化学 专练十七 化学能与热能

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE2-学必求其心得，业必贵于专精化学能与热能考试说明考试说明考查化学反应过程中化学键的断裂和形成过程中的能量变化,吸热反应和放热反应的判断，能量的转化和利用,热化学方程式的意义，热化学方程式的书写及正误判断；利用盖斯定律书写热化学方程式和进行反应热计算。考点透视考点透视1．【2017江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚（CH3OCH3）.①C（s）+H2O(g)═CO（g）+H2(g）△H1=akJ•mol﹣1②CO(g）+H2O（g）═CO2（g)+H2(g）△H2=bkJ•mol﹣1③CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O(g）△H3=ckJ•mol﹣1④2CH3OH（g）═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=dkJ•mol﹣1下列说法不正确的是A．反应①、②为反应③提供原料气B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一C．反应CH3OH(g)═0。5CH3OCH3（g)+0。5H2O(l）的△H=d/2kJ•mol﹣1D．反应2CO（g）+4H2(g)═CH3OCH3（g）+H2O(g)的△H=(2b+2c+d)kJ•mol﹣1【答案】C【解析】A．反应③中的反应物为CO2、H2，由反应可知，反应①、②为反应③提供原料气，故A正确；B．反应③中的反应物为CO2，转化为甲醇，则反应③也是CO2资源化利用的方法之一，故B正确；C．由反应④可知，物质的量与热量成正比,且气态水的能量比液态水的能量高，则反应CH3OH（g)═0。5CH3OCH3（g)+0。5H2O(l)的△H≠d/2kJ•mol﹣1，故C错误；D．由盖斯定律可知，②×2+③×2+④得到2CO（g)+4H2（g）═CH3OCH3（g)+H2O(g),则△H=（2b+2c+d)kJ•mol﹣1,故D正确。2．【2017课标Ⅱ卷】丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备．回答下列问题:（1)正丁烷（C4H10）脱氢制1﹣丁烯(C4H8）的热化学方程式如下：①C4H10(g)=C4H8（g）+H2(g）△H1已知:②C4H10（g)+0。5O2（g)=C4H8（g)+H2O（g）△H2=﹣119kJ•mol—1③H2(g)+0。5O2(g）=H2O(g)△H3=﹣242kJ•mol﹣1反应①的△H1为kJ•mol﹣1。图(a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x0。1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是（填标号）。A．升高温度B．降低温度C．增大压强D．降低压强【答案】（1）+123；小于;AD【解析】(1）根据盖斯定律，②式﹣③式可得①式的△H1；（1）②C4H10(g）+0.5O2（g)=C4H8(g)+H2O（g)△H2=﹣119kJ•mol—1③H2(g)+0.5O2（g）=H2O（g）△H3=﹣242kJ•mol﹣1②﹣③得:C4H10（g）=C4H8(g）+H2(g)△H1=+123kJ•mol-1由a图可知温度相同时，由0。1MPa变化到xMPa，丁烷转化率增大，即平衡正向移动，该反应是气体体积增大的反应,所以x的压强更小，x＜0。1；由于反应①为吸热反应，温度升高时，平衡正向移动,丁烯的平衡产率增大，反应①正向进行时体积增大，减压时平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大,因此AD正确。故答案为：+123;小于；AD。3．【2017新课标Ⅲ卷】砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途.回答下列问题：（3）已知：As(s)+3/2H2(g）+2O2（g)=H3AsO4（s)△H1H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H22As(s）+5/2O2(g)=As2O5(s）△H3则反应As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4（s）的△H=_________.【答案】（3)2△H1-3△H2-△H3【解析】(3)根据盖斯定律，热化学反应As2O5（s）+3H2O（l）=2H3AsO4（s)可以由反应①×2－反应②×3－反应③转化得到，则2△H1—3△H2—△H3。4．【2017天津卷】0。1molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为_____________________________.【答案】2Cl2(g)+TiO2（s）+2C（s）＝TiCl4（l)+2CO（g)△H=−85。6kJ·mol−15．【2016新课标Ⅱ卷】联氨(又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：（3)①2O2(g）+N2(g）=N2O4（l)ΔH1②N2(g）+2H2（g)=N2H4(l)ΔH2③O2（g)+2H2（g)=2H2O（g）ΔH3④2N2H4（l）+N2O4（l)=3N2(g）+4H2O（g)ΔH4=—1048.9kJ/mol上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________________。【答案】（3）2ΔH3—2ΔH2-ΔH1反应放热量大、产生大量气体6．【2016海南卷】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1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为A．