高中化学人教版专题检测五化学能与热能

1、专题检测五化学能与热能一、选择题(每小题6分，共60分)1下列关于热化学反应的描述中正确的是()A盐酸和氢氧化钠溶液反应的中和热H57.3 kJ·mol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2×(57.3) kJ·mol1BCO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol1，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H2×283.0 kJ·mol1C需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D1 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解析：选项A，中和热是指在一定条件下强酸与强碱的稀溶液反应生成1 mol H2

2、O所放出的热量，不需要乘以2，且H2SO4和Ca(OH)2反应生成的CaSO4是微溶物，因此该反应的中和热不是57.3 kJ·mol1；选项C，加热是化学反应的条件，与反应放热和吸热无关，如FeSFeS为放热反应；选项D，燃烧热是指1 mol的物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，这里的稳定化合物包含两层意思，一是化合物稳定，如C(碳)燃烧可生成CO和CO2中，其中CO2比CO稳定，二是化合物的状态稳定，如气态的水就不如液态的水稳定。答案：B2烷烃的燃烧热如下表：化合物燃烧热(kJ·mol1)化合物燃烧热(kJ·mol1)甲烷891.0正丁烷2 878.0乙烷

3、1 560.8异丁烷2 869.6丙烷2 221.5 2甲基丁烷3 531.3下列表述正确的是()A正戊烷的燃烧热大约在3 540 kJ·mol1左右B热稳定性：正丁烷异丁烷C乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(l)；H1 560.8 kJ·mol1D相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多解析：根据正丁烷和异丁烷的燃烧热数据可推测正戊烷的燃烧热比2甲基丁烷的燃烧热略大些，也可结合后面选项进一步验证；燃烧热数值上等于反应物的总能量减去生成物的总能量，正丁烷和异丁烷完全燃烧生成的物质相同，故正丁烷的能量大于异丁烷，即正丁烷

4、的热稳定性小于异丁烷，B项错误；C项中H应该为3 121.6 kJ·mol1，C项错误；D项中1 g CH4燃烧放出55.69 kJ的热量，1 g C2H6燃烧放出52.03 kJ的热量，甲烷中碳的质量分数比乙烷中的小，但是甲烷放出的热量多，D项错误。答案：A3已知：(1)H2(g)O2(g)=H2O(g)；H1a kJ·mol1(2)2H2(g)O2(g)=2H2O(g)；H2b kJ·mol1(3)H2(g)O2(g)=H2O(l)；H3c kJ·mol1(4)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)；H4d kJ·mol1下列关系式正确的是

5、()Aac0 Bbd0C2ab0 D2cd0解析：H2在O2中燃烧为放热反应，a、b、c、d都小于0，所以B、D项均不正确；(1)式(3)式得H2O(l)=H2O(g)；HH1H3(ac) kJ·mol1，而H0，即ac0，ac，A项不正确；比较(1)、(2)两个热化学方程式得b2a。答案：C4如图为反应A2B22AB的能量变化示意图，下列叙述中正确的是()A正反应为吸热反应B正反应的反应热为H1C加入催化剂，该反应的反应热增大D加入催化剂，H1减小，H2增大解析：反应物的总能量小于生成物的总能量，所以正反应是吸热的，A对；正反应的反应热等于H1H2，B错；催化剂只是降低活化能，H1

6、和H2都减小，但差值不变，即不影响焓变，C、D错。答案：A5常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示结合表中信息判断下列说法不正确的是()共价键HHFFHFHClHIE(kJ·mol1)436157568432298A.432 kJ·mol1E(HBr)298 kJ·mol1B表中最稳定的共价键是HF键CH2(g)2H(g)H436 kJ·mol1DH2(g)F2(g)=2HF(g)H25 kJ·mol1解析：由于HBr键的键长在HCl键和HI键的键长之间，所以其键能在HCl键和HI键之间，A正确。表中HF键的键能最大，所以H

7、F键最稳定，B正确。1 mol H2断裂1 mol HH键吸收436 kJ能量，C正确。D项，H反应物的总能量生成物的总能量(436157568×2) kJ·mol1543 kJ·mol1，D错误。答案：D6(2014·重庆联考)已知：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H206 kJ/molCH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247 kJ/molCH键的键能约为413 kJ/mol，OH键的键能约为463 kJ/mol，HH键的键能约为436 kJ/mol，则CO2中C=O键的键能约为()A797.5 kJ/mol B900

8、.5 kJ/molC962.5 kJ/mol D1 595 kJ/mol解析：本题考查盖斯定律的应用与反应热的计算。题中两反应依次编号为、，根据盖斯定律，由×2得CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJ/mol。设C=O键的键能为x kJ/mol，则413×4463×42x436×4165，解得x797.5。答案：A7(2014·陕西质检)已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJ/mol2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H181.6 kJ/mol则反应Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(

9、l)的H为()A519.4 kJ/mol B259.7 kJ/molC259.7 kJ/mol D519.4 kJ/mol解析：本题主要考查盖斯定律的应用，意在考查考生对盖斯定律和反应热的理解及计算能力。第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式得2Zn(s)2HgO(s)=2ZnO(s)2Hg(l)H519.4 kJ/mol，该方程式除以2即得Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)H259.7 kJ/mol。因此选项C正确。答案：C8下列说法正确的是()A如图可以表示水分解过程中的能量变化B若2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJ/mol，则碳的燃烧热为110.5 kJ/

10、molC需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应D已知：反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)Ha kJ/mol；：且a、b、c均大于零，则断开1 mol HCl键所需的能量为(abc) kJ/mol解析：本题考查了化学反应过程中的能量变化，意在考查考生对化学反应中能量变化的有关概念的理解以及对图象的分析能力。A项，水的分解为吸热反应，生成物的总能量大于反应物的总能量，且催化剂可有效降低反应的活化能，正确；B项，燃烧热的概念中强调完全反应，而该项反应中生成物为CO，错误；C项，常温下能发生的反应不一定是放热反应，如在常温下Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl

