高考化学二轮专题训练4化学能与热能(含解析)

1专题训练(四)化学能与热能时间：45分钟分值：100分一、选择题(每小题5分，共60分)1．(2013·北京卷)下列设备工作时，将化学能转化为热能的是()ABCD硅太阳能电池锂离子电池太阳能集热器燃气灶解析硅太阳能电池工作时将光能转化为电能，A项错误；锂离子电池是化学电池，工作时将化学能转化为电能，B项错误；太阳能集热器工作时将光能转化为热能，C项错误；燃气灶工作时将化学能转化为热能，D项正确。答案D2．(2014·郑州质检)某化学反应的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是()A．该反应的反应热ΔH＝E2－E1B．a、b分别对应有催化剂和无催化剂的能量变化C．催化剂能降低反应的活化能D．催化剂能改变反应的焓变解析本题考查能量变化，意在考查考生对图象的识别及解释的能力。由能量变化图可知，该反应为吸热反应，ΔH0，A项错误；图示曲线中a代表无催化剂的能量变化，b代表有催化剂的能量变化，B项错误；催化剂不能改变反应的焓变，能降低反应的活化能，C项正确，D项错误。答案C3．(2014·海淀区期末)H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2ΔH＝－akJ·mol－12已知：――→bkJ·mol－1键断裂――→ckJ·mol－1键断裂(a、b、c均大于零)下列说法不正确的是()A．反应物的总能量高于生成物的总能量B．断开1molH—H键和1molI—I键所需能量大于断开2molH—I键所需能量C．断开2molH—I键所需能量约为(c＋b＋a)kJD．向密闭容器中加入2molH2和2molI2，充分反应后放出的热量小于2akJ解析该反应的ΔH0，为放热反应，故反应物的总能量高于生成物的总能量，A项正确；该反应为放热反应，则断开1molH—H键和1molI—I键所需的能量小于断开2molH—I键所需的能量，B项错误；ΔH＝E(H—H)＋E(I—I)－2E(H—I)＝－akJ·mol－1，故断开2molH—I键所需的能量约为(c＋b＋a)kJ，C项正确；H2和I2的反应为可逆反应，2molH2和2molI2反应不可能生成2molHI，因此放出的热量小于2akJ，D项正确。答案B4．(2014·东城区统测)常温下，1mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是()共价键H—HF—FH—FH—ClH—IE(kJ·mol－1)436157568432298A.432kJ·mol－1E(H—Br)298kJ·mol－1B．表中最稳定的共价键是H—F键C．H2(g)―→2H(g)ΔH＝＋436kJ·mol－1D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g)ΔH＝－25kJ·mol－1解析由于H—Br键的键长在H—Cl键和H—I键键长之间，所以其键能在H—Cl键和H—I键之间，A项正确。表中H—F键的键能最大，所以H—F键最稳定，B项正确。1molH2断裂1molH—H键吸收436kJ能量，C项正确。D项，ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(436＋157－568×2)kJ·mol－1＝－543kJ·mol－1，D项错误。答案D5．(2014·石家庄质检一)已知：H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－242kJ/mol，断开1molO===O键和1molH—O键所吸收的能量分别为496kJ和463kJ，则断开1molH—H键所吸收的能量为()A．920kJB．557kJ3C．436kJD．188kJ解析根据已知热化学方程式可知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－484kJ/mol，反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设断裂1molH—H键所吸收的能量为xkJ，则2xkJ＋496kJ－4×463kJ＝－484kJ，解得x＝436，本题选C项。答案C6．(2014·合肥市质检)常温下，0.01mol·L－1MOH溶液的pH为10。已知：2MOH(aq)＋H2SO4(aq)===M2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH1＝－24.2kJ·mol－1；H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH2＝－57.3kJ·mol－1。则MOH在水溶液中电离的ΔH为()A．＋33.1kJ·mol－1B．＋45.2kJ·mol－1C．－81.5kJ·mol－1D．－33.1kJ·mol－1解析根据题中0.01mol/LMOH溶液的pH＝10，知MOH为弱碱，MOH溶液与硫酸的中和反应可以看作两个过程：＋(aq)＋OH－(aq)ΔH，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH2，根据盖斯定律知ΔH1＝2(ΔH＋ΔH2)，则ΔH＝12ΔH1－ΔH2＝(－24.2kJ·mol－1)×12－(57.3kJ·mol－1)＝＋45.2kJ·mol－1，B项正确。答案B7．(2014·淮安一调)下列有关能量的判断或表示方法正确的是()A．由C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1，可知：石墨比金刚石更稳定B．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多C．由H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，可知：含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量等于57.3kJD．2gH2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1解析A项中的反应是吸热反应，生成物金刚石的能量较高，能量高的物质不稳定；B项中等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧均生成二氧化硫气体，前者反应物能量高，放出的热量更多；C项中CH3COOH电离时吸热，故最终放出的热量小于57.3kJ；D项中氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1。答案A8．(2014·南昌调研)已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下：①C2H2(g)＋5/2O2(g)―→2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－1300kJ/mol②C6H6(g)＋15/2O2(g)―→6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－3295kJ/mol4下列说法正确的是()A．