专题验收评价（十四） 化学反应与热能

8/8专题验收评价（十四）化学反应与热能1．胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得：101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量；1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3kJ的热量。下列热化学方程式的书写中正确的是()A．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋890.3kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1C．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ解析：选BCH4燃烧为放热反应，ΔH<0，A项错误；1molCH4燃烧放出890.3kJ，反应放热且产生H2O(l)，B项正确，C项错误；ΔH单位错误应该为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，D项错误。2．将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一，煤转化为水煤气的主要反应为C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO＋H2。C(s)、H2(g)和CO(g)完全燃烧的热化学方程式分别如下：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1；②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH2＝－241.8kJ·mol－1；③CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3＝－283.0kJ·mol－1，下列说法不正确的是()A．制取水煤气的热化学方程式为C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1B．1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和比1molC(s)完全燃烧放出的热量多C．煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量D．将煤转化为水煤气再燃烧的整个过程中放出的热量，与直接燃烧等质量的煤放出的热量相同解析：选C根据盖斯定律，由①－②－③可得制取水煤气反应的ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝＋131.3kJ·mol－1，A正确；由所给数据可得1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和为524.8kJ，而1molC(s)完全燃烧放出的热量为393.5kJ，B正确；化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关，C错误，D正确。3．关于下列ΔH的判断正确的是()COeq\o\al(2－,3)(aq)＋H＋(aq)=HCOeq\o\al(－,3)(aq)ΔH1COeq\o\al(2－,3)(aq)＋H2O(l)HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋OH－(aq)ΔH2OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH3OH－(aq)＋CH3COOH(aq)=CH3COO－(aq)＋H2O(l)ΔH4A．ΔH1<0ΔH2<0 B．ΔH1<ΔH2C．ΔH3<0ΔH4>0 D．ΔH3>ΔH4解析：选B形成化学键要放出热量，ΔH1＜0，第二个反应是盐类的水解反应，是吸热反应，ΔH2>0，A错误；ΔH1是负值，ΔH2是正值，ΔH1＜ΔH2，B正确；酸碱中和反应是放热反应，ΔH3＜0，ΔH4＜0，C错误；第四个反应(醋酸是弱酸，电离吸热)放出的热量小于第三个反应，但ΔH3和ΔH4都是负值，则ΔH3＜ΔH4，D错误。4．已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热，Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2放热。关于下列ΔH的判断正确的是()COeq\o\al(2－,3)(aq)＋H＋(aq)=HCOeq\o\al(－,3)(aq)ΔH1HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=H2CO3(aq)ΔH2H2CO3(aq)CO2(g)＋H2O(l)ΔH3CO2(g)＋H2O(l)＋COeq\o\al(2－,3)(aq)=2HCOeq\o\al(－,3)(aq)ΔH4A．ΔH1＜0，ΔH2>0 B．ΔH2＋ΔH3>0C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3>0 D．ΔH1＜ΔH4解析：选B第一个反应与第二个反应均只存在化学键的形成，形成化学键会释放能量，所以ΔH1＜0，ΔH2＜0，A错误；将第二个反应和第三个反应相加可得：HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)，该反应属于吸热反应，即ΔH2＋ΔH3>0，B正确；将前三个反应相加得到：COeq\o\al(2－,3)(aq)＋2H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)，该反应属于放热反应，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＜0，C错误；已知：将第一个反应减去第四个反应，根据盖斯定律，整理可得：HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)，该反应属于吸热反应，则ΔH1－ΔH4>0，所以ΔH1＞ΔH4，D错误。5．化学上，规定稳定单质的生成热为0；可用物质的生成热表示该物质的相对能量高低。氮的几种氧化物的相对能量如表所示(25℃，101kPa条件下)：物质及状态N2O(g)NO(g)NO2(g)N2O4(l)N2O5(g)相对能量/(kJ·mol－1)829033－2011下列推断不正确的是()A．在5种氮的氧化物中，NO(g)最活泼B．N2O4(l)2NO2(g)ΔH＝－86kJ·mol－1C．N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋55kJ·mol－1D．