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  • 2021-07-08 发布

2020届高考化学一轮复习化学能与热能作业(1)

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考点集训(十八) 化学能与热能 ‎(建议用时:40分钟)‎ ‎(对应考点集训第237页)‎ ‎[A级 基础达标]‎ ‎1.下列说法不正确的是(  )‎ A.天然气、沼气都是比较清洁的能源,它们的主要成分都是烃类 B.安装煤炭燃烧过程的“固硫”装置,主要是为了提高煤的利用率 C.光合作用实现了光能转化为化学能的转化 D.利用太阳能制氢燃料可达到节能减排的目的 B [“固硫”是为了清除SO2,防止污染环境,不是为了提高煤的利用率。]‎ ‎2.(2019·贵阳模拟)某反应过程中,体系的能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是(  )‎ A.该反应的正反应为放热反应 B.催化剂可以改变反应的焓变 C.催化剂能降低反应的活化能 D.逆反应的活化能大于正反应的活化能 C [该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量,其为吸热反应,A项错误;催化剂可以降低反应的活化能,但不改变反应的焓变,B项错误,C项正确;该反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能,D项错误。]‎ ‎3.(2019·池州模拟)下列关于热化学反应的描述中正确的是(  )‎ A.已知NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出57.3 kJ的热量 B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+(2×283.0)kJ·mol-1‎ C.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ 热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1‎ B [A项,醋酸为弱酸,电离时要吸热,放出的热量应小于57.3 kJ;C项,甲烷的燃烧热指的是CH4燃烧生成液态H2O;D项,反应中的ΔH应为-285.8×2 kJ·mol-1。]‎ ‎4.(2019·三门峡联考)一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-,ClO(x=1,2,3,4)的能量(kJ·mol-1)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是(  )‎ A.c是ClO B.2b===a+c反应的ΔH为40 kJ·mol-1‎ C.a、b、c、d、e中c最稳定 D.b→a+d反应的热化学方程式为3ClO-(aq)===ClO(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-116 kJ·mol-1‎ D [A项,c的化合价为+3,应为ClO;B项,2b===a+c的ΔH为(0+100-2×60) kJ·mol-1=-20 kJ·mol-1;C项,能量越低越稳定,a最稳定;D项,ΔH=(64+0-3×60)kJ·mol-1=-116 kJ·mol-1。]‎ ‎5.(2019·辽宁五校联考)下列示意图表示正确的是(  )‎ ‎    A           B ‎    C           D A.A图表示Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=+26.7 kJ·mol-1反应的能量变化 B.B图表示碳的燃烧热 C.实验的环境温度为20 ℃,将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合,测量混合液温度,结果如图C(已知:V1+V2=60 mL)‎ D.已知稳定性顺序:BA>C,故分步反应:AB为吸热反应,BC为放热反应,总反应AC为放热反应,D项正确。]‎ ‎6.已知CaSO4·2H2O脱水过程的热化学方程式如下:‎ CaSO4·2H2O(s)===CaSO4·H2O(s)+H2O(g) ΔH1=+83.2 kJ·mol-1‎ CaSO4·H2O(s)===CaSO4(s)+H2O(g) ΔH2‎ 又知:CaSO4·2H2O(s)===CaSO4(s)+2H2O(l)‎ ΔH3=+26 kJ·mol-1‎ H2O(g)===H2O(l) ΔH4=-44 kJ·mol-1‎ 则ΔH2为(  )‎ A.+30.8 kJ·mol-1  ‎ B.-30.8 kJ·mol-1‎ C.+61.6 kJ·mol-1 ‎ D.-61.6 kJ·mol-1‎ A [将题中四个已知热化学方程式依次编号为①、②、③、④,根据盖斯定律得①+②=③-2×④,则ΔH2=ΔH3-2ΔH4-ΔH1=[26-2×(-44)-83.2] kJ·mol-1=+30.8 kJ·mol-1。]‎ ‎7.化学反应的ΔH等于反应物的总键能与生成物的总键能之差。‎ 化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 键能/‎ ‎(kJ·mol-1)‎ ‎460‎ ‎360‎ ‎436‎ ‎431‎ ‎176‎ ‎347‎ 工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热ΔH为(  )‎ A.+412 kJ·mol-1   ‎ B.-412 kJ·mol-1‎ C.+236 kJ·mol-1 ‎ D.-236 kJ·mol-1‎ C [Si是原子晶体,呈正四面体结构,1个Si原子与周围的4个Si形成4个Si—Si,所以1 mol Si的共价键有2 mol,即1 mol Si中含有2 mol Si—Si。由反应的化学方程式可知,该反应的ΔH=4E(Si—Cl)+2E(H—H)-2E(Si—Si)-4E(H—Cl)=(4×360+2×436-2×176-4×431) kJ·mol-1=+236 kJ·mol-1。]‎ ‎8.已知:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+130 kJ·mol-1,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1。断开1 mol H—H、O===O分别需要吸收436 kJ、496 kJ的热量,则断开1 mol O—H需要吸收的热量为(  )‎ A.332 kJ        B.118 kJ C.462 kJ D.360 kJ C [将第一个热化学方程式乘以2,再减去第二个热化学方程式,得2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+480 kJ·mol-1,故断开1 mol O—H需要吸收的热量为(436 kJ×2+496 kJ+480 kJ)÷4=462 kJ,C项正确。]‎ ‎9.