1molC2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热大于1300kJB．1molC6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于3295kJC．相同条件下，等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧，C6H6(g)放热更多D．C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应解析液态水生成气态水要吸热，则A项中放热应小于1300kJ，错误；液态苯的能量比气态苯的能量低，则B项中放出热量应小于3295kJ，B项错误；通过计算可知等质量的两者完全燃烧时乙炔放热多，C项错误；根据盖斯定律，由3×①－②得：3C2H2(g)===C6H6(g)ΔH＝－605kJ·mol－1，D项正确。答案D9．(2014·郑州一中月考)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A．已知2SO2(g)＋O23(g)为放热反应，则SO2的能量一定高于SO3的能量B．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)ΔH0，则金刚石比石墨稳定C．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则任何酸碱中和反应的热效应均为57.3kJD．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)ΔH1,2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH2，则ΔH1ΔH2解析A项说明2molSO2和1molO2的总能量比2molSO3的能量高，但不能说SO2的能量高于SO3的能量，不正确；石墨转化为金刚石吸收能量，则金刚石的能量高于石墨，能量越高越不稳定，B项不正确；酸碱中和反应的热效应不仅与生成H2O的物质的量有关，还与酸、碱的浓度及强弱有关，C项不正确；碳完全燃烧比不完全燃烧放出的能量多，但比较ΔH时应带符号比较，故ΔH1ΔH2，D项正确。答案D10．(2014·安庆联考)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－574kJ·mol－1，CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1160kJ·mol－1。若在标准状况下4.48LCH4恰好能将一定量NO2还原成N2和H2O(g)，则整个过程中放出的热量为()A．114.8kJB．232kJC．368.8kJD．173.4kJ解析由盖斯定律知：CH4还原NO2生成N2和H2O(g)的热化学方程式为CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－867kJ·mol－1，所以0.2molCH4参加反应，放出的热量为173.4kJ。答案D11．(2014·福建卷)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下：5mCeO2――→太阳能①(m－x)CeO2·xCe＋xO2(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2――→900℃②mCeO2＋xH2＋xCO下列说法不正确的是()A．该过程中CeO2没有消耗B．该过程实现了太阳能向化学能的转化C．上图中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO＋4OH－－2e－===CO2－3＋2H2O解析由①②两个反应可知，CeO2在反应前后没有变化，没有消耗，A项正确；由题给反应可知该过程实现了太阳能向化学能的转化，B项正确；由能量图可知，ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3)，C项错误；书写电池电极反应式时，要注意电解质溶液的影响，碱性条件下生成的CO2会与OH－反应生成CO2－3，D项正确。答案C12．(2014·东北五市联考)100g炭粉燃烧所得气体中，CO占2/3、CO2占1/3，且C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.35kJ/mol，CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)ΔH＝－282.57kJ/mol，与这些炭粉完全燃烧相比损失的热量是()A．784.92kJB．2489.44kJC．1569.83kJD．3274.3kJ解析损失的热量即为生成的CO没有再燃烧的热量，故损失的热量为23×100g12g/mol×282.57kJ/mol＝1569.83kJ，C项正确。答案C二、非选择题(共40分)613．(12分)(2014·太原质检)已知某反应A(g)＋＋D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题：(1)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，该反应的ΔH＝________kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量________(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1________，E2________，ΔH________(填“增大”“减小”或“不变”)。解析(1)从图象中看出反应物的能量低，产物的能量高，该反应一定为吸热反应。E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，E1与E2的差值就是该反应的焓变。(2)催化剂能通过降低化学反应的活化能来加快化学反应速率，对于可逆反应，催化剂能同时降低正反应和逆反应的活化能，但反应的焓变不会变化。答案(1)吸热E1－E2一定低(2)减小减小不变14．(12分)(2014·东北三省四市联考)(1)25℃、101kPa时，1g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水，放出22.68kJ热量，则该反应的热化学方程式为________________________________________。(2)0.3mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出649.5kJ热量，则该反应的热化学方程式为___________________________