2019高考化学总复习 第六章 化学反应与能量 课时作业17 化学能与热能 新人教版.doc

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课时作业17　化学能与热能 一、选择题 1．如图为1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的能量变化示意图，已知E1＝x kJmol－1、E2＝y kJmol－1，下列有关说法中正确的是(　　) A．若在反应体系中加入催化剂，E1不变 B．若在反应体系中加入催化剂，ΔH减小 C．反应活化能等于y kJmol－1 D．1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的ΔH＝(x－y) kJmol－1 解析：本题考查了反应热知识，意在考查考生的图象分析能力。观察题给图象，E1为反应的活化能，加入催化剂改变反应的活化能，但是ΔH不变；1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的反应热数值为反应物和生成物的能量差，即ΔH＝(x－y) kJmol－1，故选D。 答案：D 2．已知热化学方程式2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ/mol，则关于热化学方程式“N2O4(g)2NO2(g)　ΔH0”的说法中正确的是(　　) A．热化学方程式中的化学计量数表示分子数 B．该反应ΔH0>0 C．该反应ΔH0＝－56.9 kJ/mol D．该反应可表示1 mol N2O4投入容器中分解时的热效应 解析：ΔH0＝＋56.9 kJ/mol，化学计量数表示物质的量，由于该反应为可逆反应，1 mol N2O4不可能完全分解，所以D项错误。 答案：B 3．已知化学方程式2AB(g)===A2(g)＋B2(g)所代表的化学反应的能量变化如图所示： 则下列说法正确的是(　　) A．2AB(g)===A2(g)＋B2(g)为放热反应 B．2 mol AB(g)的能量高于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和 C．断裂2 mol AB(g)吸收的热量为y kJ D．断裂1 mol A2(g)和1 mol B2(g)放出的能量和为x kJ 解析：本题考查化学反应中的能量变化，意在考查考生对化学反应中能量变化原理的理解及通过图象获取信息的能力。选项A，由题给图象可知生成物的总能量高于反应物的总能量，故为吸热反应，错误。选项B，吸热反应中，反应物的总能量比生成物的总能量低，错误。选项D，断裂化学键要吸收能量，错误。 答案：C 4．已知一定条件下断裂或形成某些化学键的能量关系如下表： 断裂或形成的化学键 能量数据 断裂1 mol H2分子中的化学键 吸收能量436 kJ 断裂1 mol Cl2分子中的化学键 吸收能量243 kJ 形成1 mol HCl分子中的化学键 释放能量431 kJ 对于反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，下列说法正确的是(　　) A．该反应的反应热ΔH>0 B．生成1 mol HCl时反应放热431 kJ C．氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固 D．相同条件下，氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量 解析：由于436 kJ＋243 kJ＝679 kJ<431 kJ2＝862 kJ，所以该反应的反应热ΔH<0，A错误；生成1 mol HCl时放出热量91.5 kJ，B错误；氢气的键能大于氯气的键能，所以氢气分子中的化学键更牢固，C正确；相同条件下，氢气稳定，氢气分子具有的能量低于氯气分子具有的能量，D错误。 答案：C 5．肼(H2N—NH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、O===O为500、N—N为154，O—H为452.5，则断裂1 mol N—H所需的能量(kJ)是(　　) A．194　　　　B．391　　　　C．516　　　　D．658 解析：ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，由图可知N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJmol－1。设断裂1 mol N—H所需能量为x kJ，则154 kJ＋4x kJ＋500 kJ－(942＋22452.5) kJ＝－534 kJ，可求得x＝391，答案选B。 答案：B 6．下列有关说法正确的是(　　) A．已知：HI(g)H2(g)＋I2(s)　ΔH＝－26.5 kJ/mol，由此可知1 mol HI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5 kJ的热量 B．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol，则氢气的燃烧热为ΔH＝－285.8 kJ/mol C．肼(N2H4)是一种用于火箭或燃料电池的原料，已知2H2O(g)＋O2(g)===2H2O2(l) ΔH＝＋108.3 kJ/mol① N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.0 kJ/mol② 则有反应：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－642.3 kJ/mol D．含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJ/mol 解析：A项，反应为可逆反应，HI不能完全转化为H2和I2，放出的热量小于26.5 kJ；C项，②－①得：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－642.3 kJ/mol，当H2O为液态时，ΔH应小于－642.3 kJ/mol；D项，醋酸为弱酸，醋酸和NaOH溶液的反应不但有中和反应，还有醋酸的电离过程，而电离过程是吸热的，故醋酸和NaOH溶液反应的ΔH大于－57.4 kJ/mol。 答案：B 7．已知： (1)CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1 (2)C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 (3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3 (4)2CO2(g)＋4H2(g)===CH3COOH(l)＋2H2O(l) ΔH4 (5)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)　ΔH5 下列关于上述反应的焓变的判断正确的是(　　) A．ΔH1>0，ΔH2<0 B．ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1 C．ΔH3>0，ΔH5<0 D．ΔH4＝ΔH1－2ΔH3 解析：反应(1)和(2)都属于燃烧反应，都是放热反应，ΔH1<0，ΔH2<0，A项错误；根据盖斯定律，(2)2＋(3)－(1)＝(5)，即ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1，B项正确；(3)中2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)是放热反应，ΔH3<0，C项错误；根据盖斯定律，应该是ΔH4＝2ΔH3－ΔH1，D项错误。 答案：B 8．下列说法正确的是(　　) A．如图可以表示水分解过程中的能量变化 B．若2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ/mol，则碳的燃烧热为110.5 kJ/mol C．