3。8×104kJ·mol-1B．－3。8×104kJ·mol-1C．3.4×104kJ·mol—1D．－3.4×104kJ·mol—1【答案】D【解析】燃烧热指的是燃烧1mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104kJ，则燃烧1mol油酸甘油酯释放出热量为3。4×104kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热ΔH=－3.4×104kJ·mol—17．【2016江苏卷】通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是①太阳光催化分解水制氢：2H2O（l）===2H2（g）+O2（g）ΔH1=571.6kJ·mol–1②焦炭与水反应制氢：C(s）+H2O(g)===CO(g）+H2(g)ΔH2=131。3kJ·mol–1③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O（g）===CO(g)+3H2（g）ΔH3=206。1kJ·mol–1A．反应①中电能转化为化学能B．反应②为放热反应C．反应③使用催化剂，ΔH3减小D．反应CH4（g)===C(s)+2H2（g)的ΔH=74。8kJ·mol–1【答案】D8．【2015重庆卷】黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为:S(s)+2KNO3(s）+3C（s)==K2S（s)+N2(g)+3CO2（g)ΔH=xkJ·mol－1已知硫的燃烧热ΔH1=akJ·mol－1S（s)+2K（s）==K2S(s)ΔH2=bkJ·mol－12K（s）+N2（g）+3O2（g)==2KNO3(s）ΔH3=ckJ·mol－1则x为A．3a+b－cB．c+3a－bC．a+b－cD．c+a－b【答案】A【解析】已知硫的燃烧热为ΔH1=akJ·mol-1，则硫的燃烧热化学方程式为，①S（s)+O2(g）=SO2（g)ΔH1=akJ·mol—1，②S（s)+2K（s)==K2S(s)ΔH2=bkJ·mol—1，③2K(s）+N2(g）+3O2（g)==2KNO3（s)ΔH3=ckJ·mol—1，根据盖斯定律，可得ΔH=3ΔH1+ΔH2—ΔH3,即x=3a+b－c,答案选A.考点突破考点突破1。【2017届江苏省六校高三2月联考】H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是

A.反应①、反应②均为放热反应B。反应①、反应②均为氧化还原反应C。反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH=－218kJ·mol—1【答案】C【解析】A、反应物的总能量大于生成物的总能量，说明此反应是放热反应，根据图像,故说法正确；B、反应①中H的化合价由0价→＋1价，部分I的化合价降低，属于氧化还原反应，反应②中，I的化合价发生变化，属于氧化还原反应，故说法正确;C、反应①比反应②慢，说明反应①中正反映的活化能较小，反应②中正反应的活化能较大，故说法错误；D、根据盖斯定律，只与始态和终态有关，与反应的途径无关，因此△H=－218kJ·mol－1，故说法正确。2．【2017届保定市调研】对反应：2SO2(g）＋O2（g）2SO3（g)ΔH＝－196。6kJ·mol－1,叙述不正确的是A．该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量B．使用催化剂不能改变此反应的ΔHC．若在一密闭容器中1molSO2和足量的O2反应，放出的热量为98.3kJD．化学式前面的化学计量数表示物质的量【答案】C【解析】该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物总能量，A项正确；使用催化剂，只能改变反应的活化能，不能改变此反应的ΔH，B项正确;在一密闭容器中1molSO2和足量O2反应，不能转化为1molSO3，故放出的热量小于98。3kJ，C项错误；热化学方程式中化学式前面的化学计量数表示物质的量,D项正确。3．【2017年南通一模】单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示，下列说法正确的是A．S(s，单斜)=S（s,正交)ΔH＝＋0.33kJ·mol－1B．相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高C．正交硫比单斜硫稳定D．①表示断裂1molO2中的共价键所吸收的能量比形成1molSO2中的共价键所放出的能量少297。16kJ【答案】C【解析】由图可知S(s，单斜)=S(s，正交)ΔH＝－0.33kJ·mol－1，A项错误；由A项热化学方程式可知由S(s，单斜）转化为S（s，正交）要放出热量，说明相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量低,B项错误;能量越高越不稳定，故正交硫比单斜硫稳定,C项正确；①表示断裂1mol单斜硫和1molO2中的共价键所吸收的总能量比形成1molSO2中的共价键所放出的能量少297。16kJ，D项错误。4．【2017届江苏宜宾高中月考】将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应B．该反应中，热能转化为产物内部的能量C．反应物的总能量高于生成物的总能量D．反应的热化学方程式为NH4HCO3＋HCl→NH4Cl＋CO2↑＋H2OΔH＝＋QkJ·mol－1【答案】B【解析】根据醋酸逐渐凝固说明该反应是吸热反应，则A、C项错误，B项正确;热化学方程式的书写要标出物质的状态，D项错误。5．【2017届甘肃省高台一中模拟】合成二甲醚的三步反应如下:2H2(g）＋CO（g)CH3OH（g）ΔH12CH3OH(g)CH3OCH3（g）＋H2O（g）ΔH2CO(g)＋H2O（g)CO2(g)＋H2（g)ΔH3则3H2（g）＋3CO(g）CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH是A．ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3B．ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3C．ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3D．ΔH＝2ΔH1＋ΔH2－ΔH3【答案】A【解析】设合成二甲醚的三步反应分别为①、②、③，根据盖斯定律反应①×2＋②＋③可得3H2（g）＋3CO(g)CH3OCH3（g）＋CO2(g)ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，A项正确。6．【2017届湖北荆州模拟】能源短缺是全球面临的问题，用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g）＋3H2（g）CH3OH(g)＋H2O（g)已知某些化学键的键能数据如表所示：化学键C-HH-HC—OC=OH-O键能/kJ·mol－1413。4436.0351。0745。0462.8则该反应的焓变ΔH为A．－46.2kJ·mol－1 B．－181。6kJ·mol－1C．＋46。2kJ·mol－1 D．＋181.6kJ·mol－1【答案】B【解析】根据反应热ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，可得ΔH＝（2×745.0kJ·mol－1＋3×436.0kJ·mol－1）－(3×413。4kJ·mol－1＋351。0kJ·mol－1＋462.8kJ·mol－1＋2×462.8kJ·mol－1)＝－181.6kJ·mol－1，选B项.7．【2017届江西安福二中阶段测试】下列说法或表示方法中正确的是A．等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，后者放出的热量多B．氢气的标准燃烧热为285.8kJ·mol－1，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝＋285.8kJ·mol－1C．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl（s)=BaCl2(s）＋2NH3(g)＋10H2O(l)ΔH〈0D．已知中和反应的反应热ΔH＝－57.3kJ·mol－1,若将含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3kJ【答案】D【解析】硫蒸气的能量比硫黄（s)的能量高，等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，前者放出能量高，A项错误；H2燃烧为放热反应，ΔH〈0，B项错误;Ba(OH）2·8H2O（s)与NH4Cl（s）的反应为吸热反应，ΔH〉0，C项错误;浓硫酸溶于水放出热量,故0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57。3kJ,D项正确。8．【2017届安福阶段测试】下列各组变化中，化学反应的反应热前者小于后者的一组是①CH4(g）＋2O2（g)=CO2（g)＋2H2O（l)ΔH1；CH4（g)＋2O2(g）=CO2（g）＋2H2O（g）ΔH2②2H2（g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH1;H2(g）＋eq\f(1,2)O2（g)=H2O（l)ΔH2③t℃时,在一定条件下，将1molSO2和1molO2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时放出的热量分别为Q1、Q2④CaCO3（s）=CaO（s)＋CO2（g）ΔH1；CaO(s)＋H2O(l）=Ca(OH)2（s）ΔH2A．①②③B．②④C．②③④ D．③④【答案】A【解析】①中ΔH1和ΔH2均小于0,由于H2O(l)＝H2O（g)吸收能量，故|ΔH1｜>|ΔH2|，ΔH1〈ΔH2；②中ΔH1＝2ΔH2，又因ΔH1、ΔH2均小于0，故ΔH1<ΔH2；③中在恒压容器中建立平衡后SO2的转化率大于恒容容器中SO2的转化率,故Q1<Q2；④中CaCO3分解为吸热反应ΔH1>0,CaO与水反应放出大量的热ΔH2<0，故ΔH1〉ΔH2,选A项。9．【2017届荆州一中月考】室温下,将1mol的CuSO4·5H2O(s）溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1，将1mol的CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s）CuSO4（s)＋5H2O（l)，热效应为ΔH3，则下列判断正确的是A．ΔH2>ΔH3 B．ΔH1〈ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3【答案】B【解析】①胆矾溶于水时，溶液温度降低，反应为CuSO4·5H2O(s）=Cu2＋（aq）＋SOeq\o\al(2－，4）（aq）＋5H2O（l）ΔH1〉0；②CuSO4（s）=Cu2＋（aq）＋SOeq\o\al(2－,4)（aq)ΔH2〈0；③CuSO4·5H2O(s)=CuSO4（s）＋5H2O（l）ΔH3；依据盖斯定律①－②得到③,所以ΔH3＝ΔH1－ΔH2；ΔH2<0，ΔH1〉0，则ΔH3>0.上述分析可知ΔH2〈ΔH3，故A错误；分析可知ΔH2＝ΔH1－ΔH3，由于ΔH2〈0,ΔH3〉ΔH1，故B正确;ΔH3＝ΔH1－ΔH2,故C错误；ΔH2〈0，ΔH1>0、ΔH3>ΔH1＋ΔH2，故D错误，故选B。10．【2017长沙模考】X、Y、Z、W有如下图所示的转化关系,且ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，则X、Y一定不是A．C和CO B．