2021届高考化学二轮专题复习专题强化练：专题六 化学能与热能

1、PAGE 专题强化练(六)1(2020营口第二高级中学第一次月考)下列热化学方程式正确的是()A甲烷的燃烧热为890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程kJmol1B500 、30 MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJmol1CHCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3)kJmol1D在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热571.6 kJmol1解析：A项，甲烷的燃烧热为890.3 kJmol1，要生成液态水，

2、甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1，错误；B项，500 、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，由于反应为可逆反应，则1 mol N2完全反应放热大于38.6 kJ，则热化学反应方程式：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)的H38.6 kJmol1，错误；C项，中和热是指在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1 mol水时放出的热量，其衡量标准是生成的水为1 mol，故无论稀H2SO4和Ca(OH)2反应生成的水是几摩尔，其中和热恒为57.3

3、kJmol1，错误；D项，在101 kPa时，2 g H2的物质的量为1 mol，完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)O2(g)=2H2O(z)H571.6 kJmol1，正确。答案：D2(2020聊城二模)某科研团队研究发现硼氢化钠(NaBH4)在催化剂Ru表面与水反应可生成H2，其反应机理如图所示。根据相关信息判断，下列叙述错误的是()A过程至过程中硼元素的化合价不变BX是H3BO3，H3BO3和BH3两分子中H的化合价相等C过程和过程各产生1 mol H2时转移的电子数不相等D0.25 mol NaBH4的还原能力与标准状况下22.4 L

4、 H2的还原能力相当(还原能力即生成H失去电子的量)解析：A项，由图示可知，过程至过程中BHeq oal(,4)反应生成B(OH)eq oal(,4)，硼元素的化合价一直为3价，化合价不变，正确；B项，过程中2 mol H2O水与2 mol X反应生成2 mol B(OH)eq oal(,4)和1 mol H2，根据元素守恒X为H3BO3，H3BO3中H为1价，但在BH3分子中H为1价，错误；C项，由图示可知，过程中产生1 mol H2时转移的电子数为NA，过程产生1 mol H2时转移的电子数为2NA，两者不相等，正确；D项，NaBH4中H为1价，0.25 mol NaBH4生成H失mol，

5、1 mol H2生成H失去的电子的量21 mol2 mol，故两者还原能力相当，正确。答案：B3(2020北京市密云区第二次模拟)甲烷燃烧时的能量变化如图，有关说法正确的是()A图1中反应为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1B图2中反应为CH4(g)eq f(3,2)O2(g)=CO(g)2H2O(g) H607.3 kJmol1C由图可以推得：CO(g)eq f(1,2)O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1D由图可以推知：等物质的量的CO2和CO，CO2具有的能量高解析：A项，根据图象分析，反应物的总能量高于生成物总能量，则图1中反应为C

6、H4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1，错误；B项，根据图象分析，生成物水的状态是液态，则图2中反应为CH4(g)eq f(3,2)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H607.3 kJmol1，错误；C项，CO(g)eq f(1,2)O2(g)=CO2(g)的焓变可根据CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1和反应CH4(g)eq f(3,2)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H607.3 kJmol1求出283 kJmol1，该反应放热，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以等物质的量的CO2和CO，CO具有的能

7、量高，错误。答案：C4(2020上海市松江区一模)如图是某反应的能量关系图，下列叙述错误的是()A反应物总能量高于生成物的总能量B曲线b是使用了催化剂的能量变化曲线2H2O(g)115.6 kJD若反应生成2 mol液态水，放出的热量低于115.6 kJ解析：A项，由图看出反应物总能量高，生成物总能量低，反应物总能量高于生成物总能量，正确；B项，使用催化剂能降低反应所需活化能，则曲线b为使用催化剂的图象，曲线a为未使用催化2H2O(g)，反应放出热量为115.6 kJ，所以热化学方程式为4HCl(g)O2(g)eq o(,sup14(硫化剂),sdo15(400 )2Cl2(g)2H2O(g)

8、115.6 kJ，正确；D项，若生成2 mol液态水，液态水比气态水能量低，放热会更多，放出的热量高于115.6 kJ，错误。答案：D3H2(g)=CH4(g)H2O(g)。下图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)。下列说法不正确的是()A步骤只有非极性键断裂B步骤的原子利用率为100%C过渡态能量最高，因此其对应的步骤反应速率最慢D该方法可以清除剧毒气体CO，从而保护环境解析：A项，步骤是H2断键，CO未断键，因此只有非极性键断裂，正确；B项，步骤反应物全部变为生成物，因此原子利用率为100%，正确；C项，根据图中信息，过渡态的能量差最高，因此其对应的步骤反应速率最小，错误

