【大一轮复习讲义】(人教版化学)2022新高考总复习课时作业-6-1化学反应与热能-

课时作业(二十一)化学能与热能(本栏目内容，在同学用书中以独立形式分册装订！)1．能源分类相关图如图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是()A．煤炭、石油、沼气B．水能、生物能、自然 气C．太阳能、风能、潮汐能D．地热能、海洋能、核能答案：C2．下列图示关系不正确的是()解析：燃烧热和中和热是并列关系，均属于反应热，A项正确；一次能源和二次能源是并列关系，而非交叉关系，B项错误；氧化还原反应有放热反应和吸热反应，非氧化还原反应也有放热反应和吸热反应，C项正确；依据能源的分类可知，D项正确。答案：B3．某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是()A．反应过程a有催化剂参与B．该反应为吸热反应，热效应等于ΔHC．转变催化剂，可转变该反应的活化能D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1＋E2解析：由图可知，a是没有催化剂参与的反应过程，b是有催化剂参与的变化过程，反应物能量高于生成物能量，所以反应放热，C项正确。答案：C4．已知Zn(s)＋H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)＋H2(g)ΔH<0；则下列叙述不正确的是()A．该反应的ΔH值与反应物用量无关B．该反应的化学能可以转化为电能C．反应物的总能量高于生成物的总能量D．该反应中反应物的化学键断裂放出能量，生成物的化学键形成吸取能量解析：反应放出或吸取的热量与反应物的用量成正比，但ΔH值是与化学方程式相对应的，与反应物的用量无关，与化学方程式中各物质的化学计量数有关，故A对；能自发进行的氧化还原反应中的化学能可以通过原电池转化为电能，故B对；ΔH<0，说明反应放热，反应物的总能量高于生成物的总能量，故C对；断键时吸取能量，成键时放出能量，故D不对。答案：D5．已知：H2(g)＋F2(g)=2HF(g)ΔH＝－270kJ·mol－1，下列说法不正确的是()A．44.8L氟化氢气体分解成22.4L的氢气和22.4L的氟气吸取270kJ热量B．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量大于270kJC．相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和高于2mol氟化氢气体的能量D．2molH—F键的键能比1molH—H键和1molF—F键的键能之和大270kJ解析：A项44.8LHF未指明所处的温度状态，其物质的量不肯定为2mol，错误；因HF(g)的内能较HF(l)的高，故B项正确；由题意知生成HF的反应是放热反应，故可知C、D项正确。答案：A6．下列关于热化学反应的描述中正确的是()A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ/molB．碳与二氧化碳反应既是吸热反应，又是化合反应C．热化学方程式中化学计量系数可表示分子个数D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热解析：热化学方程式中化学计量系数只表示物质的量，C错；1molCH4燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量才是甲烷的燃烧热，D错。答案：B7．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A．已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ/mol，则氢气的燃烧热为241.8kJ/molB．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol，则含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于57.3kJC．已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g)ΔH＝a、2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝b，则a>bD．已知C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH>0，则金刚石比石墨稳定解析：A项，气态水变为液态水还要放出热量，氢气的燃烧热大于241.8kJ/mol，错误；B项，n(NaOH)＝40.0g÷40g/mol＝1mol，含1molNaOH的稀溶液与足量稀盐酸完全反应时放出的热量为57.3kJ，但是醋酸是弱酸，其电离出H＋时还要吸取热量，所以含1molNaOH的稀溶液与足量稀醋酸完全反应时放出的热量小于57.3kJ，正确；C项，放热反应的ΔH<0,2molC(s)完全燃烧生成CO2(g)时放出的热量大于不完全燃烧生成CO(g)时放出的热量，放出的热量越多，焓变越小，则a<b，错误；D项，物质所含能量越低越稳定，ΔH>0说明石墨变成金刚石是吸热反应，也说明等物质的量石墨的能量低于金刚石的能量，因此石墨比金刚石稳定，错误。答案：B8．如图所示是101kPa时氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的能量变化，则下列有关说法中不正确的是()A．1molH2中的化学键断裂时需要吸取436kJ能量B．2molHCl分子中的化学键形成时要释放862kJ能量C．此反应的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)ΔH＝＋183kJ·mol－1D．此反应的热化学方程式为1/2H2(g)＋1/2Cl2(g)=HCl(g)ΔH＝－91.5kJ·mol－1解析：题图表示1molH—H键断裂时需要吸取436kJ能量，1molCl—Cl键断裂时需要吸取243kJ能量，1molH—Cl键形成时放出431kJ能量，由此可知A、B正确；反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反应热ΔH＝436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－431kJ·mol－1×2＝－183kJ·mol－1，则反应eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)=HCl(g)的反应热ΔH＝eq\f(－183kJ·mol－1,2)＝－91.5kJ·mol－1，该反应为放热反应，ΔH为负，故C项错误，D项正确。答案：C9．已知：常温下，0.01mol/LMOH溶液的pH为10，MOH(aq)与H2SO4(aq)反应生成1mol正盐的ΔH＝－24.2kJ·mol－1，强酸与强碱的稀溶液的中和热为ΔH＝－57.3kJ·mol－1。则MOH在水溶液中电离的ΔH为()A．－69.4kJ·mol－1 B．－45.2kJ·mol－1C．＋69.4kJ·mol－1 D．＋45.2kJ·mol－1解析：依题意，MOH是弱碱：MOH(aq)＋H＋(aq)=M＋(aq)＋H2O(l)ΔH1＝－12.1kJ·mol－1①，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH2＝－57.3kJ·mol－1②，依据盖斯定律，由①－②得MOH(aq)M＋(aq)＋OH－(aq)ΔH＝(－12.1＋57.3)kJ/mol＝＋45.2kJ/mol。答案：D10．下列说法正确的是()A．任何酸与碱发生中和反应生成1molH2O的过程中，能量变化均相同B．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同C．已知：①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－akJ/mol，②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－bkJ/mol，则a>bD．已知：①C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol，②C(s，金刚石)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－395.0kJ/mol，则C(s，石墨)=C(s，金刚石)ΔH＝＋1.5kJ/mol解析：只有在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1molH2O时，能量变化才相同，A错误；依据盖斯定律可知反应热只与反应的始态和终态有关，与反应的引发条件(如光照、点燃或加入催化剂)无关，与反应途径无关，B错误；气态水转化为液态水时，会放出热量，即H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－xkJ/mol，依据盖斯定律可得出a－b＝－2x，a<b，C错误；由选项D中①－②得到C(s，石墨)=C(s，金刚石)ΔH＝＋1.5kJ/mol，D正确。