2022年高考化学 专题七 化学能与热能（全国通用）

2022年高考化学 专题七 化学能与热能（全国通用）一、选择题1(xx广州期末，3)根据如图所示的反应判断，下列说法中错误的是()ACO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量B该反应的焓变大于零C该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量D由该反应可推出凡是需要加热才能发生的反应均为吸热反应解析碳酸钙受热分解的反应是吸热反应，焓变大于零，故CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量，A、B项说法正确；在CaCO3中，Ca2和CO之间存在离子键，CO中C与O之间存在共价键，故反应中既有离子键断裂也有共价键断裂，旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成放出能量，C项说法正确；需要加热才能发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧需要加热，但该反应是放热反应，D项说法错误。答案D2(xx湖南部分重点中学联考，10)下列说法正确的是()A甲烷的燃烧热为H890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1B已知H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1，则2 g H2(g)完全燃烧生成液态水比生成气态水多释放22 kJ的热量C常温下，反应C(s)CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的H0，错误；D项，同温同压下，H只与反应体系的始态和终态有关，与反应条件无关，正确。答案D3(xx河北廊坊质检，6)如图表示某反应的能量变化， 对于该图的理解，你认为一定正确的是()A曲线和曲线分别表示两个化学反应的能量变化B曲线可表示反应2KClO32KCl3O2的能量变化C该反应不需要加热就能发生D该反应的HE2E1解析A项，曲线和曲线均表示同一反应的反应热，曲线表示的是使用了催化剂，降低了活化能，错误；B项，曲线表示的是放热反应，而所给反应为吸热反应，错误；C项，放热反应有时也需要加热来引发，是否加热不能用来判断反应的吸、放热，错误。答案D4(xx湖南长沙模拟)已知反应：2C(s)O2(g)=2CO(g) H221 kJmol1，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。下列结论正确的是()A碳的燃烧热大于110.5 kJmol1B的反应热为221 kJmol1C稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJmol1D稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量解析为碳的不完全燃烧，所以碳的燃烧热大于110.5 kJmol1，A项正确；的反应热H221 kJmol1，B项错误；稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJmol1或H57.3 kJmol1，C项错误；醋酸为弱酸，醋酸电离吸热，与NaOH反应生成1 mol水时放出的热量小于57.3 kJ，D项错误。答案A5(xx湖南十三校联考，12)肼(N2H4)是一种可用于火箭或原电池的燃料。已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H67.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJmol1下列说法正确的是()A反应中反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量B2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 000.3 kJmol1C铂作电极，KOH溶液作电解质溶液，由反应设计的燃料电池，其负极反应式为N2H44e4OH=N24H2OD铂作电极，KOH溶液作电解质溶液，由反应设计的燃料电池，工作一段时间后，KOH溶液的pH将增大解析反应为吸热反应，反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，故A错误；2即得到2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)，H22(534 kJmol1)(67.7 kJmol1)1 135.7 kJmol1，故B错误；负极是N2H4失电子生成N2和H2O，则其电极反应式为N2H44e4OH=N24H2O，故C正确；反应生成水，溶液的体积增大，所以氢氧化钾的浓度减小，即溶液的pH减小，故D错误。答案C6(xx广东惠州摸底)已知：H2(g)F2(g)=2HF(g)H270 kJmol1。下列说法正确的是()A在相同条件下，1 mol H2(g)与1 mol F2(g)的能量总和大于2 mol HF(g)的能量B1 mol H2(g)与1 mol F2(g)反应生成2 mol液态HF放出的热量小于270 kJC该反应的逆反应是放热反应D该反应过程的能量变化可用下图来表示解析B项，物质由气态变为液态时要放热，所以当生成2 mol液态HF时，放出的热量大于270 kJ；C项，正反应是放热反应，逆反应就是吸热反应；D项，放热反应中反应物的总能量大，生成物的总能量小，而图表示的正好相反。答案A二、非选择题7(xx长沙质检)(1)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H64.39 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H196.46 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.84 kJmol1在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2和H2O的热化学方程式为：_。(2)甲醇燃料电池(DNFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。101 kPa时，1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ，则甲醇燃烧的热化学方程式为_。甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：aCH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H149.0 kJmol1bCH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H2已知H2(g)O2(g)=H2O(g) H3241.8 kJmol1则反应的H2_kJmol1。解析(1)将题中3个热化学方程式依次标为、，由得：Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)H64.39(196.46)(285.84)kJmol1319.68 kJmol1(2)由CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H149.0 kJmol1和H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1相加可得：CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H2(241.849.0)kJmol1192.8 kJmol1。答案(1)Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)H319.68 kJmol1(2)CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.51kJmol1192.8B组专项能力训练一、选择题1(xx北京四十所示范校联考，13)已知：H2(g)Cl2(s)2HCl(g)Ha kJ/molH2(g)Cl2(g)2HCl(g)Hd kJ/mol，且a、b、c、d均大于零，则下列说法正确的是()A断开1 mol HCl键所需的能量为abcBbc，则氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量CCl2(s)=Cl2(g)H(ad) kJmol1D向1 mol Cl2(g)中通入1 mol H2(g)，发生反应时放热d kJ解析A项，由反应有Hd反应物的键能之和生成物键能之和bc2x，x，断开1 mol HCl键所需能量为，错误；B项，只能说明HH键的键能大于ClCl的键能，无法判断两者分子的能量，错误；C项，由盖斯定律，反应获得题给反应，正确；D项，H2和Cl2反应是可逆反应，不能进行到底，放出热量小于d kJ，错误。答案C2(xx山东青岛期末，10)T 时，红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)，下列说法或热化学方程式错误的是()AP(s)Cl2(g)=PCl3H310 kJmol1B2PCl5(g)=2P(s)5Cl2(g)H800 kJmol1CPCl3(g)Cl2(g)=PCl5(g)H90 kJmol1DP和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的焓变与P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的焓变不相等解析由能量图知A、B、C项正确；P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的焓变与P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的焓变相等，D项错误。答案D3(xx湖北黄冈中学3月模拟)一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量Q kJ，经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5 molL1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐。则此条件下反应：C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)的H为()A16Q kJmol1 B8Q kJmol1C16Q kJmol1 D8Q kJmol1解析由题意知，二氧化碳的物质的量为0.25 mol，结合关系式C4H104CO2，可知丁烷为mol，即mol丁烷完全燃烧放出热量Q kJ，故1 mol丁烷完全燃烧放出热量为16Q kJ，选A。答案A4(xx成都模拟)已知4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(l)Hx kJmol1。蒸发1 mol H2O(l)需要吸收的能量为44 kJmol1，其他相关数据如下表：NH3(g)O2(g)NO(g)H2O(g)1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJabzd则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为()A(x4a5b6d264)/4B(x12a5b12d264)/4C(x4a5b6d44)/4D(x12a5b12d44)/4解析本题考查反应热的计算，考查考生的计算能力。难度中等。由题意知当反应生成气态水时，H(x446)kJmol1，根据H反应物的总键能生成物的总键能，得H4a5b4z6dx446，解得z(x4a5b6d264)/4。答案A5(xx河南十校联考，4)如图表示白磷(P4)分子结构。白磷在氧气不足时燃烧生成P4O6，P4O6分子结构可以看成是白磷分子中磷磷键之间插入氧原子。已知：键能表示断裂1 mol化学键需要吸收的能量。几种共价键的键能如下表所示：化学键PPPOP=OO=O键能/(kJmol1)abcd则P4(s)3O2(g)=P4O6(s)的反应热(H)为()A(6a3d12b4c)kJmol1B(4a3d8d)kJmol1C(6a3d12b)kJmol1D(6a3d4c12b)kJmol1解析断裂6个PP键、3个O=O键，形成12个PO键，C选项正确。答案C6(xx锦州调研题)下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者大于后者的是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3 S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g)O2(g)=H2O(l)H52H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g) H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8A B C D解析在比较H的大小时要考虑其符号。