣作催化劑，可以在較低溫度下經過下列反應使水分解制氫氣和氧氣： CaBr22H2OCa(OH)2 2HBr； ? HgBr2Ca(OH)2CaBr2HgOH2O； 2HgO2HgO2，反應的化學方程式為_。 (4) 合成氨用的H2可以甲烷為原料制得。有關化學反應的能量變化如下圖所示，則CH4(g)與H2O(g)反應生成CO(g)和H2(g)的熱化學方程式為_。21、研究氮氧化合物的治理是環(huán)保的一項重要工作，合理應用和處理氮的化合物，在生產生活中有著重要的意義。1.已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+181.5 kJ·mol-1某科研小組嘗試利用固體表面催化工藝進行NO的分解。若用、和分別表示N2、NO、O2和固體催化劑，在固體催化劑表面分解NO的過程如下圖所示。從吸附到解吸的過程中，能量狀態(tài)最低的是_(填字母序號)。2.為減少汽車尾氣中NOx的排放，常采用CxHy(烴)催化還原NOx消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H1=574kJ/molCH4(g)+4NO(g)=2N2 (g)+CO2(g)+2H2O(g) H2=1 160kJ/molCH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H3則H3=_。3.亞硝酰氯(ClNO)是有機合成中常用試劑，已知：2NO(g)+Cl2(g)2 ClNO(g)一定溫度下，將2mol NO與2mol Cl2置于2L密閉容器中發(fā)生反應，若該反應4min后達平衡，此時壓強是初始的0.8倍，則平均反應速率v(Cl2)=_mol·L-1·min-1。下列可判斷反應達平衡狀態(tài)的是_(項序號字母)。A.混合氣體的平均相對分子質量不變B.混合氣體密度保持不變C.NO和Cl2的物質的量之比保持不變D.每消耗1moI NO同時生成1mol ClNO為了加快化學反應速率，同時提高NO的轉化率，其他條件不變時，可采取的措施有_(填選項序號字母)。A.升高溫度B.縮小容器體積C.再充入Cl2氣體D.使用合適的催化劑一定條件下在恒溫恒容的密閉容器中，按一定比例充入NO(g)和Cl2(g)，平衡時ClNO的體積分數(shù)隨n(NO)/n(Cl2)的變化圖像如圖(b)所示，當n(NO)/n(Cl2)=2.5時，達到平衡狀態(tài)，ClNO的體積分數(shù)可能是圖中D、E、F三點中的_點。4.已知2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反應歷程分兩步： 2NO(g)N2O2(g)(快)，v1正=k1正c2(NO)，v1逆 =k1逆c (N2O2)N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)，v2正=k2正c(N2O2)c(O2)，v2逆=k2逆c2(NO2)比較反應的活化能E1與反應的活化能E2的大?。篍1_E2(填“>”、"<”或“=”)：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常數(shù)K與上述反應速率常數(shù)k1正、k1逆、k2正、k2逆的關系式為_。 答案以及解析1答案及解析：答案：D解析：化學反應的實質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成,故A項正確;物質燃燒放出熱量,化學能轉化為熱能,故B項正確;若反應時形成新化學鍵釋放的能量大于破壞舊化學鍵吸收的能量,則該反應為放熱反應,反之,為吸熱反應,故C項正確;合成氨反應需要在高溫條件下進行,但該反應卻是釋放能量的反應,故D項錯誤。 2答案及解析：答案：B解析：A.需要對體系輸入一定的能量，才能驅動分子機器，故A正確；B.分子狀態(tài)的改變是物態(tài)變化，屬于物理變化，故B錯誤；C.電子的得失是氧化還原反應的本質，則發(fā)生氧化還原反應時可刺激分子機器體系，故C正確；D.