需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应 D．已知Ⅰ：反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－a kJ/mol Ⅱ： 且a、b、c均大于零，则断开1 mol H—Cl键所需的能量为(－a－b－c) kJ/mol 解析：本题考查化学反应过程中的能量变化，意在考查考生对化学反应中能量变化的有关概念的理解以及对图象的分析能力。A项，水的分解为吸热反应，生成物的总能量大于反应物的总能量，且催化剂可有效降低反应的活化能，正确；B项，燃烧热的概念中强调完全反应生成稳定的氧化物，而该项反应中生成物为CO，错误；C项，常温下能发生的反应不一定是放热反应，如在常温下Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应为吸热反应，需要加热的反应也不一定是吸热反应，错误；D项，根据化学反应的过程为旧化学键断裂和新化学键形成的过程，且断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，可知断开1 mol H—Cl键所需的能量为(a＋b＋c) kJ/mol。 答案：A 9．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJmol－1 2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 452 kJmol－1 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1 下列说法中正确的是(　　) A．H2(g)燃烧热的ΔH为－571.6 kJmol－1 B．同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多 C.H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1 D．3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l) ΔH＝＋135.9 kJmol－1 解析：H2(g)燃烧热的ΔH为－571.6 kJmol－1；由 kJ、可知B正确；C选项，除生成水之外还有BaSO4沉淀生成，错误；D选项，①式－②式可知ΔH＝－131.4 kJmol－1，错误。 答案：B 10．已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量a kJ。又知道12.0 g碳完全燃烧，放出热量为b kJ，则热化学方程式C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH等于(　　) A．－(a－b) kJmol－1 B．－(a＋b) kJmol－1 C．－(5a－0.5b) kJmol－1 D．－(10a－b) kJmol－1 解析：根据题意得两个热化学方程式： ①3C(s)＋2O2(g)===2CO(g)＋CO2(g) ΔH＝－10a kJmol－1； ②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－b kJmol－1； 则(①－②)得C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－(5a－0.5b) kJmol－1。 答案：C 二、非选择题 11．(1)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有 ①反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝ ________kJmol－1。 ②甲烷的燃烧热为ΔH2，则ΔH2________ΔH1(填“>”“＝”或“<”)。 (2)物质(t－BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应： (t－BuNO)22(t－BuNO)　ΔH。实验测得该反应的ΔH＝＋50.5 kJmol－1，活化能Ea＝90.4 kJmol－1。下列能量关系图合理的是________。 (3)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热(ΔH)分别为－890.3 kJmol－1、－285.8 kJmol－1和－283.0 kJmol－1，则生成1 m3(标准状况)CO所需的热量为________。 解析：(1)①由蒸气重整的两个反应可知，利用第二个反应减去第一个反应则得出该反应的反应热为ΔH＝(165.0－206.2) kJmol－1＝－41.2 kJmol－1。②表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2。生成液态水比生成气态水释放出的热量多，故ΔH2<ΔH1。 (2)由实验测得该反应的反应热ΔH＝＋50.5 kJmol－1，可知该反应是吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，可排除能量关系图B和C。又依据活化能Ea＝90.4 kJmol－1，Ea－ΔH<50.5 kJmol－1，能量关系图A中，Ea－ΔH>50.5 kJmol－1，Ea与ΔH的比例不对。而能量关系图D是合理的。 (3)首先写出热化学方程式： CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJmol－1　① CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0 kJmol－1　② H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJmol－1　③ ①－(②＋③)2得 CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.3 kJmol－1 故标准状况下生成1 m3 CO所需热量为 247.3 kJmol－1 ≈5.52103 kJ。 答案：(1)①－41.2　②<　(2)D　(3)5.52103 kJ 12．(1)全国很多地区都曾陷入严重的雾霾和污染天气中，冬季取暖排放的CO2、汽车尾气等都是形成雾霾的因素。 已知：①N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋179.5 kJmol－1 ②2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH＝－112.3 kJmol－1 ③2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－759.8 kJmol－1 下图是在101 kPa,298 K条件下1 mol NO2和1 mol CO反应生成1 mol CO2和1 mol NO过程中能量变化的示意图。则a＝________。 (2)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。 反应A：CO2＋H2OCO＋H2＋O2 已知： ①反应Ⅱ是________反应(填“吸热”或“放热”)，其原因是________________________________________________。 ②反应A的热化学方程式是__________________。 (3)一定条件下，在容积为3 L的密闭容器中反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)达到化学平衡状态。 根据题目有关信息，请在右下坐标图中标示出该化学反应过程的能量变化(标明信息)。 答案：(1)368 (2)①吸热　反应物总能量低于生成物总能量(或ΔH>0) ②CO2(g)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋524.8 kJmol－1 (3)