在中前者是完全燃烧，而后者是不完全燃烧，放出的热量是前者多，放热时H为负值，故后者大。在中前者是固态硫燃烧，后者是气态硫燃烧，气态硫所含有的能量高，所以放出的热量是后者多，放热时H为负值，故前者大。在中前者是1 mol H2燃烧，后者是2 mol H2燃烧，所放出的热量是后者的多，则H是前者大于后者。在中前者是一个吸热反应H70，而后者是一个放热反应，H80，故H7H8。答案C二、非选择题7(xx湖北部分重点中学联考，16)已知E1134 kJ/mol、E2368 kJ/mol，请参考题中图表，按要求填空：(1)图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率加快，E1的变化是_(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，H的变化是_。NO2和CO反应的热化学方程式为：_。(2)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应。反应：2NH3(l)H2O(l)CO2(g)(NH4)2CO3(aq)H1反应：NH3(l)H2O(l)CO2(g)NH4HCO3(aq)H2反应：(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)2NH4HCO3(aq)H3则H3与H1、H2之间的关系是：H3_。(3)下表所示是部分化学键的键能参数：化学键PPPOO=OP=O键能/kJmol1abcx已知白磷的燃烧热为d kJ/mol，白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图所示，表中x_ kJmol1(用含a、b、c、d的代数式表示)。解析(1)加入催化剂能降低反应所需的活化能，则E1和E2都减小，但E2E1不变，即反应热不改变，由图知，1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO放出热量368134234 kJ，该反应的热化学方程式为NO2(g)CO(g)=NO(g)CO2(g)H234 kJmol1；(2)观察方程式，利用盖斯定律，2得方程式，故H32H2H1；(3)白磷燃烧的化学方程式为P45O2=P4O10，1 mol白磷完全燃烧需拆开6 mol PP、5 mol O=O，形成12 mol PO、4 mol P=O，故12 molb kJmol14 molx kJmol1(6 mola kJmol15 molc kJmol1)d kJmol1，解得x(6a5cd12b) kJmol1。答案(1)减小不变NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJ/mol(2)2H2H1(3)(d6a5c12b)热点一化学反应的反应热(xx江苏化学11，xx福建理综11，xx山东理综12，xx北京理综6，xx重庆理综6)【演练1】 定性考查对反应热的理解已知Zn(s)H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)H2(g)H0；则下列叙述不正确的是()A该反应的H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收能量解析反应放出或吸收的热量与反应物的用量成正比，但H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；该反应是能自发进行的氧化还原反应，其中的化学能可以通过原电池转化为电能，故B对；H0，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；断键时吸收能量，成键时放出能量，故D不对。答案D【演练2】 定量考查键能与反应热的关系化学反应的本质是旧化学健的断裂和新化学键的形成。已知某些化学键的键能数据如下：化学键HHClClHCl键能/(kJmol1)436243431则下列热化学方程式不正确的是()A.H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJmol1BH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJmol1C.H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJmol1D2HCl(g)=H2(g)Cl2(g)H183 kJmol1解析化学反应的焓变H反应物的键能之和生成物的键能之和，反应H2(g)Cl2(g)=HCl(g)的H(436 kJmol1243 kJmol1)/2431 kJmol191.5 kJmol1，所以A项正确，C项错误；B项反应的H91.5 kJmol12183 kJmol1，正确；D项反应是B项反应的逆反应，生成HCl的反应是放热反应，则HCl的分解反应是吸热反应，吸收的热量与放出的热量相等，D项正确。答案C【演练3】 热化学方程式的书写(1)发射飞船的火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气放出356.652 kJ的热量。反应的热化学方程式为_。(2)已知拆开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_。(3)下图是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_。解析(1)首先根据题意写出化学方程式N2H42H2O2=N24H2O再计算1 mol N2H4反应放出的热量为891.63 kJmol1，标明物质的聚集状态，表示出H，并检查。(2)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H(94643633916)kJmol192 kJmol1。(3)由图可知，产物总能量低于反应物总能量，该反应是放热反应，HE1E2134 kJmol1368 kJmol1234 kJmol1。