高考化学三轮冲刺化学能与热能仿真模拟训练解析版 10页

三轮冲刺---化学能与热能仿真模拟训练 一、选择题 ‎1．油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g) 57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为（ ）‎ A．3.8×104 kJ·mol−1 B．－3.8×104 kJ·mol−1‎ C．3.4×104 kJ·mol−1 D．－3.4×104 kJ·mol−1‎ ‎【答案】D ‎【解析】燃烧热指的是燃烧1 mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104 kJ，则燃烧1 mol油酸甘油酯释放出热量为3.4×104 kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热ΔH=－3.4×104 kJ·mol−1。‎ ‎2、2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图所示(图中E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．该反应的逆反应为放热反应，升高温度可提高活化分子的百分数 B．ΔH=E1-E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热 C．该反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能 D．500℃、101kPa下，将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ，其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  ΔH =-2akJ·mol-1‎ ‎【答案】B ‎【解析】A．根据图中信息可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应的正反应为放热反应，则逆反应为吸热反应，选项A错误；B、根据反应的焓变等于反应物的总能量-生成物的总能量得：ΔH=E1-E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热，选项B正确；C、该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能，选项C错误；D、反应是可逆反应，反应不可能完全，将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)，生成的SO3(g)没有1mol，放热akJ，则500℃、101kPa下，将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ，其热化学方程式为 ‎2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  ΔH <-2akJ·mol-1，选项D错误。答案选B。‎ ‎3、由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 （ ）‎ A．方程式2X=3Y △H=E3-E2‎ B．X、Y、Z的能量从大到小为Y>X>Z C．降低压强有利于提高Y的产率 D．降低温度有利于提高Z的产率 ‎【答案】B ‎【解析】A．根据化学反应的实质，2X→3Y反应的△H=E3-E2，故A正确；B．由图象可知，X、Y、Z的能量从大到小为3Y>2X>Z，不一定满足Y>X>Z，故B错误；C．根据化学反应2X(g) ‎ ‎3Y(g)，该反应是气体系数和增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，故C正确；D．反应物X的总能量高于生成物Z的总能量，该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，Z的产率增大，故D正确；故选B。‎ ‎4、下列说法正确的是 （ ）‎ A．甲烷的标准燃烧热为△H=﹣890.3kJ•mol﹣1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣890.3 kJ•mol﹣1‎ B．从C（石墨）═C（金刚石）△H=+1.9kJ/mol，可知石墨比金刚石更稳定 C．常温下，反应C（s）+CO2（g）=2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＜0‎ D．HCl和NaOH反应的中和热△H=﹣57.3 kJ•mol﹣1 ， 则H2SO4和Ba（OH）2反应热△H=2×（﹣57.3）kJ•mol﹣1‎ ‎【答案】B ‎5、已知在25 ℃、1.01×105 Pa下，1mol氢气在氧气中燃烧生成气态水的能量变化如下图所示，下列有关说法正确的是 （ ）‎ A．H2O分解为H2与O2时放出热量 B．热化学方程式为：2H2(g) + O2(g) ＝ 2H2O(g) ΔH = -490 kJ·mol-1‎ C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为甲>乙>丙 D．乙→丙的过程中若生成液态水，释放的能量将小于930 kJ ‎【答案】B ‎6、三硫化磷(P4S3)是黄绿色针状晶体，易燃、有毒，分子结构之一如下图所示，已知其燃烧热ΔH＝－3677 kJ/mol(P被氧化为P4O10)，下列有关P4S3的说法不正确的是 （ ）‎ A．分子中每个原子最外层均达到8电子稳定结构 B．P4S3中硫元素为－2价，磷元素为＋3价 C．一个P4S3分子中含有三个非极性共价键 D．热化学方程式为：P4S3(s)＋8O2(g)=P4O10(s)＋3SO2(g) ΔH＝－3677 kJ/mol ‎【答案】B ‎7、反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．由反应的ΔH=E5−E2 ‎ B．由反应的ΔH<0‎ C．降低压强有利于提高Y的产率 D．升高温度有利于提高Z的产率 ‎【答案】BC ‎【解析】A．根据化学反应的实质，由反应的ΔH=E3−E2，A项错误；B．由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由反应的ΔH<0，B项正确；C．根据化学反应2X(g)‎ ‎3Y(g)，该反应是气体分子数增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，C项正确；D．由B分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，D项错误；答案选BC。‎ 二、非选择题 ‎8、①2O2(g)+N2(g)N2O4(l) ΔH1‎ ‎②N2(g)+2H2(g)N2H4(l) ΔH2‎ ‎③O2(g)+2H2(g)2H2O(g) ΔH3‎ ‎④2N2H4(l) + N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=−1048.9 kJ/mol 上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=________________。‎ ‎【答案】2ΔH3−2ΔH2−ΔH1‎ ‎【解析】根据盖斯定律，反应热效应之间的关系式为ΔH4=2ΔH3−2ΔH2−ΔH1。‎ ‎9、甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：‎ ‎①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1‎ ‎②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2‎ ‎③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3‎ 回答下列问题：‎ 已知反应①中相关的化学键键能数据如下：‎ 化学键 H—H C—O H—O C—H E/(kJ·mol−1)‎ ‎436‎ ‎343‎ ‎1 076‎ ‎465‎ ‎413‎ 由此计算ΔH1=_______________kJ·mol−1；已知ΔH2=−58‎ ‎ kJ·mol−1，则ΔH3=_________kJ·mol−1。