第六章第20讲化学能与热能

1、课时作业1.能源分类相关图如图所示，下列四组选项中， 全部符合图中阴影部分的能源是 ()A 煤炭、石油、沼气B水能、生物能、天然气C太阳能、风能、潮汐能D地热能、海洋能、核能解析： A 中煤炭、石油都是不可再生能源，B 中天然气是不可再生能源， D 中核能是不可再生能源。答案： C2.下列反应中符合图示能量变化的是()A 电解 Al 2O3 得到 Al 和 O2B Ba(OH) 28H2O 与 NH 4Cl 反应C铝热反应D灼热的炭与 CO2 反应解析： 根据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应发生时会释放能量， 故反应是放热反应。电解Al 2O3 得到 Al和 O2的反应是吸热反应

2、，与图像不符，故A 错误；Ba(OH) 28H2O 与 NH 4Cl 的反应是吸热反应， 与图像不符， 故 B 错误；铝热反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物，与图像相符，故 C 正确；灼热的炭与 CO2 反应产生 CO，该反应是吸热反应，与图像不符，故D 错误。答案：C3下列有关氢原子(用H表示 ) 与氢分子的说法错误的是()A 化学能：2 mol H1 mol H2B H原子间发生碰撞就可转化为H 2C稳定性：HbD已知 C(石墨， s)=C(金刚石， s)H0 ，则金刚石比石墨稳定解析： 燃烧热是指 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所释放的能量，生成水的状态应为液态，根据

3、 2H2(g) O2(g)=2H 2O(g)H 483.6 kJ mol 1无法确定氢气的燃烧热，故 A 错误；含 40.0g NaOH 的稀溶液与稀醋酸完全中和，由于醋酸电离是吸热过程，故放出的热量小于 57.3 kJ ，故 B 正确；H 大小比较应带符号比较，对于放热反应而言H0 ，放出的热量越多，H 越小，相同条件下，等量的碳完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多，则 a0 知石墨具有的能量较低，物质具有的能量越低越稳定，则石墨比金刚石稳定，故D 错误。答案： B6已知丙烷的燃烧热H 2 215 kJ mol 1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g 水，则放出的热量约为 ()A

4、55 kJB 220 kJC 550 kJD 1 108 kJ解析： 由丙烷的燃烧热H 2215 1C3H8(g) kJmol ，可写出其燃烧的热化学方程式5O2(g)=3CO 2(g) 4H 2O(l)H 2215kJ mol 1，丙烷完全燃烧产生1.8g 水， n(H 2O) m1.8 g 1 0.1 mol ，所以反应放出的热量Q 0.1 mol 2 215 kJ 55 kJ， A 项正确。M18 g mol4 mol答案： A 17分别向1 L 0.5 molL 的 Ba(OH) 2 溶液中加入浓硫酸；稀硫酸；稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为H1、 H 2、 H3，下列关系中正确的

5、是 ()A H1 H2 H3B H1 H2 H2 H 3D H1 H2 H 3解析：混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热；浓、稀硫酸在与 Ba(OH) 2 反应时还会形成 BaSO4沉淀， Ba2 、 SO42 之间形成化学键的过程中也会放出热量。因放热反应的H 取负值，故H1 H2E(H Br)298 kJmolB表中最稳定的共价键是HF 键C H2(g) 2H(g)1H 436 kJ molD H2(g) F2(g)=2HF(g) 1H 25 kJ mol解析： 观察表中数据知，氟、氯、碘与氢原子形成的化学键的键能逐渐减小，故432 kJ mol 1 1，A 项正确；表中H F 共价键的键能最

6、大， 即 H F 共价键最稳E(H Br)298 kJmol定， B项正确； H2(g) 2H(g) ，共价键断裂要吸收能量，即H2(g) 2H(g)H 436kJ mol 1项正确；反应H2(g) F2(g)=2HF(g) 的反应热H 436 157 2 568 543， CkJ mol 1项不正确。， D答案： D9 (2016 江苏高考卷 )通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H 2(g) O2(g)H 1 571.6 kJ mol 1焦炭与水反应制氢：C(s) H 2O(g)=CO(g) H2(g)H2 131.3 kJ mol 1

7、甲烷与水反应制氢：CH4(g) H 2O(g)=CO(g) 3H 2(g)H3 206.1 kJ mol 1A 反应中电能转化为化学能B反应为放热反应C反应使用催化剂，H3 减小D反应 CH4(g)=C(s) 2H2(g) 的1H 74.8 kJ mol解析： 反应 中是太阳能转化为化学能，A 错误；反应 中 H0，为吸热反应， B 错误；催化剂只降低反应的活化能，不影响反应的焓变，C 错误；目标反应可由反应 获得，H H3 H2 206.1 kJ mol 1 131.3 kJ mol 1 74.8 kJ mol 1， D 正确。答案： D 1 H2SO4(aq)=M 2SO4(aq)10常温

8、下， 0.01 mol L MOH 溶液的 pH 为 10。已知： 2MOH(aq)2H 2O(l)H1 24.2 kJ mol 1(aq)=H2O(l)H2 57.3 kJ mol 1； H(aq) OH。则 MOH 在水溶液中电离的H 为 () 1B 45.2 kJ molA 33.1 kJ mol1D 33.1 kJ molC 81.5 kJ mol 1 1解析： 常温下，10.01 mol L MOH 溶液的 pH 为 10，说明 MOH 为弱碱。2MOH(aq) 2H (aq)=2M (aq) 2H2O(l)H 1 24.2 kJ mol 1H (aq) OH (aq)=H 2O(l