答案：D11.合成氨工业的核心反应是：N2(g)＋3H2(g)eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(高温、高压))2NH3(g)ΔH＝QkJ·mol－1。反应过程中能量变化如图所示，回答下列问题：(1)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1________，E2________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)在500℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5molN2和1.5molH2，充分反应后，放出的热量______(填“<”、“>”或“＝”)46.2kJ，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)减小减小(2)<此反应为可逆反应，0.5molN2和1.5molH2不行能完全反应，所以放热小于46.2kJ12．过渡态理论认为：化学反应并不是通过简洁的碰撞就能完成的，而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图1是1molNO2与1molCO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。(1)试写出NO2和CO反应的热化学方程式________________________________________________________________________。该反应的活化能是________kJ·mol－1。(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为________________________________________________________________________，该反应的活化能为__________kJ·mol－1。(3)图2是某同学仿照图1画出的NO＋CO2=NO2＋CO的能量变化示意图。则图中E3＝__________kJ·mol－1，E4＝__________kJ·mol－1。解析：(1)图中E1是活化能，即该反应的活化能为134kJ·mol－1。生成物和反应物之间的能量差即为反应热。(2)可逆反应的逆反应的反应热应当与正反应的数值相等，但符号相反。(3)E3即为逆反应的活化能，E4是反应物与生成物的能量之差。答案：(1)NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1134(2)NO(g)＋CO2(g)=NO2(g)＋CO(g)ΔH＝＋234kJ·mol－1368(3)36823413．2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如下图所示。已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH＝－99kJ·mol－1。请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示______________、________________，E的大小对该反应的反应热有无影响？________；(2)该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点上升还是降低？________，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；(3)图中ΔH＝________kJ·mol－1；(4)已知单质硫的燃烧热ΔH＝－296kJ·mol－1，计算由S(s)生成1molSO3(g)的ΔH________(写出计算过程)。答案：(1)反应物总能量生成物总能量无(2)降低催化剂(V2O5)转变了反应的历程，使活化能E降低(3)－198(4)S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＝－296kJ·mol－1，SO2(g)＋1/2O2(g)=SO3(g)ΔH2＝－99kJ·mol－1，S(s)＋3/2O2(g)=SO3(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－395kJ·mol－114．(1)室温下，2g苯(C6H6)完全燃烧生成液态水和CO2，放出83.6kJ的热量，写出1molC6H6燃烧的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若1g水蒸气转化成液态水时放出2.44kJ的热量，则室温下1molC6H6完全燃烧生成水蒸气时的ΔH为______。(2)已知：Fe2O3(s)＋eq\f(3,2)C(s)=eq\f(3,2)CO2(g)＋2Fe(s)ΔH＝＋234.1kJ/molC(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol则2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)的ΔH为__________。(3)已知下列两个热化学方程式：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/molC3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2220.0kJ/mol①试验测得H2和C3H8的混合气体共5mol，完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积之比约为________。②已知：H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ/mol，求丙烷燃烧生成CO2和气态水的ΔH：__________。解析：(1)C6H6(l)＋eq\f(15,2)O2(g)=3H2O(l)＋6CO2(g)ΔH＝－83.6kJ÷eq\f(2g,78g/mol)＝－3260.4kJ/mol。若1g水蒸气转化成液态水时放出2.44kJ的热量，则H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋2.44kJ÷eq\f(1g,18g/mol)＝43.92kJ/mol，故1molC6H6完全燃烧生成水蒸气时的ΔH＝－3260.4kJ/mol＋3×43.92kJ/mol＝－3128.64kJ/mol。(2)由其次个热化学方程式×eq\f(3,2)－第一个热化学方程式得2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)ΔH＝eq\f(3,2)×(－393.5kJ/mol)－(＋234.1kJ/mol)＝－824.35kJ/mol。(3)①设氢气和丙烷的物质的量分别为xmol和ymol，则有：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋y＝5,285.8x＋2220.0y＝6262.5))，解得x≈2.5，y≈2.5，故x∶y≈1∶1。②H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ/mol，C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2220.0kJ/mol，依据盖斯定律，由上面第一个热化学方程式×4＋上面其次个热化学方程式可得出丙烷燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)=3CO2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－2044.0kJ/mol。答案：(1)C6H6(l)＋eq\f(15,2)O2(g)=3H2O(l)＋6CO2(g)ΔH＝－3260.4kJ/mol－3128.64kJ/mol(2)－824.35kJ/mol(3)①1∶1②－2044.0kJ/mol15．已知25℃、101kPa下，稀的强酸与