9、；D项，根据反应的历程可知，一氧化碳与氢气反应最终转化为无毒的甲烷，该方法可以清除剧毒气体CO，从而保护环境，正确。答案：C6(2020榆林第三次模拟)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM5催化CO2加氢合成低碳烯烃的反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图。下列说法正确的是()A第步反应为CO2H2=COH2OB第步反应的活化能低于第步CFe3(CO)12/ZSM5使CO2加氢合成低碳烯的H减小D添加不同助剂后，反应的平衡常数各不相同解析：A项，第步所反应为CO2H2COH2O，正确；B项，第步反应是慢反应，第步是快反应，反应的活化能越低，反应速率越大

10、，所以第步反应的活化能高于第步，错误；C项，催化剂不能改变平衡状态，不能改变焓变H，错误；D项，反应的平衡常数只与温度有关，不同助剂能改变反应历程，但不能改变反应的起始状态，不能改变反应温度，所以反应的平衡常数不变，错误。答案：A7(2020湖北省6月供卷)我国科技工作者提出的一种OER(氧气析出反应)机理如图所示。下列说法错误的是()A物质M不能改变OER反应的趋势B每一步反应过程都是氧化还原反应C反应过程中只涉及极性键的断裂和形成D该总反应方程式为4OH4eeq o(=,sup14(M)2H2OO2解析：A项，OER氧气析出反应，根据图示可知，M为转化过程的催化剂，催化剂能改变反应进程或改

11、变反应速率，但不能改变OER反应转化率或氧气的产率，正确；B项，根据图示，OER(氧气析出反应)机理每一步反应过程都有电子得失，是氧化还原反应，正确；C项，根据图示，反应过程中涉及极性键的断裂和形成，由MO转化为MOOH含有非极性键的形成，错误；D项，根据图示，可知M为OER(氧气析出反应)的催化剂，四步反应中，每步都有电子失去，反应过程中生成水和氧气，该总反应方程式为4OH4eeq o(=,sup14(M)2H2OO2，正确。答案：C8(2020衡阳二模)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是()A、三步均属于加成反应B总反应速率由第步反应决定C第

12、步反应的中间体比第步反应的中间体稳定D总反应不需要加热就能发生解析：A项，根据乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理可知只有第步属于加成反应，错误；B项，活化能越大，反应速率越小，决定着总反应的反应速率，由图可知，第步反应的活化能最大，总反应速率由第步反应决定，正确；C项，由图可知，第步反应的中间体比第步反应的中间体的能量高，所以第步反应的中间体稳定，错误；D项，总反应是否需要加热与反应的能量变化没有关系，错误。答案：B9(2020济南模拟)氨在工农业生产中应用广泛。在压强为30 MPa时，合成氨达平衡时混合气体中NH3的体积分数与温度的关系如表所示：温度/ 200300400500600氨的体积

13、分数/%89.971.047.026.413.8请回答下列问题：(1)根据表中数据，结合化学平衡移动原理，说明合成氨反应是放热反应的原因：_。(2)根据下图写出合成氨的热化学方程式是_。(3)将1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量_(填“大于”“等于”或“小于”)92.2 kJ，原因是_；若加入催化剂，H_(填“变大”“不变”或“变小”)。(4)已知分别破坏1 mol NN键、1 mol HH键时需要吸收的能量为946 kJ、436 kJ，则破坏1 mol NH键需要吸收的能量为_kJ。(5)N2H4可视为NH3分子中的H被

14、NH2取代的产物。发射卫星时以N2H4(g)为燃料、NO2为氧化剂，二者反应生成N2和H2O(g)。已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H167.7 kJmol1，N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534 kJmol1，则1 mol N2H4与NO2完全反应的热化学方程式为_。解析：(3)合成氨的热化学方程式表示1 mol氮气与3 mol氢气完全反应生成2 mol NH3时放出92.2 kJ的热量，而合成氨的反应是可逆反应，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)不可能完全反应生成2 mol的NH3(g)，故测得反应放出的热量小于92.2 kJ。(4)设破坏1

15、 mol NH键需吸收的能量为x kJ，94643636x92.2，x391。(5)首先依信息反应物为N2H4(g)和NO2(g)，生成物为N2(g)和H2O(g)写出方程式并配平得N2H4(g)NO2(g)=eq f(3,2)N2(g)2H2O(g)，依据盖斯定律可得此反应的HH2eq f(1,2)H1567.85 kJmol1。答案：(1)温度升高，氨在混合气体中的体积分数减小，平衡向吸热反应方向移动，故正反应是放热反应(2)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1(3)小于由于该反应是可逆反应，反应物不能全部转化为生成物不变(4)391110(1)(2020衡阳模拟)