‎ ‎【答案】−99 +41‎ ‎【解析】反应①中，生成1 mol CH3OH时需要形成3 mol C—H键、1 mol C—O键和1 mol O—H键，则放出的热量为(413×3+343+465) kJ=2 047 kJ，需要断开1 mol键和2 mol H—H键，吸收的热量为(1 076+436×2) kJ=1 948 kJ，则该反应为放热反应，ΔH1=(1 948−2 047) kJ·mol−1=−99 kJ·mol−1；根据盖斯定律，ΔH3=ΔH2−ΔH1=(−58+99) kJ·mol−1=+41 kJ·mol−1。‎ ‎10、为解决能源短缺问题，工业生产中应合理利用化学能。‎ ‎（1）25℃，1.01×105Pa时,实验测得，4g氢气在O2中完全燃烧生成液态水，放出572KJ的热量，则表示H2的燃烧热的热化学方程式为_________‎ ‎（2）如图是某笔记本电脑使用的甲醇燃料电池的结构示意图放电时甲醇应从____处通入(填“a”或“b”).电池内部H+向______(填“左”或“右”)移动。写出电池负极的电极反应式_____。‎ ‎（3）从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程.‎ 已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol，试根据表中所列键能数据计算a的数值__________。‎ 化学键 H-H N-H N≡N ‎436‎ a ‎945‎ 键能/kJ•mol 当可逆反应中净生成N-H物质的量为2mol时，反应放热________‎ ‎（4） 已知：C（s，石墨）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ•mol-1‎ ‎2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H2=-571.6kJ•mol-1‎ ‎2C2H2（g）+5O2（g）=4CO2（g）+2H2O（l）△H3=-2599kJ•mol-1‎ 根据盖斯定律，计算反应2C（s，石墨）+H2（g）=C2H2（g）的△H=___．‎ ‎【答案】 H2（g）+1/2O2（g）═ H2O（l）△H= - 286 kJ/mol a 右 ‎ ‎ 2CH3OH + 2H2O - 12e-═2CO2 + 12H+ 391 31kJ △H= +226.7kJ•mol-1‎ ‎【解析】（1）25℃，1.01×105Pa时,实验测得，4g氢气在O2中完全燃烧生成液态水，放出572KJ的热量，△H=945kJ•mol-1+436kJ•mol-1×3-akJ•mol-1×6=-93kJ•mol-1，a=391 kJ•mol-1；当可逆反应中净生成N-H物质的量为2mol时，即生成molNH3，根据反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-93kJ/mol可知，反应放热Q==31kJ；‎ ‎（4）①C（s，石墨）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1‎ ‎②2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1‎ ‎③2C2H2（g）+5O2（g）═4CO2（g）+2H2O（l）△H=-2599kJ•mol-1‎ 利用盖斯定律将①×2+②×-③×可得：‎ ‎2C（s，石墨）+H2（g）=C2H2（g）△H=（-393.5kJ/mol）×2+×（-571.6kJ/mol）-×（-2599 kJ/mol）=+226.7kJ•mol-1。‎ ‎11、根据要求回答问题：‎ ‎（1）如图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是______。‎ ‎（2）0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为__________。‎ ‎（3）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：‎ ‎①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1‎ ‎②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1‎ 又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44 kJ·mol－1‎ ‎，则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为____________________________________________________________________。‎ ‎（4）在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。这两步的能量变化如图：‎ 第二步反应是__________反应(填“放热”或“吸热”)。1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是_____________________。‎ ‎【答案】 减小 不变 2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=−85.6 kJ·mol−1 ‎ CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.7 kJ·mol－1 放热 ‎ NH(aq)＋O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　 ΔH＝－273 kJ/mol ‎【解析】（1）加入催化剂能降低反应所需的活化能，则E1和E2都减小，催化剂不能改变反应物的总能量Cl2反应放热4.28 kJ，2 mol Cl2反应放热4.28 kJ×2/0.1=85.6 kJ，该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=−85.6 kJ·mol−1 ；（3）利用盖斯定律进行计算，①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1，②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1，又知③H2O(g)===H2‎ O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1，依据盖斯定律计算（②×3-①×2+③×2）得：CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=3×（-192.9 kJ·mol－1）-2×49.0 kJ·mol－1+（-44 kJ·mol－1）×2=-764.7 KJ·mol－1；则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为：CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-764.7 KJ·mol－1；（4）由图可知，第二步反应反应物能量高于生成物能量，是放热反应；由图可知，第一步热化学反应为NH4＋（aq）+1.5O2（g）=2H＋（aq）+NO2－（aq）+H2O（l）△H=-273 kJ·mol－1，即1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式。‎