1molN2O(g)分解成N2(g)和O2(g)需要放出82kJ能量解析：选B由题给表格中的数据可知，NO(g)的相对能量最高，化学性质最活泼，最不稳定，A正确；反应热等于生成物的总能量与反应物的总能量之差，该反应的ΔH＝66kJ·mol－1－(－20kJ·mol－1)＝＋86kJ·mol－1，B错误；该反应的ΔH＝66kJ·mol－1＋0－11kJ·mol－1＝＋55kJ·mol－1，C正确；N2O(g)=N2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)该反应的ΔH＝(0＋0－82)kJ·mol－1＝－82kJ·mol－1，D正确。6．(2023·台州期末)已知某些化学键键能如下，下列说法不正确的是()化学键H—HCl—ClBr—BrH—ClH—Br键能/(kJ·mol－1)436243194432aA.根据键能可估算反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的ΔH＝－185kJ·mol－1B．根据原子半径可知键长：H—Cl<H—Br，进而推测a<432C．H2(g)与Br2(g)反应生成2molHBr(g)时，放出热量小于185kJD．常温下Cl2和Br2的状态不同，与Cl—Cl和Br—Br的键能有关解析：选D根据反应热＝反应物总键能－生成物总键能，则：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)中有：ΔH＝＋436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×432kJ·mol－1＝－185kJ·mol－1，选项A正确；Cl原子半径小于Br原子，H—Cl的键长比H—Br的键长短，H—Cl的键能比H—Br的键能大，进而推测a<432，选项B正确；键能：Cl—Cl>Br—Br，反应生成HBr比生成HCl更难，放出的热量更低，故生成2molHBr(g)时，放出热量小于185kJ，选项C正确；Cl—Cl的键能大于Br—Br的键能，说明Cl2分子比Br2分子稳定，破坏的是共价键，而状态由分子间作用力决定，选项D不正确。7．(2023·温州市适应性测试)相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是()CoCl2·6H2O(s)=CoCl2·2H2O(s)＋4H2O(l)ΔH1CoCl2·2H2O(s)=CoCl2·H2O(s)＋H2O(l)ΔH2CoCl2·H2O(s)=CoCl2(s)＋H2O(l)ΔH3CoCl2·6H2O(s)=CoCl2(s)＋6H2O(l)ΔH4A．ΔH1＞0，ΔH2＜0 B．ΔH1＜ΔH2＋ΔH3C．ΔH4－ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH2＜ΔH3解析：选C题给四个反应都是吸热反应，反应的ΔH都大于0，将题干4个反应依次编号为①、②、③、④，结合盖斯定律作答。①②都是吸热反应，故ΔH1＞0，ΔH2＞0，A错误；根据盖斯定律，将②＋③得CoCl2·2H2O(s)=CoCl2(s)＋2H2O(l)ΔH＝ΔH2＋ΔH3(标为⑤)，该反应为吸热反应，该反应失去2mol结晶水，反应①失去4mol结晶水，失去结晶水的物质的量是⑤的两倍，故反应①吸收的热量更多，则ΔH1＞ΔH2＋ΔH3，B错误；根据盖斯定律，由①＋②＋③＝④，则ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH4，即ΔH4－ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C正确；反应②、③都失去1mol结晶水，由题意无法判断ΔH2、ΔH3的大小，D错误。8．以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水制氢流程如图。已知氢气燃烧热ΔH＝－286kJ·mol－1，ΔH3为()A．＋172kJ·mol－1 B．＋400kJ·mol－1C．＋29kJ·mol－1 D．＋254kJ·mol－1解析：选A①SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(l)=H2SO4(aq)＋2HI(g)ΔH1＝－213kJ·mol－1，②H2SO4(aq)=H2O(l)＋eq\f(1,2)O2(g)＋SO2(g)ΔH2＝＋327kJ·mol－1，根据盖斯定律可知，由①＋②得：④I2(g)＋H2O(l)=2HI(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH4＝＋114kJ·mol－1；燃烧热是在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；氢气燃烧热ΔH＝－286kJ·mol－1，则⑤H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH5＝－286kJ·mol－1；根据盖斯定律可知，由－④－⑤得：③2HI(g)=I2(g)＋H2(g)ΔH3＝－(＋114kJ·mol－1)－(－286kJ·mol－1)＝＋172kJ·mol－1。9．物质、与的能量存在如图所示的相互关系。已知：人为规定H2(g)的能量为0kJ·mol－1。下列有关说法错误的是()A．物质是图示三种物质中最稳定的B．过程①属于吸热反应C．由图可推知，发生消去反应①或②时，环戊烷断键吸收的能量高于环戊烯断键吸收的能量D．物质变化过程中所放出或吸收的热量的多少与路径无关解析：选C物质的能量越低越稳定，由图可知，能量最低，所以最稳定，A项正确；过程①，生成物的能量高于反应物，所以属于吸热反应，B项正确；由题图可知，当物质的量相同时，环戊烷吸收的能量高，但题干并没有明确环戊烷和环戊烯的物质的量，所以C项错误；物质变化过程中所放出或吸收的热量的多少与路径无关，只与始态与终态有关，所以D项正确。10．将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，则下列能量转化关系的判断正确的是()A．ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3解析：选BCuSO4·5H2O(s)溶于水吸热，即ΔH1>0，CuSO4(s)溶于水放热，即ΔH2<0，根据盖斯定律，ΔH3>0。根据分析可知，ΔH2<0，ΔH3>0，则ΔH2<ΔH3，A错误；ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，因为ΔH2<0，故ΔH3>ΔH1，B正确，C错误；ΔH3>ΔH1，且ΔH2<0，则ΔH1＋ΔH2<ΔH3，D错误。11．HCl(g)溶于大量水的过程放热，循环关系如图所示，下列说法不正确的是()A．ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＞0B．ΔH5＜0，ΔH6＜0C．ΔH3－ΔH4＜0D．若将循环图中Cl元素改成Br元素，相应的ΔH2(Br)＞ΔH2(Cl)解析：选A结合转化过程，HCl(g)转化为H(g)、Cl(g)吸收能量，H(g)→H＋(g)吸收热量，Cl(g)→Cl－(g)放出热量，H＋(g)→H＋(aq)、Cl－(g)→Cl－(aq)放出热量，据此分析。