AlCl3和Al(OH)3C．NaOH和Na2CO3 D．Fe和FeCl2【答案】D【解析】本题考查了物质的转化及反应热的关系，利用盖斯定律可解答本题。A项，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2；B项，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2；C项，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2;D项Fe与Cl2直接反应生成FeCl3，不能实现题中所给转化，D项符合题意。11．【2017皖南八校联考】当前能源危机是一个全球性问题，开源节流是应对能量危机的重要举措.（1)下列做法有利于能源“开源节流”的是________（填字母)。A．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源B．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求C．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料D．减少资源消耗，加大资源的重复使用、资源的循环再生（2）金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳,在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。①在通常状况下，金刚石和石墨相比较，________(填“金刚石”或“石墨”）更稳定,石墨的燃烧热ΔH＝________。②12g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36g，该过程放出的热量为________。（3)已知:N2、O2分子中化学键的键能分别是946kJ/mol、497kJ/mol.N2(g)＋O2(g）=2NO（g)ΔH＝＋180.0kJ/mol。NO分子中化学键的键能为________kJ/mol.（4)综合上述有关信息，请写出用CO除去NO的热化学方程式：________________________________。【答案】（1)ACD(2）①石墨－393。5kJ·mol－1②252.0kJ(3)631。5（4)2NO(g)＋2CO(g）=N2（g）＋2CO2（g）ΔH＝－746.0kJ·mol－1【解析】（1）通过分析只有B项不利于能源“开源节流"。（2)①石墨的能量较低，更稳定.石墨的燃烧热指1mol石墨完全燃烧生成CO2时放出的热量。②12g石墨和24g氧气反应,即1molC和0.75molO2反应，则生成0。5molCO和0.5molCO2，放出的热量为0.5mol×110。5kJ·mol－1＋0.5mol×393.5kJ·mol－1＝252。0kJ。（3)ΔH＝E(N2）＋E(O2）－2E（NO)，2E（NO）＝946kJ·mol－1＋497kJ·mol－1－180。0kJ·mol－1,E（NO)＝631.5kJ·mol－1。(4)已知：2CO(g）＋O2（g）=2CO2（g）ΔH＝－566。0kJ·mol－1,N2(g)＋O2(g）=2NO(g)ΔH＝＋180。0kJ·mol—1，目标反应2NO(g)＋2CO(g）=N2（g)＋2CO2（g)可由两个反应相减获得，则ΔH＝－746.0kJ·mol－1。12．【2017江苏苏锡常镇四市调研】用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl＋O2eq\o（，\s\up7(CuO/CuCl2),\s\do5（400℃））2Cl2＋2H2O已知：ⅰ。反应A中，4molHCl被氧化，放出115。6kJ的热量。ⅱ.（1）H2O的电子式是________________.(2)反应A的热化学方程式是__________________.（3)断开1molH—O键与断开1molH—Cl键所需能量相差约为________kJ，H2O中H—O键比HCl中H-Cl键________（填“强"或“弱”)。【答案】（1)Heq\o（O，\s\up6（··），\s\do4(··））H（2)4HCl（g）＋O2(g）eq\o（,\s\up7（CuO/CuCl2),\s\do5（400℃))2Cl2(g）＋2H2O（g）ΔH＝－115.6kJ/mol(3）31。9强【解析】(1）H2O是共价化合物，原子间通过共用电子对结合,故H2O的电子式为Heq\o（O，\s\up6(··），\s\do4(··））H。（2)利用反应A与题中信息“氧化4molHCl放出115。6kJ的热量”可写出热化学方程式：4HCl(g)＋O2(g）eq\o（，\s\up7(CuO/CuCl2），\s\do5(400℃）)2Cl2(g）＋2H2O(g）ΔH＝－115.6kJ/mol。(3）设H—Cl键键能为xkJ/mol、H—O键键能为ykJ/mol,依据②中热化学方程式和题干中已知数据有：4x＋498－243×2－4y＝－115。6,解之得：y－x＝31.9，说明H—O键与H—Cl键键能相差31.9kJ/mol.因为“键能越大,键越牢固"，所以H—O键强于H—Cl键。13．【2017广东联考】某实验小组用0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定.Ⅰ。用98％的H2SO4（ρ＝1。84g/cm3）配制成0。5mol/L的稀H2SO4500mL，请按要求填空：（1）所需浓H2SO4的体积为________。(保留到小数点后一位)(2)如果实验室有15mL、20mL、50mL量筒，应选用________mL量筒最好。（3)下列操作使所配溶液浓度偏高的是________(填序号).①向容量瓶转移时,有少量液体溅出②容量瓶中有少量水③未洗涤稀释浓H2SO4的烧杯④定容时俯视刻度线⑤用胶头滴管向容量瓶中加水时凹面高于刻度线,此时立即用胶头滴管将瓶内液体吸收,使凹液面与刻度线相切Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的