2025届高考化学二轮复习课时作业6化学能与热能含解析新人教版

PAGE8-化学能与热能1．(2024·郑州模拟)已知：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH＝－566kJ/molNa2O2(s)＋CO2(g)Na2CO3(s)＋1/2O2(g)ΔH＝－226kJ/mol依据以上热化学方程式推断，下列说法正确的是(C)A．CO的燃烧热为283kJB．如图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)2Na2CO3(s)＋O2(g)ΔH>－452kJ/molD．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移数为6.02×1023【解析】CO的燃烧热为283kJ/mol，A错误；该图描述的就是一个热化学方程式，所以对应566的数值应当是2CO(g)＋O2(g)2CO2，图中的系数不对，且该图不能描述反应过程，B错误；题目中其次个方程的2倍为：2Na2O2(s)＋2CO2(g)2Na2CO3(s)＋O2(g)ΔH＝－452kJ/mol，本题中的CO2(s)多一步变气体吸热的过程，所以放出的热量就少于452kJ，ΔH>－452kJ/mol，C正确；题目中eq\f(1式,2)＋2式为：Na2O2(s)＋CO(g)Na2CO3(s)ΔH＝－509kJ/mol，此时放热509KJ，因为CO是1mol，所以转移电子数是2倍的6.02×1023，D错误。2．(2024·烟台模拟)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是(C)①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH1＝akJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝bkJ·mol－1③CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3＝ckJ·mol－1④2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4＝dkJ·mol－1A．反应①、②为反应③供应原料气B．反应③是CO2资源化利用的方法之一C．反应CH3OH(g)eq\f(1,2)CH3OCH3(g)＋eq\f(1,2)H2O(l)的ΔH＝eq\f(d,2)kJ·mol－1D．反应2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ·mol－1【解析】A项，反应①生成CO和H2，生成的CO接着发生反应②生成CO2和H2，反应③的原料为CO2和H2，正确；B项，反应③将温室气体CO2转化为燃料CH3OH，正确；C项，反应④中H2O为气态，选项中H2O为液态，故焓变不是eq\f(1,2)的关系，错误；D项，依据盖斯定律，按“②×2＋③×2＋④”，可得所求反应的焓变，正确。3．(2024·三门峡模拟)已知热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)。下列说法正确的是(D)A．相同条件下，2molSO2(g)和1molO2(g)所具有的能量小于2molSO3(g)所具有的能量B．将2molSO2(g)和1molO2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出热量为QkJC．增大压强或上升温度，该反应过程放出更多的热量D．如将肯定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热QkJ，则此过程中有2molSO2(g)被氧化【解析】反应是放热反应，依据反应前后能量守恒，相同条件下，2molSO2(g)和1molO2(g)所具有的能量大于2molSO3(g)所具有的能量，选项A错误；ΔH＝－QkJ·mol－1，Q的详细含义是当2mol的二氧化硫气体与1mol的氧气完全反应生成2mol的三氧化硫气体时，放出的热量为QkJ，但这是一个可逆反应，不行能完全反应，因此放出的热量小于QkJ，选项B错误；增大压强，该平衡向正反应方向移动，放出热量更多，上升温度，该平衡向逆反应方向移动，放出热量削减，选项C错误；如将肯定量SO2(g)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热QkJ，参与反应的二氧化硫为2mol，故肯定有2molSO2(g)被氧化，选项D正确。4．(2024·潍坊模拟)我国科学家以MoS2为催化剂，在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨，其反应历程与相对能量模拟计算结果如图。下列说法错误的是(B)A．Li2SO4溶液利于MoS2对N2的活化B．两种电解质溶液环境下从N2→NH3的焓变不同C．MoS2(Li2SO4溶液)将反应决速步(*N2→*N2H)的能量降低D．N2的活化是N≡N键的断裂与N—H键形成的过程【解析】从图中可知在Li2SO4溶液中*N2转化为*N2H的活化能较低，因此Li2SO4溶液利于MoS2对N2的活化，A正确；反应物、生成物的能量不变，因此反应的焓变不变，与反应途径无关，B错误；依据图示可知MoS2在Li2SO4溶液中的能量比Na2SO4溶液中的将反应决速步(*N2→*N2H)的活化能大大降低，C正确；依据图示可知N2的活化是N≡N键的断裂形成N2H的过程，即是N≡N键的断裂与N—H键形成的过程，D正确。5．(2024·邯郸模拟)白磷与氧可发生如下反应：P4＋5O2P4O10。已知断裂下列化学键须要汲取的能量分别为：P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、POckJ·mol－1、OOdkJ·mol－1。依据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是(A)A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1【解析】反应热等于断键汲取的总能量与形成化学键所放出的能量的差值，由图可以看出：P4中有6mol的P—P，5mol的O2中含有5molOO,1mol的P4O10中含有4mol的PO,12mol的P—O，所以依据方程式可知反应热ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1。6．(2024·盐城模拟)通常人们把拆开1mol某化学键所汲取的能量或形成1mol某化学键所释放的能量看作该化学键的键能，键能的大小可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，已知化学键H—H、Cl—Cl、H—Cl键能436kJ·mol－1、243kJ·mol－1、431kJ·mol－1。则下列热化学方程式不正确的是(A)A．eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)HCl(g)ΔH＝＋91.5kJ·mol－1B．H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)ΔH＝－183kJ·mol－1C．2HCl(g)H2(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋183kJ·mol－1D．eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)HCl(g)ΔH＝－91.5kJ·mol－1【解析】eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)HCl(g)；ΔH＝eq\f(1,2)×436kJ·mol－1＋eq\f(1,2)×243kJ·mol－1－431kJ·mol－1＝－91.5kJ·mol－1，A错误；D正确；H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)；ΔH＝436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－(2×431)kJ·mol－1＝－183kJ·mol－1，B正确；2HCl(g)H2(g)＋Cl2(g)；ΔH＝(2×431)kJ·mol－1－(436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1)＝＋183kJ·mol－1，C正确。7．氧化亚铜是一种重要的工业原料。已知1gC(s)燃烧生成一氧化碳放出9.2kJ的热量，氧化亚铜与氧气反应的能量改变如图所示。下列有关推断正确的是(D)A．碳[C(s)]的燃烧热为－110.4kJ·mol－1B．氧化亚铜与氧气的反应为吸热反应C．氧化亚铜与氧气反应的活化能为292kJ·mol－1D．足量炭粉与CuO反应生成Cu2O的热化学方程式为C(s)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO(g)ΔH＝＋35.6kJ·mol－1【解析】燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，而该题中C(s)燃烧的生成物为CO，故通过ΔH＝－9.2kJ·g－1×12g·mol－1＝－110.4kJ·mol－1，计算所得的结果不是碳[C(s)]的燃烧热，A项错误；由题给图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应放热，B项错误；由题给图像可知，氧化亚铜与氧气反应的活化能为348kJ·mol－1，C项错误；依据题给信息可得热化学方程式2C(s)＋O2(g)2CO(g)ΔH1＝－220.8kJ·mol－1①；依据题图信息可写出热化学方程式2Cu2O(s)＋O2(g)4CuO(s)ΔH2＝－292kJ·mol－1②。足量炭粉与氧化铜反应的热化学方程式为C(s)＋2CuO(s)Cu2O(s)＋CO(g)ΔH③，得eq\f(1,2)×(①－②)＝③，则ΔH＝eq\f(1,2)(ΔH1－ΔH2)＝＋35.6kJ·mol－1，D项正确。8．N2O和CO是环境污染性气体，可在Pt2O＋表面转化为无害气体，其反应为N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g)ΔH，有关化学反应的物质改变过程(图1)及能量改变过程(图2)如下：下列说法正确的是(B)A．由图1可知ΔH1＝ΔH＋ΔH2B．由图2可知ΔH＝－226kJ·mol－1C．为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2Oeq\o\al(＋,2)D．由图2可知该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能【解析】A项，由图1知，N2O(g)＋Pt2O＋(s)Pt2Oeq\o\al(＋,2)＋N2(g)ΔH1，CO(g)＋Pt2Oeq\o\al(＋,2)Pt2O＋＋CO2(g)ΔH2，由盖斯定律可得，ΔH＝ΔH1＋ΔH2，错误；B项，由图2知，反应物为N2O(g)＋CO(g)，生成物为CO2(g)＋N2(g)，ΔH＝134kJ·mol－1－360kJ·mol－1＝－226kJ·mol－1，正确；C项，由图1知，Pt2O＋是催化剂，转化过程中无需向反应器中补充，错误；D项，由图2知，该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能，错误。9．(2024·杭州模拟)已知：(1)Zn(s)＋eq\f(1,2)O2(g)ZnO(s)，ΔH＝－348.3kJ·mol－1，(2)2Ag(s)＋eq\f(1,2)O2(g)Ag2O(s)，ΔH＝－31.0kJ·mol－1，则Zn(s)＋Ag2O(s)ZnO(s)＋2Ag(s)的ΔH等于(B)A．－379.3kJ·mol－1 B．－317.3kJ·mol－1C．－332.8kJ·mol－1 D．317.3kJ·mol－1【解析】依据盖斯定律可知，(1)－(2)即得到Zn(s)＋Ag2O(s)ZnO(s)＋2Ag(s)，所以反应热ΔH＝－348.3kJ·mol－1＋31.0kJ·mol－1＝－317.3kJ·mol－1，故答案为B。10．已知：2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.0kJ/mol。以太阳能为热源分解Fe3O4，经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下：过程Ⅰ：2Fe3O4(s)6FeO(s)＋O2(g)ΔH＝＋313.2kJ/mol过程Ⅱ：……下列说法不正确的是(C)A．过程Ⅰ中每消耗232gFe3O4转移2mol电子B．过程Ⅱ热化学方程式为3FeO(s)＋H2O(l)H2(g)＋Fe3O4(s)ΔH＝＋128.9kJ/molC．过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是：太阳能→化学能→热能D．铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分别等优点【解析】过程Ⅰ中每消耗232g(即1mol)Fe3O4反应生成0.5molO2，反应转移0.5×4mol电子，故A正确；由盖斯定律可知，(总反应×eq\f(1,2)－过程Ⅰ反应×eq\f(1,2))得过程Ⅱ反应，3FeO(s)＋H2O(l)H2(g)＋Fe3O4(s)，则ΔH＝[＋571.0kJ/mol×eq\f(1,2)－(＋313.2kJ/mol)×eq\f(1,2)]＝＋128.9kJ/mol，故B正确；过程Ⅰ和过程Ⅱ都是吸热反应，过程Ⅰ是将太阳能转化为热能，热能转化为化学能，过程Ⅱ中能量转化的形式还是热能转化为化学能，故C错误；铁氧化合物循环制H2以太阳能为热源分解Fe3O4，以水和Fe3O4为原料，具有成本低的特点，氢气和氧气分步生成，具有产物易分别的优点，故D正确。11．