2023届新教材高考化学一轮复习化学能与热能作业

课时作业18化学能与热能一、单项选择题（本题包括6个小题，每小题只有1个选项符合题意）1．已知△（g）＋H2（g）→CH3CH2CH3（g）ΔH＝－157kJ·mol－1。已知环丙烷（g）的燃烧热ΔH＝－2092kJ·mol－1，丙烷（g）的燃烧热ΔH＝－2220kJ·mol－1，1mol液态水蒸发为气态水的焓变为ΔH＝＋44kJ·mol－1。则2mol氢气完全燃烧生成气态水的ΔH（kJ·mol－1）为（）A．－658B．－482C．－329D．－2852．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（）A．已知：正丁烷（g）=异丁烷（g）ΔH<0，则正丁烷比异丁烷稳定B．已知：C2H4（g）＋3O2（g）=2CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－1478.8kJ·mol－1，则C2H4（g）的燃烧热ΔH＝－1478.8kJ·mol－1C．已知：H＋（aq）＋OH－（aq）=H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则稀Ba（OH）2（aq）和稀H2SO4（aq）完全反应生成1molH2O（l）时，放出57.3kJ热量D．已知：S（s）＋O2（g）=SO2（g）ΔH1；S（g）＋O2（g）=SO2（g）ΔH2，则ΔH1>ΔH23．已知：①2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g）ΔH＝－483.6kJ·mol－1；②H2（g）＋S（g）=H2S（g）ΔH＝－20.1kJ·mol－1，下列判断正确的是（）A．若反应②中改用固态硫，则消耗1molS（s）反应放出的热量小于20.1kJB．从焓变数值知，单质硫与氧气相比，更容易与氢气化合C．由①②知，水的热稳定性弱于硫化氢D．氢气的燃烧热为241.8kJ·mol－14．下列关于热化学反应的描述中正确的是（）A．已知H＋（aq）＋OH－（aq）=H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ba（OH）2反应：H2SO4（aq）＋Ba（OH）2（aq）=BaSO4（s）＋2H2O（l）的反应热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1B．燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH（g）＋eq\f(1,2)O2（g）=CO2（g）＋2H2（g）ΔH＝－192.9kJ·mol－1，则CH3OH（g）的燃烧热为192.9kJ·mol－1C．H2（g）的燃烧热是285.8kJ·mol－1，则2H2O（g）=2H2（g）＋O2（g）ΔH＝＋571.6kJ·mol－1D．葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol－1，则eq\f(1,2)C6H12O6（s）＋3O2（g）=3CO2（g）＋3H2O（l）ΔH＝－1400kJ·mol－15．以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。下列说法正确的是（）A．CO2分解过程中存在所有旧化学键断裂和新化学键的形成B．增大TiO2的表面积可提高催化效率C．该反应中化学能转化为光能和热能D．CO2分解反应的热化学方程式为2CO2（g）=2CO（g）＋O2（g）ΔH＝＋30kJ·mol－16．335℃时，在恒容密闭反应器中1.00molC10H18（l）催化脱氢的反应过程如下：反应1：C10H18（l）⇌C10H12（l）＋3H2（g）ΔH1反应2：C10H12（l）⇌C10H8（l）＋2H2（g）ΔH2测得C10H12和C10H8的产率x1和x2（以物质的量分数计）随时间的变化关系及反应过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是（）A．使用催化剂能改变反应历程B．更换催化剂后ΔH1、ΔH2也会随之改变C．8h时，反应1、2都未处于平衡状态D．x1显著低于x2，是由于反应2的活化能比反应1的小，反应1生成的C10H12很快转变成C10H8二、不定项选择题（本题包括4个小题，每小题有1个或2个选项符合题意）7．一定条件下，在水溶液中1molClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(x))（x＝0，1，2，3，4）的能量（kJ）相对大小如图所示。下列有关说法错误的是（）A．如图离子中结合H＋能力最弱的是EB．如图离子中最稳定的是AC．C→B＋D反应的热化学方程式为2ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))（aq）=ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))（aq）＋ClO－（aq）ΔH＝－76kJ·mol－1D．B→A＋D的反应为吸热反应8．根据下图所得判断正确的是（）已知：H2O（g）=H2O（l）ΔH＝－44kJ·mol－1A．图1反应为吸热反应B．图1反应使用催化剂时，不会改变其ΔHC．图2中若H2O的状态为液态，则能量变化曲线可能为①D．图2中反应为CO2（g）＋H2（g）=CO（g）＋H2O（g）ΔH＝＋41kJ·mol－19．