2020版高考化学一轮复习课时分层提升练十八6.1化学能与热能（含解析）新人教版.docx

化学能与热能一、选择题1.有关下列能量转化的认识不正确的是()A.植物的光合作用使得太阳能转化为化学能B.人类使用照明设备是将电能转化为光能C.生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效D.燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能【解析】选D。植物的光合作用是把太阳能转化为化学能,A正确;照明是将电能转化为光能,B正确;生物体内的化学变化过程在能量转化上更为合理、有效,C正确;燃烧是剧烈的发光放热的氧化还原反应,过程中化学能转化为热能、光能等,D错误。2.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原理是:CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)H=+49.0 kJmol-1CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.9 kJmol-1下列说法正确的是()A.CH3OH的燃烧热为192.9 kJmol-1B.反应中的能量变化如图所示:C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量D.根据推知反应CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)的H-192.9 kJmol-1【解析】选D。本题以燃料电池为载体考查燃烧热和热化学方程式。CH3OH燃烧热应指1 mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量,不符合定义,因此A项错误;反应是吸热反应,而如图所示反应物的总能量大于生成物的总能量应是放热反应,因此B项错误;由反应可知,CH3OH转变成H2的过程有的是放热反应,有的是吸热反应,C项错误;液态甲醇能量低于气态甲醇,与氧气反应放出热量少,因H为负值,所以H-192.9 kJmol-1,D项正确。【加固训练】CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如下图所示,下列说法正确的是()A.该反应为吸热反应B.CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)所具有的总能量C.反应的热化学方程式:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g);H=+41 kJmol-1D.1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放出41 kJ的热量【解析】选B。从题图数据可以看出,该反应的HE2B.热化学方程式前面的化学计量数代表分子个数C.S(s)+O2(g)SO2(g)H1,S(g)+O2(g)SO2(g)H2,则H1E2,A项正确;热化学方程式前面的化学计量数代表物质的量,B项错误;气态硫的能量高,完全燃烧放热多,故H1H2,C项错误;D项,该反应为可逆反应,不能进行完全,实际分解的HI物质的量小于1 mol,故放出的热量小于26.5 kJ,错误。【加固训练】下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确)()A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g)H=-1 367.0 kJmol-1(燃烧热)B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=+57.3 kJmol-1(中和热)C.S(s)+O2(g)SO2(g)H=-296.8 kJmol-1(反应热)D.2NO2O2+2NOH=+116.2 kJmol-1(反应热)【解析】选C。燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol,完全燃烧得到的氧化物必须是稳定的氧化物,即H2O的状态应该为液态,A项错误;中和反应是放热反应,H应小于0,B项错误;热化学反应方程式要注明物质的聚集状态,D项错误。4.化学反应N2+3H22NH3的能量变化如下图所示,该反应的热化学方程式是()A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l)H=2(a-b-c) kJmol-1B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=2(b-a) kJmol-1C.N2(g)+H2(g)NH3(l)H=(b+c-a) kJmol-1D.N2(g)+H2(g)NH3(g)H=(a+b) kJmol-1【解析】选A。由题图可以看出, mol N2(g)和 mol H2(g)的化学键断裂需吸收的总能量为a kJ,形成1 mol NH3(g)放出的能量为b kJ,所以有N2(g)+H2(g) NH3(g)H=(a-b) kJmol-1,而1 mol NH3(g)转化为1 mol NH3(l)放出c kJ的热量,所以有N2(g)+H2(g)NH3(l)H=(a-b-c) kJmol-1,即N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)H=2(a-b-c) kJmol-1。【加固训练】 (2019哈尔滨模拟)可逆反应NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)反应过程中的能量变化如图所示,下列说法正确的是()A.1 mol NO2与1 mol CO混合经充分反应放热234 kJB.若反应开始时加入催化剂,则使E1、E2都变大C.正反应的活化能是134 kJmol-1D.该反应的反应热H=E2-E1【解析】选C。此反应是可逆反应,不能完全进行到底,因此1 mol NO2与1 mol CO混合充分反应放出的热量小于234 kJ,故A错误;使用催化剂,降低活化能,E1和E2都降低,故B错误;根据图象,正反应的活化能是134 kJmol-1,故C正确;反应物的总能量大于生成物的总能量,此反应是放热反应,HH3【解析】选B。由于反应可逆,甲容器中放出的热量小于197 kJ,故H1-197 kJmol-1;乙和丙容器中平衡状态相同,故H2=H3;甲中SO2的转化率大于乙中的,故H12H2H3。2.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJmol-1、1 411.0 kJmol-1和1 366.8 kJmol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为()A.-44.2 kJmol-1B.+44.2 kJmol-1C.-330 kJmol-1D.+330 kJmol-1【解析】选A。由题意知H2(g)+O2(g)H2O(l)H1=-285.8 kJmol-1C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)H2=-1 411.0 kJmol-1C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H3=-1 366.8 kJmol-1则:C2H4(g)+H2O(l)C2H5OH(l)H,由盖斯定律得:=-,则H=H2-H3=-1 411.0-(-1 366.8)=-44.2 kJmol-1,故选A。