2023版高考化学总复习：专题八化学能与热能十年高考分类题组

1、第 页专题八化学能与热能考点一化学反应中能量变化的有关概念1.(2019海南单科,5,2分)根据图中的能量关系,可求得CH键的键能为()A.414 kJmol-1B.377 kJmol-1C.235 kJmol-1D.197 kJmol-1答案A从图中信息可知C(s)+2H2(g) CH4(g)H=-75 kJmol-1。H=旧键断裂吸收的总能量-新键形成放出的总能量,设CH键键能为x kJmol-1,则(717+864)kJmol-1-4x kJmol-1=-75 kJmol-1,解得x=414,A正确。2.(2018北京理综,7,6分)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品C

2、H3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是()A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B.CH4CH3COOH过程中,有CH键发生断裂C.放出能量并形成了CC键D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率答案D催化剂只影响化学反应速率,不会使化学平衡发生移动,故不会提高反应物的平衡转化率,D不正确。方法技巧认真观察示意图,分清反应物、中间产物和生成物,该题就不难作答。3.(2018浙江4月选考,21,2分)氢卤酸的能量关系如图所示:下列说法正确的是()A.已知HF气体溶于水放热,则HF的H10,故A错误;HCl比HBr稳定,则HCl的H2比HBr的大,故B错误;H3

3、是H(g)H+(g)的热效应,H4是H+(g)H+(aq)的热效应,所以,HCl和HI的(H3+H4)相等,故C错误;由题图可知,H(g)+X(g)HX(g)H7=-H2=-a kJmol-1,则H2=a kJmol-1,故D正确。4.(2018江苏单科,10,2分)下列说法正确的是()A.氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B.反应4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行,该反应为吸热反应C.3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3,转移电子的数目小于66.021023D.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越快答案C氢氧燃料电池放电过程中,化学能除

4、转化为电能外,还有热能的产生,A错误;4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)是一个熵减反应,而该反应常温下能自发进行,则该反应必为放热反应,B错误;N2与H2合成NH3的反应为可逆反应,故3 mol H2与1 mol N2不能完全转化为NH3,转移电子的数目小于66.021023,C正确;酶的活性与温度有关,温度过高,使酶失去生理活性,D错误。5.(2016海南单科,6,2分)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3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热H为

5、()A.3.8104 kJmol-1B.-3.8104 kJmol-1C.3.4104 kJmol-1D.-3.4104 kJmol-1答案D燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8104 kJ,则1 mol油酸甘油酯完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为3.8104 kJ8841 0003.4104 kJ,所以H=-3.4104 kJmol-1。6.(2016海南单科,11,4分)由反应物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XY反应的H=E5-E2B.由XZ反应的H0C.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BCA项,根据化学反应的实质可知2X(g

6、) 3Y(g)H=E3-E2,故A错误;B项,由图像可知,XZ的反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,即反应的Hr(Mg)C.在该反应条件下,Mg的还原性强于C的还原性D.该反应中化学能全部转化为热能答案CA项,C的单质还有C60、C70等多种同素异形体;B项,Mg2+、Mg质子数相同,而电子数不同,电子数越多,半径越大,故r(Mg2+)r(Mg);D项,该反应的化学能还可转化为光能等其他能量。8.(2015北京理综,9,6分)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:下列说法正确的是()A.CO和O生成CO2是吸

7、热反应B.在该过程中,CO断键形成C和OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态状态表示CO与O2反应的过程答案CA项,CO和O生成CO2是放热反应;B项,观察反应过程的示意图知,该过程中,CO中的化学键没有断裂形成C和O;C项,CO和O生成的CO2分子中含有极性共价键;D项,状态状态表示CO与O反应的过程。审题技巧认真观察题给示意图,注意其表示CO和O在催化剂表面形成化学键的过程。解题关键明确从能量高的状态到能量低的状态,要释放能量,并能根据图示分析物质变化情况。9.(2015海南单科,4,2分)已知丙烷的燃烧热H=-2 215 kJmol-1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g

8、水,则放出的热量约为()A.55 kJB.220 kJC.550 kJD.1 108 kJ答案A由丙烷的燃烧热H=-2 215 kJmol-1,可写出其燃烧的热化学方程式:C3H8(g)+5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l)H=-2 215 kJmol-1,丙烷完全燃烧产生1.8 g水放出的热量为(2 215 kJmol-14)0.1 mol55 kJ。10.2014北京理综,26(3)NH3经一系列反应可以得到HNO3和NH4NO3,如下图所示。(3)中,降低温度,将NO2(g)转化为N2O4(l),再制备浓硝酸。已知:2NO2(g)N2O4(g)H12NO2(g)N2O4(l)H2

9、下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)。N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是。答案(3)A2N2O4+O2+2H2O4HNO3解析(3)降低温度,NO2转化成N2O4,所以H10,H20,H30,H40C.H1=H2+H3D.H3=H4+H5答案C根据反应的热效应可知:H10、H30、H4T1,温度升高时平衡向逆反应方向移动,知T2时平衡常数比T1时小,正反应为放热反应,错误,正确;升高温度,平衡向逆反应方向移动,n(H2)n(CH3OH)增大,正确。(4)由 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(l)起始量/mol1300变化量/mol3平衡量/mol1-3-3可得反

10、应后与反应前压强比为1-+3-3+1+3=1-2。(5)书写电极反应式时要注意:酸性电解质时,负极产物为CO2,正极产物为H2O。10.(2011江苏单科,20,14分)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=206.2 kJmol-1CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)H=247.4 kJmol-12H2S(g)2H2(g)+S2(g)H=169.8 kJmol-1(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。(2

11、)H2S热分解制氢时,常向反应器中通入一定比例空气,使部分H2S燃烧,其目的是;燃烧生成的SO2与H2S进一步反应,生成物在常温下均非气体,写出该反应的化学方程式:。(3)H2O的热分解也可得到H2,高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图甲所示。图中A、B表示的物质依次是。(4)电解尿素CO(NH2)2的碱性溶液制氢的装置示意图见图乙(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为。(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350 时,Mg2Cu与H2反应,生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为。答案(14分)(1)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)H=165.0 kJmol-1(2)为H2S热分解反应提供热量2H2S+SO22H2O+3S(或4H2S+2SO24H2O+3S2)(3)H、O(或氢原子、氧原子)(4)CO(NH2)2+8OH-6e-CO32-+N2+6H2O(5)2Mg2Cu+3H2MgCu2+3MgH2解析(1)将题给3个热化学方程式依次编号为,根据盖斯定律,2-即可得到正确答案。(3)温度大约在3 000 K时,H2O分解成氢原子、氧原子,