已知：①2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g）ΔH1②3H2（g）＋Fe2O3（s）=2Fe（s）＋3H2O（g）ΔH2③2Fe（s）＋eq\f(3,2)O2（g）=Fe2O3（s）ΔH3④2Al（s）＋eq\f(3,2)O2（g）=Al2O3（s）ΔH4⑤2Al（s）＋Fe2O3（s）=Al2O3（s）＋2Fe（s）ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是（）A．ΔH1<0，ΔH3＜0B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH510．氮及其化合物的转化过程如图1所示，其中图2为反应①过程中能量变化的曲线图。下列分析合理的是（）A.N2和H2被吸附在催化剂a表面发生反应B.反应①的热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）=2NH3（g）ΔH＝－92kJ·mol－1C.反应②中，转移1.25mol电子时消耗NH3的体积为5.6LD．催化剂a、b能提高反应速率和平衡转化率三、非选择题11．（1）科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示，对图中线间距离窄小的部分，其能量差用eq\o(=,\s\up7(m↓),\s\do5(↑))的方式表示。由图可知合成氨反应N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g）的ΔH＝kJ·mol－1，反应速率最慢的步骤的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）已知CH4（g）＋H2O（g）⇌3H2（g）＋CO（g）ΔH1FeO（s）＋H2（g）⇌Fe（s）＋H2O（g）ΔH2FeO（s）＋CO（g）⇌Fe（s）＋CO2（g）ΔH3则CH4（g）＋4FeO（s）⇌4Fe（s）＋2H2O（g）＋CO2（g）的ΔH＝（用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示）。12．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。（1）上图是N2（g）和H2（g）反应生成1molNH3（g）过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）NO与CO反应的热化学方程式可以表示为2NO（g）＋2CO（g）⇌2CO2（g）＋N2（g）ΔH＝akJ·mol－1，但该反应的速率很小，若使用机动车尾气催化转化器，尾气中的NO与CO可以转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后，a（填“增大”“减小”或“不变”）。（3）用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：4NH3（g）＋3O2（g）=2N2（g）＋6H2O（g）ΔH1＝－akJ·mol－1①N2（g）＋O2（g）=2NO（g）ΔH2＝－bkJ·mol－1②若1molNH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热ΔH3＝kJ·mol－1（用含a、b的式子表示）。（4）已知下列各组热化学方程式①Fe2O3（s）＋3CO（g）=2Fe（s）＋3CO2（g）ΔH1＝－25kJ·mol－1②3Fe2O3（s）＋CO（g）=2Fe3O4（s）＋CO2（g）ΔH2＝－47kJ·mol－1③Fe3O4（s）＋CO（g）=3FeO（s）＋CO2（g）ΔH3＝＋640kJ·mol－1请写出FeO（s）被CO（g）还原成Fe（s）和CO2（g）的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。1．解析：已知反应①为△（g）＋H2（g）→CH3CH2CH3（g）ΔH1＝－157kJ·mol－1。反应②：△（g）＋4.5O2（g）=3CO2（g）＋3H2O（l）ΔH2＝－2092kJ·mol－1，反应③：CH3CH2CH3（g）＋5O2（g）=3CO2（g）＋4H2O（l）ΔH3＝－2220kJ·mol－1，反应④：H2O（l）=H2O（g）ΔH4＝＋44kJ·mol－1，则由盖斯定律，反应①－反应②＋反应③＋反应④得到反应：H2（g）＋0.5O2（g）=H2O（g）ΔH，ΔH＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－241kJ·mol－1，则2mol氢气完全燃烧生成气态水的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）=2H2O（g）ΔH＝－482kJ·mol－1，B正确。答案：B2．解析：正丁烷转化为异丁烷的反应为放热反应，说明等物质的量的异丁烷的能量比正丁烷低，物质能量越低越稳定，A项错误；燃烧热为1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，已知热化学方程式中生成物水为气态，则对应的ΔH不是C2H4（g）的燃烧热，B项错误；反应还生成了BaSO4（s），放热应大于57.3kJ，C项错误；两个反应均是放热反应，S（g）完全燃烧时放热更多，故|ΔH1|<|ΔH2|，则ΔH1>ΔH2，D项正确。