16、据报道，我国在南海北部神狐海域进行的可燃冰(甲烷的水合物)试采获得成功。甲烷是一种重要的化工原料。甲烷重整是提高甲烷利用率的重要方式，除部分氧化外还有以下两种：205.9 kJmol1；1；二氧化碳重整：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H3。1。(2)(2020兴城模拟)“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。已知：CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)H41 kJmol1；C(s)2H2(g)CH4(g)H73 kJmol1；2CO(g)C(s)CO2(g)

17、H171 kJmol1。写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：_。(3)(2020深圳适应性考试)工业上常利用CO2为初始反应物，合成一系列重要的化工原料。以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：反应：2NH3(g)CO2(g)NH2COONH4(s)H1；72.49 kJmol1；总反应：2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)H386.98 kJmol1。根据8电子稳定构型，写出CO(NH2)2的结构式_。反应的H1_。(4)(2020黄冈适应性考试)1799年由英国化学家汉弗莱戴维发现一氧化二氮(

18、N2O)气体具有轻微的麻醉作用，而且对心脏、肺等器官无伤害，后被广泛应用于医学手术中。一氧化二氮早期被用于牙科手术的麻醉，它可由硝酸铵在催化剂下分解制得，该反应的化学方程式为_。已知反应2N2O(g)=2N2(g)O2(g)的H163 kJmol1，1 mol N2(g)、1 mol O2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945 kJ、498 kJ的能量，则1 mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为_kJ。解析：(1)该反应H0、S0，HTS0能自发进行，所以在高温条件下反应能自发进行；根据盖斯定律得CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H3H1H2205.9 kJ

19、mol141.2 kJmol1247.1 kJmol1。(2)根据盖斯定律计算2得到：CO2(g)4H2(g)=CH4(g)2H2O(g)H162 kJmol1。(3)根据8电子稳定构型，CO(NH2)2的结构式为；由盖斯定律总反应反应，得到2NH3(g)CO2(g)=NH2CO2NH4(s)H1159.47 kJmol1。(4)硝酸铵在催化剂下分解生成一氧化二氮和水，反应的化学方程式为NH4NO3eq o(=,sup14(催化剂)N2O2H2O；2N2O(g)=2N2(g)O2(g)的H163 kJmol1，设1 mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为x kJ，根据反应热反应

20、物的键能总和生成物的键能总和，2x2945 kJ498 kJ163 kJ，解得x1 112.5 kJ。答案：(1)高温247.11(3)159.47 kJmol1(4)NH4NO3eq o(=,sup14(催化剂)N2O2H2O1 112.511(1)(2020长沙雅礼中学模拟)中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，如图所示，甲烷在催化作用下脱氢，在不同温度下分别形成CH3、CH2、C,H等自由基，在气相中经自由基CH2偶联反应生成乙烯(该反应过程可逆)。物质燃烧热/(kJmol1)氢气285.8甲烷890.3乙烯1 411.0已知相关物质的燃烧热如上表所示，写出甲烷制

21、备乙烯的热化学方程式_。(2)(2020东北育才中学最后一模)二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一，它主要来自化石燃料的燃烧，研究CO催化还原SO2的适宜条件，在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。从热力学角度研究反应：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1；CO2(g)C(s)=2CO(g)H2172.5 kJmol1；S(s)O2(g)SO2(g)H3296.0 kJmol1。写出CO还原SO2的热化学方程式：_。(3)(2020福州第三次质检)甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂，采用如下反应来合成

22、甲醇：2H2(g)CO(g)CH3OH(g)，下表所列数据是各化学键的键能，该反应的H_(用含字母的代数式表示)。化学键HHCOCHCOOH键能/(kJmol1)abcde285.8 kJmol1，CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H2890.3 kJmol1，C2H4(g)3O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H31 411.0 kJmol1，甲烷制备乙烯的化学方程式为2CH4(g) C2H4(g)2H2(g)，根据盖斯定律，将22得到，2CH4(g)C2H4(g)2H2(g)H2H2H32H1202.0 kJmol1。(2)根据盖斯定律计算得出2CO(g)SO2(g)

23、= 2CO2(g)S(s)H270.0 kJmol1。(3)已知反应热H反应物的键能和生成物键能和，则2H2(g)CO(g)CH3OH(g)的反应热H(2ab) kJmol1(3cde) kJmol1(2ab3cde) kJmol1。(3)(2ab3cde) kJmol112(1)(2020盐城第四次模拟考试)H2S存在于多种燃气中，脱除燃气中H2S的方法很多。2019年3月science direct介绍的化学链技术脱除H2S的原理如图所示。“H2S氧化”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。“HI分解”时，每1 mol HI分解生成碘蒸气和氢气时，吸收13 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_。(2)(2020衡阳第三次联考)有研究表明，内源性H2S作为气体信号分子家族新成员，在抗炎、舒张血管等方