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专题能力提升练 八化学能与热能(建议用时:20分钟)一、选择题1.(2016东城一模)碘与氢气反应的热化学方程式是I2(g)+H2(g)2HI(g) H=-9.48 kJmol-1I2(s)+H2(g)2HI(g) H=+26.48 kJmol-1下列说法正确的是()A.的产物比的产物稳定B.I2(s)I2(g)H=+17.00 kJmol-1C.的反应物总能量比的反应物总能量低D.1 mol I2(g)中通入1 mol H2(g),发生反应时放热9.48 kJ【解析】选C。、两个反应产物都是HI(g),A错误;由、两个反应的反应热可知I2(s)I2(g)H=+35.96 kJmol-1,B错误;中反应物是I2(s)、H2(g),总能量低,C正确;H2(g)和I2(g)的反应是可逆反应,二者实际反应量均小于1 mol,所以放出的热量小于9.48 kJ,D错误。2.(2016银川一模)利用含碳化合物合成新燃料是发展低碳经济的重要方法,已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)过程中的能量变化情况如图所示,曲线和曲线分别表示不使用催化剂和使用催化剂的情况。下列判断正确的是()A.该反应的H=+91 kJmol-1B.加入催化剂,该反应的H变小C.反应物的总能量大于生成物的能量D.如果该反应生成液态CH3OH,则H增大【解析】选C。根据图示可知,反应物的总能量大于生成物的能量,该反应是放热反应,A错误,C正确;加入催化剂只能降低反应所需的活化能,对反应热无影响,B错误;生成液态CH3OH释放的热量更多,H更小,D错误。【互动探究】(1)曲线和曲线,_表示有催化剂的反应。提示:曲线。(2)写出正反应的活化能是_kJmol-1。提示:419。活化分子所多出的能量是活化能。3.(2016重庆二模)已知热化学方程式C2H2(g)+2.5O2(g)2CO2(g)+H2O(g)H=-1 256 kJmol-1,下列说法正确的是()A.乙炔的燃烧热为1 256 kJmol-1B.若转移10 mol电子,则消耗2.5 mol O2C.若生成2 mol液态水,则H=-2 512 kJmol-1D.若形成4 mol碳氧共用电子对,则放出的热量为2 512 kJ【解析】选B。燃烧热强调生成稳定的氧化物,如液态水,A项错误;1 mol C2H2(g)生成2 mol CO2(g)转移10 mol电子,则消耗2.5 mol O2,B正确;由题意,生成2 mol H2O(g)时放出2 512 kJ热量,气态水转化为液态水要放出热量,若生成2 mol液态水,则H0,属于吸热反应,B项错误;催化剂不会改变焓变,C项错误;用“反应-反应”得所求目标反应式,反应的焓变为206.1 kJmol-1-131.3 kJmol-1=74.8 kJmol-1,D项正确。二、非选择题5.(2016潍坊一模)(1)已知高炉炼铁过程中会发生如下反应:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)H1Fe2O3(s)+CO(g)Fe3O4(s)+CO2(g)H2Fe3O4(s)+4CO(g)3Fe(s)+4CO2(g)H3Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H4则H4的表达式为_(用含H1、H2、H3的代数式表示)。(2)根据下图可以写出热化学方程式As2O5(s)As2O3(s)+O2(g)H=akJmol-1。则a为_。【解析】(1)根据盖斯定律,将所给的反应+可得:Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g),故H4=H2+H3。(2)根据图示可知H=H1-H2=-619.2 kJmol-1-(-914.6 kJmol-1)=+295.4 kJmol-1,则a的值是+295.4。答案:(1)H2+H3(2)+295.46.(2016深圳一模)能源是国民经济发展的重要基础,我国目前使用的能源主要是化石燃料。(1)已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-Q1kJmo;C(s)+O2(g)CO2(g)H=-Q2kJmo;S(s)+O2(g)SO2(g)H=-Q3kJmo。工业上常用SO2将CO氧化转化为单质硫的热化学方程式是_。(2)已知:C(s)+O2(g)CO2(g)H=-437.3 kJmol-1H2(g)+O2(g)H2O(g)H=-285.8 kJmol-1CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJmol-1则煤的气化主要反应的热化学方程式是C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=_kJmol-1。【解析】(1)运用盖斯定律,由2-即可求得目标反应,目标反应的H=(Q1-2Q2+Q3)kJmo。(2)根据盖斯定律,C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可以通过-得到,因此该反应的H=-437.3 kJmol-1-(-285.8 kJmol-1)-(-283.0 kJmol-1)=+131.5 kJmol-1。答案:(1)SO2(g)+2CO(g)S(s)+2CO2(g)H=(Q1-2Q2+Q3)kJmo(2)+131.5【方法规律】盖斯定律的应用(1)观察目标化学方程式和已知化学方程式,确定拟被消去的物质。(2)化学方程式两边乘以某数(整数或分数),使拟被消去物质的化学计量数相同,H值一定要与方程式中的化学计算数成正比例。(3)拟被消去的物质在已知化学方程式的同一边时用减法,不同边时用加法。(建议用时:25分钟)一、选择题1.已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-12CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(l)H=-1 452 kJmol-1H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1下列说法正确的是()A.H2(g)的燃烧热H=-571.6 kJmol-1B.同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多C.H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1D.3H2(g)+CO2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H=+135.9 kJmol-1【解析】选B。H2(g)的燃烧热H=-285.8 kJmol-1,A项错误;同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,1 g H2(g)放出热量为kJ=142.9 kJ,1 g CH3OH(l)放出热量为kJ=22.7 kJ,H2(g)放出热量多,B项正确;因有BaSO4(s)生成,该反应的H-57.3 kJmol-1,C项错误;(3-)得3H2(g)+CO2(g)CH3OH(l)+H2O(l)H=-131.4 kJmol-1,D项错误。【加固训练】一定条件下,发生反应:M(s)+N(g)R(g)H=-Q1kJmol-1,2R(g)+N(g)2T(g)H=-Q2kJmol-1。Q1、Q2、Q3均为正值。下列说法正确的是()A.1 mol R(g)的能量总和大于1 mol M(s)与1 mol N(g)的能量总和B.将2 mol R(g)与1 mol N(g)在该条件下充分反应,放出热量Q2kJC.当1 mol M(s)完全转化为T(g)时(假定无热量损失),放出热量(Q1+)kJD.M(g)+N(g)R(g)H=-Q3kJmol-1,则Q30,M(s)和N(g)反应放出热量少,所以Q3Q1,D项错误。2.下列说法或表示方法不正确的是()A.盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现B.在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJC.由C(s,石墨)C(s,金刚石)H=+1.9 kJmol-1可知,石墨比金刚石稳定D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-285.8 kJmol-1【解析】选D。盖斯定律实质是能量守恒,A项正确;浓硫酸稀释过程中也放出热量,所以放出的热量大于57.3 kJ,B项正确;物质的能量越低越稳定,C项正确;表示燃烧热的热化学方程式中燃料的化学计量数是1,D项错误。3.下面是三个化学反应的热化学方程式:C(s)+O2(g)CO2(g)H1=-393.5 kJmol-1H2(g)+O2(g)H2O(l)H2=-285.8 kJmol-1CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)H3=-870.3 kJmol-12C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)H4通过计算可得H4为()A.+244.1 kJmol-1B.-488.3 kJmol-1C.-996.6 kJmol-1D.+996.6 kJmol-1【解析】选B。根据盖斯定律将三个热化学方程式进行处理即可得目标方程式:2+2-。4.已知下列热化学方程式:2C2H2(g)+ 5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)H1=-2 599.4 kJmol-1C2H4(g)+ 3O2(g)2CO2(g)+ 2H2O(l)H2=-1 411 kJmol-1实验测得乙炔和乙烯的混合气体共0.3 mol,完全燃烧时放出的热量为401.04 kJ,其混合气体中乙炔和乙烯的体积比是()A.12B.21C.11D.23【解析】选B。设混合气体中乙炔和乙烯的物质的量分别为xmol、ymol则xmol C2H2放出的热量为xkJ;ymol C2H4放出的热量为1 411ykJ得方程组为解得:x=0.2,y=0.1,在同温同压下,气体的体积比等于对应的物质的量之比。5.下列说法正确的是()A.如图可以表示水分解过程中的能量变化B.若2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.0 kJmol-1,则碳的燃烧热为110.5 kJmol-1C.需要加热的反应一定是吸热反应,常温下能发生的反应一定是放热反应D.已知:反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H=-akJmol-1且a、b、c均大于零,则断开1 mol HCl键所需的能量为(-a-b-c)kJmol-1【解析】选A。水的分解为吸热反应,生成物的总能量大于反应物的总能量,且催化剂可有效降低反应的活化能,A正确;燃烧热的概念中强调完全反应,而该项反应中生成物为CO,B错误;常温下能发生的反应不一定是放热反应,如在常温下Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应为吸热反应,需要加热的反应也不一定是吸热反应,C错误;根据化学反应的过程为旧化学键断裂和新化学键形成的过程,且断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,可知断开1 mol HCl键所需的能量为(a+b+c)kJ,D错误。二、非选择题6.根据已知热化学方程式按要求写出下列变化的热化学方程式:(1)用H2或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。已知:2NO(g)N2(g)+O2(g)H=-180.5 kJmol-12H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+571.6 kJmol-1则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是_。(2)将H2与CO2以41的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是_。【解析】(1)根据盖斯定律可知-即得到用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式为2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l)H=-752.1 kJmol-1。(2)利用盖斯定律将氧气消去,可知4-得CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l)H=-252.9 kJmol。答案:(1)2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(l)H=-752.1 kJmol-1(2)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l)H=-252.9 kJmol-1【加固训练】(1)己知:CH4、H2的燃烧热(H)分别为-890.3 kJmol-1、-285.8 kJmol-1,则CO2和H2反应生成CH4的热化学方程式是_。(2)在25,101 kPa下:已知2Na(s)+O2(g)Na2O(s)H1=-414 kJmol-12Na(s)+O2(g)Na2O2(s)H2=-511 kJmol-1,则Na2O2(s)+2Na(s)2Na2O(s)H=_kJmol-1。(3)已知:CO可将部分氮的氧化物还原为N2。反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)H=-746 kJmol-1反应:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)H=-1 200 kJmol-1写出CO将NO2还原为NO的热化学方程式_。【解析】(1)已知CH4、H2的燃烧热分别为-890.3 kJmol-1、-285.8 kJmol-1,可得热化学方程式为.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1.H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1根据盖斯定律,4-可得CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l)H=-252.9 kJmol-1。(2)已知2Na(s)+O2(g)Na2O(s)H1=-414 kJmol-12Na(s)+O2(g)Na2O2(s)H2=-511 kJmol-1由盖斯定律:2-得2Na(s)+Na2O2(s)2Na2O(s)H=2(-414 kJmol-1)-(-511 kJmol-1)=-317 kJmol-1。(3)反应:2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)H=-746 kJmol-1反应:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)H=-1 200 kJmol-1根据盖斯定律,(-)得到CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)H=(-1 200 kJmol-1+746 kJmol-1)=-227 kJmol-1。答案:(1)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l)H=-252.9 kJmol-1(2)-317(3)CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)H=-227 kJmol-1。- 9 -
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