答案：D3．解析：固体变为气体，吸收热量，若反应②中改用固态硫，则消耗1molS（s）反应放出的热量小于20.1kJ，A项正确；由热化学方程式可知，1mol氢气与氧气反应放出的热量比1mol氢气与硫反应放出的热量多221.7kJ，说明氧气与单质硫相比更容易与氢气化合，B项错误；无法直接比较热稳定性，C项错误；燃烧热为标准状况下，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，反应①生成的是气态水而不是液态水，D项错误。答案：A4．解析：反应过程中除了H＋和OH－反应放热，BaSO4沉淀的生成也伴随有反应热的变化，即H2SO4和Ba（OH）2反应的反应热ΔH≠2×（－57.3）kJ·mol－1，故A错误；CH3OH（g）的燃烧热为1mol甲醇蒸气燃烧转化为二氧化碳和液态水放出的热量，不能生成氢气，故B错误；H2（g）的燃烧热是285.8kJ·mol－1，则2H2（g）＋O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1，2H2O（l）=2H2（g）＋O2（g）ΔH＝＋571.6kJ·mol－1，故C错误；由葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol－1可知，0.5mol葡萄糖完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为1400kJ，即eq\f(1,2)C6H12O6（s）＋3O2（g）=3CO2（g）＋3H2O（l）ΔH＝－1400kJ·mol－1，故D正确。答案：D5．解析：CO2分解生成CO和O2的过程中，过程③CO2中只断裂一个碳氧双键，并不是所有化学键断裂，A错误；增大TiO2的比表面积就增大了TiO2的接触面积和吸附能力，可提高催化效率，B正确；从图示可以看出，光能和热能转化为化学能，C错误；从图中键能数据可计算出，CO2分解反应的焓变ΔH＝（2×1598－2×1072－496）kJ·mol－1＝＋556kJ·mol－1，D错误。答案：B6．解析：使用催化剂，降低了反应的活化能，改变了反应历程，A项正确；使用催化剂，不能改变反应物和生成物的总能量，即不能改变反应的焓变（ΔH），B项错误；8h之后，C10H8的产率还在增加，说明反应2未达平衡，而C10H8是由C10H12转化而来的，且C10H12的产率几乎保持不变，说明反应1也未达平衡，C项正确；由图像可以看出反应2的活化能低于反应1的活化能，故反应1生成的C10H12快速转化为C10H8，从而使x1显著低于x2，D项正确。答案：B7．解析：酸根离子对应的酸越弱，结合氢离子能力越强，E对应的是高氯酸根离子，高氯酸是最强的无机酸，酸根离子结合氢离子能力最弱，故A正确；能量越低越稳定，A最稳定，故B正确；ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝64＋60－2×100＝－76kJ·mol－1，故C正确；3ClO－（aq）=2Cl－（aq）＋ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))（aq）的ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝0＋64－3×60＝－116kJ·mol－1，B→A＋D的反应为放热反应，故D错误。答案：D8．解析：由图1曲线变化可知，反应物的总能量比生成物的总能量高，故该反应为放热反应，A项错误；催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应的焓变，B项正确；结合图1和图2可得出热化学方程式：CO2（g）＋H2（g）=CO（g）＋H2O（g）ΔH＝＋41kJ·mol－1，D项正确；由已知信息及D项分析中的热化学方程式，结合盖斯定律可得：CO2（g）＋H2（g）=CO（g）＋H2O（l）ΔH＝－3kJ·mol－1，该反应为放热反应，而图2中的曲线①表示的是吸热反应，C项错误。答案：BD9．解析：根据已学知识，①式是燃烧反应，属于典型的放热反应，ΔH1<0；②式是需要持续加热的反应，属于典型的吸热反应，ΔH2>0；eq\f(3,2)×①式－②式可得③式：2Fe（s）＋eq\f(3,2)O2（g）=Fe2O3（s）ΔH3＝eq\f(3,2)ΔH1－ΔH2，由于ΔH1<0，ΔH2>0，所以ΔH3<0，A正确。ΔH1＝eq\f(2,3)（ΔH2＋ΔH3），C错误。⑤式是铝热反应，属于典型的放热反应，则ΔH5<0，③式＋⑤式可得④式：2Al（s）＋eq\f(3,2)O2（g）=Al2O3（s）ΔH4＝ΔH3＋ΔH5，由于ΔH3<0，ΔH5<0，则ΔH4<0，所以ΔH4<ΔH3（负值的绝对值大的反而小），B正确。ΔH3＝ΔH4－ΔH5，D错误。答案：AB10．解析：由图1可知，N2和H2都被吸附在催化剂a的表面上发生反应，A正确；由图2知反应①的热化学方程式中，ΔH＝（508－600）kJ·mol－1＝－92kJ·mol－1，B正确；由图1知，反应②是NH3被O2氧化为NO的过程，发生反应4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5())4NO＋6H2O，计算知，转移1.25mol电子时，消耗标准状况下NH3的体积为5.6L，C错误；催化剂只能改变化学反应速率，不