光照可使光能轉化為機械能，即光照能使分子產生類似于機械運動的某種熱運動，故D正確。 3答案及解析：答案：C解析： 4答案及解析：答案：C解析：反應的自發(fā)性是由熵變、焓變和溫度共同決定的,即時,反應一定能自發(fā)進行。若, , 則反應一定能自發(fā)進行,若,則反應一定不能自發(fā)進行,若,或,則反應在一定溫度下可以自發(fā)進行,選項A、B錯誤;C項中反應的,若, 則一定自發(fā),現(xiàn)常溫下不自發(fā),說明,正確;D項中反應的,能自發(fā),說明,錯誤。 5答案及解析：答案：A解析： 6答案及解析：答案：D解析：A.光照下發(fā)生取代反應，常溫下暗處不能反應，故A正確；B.由第二步與第三步相加得到CH4(g) + Cl2(g)CH3Cl(g) + HCl(g) H=105.4 kJ mol-1,故B 正確；C.由第三步反應可知，形成CCl鍵，拆開Cl2中化學鍵，且為放熱反應，則形成1 mol CH3Cl中CCl鍵放出的能量比拆開 1 mol Cl2中化學鍵吸收的能量多，故C正確；D.若是甲烷與Br2發(fā)生取代反應，Cl比Br的能量高，則第二步反應H> + 7.4 kJ mol-1，故D錯誤。 7答案及解析：答案：B解析： 8答案及解析：答案：D解析：A.由圖可知，利用太陽光在催化劑表面實現(xiàn)水分解為氫氣和氧氣，光能轉化為化學能，故A正確；B.過程II生成了OO鍵，釋放能量，故B正確；C.該過程的總反應是水分解為氫氣和氧氣，故C正確；D.由圖可知，過程有既有OH鍵斷裂，也有HH鍵形成，故D錯誤。 9答案及解析：答案：B解析：觀察題給圖象可以得到,題述反應的反應物總能量低于生成物總能量,為吸熱反應,其反應熱?；瘜W反應過程中,化學鍵的斷裂為吸熱過程,化學鍵的形成為放熱過程。 10答案及解析：答案：C解析：A.反應、均有元素化合價的升降，因此 都是氧化還原反應，A錯誤；B.由圖可知，F(xiàn)e+N2O=FeO+ + N2、FeO+ + CO =Fe+ + CO2 兩步中均為反應物總能量大于生成物總能量.所以兩個反應都 是放熱反應，總反應的化學反應速率由速率慢的反應 決定，B錯誤;C.Fe+作催化劑，使反應的活化能減 小，F(xiàn)eO+是反應過程中產生的物質，因此是中間產 物,C正確；D.由于沒有指明外界條件，所以不能確定 氣體的體積，D錯誤。 11答案及解析：答案：C解析：A項，過程I中轉化為和氯原子，斷裂極性鍵C-Cl鍵，正確；B項，根據(jù)圖中信息可知，過程II可表示為，正確；C項，形成新鍵會放出熱量，錯誤；D項，由圖示過程可知氟利昂中氯原子是破壞的催化劑，正確。 12答案及解析：答案：C解析：A項，過程I中轉化為和氯原子，斷裂極性鍵C-Cl鍵，正確；B項，根據(jù)圖中信息可知，過程II可表示為，正確；C項，形成新鍵會放出熱量，錯誤；D項，由圖示過程可知氟利昂中氯原子是破壞的催化劑，正確。 13答案及解析：答案：C解析：由圖可知,氧分子的活化進OO鍵的斷裂與CO鍵的生成過程,故A正確；由圖可知,反應物的總能量高于生成物的總能量,因此每活化一個氧分子放出0.29eV的能量,故B正確；由圖可知,第一步反應為反應速率的控制步驟,無水時相對活化能為0.75eV,有水時相對活化能為0.57eV,水可使氧分子活化反應的活化能降低0.18eV,故C錯誤;活化氧可以快速氧化二氧化硫,而炭黑顆?？梢曰罨醴肿?因此炭黑顆?？梢钥醋鞔髿庵卸趸蜣D化為三氧化硫的催化劑,故D正確。 14答案及解析：答案：D解析： 15答案及解析：答案：C解析：A.圖甲表示的是三氧化硫分解的能量變化， 為吸熱反應，焓變?yōu)檎?，?A 錯誤;B. a 點所示pH接近12, 顯強堿性，堿性環(huán)境中鋁離子會先生成氫氧化鋁沉淀，后轉化為偏鋁酸根，故a點溶液中 存在的含鋁微粒為偏鋁酸根，故B錯誤；C. XY連線 上有，在X、Y連線的上方區(qū)域有，在 X、Y 連線的 下方有，所以陰影部分M內任意一點均滿足，故C正確；D.氮氣的濃度越大， 越有利于平衡正向移動，氫氣的轉化率越大，則轉化 率：,故 D 錯誤。 