高考化学二轮复习+题型突破14　化学能与热能

高三高考化学二轮复习题型突破14化学能与热能1.(2023·浙江1月选考)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是()A.E6-E3=E5-E2B.可计算Cl—Cl键能为2(E2-E3)kJ·mol-1C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程ⅠD.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)+O(g)O2(g)+Cl(g)ΔH=(E5-E4)kJ·mol-12.(2022·浙江6月选考)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:物质(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol-1)249218391000-136-242可根据HO(g)+HO(g)H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol-1。下列说法不正确的是()A.H2的键能为436kJ·mol-1B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍C.解离氧氧单键所需能量:HOO<H2O2D.H2O(g)+O(g)H2O2(g)ΔH=-143kJ·mol-13.(2024·全国甲卷)人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是()A.木材与煤均含有碳元素B.石油裂化可生产汽油C.燃料电池将热能转化为电能D.太阳能光解水可制氢考情分析:化学反应中的热效应是从能量角度分析化学反应变化,是高考的热点。考查角度:(1)化学反应热效应产生的原因;(2)常见的热效应类型;(3)反应热的计算;(4)热化学方程式的书写。1.书写热化学方程式的“五步骤”2.反应热(ΔH)大小的比较(1)同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同如S(g)+O2(g)SO2(g)ΔH1=-akJ·mol-1;S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH2=-bkJ·mol-1;S(g)的能量高,生成等量SO2(g)时,放出热量多,所以a>b,ΔH1<ΔH2<0。(2)晶体类型不同,产物相同的反应,反应热不同如C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)ΔH1=-akJ·mol-1;C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g)ΔH2=-bkJ·mol-1;金刚石的能量高,放出热量多,所以b>a,ΔH2<ΔH1<0。(3)根据反应进行的程度比较反应热大小①其他条件相同,燃烧越充分,放出热量越多,ΔH越小,如C(s)+12O2(g)CO(g)ΔH1;C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH2,则ΔH1>ΔH2。②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。(4)根据特殊反应的焓变情况比较如:2Al(s)+32O2(g)Al2O3(s)ΔH1=-akJ·mol-1;2Fe(s)+32O2(g)Fe2O3(s)ΔH2=-bkJ·mo-1;由于2Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s)ΔH<0,则ΔH1<ΔH2,a>b。3.焓变的计算方法(1)根据物质具有的能量来计算ΔH=H(生成物)-H(反应物)(2)根据化学键键能来计算ΔH=E(反应物的总键能)-E(生成物的总键能)=Q(反应物断键吸收能量)-Q(生成物成键放出能量)(3)依据燃烧热(摩尔燃烧焓)数据,利用公式直接计算反应热反应热=|燃烧热|×n(可燃物的物质的量)(4)依据正、逆反应的活化能计算ΔH=E(正反应活化能)-E(逆反应的活化能)1.C和H2在生产、生活、科技中是非常重要的燃料。已知:①2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=-221kJ·mol-1②下列推断正确的是()A.C(s)的燃烧热为110.5kJ·mol-1B.H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=+241kJ·mol-1C.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+130.5kJ·mol-1D.由②可知该反应中,反应物化学键中储存的总能量比产物化学键中储存的能量高2.“千畦细浪舞晴空”,氮肥保障了现代农业的丰收。为探究(NH4)2SO4的离子键强弱,设计如图所示的循环过程,可得ΔH4/(kJ·mol-1)为()A.+533B.+686 C.+838 D.+11433.(2023·杭州重点中学月考)N2、CO2与Fe+体系中存在如图1所示物质转化关系,已知Fe+(s)与中间产物N2O(g)反应过程中的能量变化如图2所示。下列说法错误的是()A.ΔH=-(ΔH1+ΔH2+ΔH3)B.Fe+在反应中作催化剂,能降低反应的活化能C.