9、)H 2 157.3 kJ mol根据盖斯定律， 1。 2/2 可得： MOH(aq)M(aq) OH (aq)H 45.2 kJ mol答案： B11在化学反应中， 只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应， 这些分子称为活化分子， 使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用 kJmol 1 表示。请认真观察示意图，然后回答问题：(1)图中所示反应是 _(填“吸热”或“放热” )反应，该反应的H _(用含 E1、 E2 的代数式表示 )。(2)下列 4 个反应中符合示意图描述的反应的是_( 填代号 )。a水蒸气与炭反应b用水稀释氢氧化钠

10、溶液c铝粉与二氧化锰反应d灼热的碳与CO2 反应(3) 已知热化学方程式：H2(g) 1 1。该反应的活化能2O2 (g)=H 2O(g)H 241.8 kJ mol为 167.2 kJ mol 1，则其逆反应的活化能为_。(4) 已知 0.5 mol CH 4(g)与 0.5 mol 水蒸气在 25 、 101 kPa 时，完全反应生成CO 和 H2 的混合气体，吸收了a kJ 热量，该反应的热化学方程式是 _ 。解析： (1)从图分析，反应物的能量高于生成物的能量，所以反应为放热反应；反应热H(E2 E1) kJ mol 1 。(2) 炭与水蒸气反应是吸热反应，A 错误；用水稀释氢氧化钠溶

11、液，不是化学反应，B 错误；铝和二氧化锰反应是放热反应，C 正确；碳与二氧化碳反应是吸热反应，D 错误。(3) 反应热正反应的活化能逆反应的活化能241.8 1kJ mol ，则逆反应的活化能 1 11。167.2 kJ mol ( 241.8 kJ mol) 409 kJ mol(4) 热化学方程式的书写要注明物质的状态，当有0.5 mol 甲烷和 0.5 mol 水蒸气反应时，吸收了 a kJ 的热量，所以热化学方程式为11132CH4(g) 2H 2O(g)= 2CO(g) 2H 2(g)H a 1kJ mol 。答案： (1)放热(E2E1) kJ mol 1(2)c1(3)409 k

12、J mol1113 1(4) 2CH 4(g)2H2O(g)= 2CO(g) 2H2(g)H a kJ mol12氢气是一种清洁能源，氢气的制取是氢能源利用领域的研究热点；氢气也是重要的化工原料。(1) 纳米级的 Cu2O 可作为太阳光分解水的催化剂。一定温度下，在2 L 密闭容器中加入纳米级 Cu2O 并通入 0.10mol水蒸气发生反应：2H 2O(g)光照2H2(g) O2(g)H 484Cu2OkJ mol 1，不同时段产生O2 的量见表格：时间 /min20406080n(O2)/mol0.001 00.001 60.002 00.002 0上述反应过程中能量转化形式为光能转化为_能

13、，达平衡过程中至少需要吸收光能_kJ(保留三位小数 )。(2) 氢气是合成氨工业的原料，合成塔中每产生2 mol NH 3，放出 92.2 kJ 热量。已知：则 1 mol N H 键断裂吸收的能量约等于_。(3) 已知： 2H 2(g) O2(g)=2H 2O(g)1H 483.6 kJ molN 2(g) 2O2(g)=2NO 2(g)H 167.7 kJ mol则 H 2 还原 NO2 生成水蒸气和氮气反应的热化学方程式是_。解析：(1) 题述反应过程中能量转化形式为光能转化为化学能，达平衡时，生成氧气 0.002 mol ，至少需要吸收的光能为0.002 mol 484 kJ mol

14、1 0.968 kJ。(2)3H 2(g) N2(g)2NH 3(g) ，反应的焓变反应物断裂化学键吸收的能量生成物形成化学键放出的能量3 436kJmol 1 945.8kJmol 1 6 E(N H) 92.2kJmol 1 ，E(N H) 391 kJ mol1。(3) 反应 4H 2(g) 2NO 2(g)=N 2(g) 4H 2O(g)可以由 2 得到，故H ( 483.6 kJ mol 1 1 1) 2 67.7 kJ mol 1 034.9 kJ mol。答案： (1)化学0.968(2)391 kJ(3)4H 2(g) 2NO2 (g)=N 2(g) 4H 2O(g) 1H 1

15、 034.9 kJ mol13.某实验小组用 1 1硫酸溶液进行0.50 mol L NaOH 溶液和 0.50 mol L反应热的测定。(1) 写出该反应的热化学方程式生成 1 mol H2O(l)时的反应热为 57.3kJ mol1：_。(2) 取 50 mL NaOH 溶液和 30 mL 硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。请填写下表中的空白：温度起始温度 t1/终止温温度差平均次数24NaOH平均值度 t2/值 (t 2 t1)/H SO126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4 1 1 1，中和近似认为 0.50 mol L NaOH 溶液和 0.50 molL 硫酸溶液的密度都是1.0 g mL后生成溶液的比热容 c 4.18 J/(g )。则生成 1 mol H 2 O(l) 时的反应热H _(取小数点后一位 )。上述实验数值结果与 57.3 kJ mol 1 有偏差，产生偏差的原因不可能是(填字母 )_。a实验装置保温、隔热效果差b量取 NaOH 溶液的体积时仰视读数c分多次把 NaOH