(2019·试题调研)已知:‎ ‎①CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1;‎ ‎②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2;‎ ‎③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3;‎ ‎④2CO2(g)+4H2(g)===CH3COOH(l)+2H2O(l) ΔH4;‎ ‎⑤2C(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 B [根据题给热化学方程式知,反应①、反应②和反应③都是放热反应,故ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,A、C项错误;由②×2+③-①得反应⑤,故ΔH5=2ΔH2+ΔH3-ΔH1,B项正确;由③×2-①可得反应④,则ΔH4=2ΔH3-ΔH1,D项错误。]‎ ‎10.(2019·昆明模拟)已知:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-394 kJ·mol-1‎ ‎②H2(g)+O2(g)===H2O(g)‎ ΔH2=-242 kJ·mol-1‎ ‎③2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(g)‎ ΔH3=-2 510 kJ·mol-1‎ ‎④2C(s)+H2(g)===C2H2(g) ΔH4‎ 下列说法正确的是(  )‎ A.反应①放出197 kJ的热量时,转移4 mol电子 B.由反应②可知1 mol液态水分解所放出的热量为242 kJ C.反应③表示C2H2燃烧热的热化学方程式 D.ΔH4=2ΔH1+ΔH2-ΔH3‎ D [1 mol C参与反应①时,放出的热量为394 kJ,转移电子为4 mol,故放出197 kJ热量时,转移2 mol电子,A项错误;液态水分解需要吸收热量,B项错误;表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1,且生成物应为稳定的化合物,H2O的稳定状态应是液态,而不是气态,C项错误;应用盖斯定律,由①×2+②-③×=④可知,D项正确。]‎ ‎11.过渡态理论认为:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图1是1 mol NO2与1 mol CO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。‎ ‎     图1          图2‎ ‎(1)试写出NO2和CO反应的热化学方程式:________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________,‎ 该反应的活化能是________kJ·mol-1。‎ ‎(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应,则其逆反应的热化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________,‎ 该反应的活化能为________kJ·mol-1。(3)图2是某同学模仿图1画出的NO(g)+CO2(g)===NO2(g)+CO(g)的能量变化示意图。则图中E3=________kJ·mol-1,E4=________kJ·mol-1。‎ ‎[解析] (1)图中E1是正反应的活化能,即该反应的活化能为134 kJ·mol-1。正反应的活化能和逆反应的活化能之间的能量差即为反应热。(2)可逆反应逆反应的反应热应该与正反应的反应热的数值相等,但符号相反。(3)E3即该反应的活化能,等于E2,E4是反应物与生成物的能量之差,即反应热。‎ ‎[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 ‎[B级 能力提升]‎ ‎12.(2019·山西名校联考)(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用SO2将CO氧化,SO2被还原为S。已知:‎ ‎①C(s)+O2(g)===CO(g)‎ ΔH1=-126.4 kJ·mol-1‎ ‎②C(s)+O2(g)===CO2(g)‎ ΔH2=-393.5 kJ·mol-1‎ ‎③S(s)+O2(g)===SO2(g)‎ ΔH3=-296.8 kJ·mol-1‎ 则SO2氧化CO的热化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)用O2将HCl转化为Cl2,可提高效率,减少污染。传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。‎ 其中,反应①为2HCl(g)+CuO(s)===H2O(g)+CuCl2(s) ΔH1‎ 反应②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2,则总反应的热化学方程式为________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。‎ ‎(3)将CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,可发生反应:‎ ‎①CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g),该反应的ΔH=+206 kJ·mol-1‎ 已知:②CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802 kJ·mol-1,写出由CO2和H2O(g)生成CO的热化学方程式________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:‎ ‎①用焦炭跟水反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);‎ ‎②用天然气跟水蒸气反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。‎ 已知有关反应的能量变化如下图所示,则方法②中反应的ΔH=________。‎ ‎[解析] (1)由盖斯定律可知,待求反应式可通过反应2×②-2×①-③得到,进而求出待求反应的ΔH。‎ ‎(2)反应②的热化学方程式为CuCl2(s)+O2(g)===CuO(s)+Cl2(g) ΔH2。‎ 故总反应2HCl(g)+O2(g)===H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2。‎ ‎(3)由①式-②式得CO2(g)+3H2O(g)===2O2(g)+CO(g)+3H2(g) ΔH=+206 kJ·mol-1-(-802) kJ·mol-1=+1 008 kJ·mol-1。‎ ‎(4)由图可知:‎ Ⅰ.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1;‎ Ⅱ.O2(g)+H2(g)===H2O(g) ΔH=-b kJ·mol-1;‎ Ⅲ.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-c kJ·mol-1。‎ 根据盖斯定律可知反应②的ΔH为(-c+3b+a) kJ·mol-1。‎ ‎[答案] (1)SO2(g)+2CO(g)===S(s)+2CO2(g) ‎ ΔH=-237.4 kJ·mol-1‎ ‎(2)2HCl(g)+O2(g)===H2O(g)+Cl2(g) ‎ ΔH=ΔH1+ΔH2‎ ‎(3)CO2(g)+3H2O(g)===2O2(g)+CO(g)+3H2(g) ΔH=+1 008 kJ·mol-1‎ ‎(4)(a+3b-c) kJ·mol-1‎

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