高中化学高考三轮冲刺 2023届高三化学总复习巩固练习20化学能与热能

巩固练习20化学能与热能时间：45分钟分值：100分一、选择题(共48分，每小题4分)1．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()A．生成物总能量一定低于反应物总能量B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同[答案]C[解析]本题考查化学反应能量变化，意在考查考生的分析推理能力和实际运用知识的能力。放热反应的特点是生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应的特点是生成物总能量高于反应物总能量，A选项错误；反应速率受反应物本身的性质、压强、温度、浓度、催化剂等因素影响，与反应放热吸热无直接关系，B选项错误；盖斯定律表明：焓变与反应过程无关，只与始态和终态有关，C选项正确；同一反应的ΔH不因反应条件的改变而改变，只与温度和压强有关，D选项错误。2．下列说法不正确的是()A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应B．任何放热反应在常温条件下一定能够发生C．反应物和生成物具有的总能量决定了反应是吸热还是放热D．吸热反应在一定条件下(如加热等)也能够发生[答案]B[解析]化学反应中的能量变化主要表现为放热、吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。如需加热引发的反应可能是放热反应，也可能是吸热反应。3．已知反应X＋Y=M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是()A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量[答案]D[解析]X＋Y=M＋NΔH>0，就说明X与Y的总能量低于M、N的总能量，A错，D正确；破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C错；吸热反应有的不需要加热也可反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵搅拌即可。4．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃①C4H10(g)＋eq\f(13,2)O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2878kJ/mol②C4H10(g)＋eq\f(13,2)O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(g)ΔH＝－2658kJ/mol③C4H10(g)＋eq\f(9,2)O2(g)=4CO(g)＋5H2O(l)ΔH＝－1746kJ/mol④C4H10(g)＋eq\f(9,2)O2(g)=4CO(g)＋5H2O(g)ΔH＝－1526kJ/mol由此推断，正丁烷的燃烧热是()A．2878kJ/mol B．2658kJ/molC．1746kJ/mol D．1526kJ/mol[答案]A[解析]根据燃烧热的概念，本题中H2O应为液态，碳的氧化物为CO2。5．在298K、100kPa时，已知：2H2O(g)＝O2(g)＋2H2(g)ΔH1Cl2(g)＋H2(g)＝2HCl(g)ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)＝4HCl(g)＋O2(g)ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是()A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2[答案]A[解析]本题考查盖斯定律。据题可知，第三个反应可以是一方程与二方程的两倍之和。故ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。6．断开1molAB(g)分子中的化学键，使其分别生成气态A原子和气态B原子所吸收的能量称为A—B键的键能。已知H—H键键能为436kJ/mol，H—N键键能为391kJ/mol，根据化学方程式：N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92kJ/mol，则N≡N的键能是()A．431kJ/mol B．946kJ/molC．649kJ/mol D．869kJ/mol[答案]B[解析]由题意得，3×436kJ/mol＋E(N≡N)－6×391kJ/mol＝－92kJ/mol，E(N≡N)＝946kJ/mol。7．在相同温度和压强下，将32g硫分别在纯氧中和空气中完全燃烧，令前者放出热量为Q1，后者放热为Q2，则关于Q1和Q2的相对大小正确的判断是()A．Q1＝Q2 B．Q1>Q2C．Q1<Q2 D．无法判断[答案]C[解析]相同的反应物具有相同的能量，相同的生成物具有相同的能量，两种环境下反应时，反应物与生成物之间的能量差也是相同的。但能量是守恒的，这些能量并不一定完全以热量形式放出，第一种情况下反应剧烈，产生的“明亮的蓝紫色火焰”较第二种情况下产生的“微弱的淡蓝色火焰”以光能形式释放的能量要多。所以以热量形式放出的能量就较在空气中放热要少些。8．已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－·mol－1CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3695kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是()A．1∶1 B．1∶3C．1∶4 D．2∶3[答案]B[解析]本题考查的知识点是有关热化学反应方程式的计算。设H2、CH4的物质的量分别为xmol、ymol。则x＋y＝5mol,2＋890y＝3695，解得x＝；y＝，两者比为1∶3，故选B项。9．(2023·海南，5)已知：2Zn(s)＋O2(g)=2ZnO(s)ΔH＝－·mol－12Hg(l)＋O2(g)=2HgO(s)ΔH＝－·mol－1则反应Zn(s)＋HgO(s)=ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为()A．＋·mol－1 B．＋kJ·mol－1C．－kJ·mol－1 D．－·mol－1[答案]C[解析]本题考查了盖斯定律的应用。将第一个反应减去第二个反应，然后将各物质的系数同时除以2就能得到要求的反应，同时反应的焓变也需要除以2。10．某些化学键键能数据如下：化学键H—HCl—ClH—Cl键能/kJ·mol－1436243431则下列热化学方程式不正确的是()\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=HCl(g)ΔH＝－kJ·mol－1B．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝－183kJ·mol－1\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=HCl(g)ΔH＝＋kJ·mol－1D．2HCl(g)=H2(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋183kJ·mol－1[答案]C[解析]ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=HCl(g)的ΔH＝(436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1)/2－431kJ·mol－1＝－kJ·mol－1，所以，A项对，C项错；B项反应ΔH＝436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×431kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1，对；D项反应的ΔH＝2×431kJ·mol－1－(436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1)＝＋183kJ·mol－1，对。