ΔH1和ΔH2均小于0D.由图2可知,反应Fe+(s)+N2O(g)FeO+(s)+N2(g)ΔH4<04.(2023·金丽衢十二校联考)25℃,有关物质的能量转化图如下,又已知RO2是R的稳定氧化物,下列说法不正确的是()A.25℃时,单质R的标准燃烧热ΔH=-393.5kJ·mol-1B.若RO的摩尔质量为28g·mol-1,则RO的热值约为10.1kJ·g-1C.转化Ⅱ的热化学方程式为2RO(g)+O2(g)2RO2(g)ΔH=-282.9kJ·mol-1D.由R→RO的热化学方程式为2R(s)+O2(g)2RO(g)ΔH=-221.2kJ·mol-15.直链丁烯有X、Y、Z三种同分异构体,相同温度和压强下,ΔH1(X)<ΔH1(Y)<ΔH1(Z),下列判断不正确的是()C4H8(g)+6O2(g)4CO2(g)+4H2O(g)ΔH1C4H8(g)+H2(g)C4H10(g)ΔH2A.ΔH1<0,ΔH2<0B.Y(g)→Z(g)为放热反应C.ΔH2(X)<ΔH2(Y)<ΔH2(Z)D.2-丁醇的消去产物中,X的选择性最高反应热计算中的注意事项1.物理变化也会有热效应在物理变化过程中,也会有能量变化,虽然不属于吸热反应或放热反应,但在进行相关反应热计算时,必须要考虑发生物理变化时的热效应,如物质的三态变化或物质溶解过程中的能量变化等。2.不可忽视化学键的物质的量根据键能计算反应热时,要注意弄清各种化学键的物质的量,既要考虑热化学方程式中物质的化学计量数,又要考虑物质中各种化学键的个数,再进行计算。反应热(ΔH)等于反应物中的键能总和减去生成物中的键能总和,即ΔH=∑E反-∑E生(E表示键能)。例如,反应3H2(g)+N2(g)2NH3(g)ΔH=3E(H—H)+E(N≡N)-6E(N—H)。参考答案题型突破14化学能与热能真题导航1.C[对比两个历程可知,历程Ⅱ中增加了催化剂,降低了反应的活化能,加快了反应速率。A项,催化剂能降低活化能,但是不能改变反应的焓变,因此E6-E3=E5-E2,A正确;B项,已知Cl2(g)的相对能量为0,对比两个历程可知,Cl(g)的相对能量为(E2-E3)kJ·mol-1,则Cl—Cl键能为2(E2-E3)kJ·mol-1,B正确;C项,催化剂不能改变反应的平衡转化率,因此相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ=历程Ⅰ,C错误;D项,活化能越低,反应速率越快,由图像可知,历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低,所以速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)+O(g)O2(g)+Cl(g)ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1,D正确。]2.C[根据表格中的数据可知,H2的键能为218kJ·mol-1×2=436kJ·mol-1,A正确;由表格中的数据可知O2的键能为249kJ·mol-1×2=498kJ·mol-1,由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol-1,则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B正确;由表格中的数据可知HOOHO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为(249+39-10)kJ·mol-1=278kJ·mol-1,H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol-1,C错误;由表中的数据可知H2O(g)+O(g)H2O2(g)的ΔH=[-136-(-242)-249]kJ·mol-1=-143kJ·mol-1,D正确。]3.C模拟预测1.C2.C3.C[由题图1可知,N2(g)+CO2(g)N2O(g)+CO(g)ΔH,①N2O(g)O(g)+N2(g)ΔH1,②O(g)+Fe+(s)FeO+(s)ΔH2,③FeO+(s)+CO(g)Fe+(s)+CO2(g)ΔH3,根据盖斯定律可知,-(①+②+③)等于第一个反应,则ΔH=-(ΔH1+ΔH2+ΔH3),A正确;由题图1可知,Fe+为反应的催化剂,可降低反应的活化能,B正确;由题图2可知,Fe+(s)+N2O(g)FeO+(s)+N2(g)ΔH4<0,ΔH4=ΔH1+ΔH2,只能说明ΔH1+ΔH2<0,不能说明ΔH1和ΔH2均小于0,C错误、D正确。]4.C[25℃时,1molR(s)与1molO2(g)反应生成1molRO2(g)放热393.5kJ,故25℃时,单质R的标准燃烧热ΔH=-393.5kJ·mol-1,A正确;1molRO(g)与0.5molO2(g)反应生成1molRO2(g)放热282.9kJ,故RO的热值为282.9kJ·mol−128g·mol−1≈10.1kJ·g-1,B正确;转化Ⅱ的热化学方程式为2RO(g)+O2(g)2RO2(g)ΔH=2×(-282.9kJ·mol-1)=-565.8kJ·mol-1,C错误;由R→RO的热化学方程式为2R(s)+O2(g)2RO(g)ΔH=2×(-393.5kJ·mol-1)-2×(-282.9kJ·mol-1)=-221.2kJ5.D[燃烧是放热反应,则ΔH1<0,在不饱和烃的氢化反应中,断裂H-H键和