(1)真空碳热还原－氧化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)3AlCl(g)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－13AlCl(g)2Al(l)＋AlCl3(g)ΔH＝bkJ·mol－1反应Al2O3(s)＋3C(s)2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝__(a＋b)__kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)；(2)已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH反应过程的能量改变如图所示，已知1molSO2(g)氧化为1molSO3放出99kJ的热量，请回答下列问题：①图中A表示__反应物总能量__。②E的大小对该反应的反应热__无__(填“有”或“无”)影响。③该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点__降低__(填“上升”或“降低”)。【解析】(1)①Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)3AlCl(g)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－1，②3AlCl(g)2Al(l)＋AlCl3(g)ΔH＝bkJ·mol－1，结合盖斯定律可知，反应①＋②得到Al2O3(s)＋3C(s)2Al(l)＋3CO(g)ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1。(2)①图中A表示反应物总能量。②E为活化能，反应热可表示为正逆反应活化能之差，活化能的大小与反应热无关。③催化剂能够降低反应的活化能，不影响反应物和生成物能量凹凸，因此图中B点会降低。12．(2024·太原模拟)在火箭推动器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2)，当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量。(1)写出该反应的热化学方程式__N2H4(l)＋2H2O2(l)N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.625kJ·mol－1__。(2)已知H2O(l)H2O(g)；ΔH＝＋44kJ·mol－1，则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是__408.8___kJ。(3)上述反应应用于火箭推动剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是__生成N2和H2O，对环境无污染__。(4)已知N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)ΔH＝＋67.7kJ·mol－1，N2H4(g)＋O2(g)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ·mol－1，依据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式__2N2H4(g)＋2NO2(g)3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1135.7kJ·mol－1__。【解析】(1)0.4mol液态肼和足量双氧水反应生成氮气和水蒸气时放出256.65kJ的热量，1mol液态肼放出的热量为256.65kJ×eq\f(1mol,0.4mol)＝641.625kJ，该反应的热化学方程式是N2H4(l)＋2H2O2(l)N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.625kJ·mol－1。(2)已知：①N2H4(l)＋2H2O2(l)N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.625kJ/mol，②H2O(l)H2O(g)ΔH＝＋44kJ/mol，依据盖斯定律，①－②×4得N2H4(l)＋2H2O2(l)N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－817.625kJ/mol,16g液态肼的物质的量＝16g/32g/mol＝0.5mol，完全反应生成液态水时放出的热量为0.5mol×817.625kJ/mol＝408.8kJ。(3)肼(N2H4)和H2O2反应，产物为氮气和水，无污染。(4)已知：Ⅰ.N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)ΔH＝＋67.7kJ/mol；Ⅱ.N2H4(g)＋O2(g)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－543kJ/mol依据盖斯定律，Ⅱ×2－Ⅰ得2N2H4(g)＋2NO2(g)3N2(g)＋H2O(g)ΔH＝－1153.7kJ/mol。13．按要求写出下列反应的热化学方程式。(1)以CO2和NH3为原料可合成尿素[CO(NH2)2]。已知：①2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)ΔH1＝－159.47kJ·mol－1②NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)ΔH2＝＋116.49kJ·mol－1③H2O(l)H2O(g)ΔH3＝＋44.0kJ·mol－1则NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式为__2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(l)ΔH＝－86.98kJ·mol－1__。(2)已知25℃、101kPa时：①2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH1＝－197kJ·mol－1②H2O(g)H2O(l)ΔH2＝－44kJ·mol－1③2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)2H2SO4(l)ΔH3＝－545kJ·mol－1则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式为__SO3(g)＋H2O(l)H2SO4(l)ΔH＝－130kJ·mol－1__。(3)工业上利用甲烷催化还原NOx可削减氮氧化物的排放。已知：①CH4(g)＋4NO2(g)4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(