2019版高考化学总复习 第6章 化学反应与能量 第1节 化学能与热能模拟预测通关 新人教版.doc

第1节 化学能与热能一、选择题1为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()AH2O的分解反应是放热反应B氢能源已被普遍使用C2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2具有的总能量D氢气是不可再生能源解析：选C。2H2O2H2O2是吸热反应，说明2 mol H2O的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的总能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。氢气是可再生能源。2H2与ICl的反应分、两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是()A反应、反应均为放热反应B反应、反应均为氧化还原反应C反应比反应的速率慢，与相应正反应的活化能无关D反应、反应的焓变之和为H218 kJmol1解析：选C。根据图像可知，反应和反应中反应物总能量都大于生成物，则反应、反应均为放热反应，A正确；反应、反应中都存在元素化合价变化，所以反应、反应都是氧化还原反应，B正确；反应比反应的速率慢，说明反应中正反应的活化能较大，反应中正反应的活化能较小，C错误；反应、反应总的能量变化为218 kJ，根据盖斯定律可知，反应、反应的焓变之和为H218 kJmol1，D正确。3有关下列图像的叙述不正确的是()A图(1)表示的热化学方程式为CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1B图(2)表示的热化学方程式为CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1C由图可知正逆反应的热效应的数值相同D两个图像表示的含义不同解析：选B。图(1)表示的热化学方程式为CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1，A正确；图(2)表示的热化学方程式为CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H41 kJmol1，B错误；由图知C正确；两个图像的反应物、生成物正好相反，D正确。4已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1H2(g)S(g)=H2S(g)H20.1 kJmol1 下列判断正确的是()A1 mol氢气完全燃烧生成液态水吸收热量241.8 kJB1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量相差221.7 kJC由知，水的热稳定性小于硫化氢D若反应中改用固态硫，则1 mol S(s)完全反应放出的热量小于20.1 kJ解析：选D。A项，1 mol氢气完全燃烧生成气态水放出热量241.8 kJ；B项，1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量无法比较；C项，水的热稳定性强于硫化氢。 5标准状况下，气态分子断开1 mol 化学键的焓变称为键焓，已知HH、HO和O=O键的键焓H分别为436 kJmol1、463 kJmol1和495 kJmol1。下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g)H485 kJmol1BH2O(g)=H2(g)O2(g)H485 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1解析：选D。1 mol H2中含 1 mol HH键，1 mol O2中含1 mol O=O键，1 mol H2O中含2 mol HO键。则反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H(2436 kJmol1495 kJmol1)4463 kJmol1485 kJmol1。6(2018武汉一模)已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H13H2(g)Fe2O3(s)=2Fe(s)3H2O(g)H22Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)H32Al(s)O2(g)=Al2O3(s)H42Al(s)Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()AH10，H30BH50，H4H3CH1H2H3DH3H4H5解析：选B。燃烧反应都是放热反应，故H30，A错误；将上述反应分别编号为，反应是铝热反应，显然是放热反应，H50，将反应反应可得反应，即H5H4H30，B正确，D错误；将反应反应可得反应3H2(g)O2(g)=3H2O(g)，故H1(H2H3)，C错误。7用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。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(aq)和H2O(l)的反应热的H等于()A417.91 kJmol1B319.68 kJmol1C546.69 kJmol1D448.46 kJmol1解析：选B。 将已知热化学方程式依次编号为，则得：Cu(s)2H(aq)H2O2(l)=2H2O(l)Cu2(aq)H319.68 kJmol1。8在1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为()AH4(H1H23H3)BH4(3H3H1H2)CH4(H1H23H3)DH4(H1H23H3)解析：选A。根据盖斯定律，由第一个反应第二个反应第三个反应2可得第四个反应，则H4H1H2H32(H1H23H3)。9一定条件下，在水溶液中1 mol Cl、ClO(x1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示，下列有关说法正确的是()Ae是ClOBbac反应的活化能为60 kJmol1Ca、b、c、d、e中c最稳定Dbad反应的热化学方程式为3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H116 kJmol1解析：选D。A项，e中Cl元素化合价为7价，而ClO中Cl元素化合价为5价，错误；B项，根据图中数据无法计算bac反应的活化能，错误；C项，a、b、c、d、e中a能量最低，所以最稳定，错误；D项，bad，根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO=ClO2Cl，反应热64 kJmol120 kJmol1360 kJmol1116 kJmol1，所以该热化学方程式为3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H116 kJmol1，正确。10参考下表键能数据，估算晶体硅在氧气中燃烧生成二氧化硅晶体的热化学方程式：Si(s)O2(g)=SiO2(s)中，H的值为()化学键SiOO=OSiSiSiClSiC键能/kJmol1460498.8176360347A989.2 kJmol1B989.2 kJmol1C61.2 kJmol1D245.2 kJmol1解析：选A。