2020版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 第1节 化学能与热能课时跟踪练 8页

第1节 化学能与热能 课时跟踪练 一、选择题 ‎1．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．H2O的分解反应是放热反应 B．氢能源已被普遍使用 C．2 mol 液态H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 解析：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)是吸热反应，说明2 mol 液态H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。‎ 答案：C ‎2．H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如下图所示，下列有关说法错误的是(　　)‎ A．反应①、反应②均为放热反应 B．反应①、反应②均为氧化还原反应 C．反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关 D．反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218 kJ·mol－1‎ 解析：根据图象可知，反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物，则反应①、②均为放热反应，A正确；反应①、②中都存在元素化合价变化，所以反应①、②都是氧化还原反应，B正确；反应①比反应②的速率慢，说明反应①中正反应的活化能较大，反应②中正反应的活化能较小，C错误；反应①、反应②总的能量变化为218 kJ，根据盖斯定律可知，反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218 kJ·mol－1，D正确。‎ 8‎ 答案：C ‎3．(2017·惠州模拟)有关下列图象的叙述不正确的是(　　)‎ ‎ ‎ ‎ (1)　　　 　　　　 (2)‎ A．图(1)表示的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1‎ B．图(2)表示的热化学方程式为CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1‎ C．由图可知正逆反应的热效应的数值相同 D．两个图象表示的含义不同 解析：图(1)表示CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ·mol－1，A正确；图(2)表示的热化学方程式为CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1，B错误；由图知C正确；两个图象的反应物、生成物正好相反，D正确。‎ 答案：B ‎4．已知：① 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)‎ ΔH＝－483.6 kJ·mol－1‎ ‎②H2(g)＋S(g)===H2S(g)　ΔH＝－20.1 kJ·mol－1 ‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A．1 mol氢气完全燃烧生成液态水吸收热量241.8 kJ B．1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量相差221.7 kJ C．由①②知，水的热稳定性小于硫化氢 D．若反应②中改用固态硫，1 mol S(s)完全反应，放出的热量小于20.1 kJ 解析：A项，1 mol氢气完全燃烧生成气态水吸收热量241.8 kJ；B项，H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量无法比较；C项水的热稳定性强于硫化氢。‎ 答案：D ‎5．(2017·珠海模拟)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)‎ ΔH1‎ ‎3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2‎ ‎2Fe(s)＋O2(g) ===Fe2O3(s)　ΔH3‎ 8‎ ‎2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4‎ ‎2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5‎ 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)‎ A．ΔH1＜0，ΔH3>0　 B．ΔH5＜0，ΔH4＜ΔH3‎ C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5‎ 解析：燃烧反应都是放热反应，故ΔH3＜0，A错误；将上述反应分别编号为①②③④⑤，反应⑤是铝热反应，显然是放热反应，ΔH5＜0，将反应④－反应③可得反应⑤，即ΔH5＝ΔH4－ΔH3＜0，B正确、D错误；将反应②＋反应③可得反应3H2(g)＋O2(g)===3H2O(g)，故ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)，C错误。‎ 答案：B ‎6．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知：‎ Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)‎ ΔH＝＋64.39 kJ·mol－1‎ ‎2H2O2(l)===2H2O (l)＋O2(g)‎ ΔH＝－196.46 kJ·mol－1‎ H2(g)＋O2(g)===H2O(l)‎ ΔH＝－285.84 kJ·mol－1‎ 在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反应热的ΔH等于(　　)‎ A．－417.91 kJ·mol－1 B．－319.68 kJ·mol－1‎ C．＋546.69 kJ·mol－1 D．－448.46 kJ·mol－1‎ 解析：Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)‎ ΔH＝＋64.39 kJ·mol－1；‎ H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－98.23 kJ·mol－1；‎ H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.84 kJ·mol－1；‎ 三式相加得：Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)===2H2O(l)＋Cu2＋(aq)　ΔH＝－319.68 kJ·mol－1。‎ 答案：B ‎7．(2017·江苏卷)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是(　　)‎ ‎①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2 (g)ΔH1＝a kJ·mol－1 ‎ 8‎ ‎②CO(g)＋H2O(g)===CO2 (g)＋H2 (g)ΔH 2＝b kJ·mol－1‎ ‎③CO2 (g)＋3H2 (g)===CH3OH(g)＋H2O(g)‎ ΔH 3＝c kJ·mol－1‎ ‎④2CH3OH(g)===CH3OCH3 (g)＋H2O(g)‎ ΔH 4＝d kJ·mol－1 ‎ A．反应①、②为反应③提供原料气 ‎ B．反应③也是 CO2资源化利用的方法之一 ‎ C．反应CH3OH(g)===CH3OCH3 (g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1 ‎ D．反应 2CO(g)＋4H2 (g)===CH3OCH3 (g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋‎2c＋d) kJ·mol－1 ‎ 解析：反应①、②的生成物CO2和H2是反应③的反应物，A正确；反应③可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B正确；4个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，C错误；把反应②③④三个反应按(②＋③)×2＋④可得该反应及对应的焓变，D正确。‎ 答案：C ‎8．一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．e是ClO B．