由盖斯定律可知，ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝ΔH1，HCl(g)=H＋(aq)＋Cl－(aq)是放热反应，ΔH1＜0，ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＜0，故A错误；H＋(g)→H＋(aq)是放热反应，ΔH5＜0；Cl－(g)→Cl－(aq)是放热反应，ΔH6＜0，故B正确；H(g)→H＋(g)吸收热量，ΔH3＞0；Cl(g)→Cl－(g)放出热量，ΔH4＜0，则ΔH3＞ΔH4，ΔH3－ΔH4＞0，故C正确；H－Cl的键能大于H－Br的键能,则ΔH2(Br)＜ΔH2(Cl)，故D正确。12．相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示：下列说法不正确的是()A．图中给出的几种有机物中环己烷最稳定B．苯因为存在共轭π键，比环己二烯稳定C．环己二烯加氢制备环己烯需要吸收能量D．由苯制备环己烷放出的能量小于由环己二烯制备环己烷放出的能量解析：选C由图可知，物质具有的能量：环己二烯＞苯＞环己烯＞环己烷，物质具有的能量越低越稳定，则图中给出的几种有机物中环己烷最稳定，A正确；物质具有的能量：环己二烯＞苯，则苯比环己二烯稳定，其原因是苯存在共轭π键(即大π键)，发生反应时需要消耗大量能量，导致苯更稳定，B正确；由图可知，物质具有的能量：环己二烯＞环己烯，则己二烯加氢制备环己烯需要放出能量，C错误；由图可知，苯制备环己烷、环己二烯制备环己烷的反应均为放热反应，并且|ΔH2|＞|ΔH3|，即由苯制备环己烷放出的能量小于由环己二烯制备环己烷放出的能量，D正确。13．(1)已知：①CH3OH(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1由上述方程式可知，CH3OH的燃烧热________(填“大于”“等于”或“小于”)192.9kJ·mol－1。已知水的气化热为44kJ·mol－1，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________(保留一位小数)。(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s)ΔH＝－159.5kJ·mol－1②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH＝＋116.5kJ·mol－1③H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ·mol－1CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学方程式是________________________________________________________________________。(3)已知：①Fe(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=FeO(s)ΔH1＝－272.0kJ·mol－1②2Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH2＝－1675.7kJ·mol－1Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________。某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是______(填“能”或“不能”)，你的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)CH3OH的燃烧热为1mol液态甲醇完全燃烧生成稳定的氧化物释放的热量，对比反应②，则燃烧热大于192.9kJ·mol－1；已知水的气化热为44kJ·mol－1，则③H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1，根据盖斯定律，eq\f(②－①,3)＋③可得H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH≈－124.6kJ·mol－1。(2)根据盖斯定律，①＋②－③可得2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝＋116.5－159.5－44.0＝－87.0kJ·mol－1。(3)根据盖斯定律，②－①×3可得2Al(s)＋3FeO(s)=Al2O3(s)＋3Fe(s)ΔH＝－859.7kJ·mol－1。答案：(1)大于H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－124.6kJ·mol－1(2)2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－87.0kJ·mol－1(3)3FeO(s)＋2Al(s)=Al2O3(s)＋3Fe(s)ΔH＝－859.7kJ·mol－1不能该反应的引发需消耗大量能量，成本较高14．按要求填空。(1)研究NOx、CO2的吸收利用，对促进低碳社会的构建和环境的保护具有重要意义。已知：C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝akJ·mol－1N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝bkJ·mol－1H2O(l)=H2O(g)ΔH＝ckJ·mol－1则C2H4(g)＋6NO(g)=3N2(g)＋2CO2(g)＋2H2O(l)的反应热ΔH＝________。(2)合成氨工业是最基本的无机化工之一，氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。合成氨反应中有关化学键键能数据如表：化学键H—HN≡NN—HE/(kJ·mol－1)436946391已知合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的活化能Ea＝508kJ·mol－1，则氨分解反应：NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)的活化能Ea＝____________________________。(3)NH3可用于烟气的脱硝，与烟气中的NO反应生成N2(g)和H2O(g)。已知NH3(g)的标准燃烧热为－382.8kJ·mol－1；N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180.8kJ·mol－1；H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－44kJ·mol－1则NH3(g)与NO(g)合成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式为______________________。(4)已知反应器中存在如下