11、的反应为吸热反应，需要加热的反应也不一定是吸热反应，错误；D项，根据化学反应的过程为旧化学键断裂和新化学键形成的过程，且断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量，可知断开1 mol HCl键所需的能量为(abc) kJ/mol。答案：A9已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下：C2H2(g)5/2O2(g)2CO2(g)H2O(l)H1 300 kJ/molC6H6(g)15/2O2(g)6CO2(g)3H2O(l)H3 295 kJ/mol下列说法正确的是()A1 mol C2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热大于1 300 kJB1 mol C6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于3

12、295 kJC相同条件下，等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧，C6H6(g)放热更多DC2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应解析：本题考查反应热及热化学方程式，意在考查考生的分析判断能力。液态水生成气态水要吸热，则A中放热应小于1 300 kJ，错误；液态苯的能量比气态苯的能量低，则B中放出热量应小于3 295 kJ，B错；通过计算可知等质量的两者完全燃烧时乙炔放热多，C错；根据盖斯定律，由3×得：3C2H2(g)=C6H6(g)；H605 kJ·mol1，D正确。答案：D10反应ABC(H0)分两步进行：ABX(H0)，XC(H0)。下列示意图

13、中，能正确表示总反应过程中能量变化的是() A B C D解析：本题考查化学反应中的能量变化，试题以图象的形式呈现，意在考查考生从图象图表中获取信息，运用盖斯定律分析处理化学反应中的能量变化问题的能力。因总反应为放热反应，反应为吸热反应，反应为放热反应，所以反应放出的热量比反应吸收的热量多。选项A，图中反应为放热反应，反应为吸热反应，且总反应为吸热反应，错；选项B，图中反应和反应均为吸热反应，错；选项C，图中反应和反应均为放热反应，错。答案：D二、非选择题(包括4小题，共40分)11(5分)(2014·天津卷)晶体硅(熔点1 410 )是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：Si(

14、粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)写出SiCl4的电子式：_；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。解析：1.12 kg纯硅物质的量为n(Si)40 mol，则生成1 mol Si吸收的热量为 kJ，热化学方程式为SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)H kJ·mol1。答案：SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)H0.025 a kJ·mol112(5分)(2014·福建卷)一定条件下，在水溶液中1 mol Cl、ClO(x1,2,3,4)的能量(kJ)相

15、对大小如图所示。(1)D是_(填离子符号)。(2)BAC反应的热化学方程式为_(用离子符号表示)。解析：D中氯元素的化合价为7价，应为高氯酸根离子ClO；写出BAC的化学方程式，利用生成物的总能量减去反应物的总能量求得H(6360×3) kJ·mol1117 kJ·mol1，写出热化学方程式。答案：(1)ClO(2)3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H117 kJ·mol113(15分)(1)下图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_。(2)我国“嫦娥探月”行动中的长征火箭使用偏二甲肼

16、(CH3)2NNH2作为燃料，其与过氧化氢发生反应可以放出大量热：C2H8N2(l)8H2O(l)=N2(g)2CO2(g)12H2O(g)；H2 500 kJ·mol1。如果1 mol偏二甲肼与过氧化氢发生上述反应生成液态水，则反应中放出的热量Q_2 500 kJ(填“”、“”或“”)。(3)恒温恒容下，2 mol H2与2 mol N2反应达到平衡时，N2为1.8 mol，则H2的转化率为_；若该反应在恒温恒压条件下进行(其他条件相同)，反应达平衡时，H2的转化率比上述条件下H2的转化率_(填“大”、“小”或“相等”)。(4)由甲烷、氧气和KOH溶液组成的新型燃料电池中，正极上发

17、生反应的电极反应式为_。解析：(1)根据图象可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应是放热反应，反应热为134 kJ·mol1368 kJ·mol1234 kJ·mol1，所以热化学方程式是NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)；H234 kJ·mol1。(2)由于气态水的能量高于液态水的能量，所以偏二甲肼燃烧生成液态水放出的热量多，即Q大于2 500 kJ。(3)N2为1.8 mol，则反应消耗氮气0.2 mol，所以消耗氢气0.6 mol，因此氢气的转化率是0.6÷2×100%30%。由于合成氨的反应是正反应气体分

18、子数减小的可逆反应，因此在恒温恒压条件下进行时，有利于平衡向正反应方向移动，即氢气的转化率增大。(4)原电池中负极失去电子，正极得到电子，因此氧气在正极通入。由于电解质是氢氧化钾溶液，所以正极上发生反应的电极反应式是O22H2O4e=4OH。答案：(1)NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)；H234 kJ·mol1(2)(3)30%大(4)O22H2O4e=4OH14(15分)随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。(1)如图为C及其氧化物的变化关系图，若变化是置

19、换反应，则其化学方程式为_；图中变化过程哪些是吸热反应_(填序号)。(2)甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用如下方法合成甲醇：方法一 CO(g)2H2(g)CH3OH(g)方法二CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)在25 、101 kPa下，1克甲醇完全燃烧放热22.68 kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：_；某火力发电厂CO2的年度排放量是2 200万吨，若将此CO2完全转化为甲醇，则理论上由此获得的甲醇完全燃烧放热约是_kJ(保留三位有效数字)。(3)金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：TiO2(金红石)2C2Cl2TiCl42CO已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJ·mol1TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)H141 kJ·mol1则TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H_.(4)臭氧可用于净化空气，饮用水消毒，处理工业废物和