答案(1)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H891.63 kJmol1(2)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92 kJmol1(3)NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1【演练4】 对燃烧热、中和热和反应热的考查下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g) H1 367.0 kJmol1(燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(中和热)CS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJmol1(反应热)D2NO2=O22NOH116.2 kJmol1(反应热)解析选项A，H2O的状态应是液态。选项B，酸碱中和反应为放热反应，H57.3 kJmol1。选项C，S燃烧生成SO2的反应是放热反应，H0，同时也注明了物质的聚集状态等，正确。选项D，未注明物质的聚集状态，错误。答案C热点二盖斯定律的应用xx课标13，xx重庆理综6，xx江苏化学10，xx全国课标12，xx天津理综10(2)，xx江苏化学20(1)【演练5】 高考组合题(1)判断正误，正确的打“”，错误的打“”实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3 916 kJmol1、3 747 kJmol1和3 265 kJmol1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键()(xx浙江理综，12C)已知：Fe2O3(s)3C(石墨)=2Fe(s)3CO(g)H489.0 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1C(石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1则4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1 641.0 kJmol1()(xx浙江理综，12D)25 、101 kPa下：2Na(s)O2(g)=Na2O(s)H1414 kJmol12Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H2511 kJmol1则25 、101 kPa下，Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s)H317 kJmol1()(xx北京理综，10D)500 、300 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H38.6 kJmol1()(xx浙江理综，12B)(2)完成下列各题：xx全国新课标，28(2)已知：甲醇脱水反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H123.9 kJmol1甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)=C2H4(g)2H2O(g)H229.1 kJmol1乙醇异构化反应C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)H350.7 kJmol1则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)的H_kJmol1。xx四川化学，11(3)已知：25 、101 kPa时，Mn(s)O2(g)=MnO2(s)H520 kJmol1S(s)O2(g)=SO2(g)H297 kJmol1Mn(s)S(s)2O2(g)=MnSO4(s)H1 065 kJmol1SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是_。xx广东理综，31(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。 1/4CaSO4(s)CO(g)1/4CaS(s)CO2(g)H147.3 kJmol1 CaSO4(s)CO(g)CaO(s)CO2(g) SO2(g)H2210.5 kJmol1 CO(g)1/2C(s)1/2CO2(g)H386.2 kJmol1反应2CaSO4(s)7CO(g)CaS(s)CaO(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)的H_(用H1、H2和H3表示) xx四川理综，11(5)节选焙烧明矾和硫产生的SO2可用于制硫酸。已知25 、101 kPa时：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1197 kJmol1；H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol1；2SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)H3545 kJmol1。则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是_。xx浙江理综，27(1)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：反应：2NH3(l)H2O(l)CO2(g)(NH4)2CO3(aq)H1反应：NH3(l)H2O(l)CO2(g)NH4HCO3(aq)H2反应：(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)2NH4HCO3(aq)H3H3与H1、H2之间的关系是：H3_。xx天津理综，10(2)为减少SO2的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：_。xx江苏化学，20(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)10C(s)=6CaO(s)P4(s)10CO(g)H13 359.26 kJmol1CaO(s)SiO2(s)=CaSiO3(s)H289.61 kJmol12Ca3(PO4)2(s)6SiO2(s)10C(s)=6CaSiO3(s)P4(s)10CO(g)H3则H3_kJmol1。答案(1)(2)45.5MnO2(s)SO2(g)MnSO4(s)H248 kJmol14H1H22H3SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJmol12H2H1C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol12 821.6