3.已知:(1)H2(g)+O2(g)H2O(g)H1=a kJmol-1(2)2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H2=b kJmol-1(3)H2(g)+O2(g)H2O(l)H3=c kJmol-1(4)2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H4=d kJmol-1下列关系式中正确的是()A.ac0B.2a=bd0D.2c=d0【解析】选B。氢气的燃烧反应是放热反应,因此H均小于0,因此选项C和D错。等量的气态水所具有的能量高于液态水,因此选项A错。4.在298 K、1.01105 Pa下,将22 g CO2通入750 mL 1 molL-1 NaOH溶液中充分反应,测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下,1 mol CO2通入1 L 2 molL-1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量。则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是()A.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=-(2y-x) kJmol-1B.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=-(2x-y) kJmol-1C.CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)H=-(4x-y) kJmol-1D.2CO2(g)+2NaOH(l)2NaHCO3(l)H=-(8x-2y) kJmol-1【解析】选C。0.5 mol CO2与0.75 mol NaOH反应生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3,反应所放出的热量为x kJ,则生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3放出4x kJ的热量。1 mol CO2通入2 mol NaOH溶液中生成1 mol Na2CO3,放出y kJ的热量,则1 mol CO2与1 mol NaOH的溶液反应生成1 mol NaHCO3所放出的热量为(4x-y) kJ。D项中NaOH和NaHCO3的状态标错了。【加固训练】 (2019长沙模拟)对于:2C4H10(g)+13O2(g)8CO2(g)+10H2O(l);H=-5 800 kJmol-1的叙述错误的是()A.该反应的反应热为H=-5 800 kJmol-1,是放热反应B.该反应的H与各物质的状态有关,与化学计量数也有关C.该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为5 800 kJmol-1D.该式的含义为:25 、101 kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5 800 kJ【解析】选C。反应的H=-5 800 kJmol-1,即焓变小于零,则反应是放热反应,故A正确;焓变的影响因素:物质的状态、物质的量的多少以及物质前面化学计量数的大小,故B正确;燃烧热的含义:完全燃烧1 mol纯物质生成最稳定的氧化物所放出的能量,即丁烷的燃烧热为2 900 kJmol-1,故C错误;热化学方程式的含义:25 、101 kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5 800 kJ,故D正确。二、非选择题5.研究碳化钙等钙的化合物的制备和应用具有重要意义。(1)已知2 000 时,合成碳化钙的过程中还可能涉及如下反应CaO(s)+C(s)Ca(g)+CO(g)K1H1=a kJmol-1Ca(g)+2C(s)CaC2(s)K2H2=b kJmol-12CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g) K3H3=c kJmol-1则K1=_(用含K2、 K3的代数式表示);c=_(用含a、b的代数式表示)。(2)用CaSO4代替O2与燃料CO反应,既可提高燃烧效率,又能得到高纯CO2,是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应为主反应,反应和为副反应。CaSO4(s)+CO(g)CaS(s)+CO2(g)H1=-47.3 kJmol-1CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)H2=+210.5 kJmol-1CO(g)C(s)+CO2(g)H3=-86.2 kJmol-1反应2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g)的H=_。【解析】(1)2-可得2CaO(s)+CaC2(s)3Ca(g)+2CO(g)H3=2H1-H2, K3=,即K1=;c=2a-b;(2)由盖斯定律,4+2得2CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+6CO2(g)+C(s)+SO2(g),故H=4H1+ H2+2H3=-151.1 kJmol-1。答案:(1)2a-b(2)-151.1 kJmol-16.(新题预测)已知火箭发射是以联氨(N2H4)为燃料,NO2为推进剂,燃烧生成氮气和水蒸气为动力的。已知:N2(g)+2O2(g)2NO2(g)H=+67.7 kJmol-1N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-534 kJmol-1H2O(g)H2O(l)H=-44 kJmol-12H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)H=-196.4 kJmol-1H2(g)+F2(g)HF(g)H=-269 kJmol-1H2(g)+O2(g)H2O(g)H=-242 kJmol-1请回答下列问题:(1)对N2H4和NO2反应的说法不正确的是_。A.N2H4与NO2反应时NO2作氧化剂B.氮气既是氧化产物,又是还原产物C.生成1 mol N2转移8 mol电子D.该反应的热化学方程式为2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-1 135.7 kJmol-1(2)以往也曾用H2O2为助燃剂。试写出N2H4和H2O2反应生成气态水的热化学方程式:_。若生成1 mol液态水,放出热量_ kJ。(3)有人认为若用氟气代替NO2作氧化剂,则反应释放的能量更大。试写出联氨与氟气反应的热化学方程式:_。【解析】(1)NO2是氧化剂,N2既是还原产物又是氧化产物,若生成3 mol N2则转移8 mol电子,若生成1 mol N2转移电子数为 mol,所以A、B两项正确,C项错误。由2-可得,2N2H4(g)+2NO2(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-1 135.7 kJmol-1,D项正确。(2)由+-2可得,N2H4(g)+2