16答案及解析：答案：A解析： 17答案及解析：答案：B解析： 18答案及解析：答案：B解析： 19答案及解析：答案：1.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-726.4 kJ·mol-1或2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H=-1452.8 kJ·mol-12.a3×4369456×391933.2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g) H=+226.7 kJ· mol-1解析： 20答案及解析：答案：(1) H2(g)O2(g)H2O(l)  H285.8kJ·mol1(2) SO2 ; I2；(3) Hg2HBrHgBr2H2(4) CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)    H+161.1kJ·mol1解析： 21答案及解析：答案：1.C2.-867kJ/mol3.0.1、AC；BC；F4.< ;K=(k1正×k2正)/ (k1逆×k2逆)解析：1.從過程圖可知，A狀態(tài)時NO被吸附到化劑表面，B狀態(tài)為NO變成N原子和O原子，這個過程需要吸收能量，C狀態(tài)為N原子和N原子結合變成N2，O原子和O原子結合變成O2，這個過程為成鍵過程，需要放出能量，則從整個反應過程來看，反應是2NON2+O2 H=-181.5kJ·mol-1即H<0，所以生成的N2、O2被吸附時體系熵變最小、能量最低，即能量狀態(tài)最低的是C；2.由蓋斯定律（+）×1/2得到反應CH4（g）+2NO2（g）N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）的焓變 H3=1/2×（-574kJ/mol）+（-1 160kJ/mol）=-867kJ/mol；3.反應的三段式為：2NO（g）+Cl2（g）2CINO（g）起始量（mol） 2 2 0變化量（mol） 2x x 2x平衡量（mol） 2-2x 2-x 2x恒溫恒容條件下，氣體的物質的量之比等于壓強之比，即（2-2x+2-x+2x）（2+2）=0.81，x=0.8mol，v(Cl2)=0.1mol/（Lmin）；A.反應2NO（g）+Cl2（g）2CINO（g）是體積變化的反應，反應正向進行則氣體總物質的量n減小，逆向進行則氣體總物質的量n增大，體系中物質總質量m不變，結合=m/n可知，不變則各物質的物質的量不變，反應達到平衡狀態(tài)，故A正確；B.反應體系是恒容，各物質均為氣態(tài)，所以氣體的總質量不變，根據(jù)=m/V得可知，體系中混合氣體密度始終不變，即混合氣體密度不變不能判定反應是否達到平衡，故B錯誤；C.NO與Cl2的物質的量之比保持不變時，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；D.v（CINO）正=v（NO）正時，均為v正，不能確定是否達到平衡狀態(tài)，故D錯誤；A.升高溫度，反應速率加快，反應會移動，但不知道反應的熱效應，故A不確定；B.縮小容器體積，相當加壓，反應正向進行、反應速率加快，故B選；C.充入Cl2氣體，反應速率加快、反應正向進行，NO的轉化率提高，故C選，D.使用合適的催化劑，能加快反應速率，但不影響反應移動方向，即NO的轉化率不變，故D不選；當反應物的物質的量之比等于其計量數(shù)之比時生成物的含量最大，當n（NO）/n（Cl2）=2.5時CINO的體積分數(shù)減小，所以應該是F點；4.反應的活化能越低，反應速率越大，反應的反應速率大，則E1小、E2大，即E1<E2；反應達到平衡狀態(tài)，則v1正=v1逆，v2正=v2逆，即k1正c2（NO）=k1逆c（N2O2），k2正c（N2O2）·c（O2）=k2逆c2（NO2），所以，2NO（g）+O2（g）2NO2（g）的平衡常數(shù)K=。