硅和二氧化硅均是原子晶体，其中在晶体硅中每个硅原子形成422个SiSi键，在二氧化硅晶体中每个硅原子形成4个SiO键。由于反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则该反应的反应热H2176 kJmol1498.8 kJmol14460 kJmol1989.2 kJmol1，故选A。二、非选择题11催化剂是化工技术的核心，绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向。图1所示为一定条件下1 mol CH3OH与O2发生反应时，生成CO、CO2或HCHO的能量变化图反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去。在有催化剂作用下，CH3OH与O2反应主要生成_(填“CO”“CO2”或“HCHO”)。2HCHO(g)O2(g)=2CO(g)2H2O(g)H_。(2)反应A(g)B(g)C(g)D(g)过程中的能量变化如图2所示，回答下列问题：该反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化：E1_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，E2_。反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？_，原因是_。解析：(1)使用催化剂可以降低反应的活化能，活化能越低，普通分子越容易转化成活化分子，反应越容易，反应速率越快，生成HCHO的活化能最低。根据图表可知2HCHO(g)O2(g)=2CO(g)2H2O(g)中反应物能量高，生成物能量低，故该反应为放热反应，然后依据图中给出数据可得H(676158283)2 kJmol1470 kJmol1。(2)反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应。反应体系中加入催化剂，降低反应所需的活化能，所以E1、E2均减小，但H不变。答案：(1)HCHO470 kJmol1(2)放热减小减小否反应物和生成物的能量差是不变的12如图中：E1134 kJmol1，E2368 kJmol1，根据要求回答问题：(1)如图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，H的变化是_。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_。(2)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的热化学方程式如下：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1又知H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1，则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方程式为_。(3)已知在常温常压下：2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1 275.6 kJmol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJmol1H2O(g)=H2O(l)H44.0 kJmol1请写出1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol 一氧化碳和液态水的热化学方程式：_。解析：(1)观察图像，E1为反应的活化能，加入催化剂降低反应的活化能，但是H不变；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO的反应热数值即反应物和生成物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1。(2)观察热化学方程式，利用盖斯定律，将所给热化学方程式作如下运算：322，即可求出甲醇蒸气燃烧的热化学方程式。(3)根据盖斯定律，由(4)2得CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H442.8 kJmol1。答案：(1)减小不变NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1(2)CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJmol1(3)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H442.8 kJmol113(1)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸气重整。向反应系统中同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有化学方程式焓变H/kJmol1甲烷氧化CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H1CH4(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)322.0蒸气重整CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)206.2CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)165.0反应CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)的H_kJmol1。甲烷的燃烧热为H2，则H2_(填“”“”或“”)H1。(2)物质(tBuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应：(tBuNO)22(tBuNO) H。实验测得该反应的H50.5 kJmol1，活化能Ea 90.4 kJmol1。下列能量关系图合理的是_。(3)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热(H)分别为890.3 kJmol1、285.8 kJmol1和283.0 kJmol1，则生成1 m3(标准状况)CO所需的热量为_。解析：(1)由蒸气重整的两个反应可知，利用第二个反应减去第一个反应则得出该反应的反应热为H(165.0206.2) kJmol141.2 kJmol1。表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H2。生成液态水比生成气态水释放出的热量多，故H2H1。(2)由实验测得该反应的反应热H50.5 kJmol1，可知该反应是吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，可排除能量关系图B和C。又依据活化能Ea90.4 kJmol1，EaH50.5 kJmol1，Ea与H的比例不对。而能量关系图D是合理的。(3)首先写出热化学方程式：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1()2得CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247.3 kJmol1故标准状况下生成1 m3 CO所需热量为247.3 kJ5.52103 kJ。答案：(1)41.2(2)D(3)5.52103 kJ