b→a＋c反应的活化能为60 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 解析：A项，e中Cl元素化合价为＋7价，而ClO中Cl元素化合价为＋5价，错误；B项，b→a＋c反应的活化能为40 kJ·mol－1，错误；C项，a、b、c、d、e中a能量最低，所以最稳定，错误；D项，b→a＋d，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO－===ClO＋2Cl－，反应热＝64 kJ·mol－1＋2×0 kJ·mol－1－3×60 kJ·mol－1＝－116 kJ·mol－1，所以该热化学反应方程式为3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－116 kJ·mol－1，正确。‎ 答案：D ‎9．参考下表键能数据，估算晶体硅在氧气中燃烧生成的二氧化硅晶体的热化学方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)中，ΔH的值为(　　)‎ 8‎ 化学键 Si－O O===O Si－Si Si－Cl Si－C 键能/‎ ‎(kJ·mol－1)‎ ‎460‎ ‎498.8‎ ‎176‎ ‎360‎ ‎347‎ A.－989.2 kJ·mol－1　　 B．＋989.2 kJ·mol－1‎ C．－61.2 kJ·mol－1 D．－245.2 kJ·mol－1‎ 解析：硅和二氧化硅均是原子晶体，其中在晶体硅中每个硅原子形成4÷2＝2个Si—Si键，在二氧化硅晶体中每个硅原子形成4个Si—O键。由于反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则该反应的反应热ΔH＝2×176 kJ·mol－1＋498.8 kJ·mol－1－4×460 kJ·mol－1＝－989.2 kJ·mol－1，故选A。‎ 答案：A 二、非选择题 ‎10．催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。‎ ‎(1)①人们常用催化剂来选择反应进行的方向。下图所示为一定条件下1 mol CH3OH与O2发生反应时，生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化剂作用下，CH3OH与O2反应主要生成________(填“CO”“CO‎2”‎或“HCHO”)。‎ ‎②2HCHO(g)＋O2(g)===2CO(g)＋2H2O(g)‎ ΔH＝________。‎ ‎(2)反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)过程中的能量变化如图所示，回答下列问题：‎ ‎①该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。‎ ‎②在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化：E1__________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，E2________。‎ ‎③反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？________，原因是_______________________________________________________。‎ 8‎ 解析：(1)①使用催化剂可以降低反应的活化能，活化能越低，普通分子越容易转化成活化分子，反应越容易，反应速率越快，生成HCHO的活化能最低。‎ ‎②根据图表可知2HCHO(g)＋O2(g)===2CO(g)＋2H2O(g)中反应物能量高，生成物能量低，故该反应为放热反应，然后依据图中给出数据可得ΔH＝－[(676－158－283)×2] kJ·mol－1＝－470 kJ·mol－1。‎ ‎(2)①反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应。‎ ‎②反应体系中加入催化剂，降低反应所需的活化能，所以E1、E2均减小，但ΔH不变。‎ 答案：(1)①HCHO　②－470 kJ·mol－1　(2)①放热 ‎②减小　减小　③否　反应物和生成物的能量差是不变的 ‎11．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：‎ ‎(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：ΔH＝＋88.6 kJ/mol则M、N相比，较稳定的是________。‎ ‎(2)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－238.6 kJ/mol，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ/mol，则a________238.6(填“>”“<”或“＝”)。‎ ‎(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：‎ ‎______________________________________________________。‎ ‎(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋‎3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)‎ ΔH＝－1 176 kJ/mol，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为________。‎ 解析：(1)M转化为N是吸热反应，所以N的能量高，不稳定。‎ ‎(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故a<238.6。‎ ‎(3)反应的化学方程式为2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)，当有2 mol Cl2参与反应时释放出290 kJ热量，所以该反应的热化学方程式为2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ/mol。‎ ‎(4)所给反应中转移12个电子，故每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ÷12＝98 kJ。‎ 答案：(1)M　(2)<‎ ‎(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)‎ ΔH＝－290 kJ/mol ‎(4)98 kJ ‎12．(1)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 8‎ 项目 化学方程式 ΔH/(kJ·mol－1)‎ 甲烷氧化 CH4(g)＋2O2(g)= ==CO2(g)＋2H2O(g)‎ ΔH1‎ CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)‎ ‎－322.0‎ 蒸气重整 CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)‎ ‎＋206.2‎ CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)‎ ‎＋165.0‎ ‎①反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－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)22(t－BuNO)　ΔH。实验测得该反应的ΔH＝＋50.5 kJ·mol－1，活化能Ea＝90.4 kJ·mol－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 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1和－283.0 kJ·mol－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)kJ·mol－1＝－41.2 kJ·mol－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 kJ·mol－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 kJ·mol－1，Ea－ΔH<50.5 kJ·mol－1，能量关系图A中，Ea－ΔH>50.5 kJ·mol－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 kJ·mol－1　① ‎ CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1　②‎ 8‎ H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1　③‎ ‎①－(②＋③)×2得CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)‎ ΔH＝＋247.3 kJ·mol－1‎ 故标准状况下生成‎1 m3‎CO所需热量为××247.3 kJ·mol－1≈5.52×103kJ。‎ 答案：(1)①－41.2　②<　(2)D　(3)5.52×103kJ 8‎