11．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化：下列说法中正确的是()A．1molN2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJB．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOD．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水[答案]B[解析]根据图示可以看出拆开1molN2和1molO2需要吸收的能量分别为946kJ和498kJ，生成2molNO(g)放出的能量＝2mol×632kJ/mol。故反应吸收能量为180kJ。选项B，N2和O2的反应是吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量。选项C，N2与O2在高压放电时才能化合生成NO。选项D，NO不是酸性氧化物，不能与NaOH溶液反应。12．已知胆矾溶于水时溶液温度降低，室温下将1mol无色硫酸铜制成溶液时放出热量为Q1，又知胆矾分解的热化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH＝＋Q2则Q1和Q2的关系为()A．Q1<Q2 B．Q1>Q2C．Q1＝Q2 D．无法确定[答案]A[解析]根据胆矾溶于水吸热，无水硫酸铜溶于水放热，以及胆矾加热生成无水硫酸铜的热化学方程式可得，胆矾、无水硫酸铜及CuSO4溶液三者能量高低关系如下图所示。从图中可得Q1和Q2的关系是：Q1<Q2。二、非选择题(共52分)13．(10分)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)＋4NO2(g)=4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1CH4(g)＋4NO(g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为________，写出上述反应的热化学方程式：___________________________________________________。[答案]molCH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－867kJ·mol－114．(13分)已知稀溶液中，1molH2SO4与KOH溶液恰好完全反应时，放出kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应生成1molH2O的热化学方程式__________________________________。(2)在101kPa时，H2在molO2中完全燃烧生成molH2O(l)时放出kJ热量，则H2的燃烧热为________，表示H2燃烧热的热化学方程式为：_______________________。(3)(2023·浙江高考节选)已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)=2Fe(s)＋3CO(g)ΔH＝kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1C(石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1由Fe(s)和O2(g)反应生成Fe2O3(s)的热化学方程式为_________________________________________________。[答案](1)eq\f(1,2)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=eq\f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－kJ/mol(2)kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－kJ·mol－1(3)4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH＝－1kJ·mol－1[解析](3)化学方程式为4Fe＋3O2=2Fe2O3。由盖斯定律可求出所给反应的反应热ΔH＝(－kJ·mol－1)×6－(－kJ·mol－1)×6－kJ·mol－1)×2＝－1kJ·mol－1。15．(14分)某实验小组用mol/LNaOH溶液和mol/LH2SO4溶液进行中和热的测定。测定中和热的实验装置如图所示(1)写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值kJ/mol)：____________。(2)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸进行实验，实验数据如下表。①请填写下表中的空白：实验次数温度起始温度t1/℃终止温度t2/℃平均温度差(t2－t1)/℃H2SO4NaOH平均值1234②近似认为mol/LNaOH溶液和mol/LH2SO4溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c＝J/(g·℃)。则中和热ΔH＝________(取小数点后一位)。③上述实验结果的数值与kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是(填字母)________。a．实验装置保温、隔热效果差b．在量取NaOH溶液的体积时仰视读数c．分多次把NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度[答案](1)eq\f(1,2)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=eq\f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－kJ/mol。(2)①②－kJ/mol③acd[解析](1)根据中和热定义和热化学方程式的书写原则可得：eq\f(1,2)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=eq\f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－kJ/mol(2)第1、2、3、4次实验的温度差分别为4.0℃、6.1℃、3.9℃、4.1℃，与其他三组数据相比，6.1℃较大，舍去。其余三次温度差的平均值为4.0℃。mol/LH2SO4(aq)和mol/LNaOH(aq)的密度均为1g/cm3，故m(H2SO4)＝ρ(H2SO4)·V(H2SO4)＝30g，m(NaOH)＝ρ(NaOH)·V(NaOH)＝50g。中和后生成的溶液为稀溶液，其比热容c＝J/(g·℃)，由此可以计算出30mLH2SO4(aq)和50mLNaOH(aq)发生反应时放出的热量为：Q放＝[m(NaOH)＋m(H2SO4)]·c·(t2－t1)，中和热为生成1molH2O(l)时放出的热量，ΔH＝－eq\f(80××,×1016．(15分)(2023·温州八校联考)(1)①根据下列图示，写出反应的热化学方程式_______________________________________。②根据如图所示情况，判断下列说法中正确的是()A．其热化学方