2021届高考化学统考版二轮备考小题提升精练9化学能与热能解析

考查化学反应过程中化学键的断裂和形成过程中的能量变化，吸热反应和放热反应的判断，能量的转化和利用，热化学方程式的意义，热化学方程式的书写及正误判断；利用盖斯定律书写热化学方程式和进行反应热计算。1.【2020江苏卷】反应42SiCl(g)+2H(g)Si(s)+4HCl(g)高温可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是（）A．该反应ΔH0、ΔS＜0B．该反应的平衡常数4242c(HCl)KcSiClcHC．高温下反应每生成1molSi需消耗2×22.4LH2D．用E表示键能，该反应ΔH=4E(Si－Cl)+2E(H－H)-4E(H－Cl)【答案】B【解析】SiCl4、H2、HCl为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应为熵增，即ΔS0，故A错误；B．根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K=4242c(HCl)c(SiCl)c(H)，故B正确；C.题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4L·mol－1计算，故C错误；D．ΔH=反应物键能总和－生成物键能总和，即ΔH=4E(Si－Cl)+2E(H－H)-4E(H－Cl)-2E(Si－Si)，故D错误；答案为B。【点睛】常见的焓变的计算可以通过反应物的键能总和-生成物的键能总和。2.【2020天津卷】理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是（）小题必练9：化学能与热能A．HCN比HNC稳定B．该异构化反应的ΔH=+59.3kJ/molC．正反应的活化能大于逆反应的活化能D．使用催化剂，可以改变反应的反应热【答案】D【解析】A．根据图中信息得到HCN能量比HNC能量低，再根据能量越低越稳定，因此HCN比HNC稳定，故A正确；B．根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，因此该异构化反应的1159.3kJmol59.3kJmol0H，故B正确；C．根据图中信息得出该反应是吸热反应，因此正反应的活化能大于逆反应的活化能，故C正确；D．使用催化剂，不能改变反应的反应热，只改变反应路径，反应热只与反应物和生成物的总能量有关，故D错误。综上所述，答案为D。【点睛】比较物质的稳定性时可以根据能量高低，能量越低的物质越稳定。催化剂改变的是活化能的大小，不能改变反应热。3．【2019年全国2卷】MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg)：M2+(g)+CO2−3(g)――→ΔH2M2+(g)+O2−(g)+CO2(g)――→ΔH已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是（）A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0B．ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)＞0C．ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1+ΔH2＞ΔH3【答案】C【解析】根据盖斯定律，得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3，又易知Ca2+半径大于Mg2+半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3，CaO的离子键强度弱于MgO。A．ΔH1表示断裂CO2−3和M2+的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，A项正确；B．ΔH2表示断裂CO2−3中共价键形成O2−和CO2吸收的能量，与M2+无关，因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)＞0，B项正确；C.由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)0，C项错误；D．由上分析可知ΔH1+ΔH20，ΔH30，故ΔH1+ΔH2＞ΔH3，D项正确。故答案选C。【点拨】注意Ca2+半径大于Mg2+半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3，CaO的离子键强度弱于MgO。4.【2020浙江7月选考】在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是（）A．Ea为逆反应活化能，E为正反应活化能B．该反应为放热反应，ΔH=Ea’－EaC．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移【答案】D【解析】由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应。A项、由图可知，Ea为正反应活化能，E为逆反应活化能，故A错误；B项、由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，反应热ΔH=-（Ea’－Ea），故B错误；C项、在相同温度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，称为活化分子，则所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量，故C错误；D项、该反应为放热反应，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡向吸热的逆反应方向移动，故D正确。【点睛】活化分子发生有效碰撞，要求能量高、碰撞方向正确，发生有效碰撞的分子是活化分子，活化能是活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差是解答关键。5.【2020浙江选考】关于下列ΔH的判断正确的是（）CO2−3(aq)+H+(aq)=HCO−3(aq)ΔH1CO2−3(aq)+H2O(l)HCO−3(aq)+OHˉ(aq)ΔH2OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)ΔH3332OH(aq)CHCOOH(aq)=CHCOO(aq)HO(l)ΔH4A．12Δ0Δ0HHB．12ΔΔHHC．34Δ0Δ0HHD．34ΔΔHH【答案】B【解析】碳酸氢根的电离属于吸热过程，则CO2−3(aq)+H+(aq)=HCO−3(aq)为放热反应，所以ΔH10；CO2−3(aq)+H2O(l)HCO−3(aq)+OHˉ(aq)为碳酸根的水解离子方程式，CO2−3的水解反应为吸热反应，所以ΔH20；OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以ΔH30；醋酸与强碱的中和反应为放热反应，所以ΔH40；但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以醋酸与强碱反应过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则ΔH4ΔH3；综上所述，只有ΔH1ΔH2正确，故答案为B。【点睛】强酸和强碱的稀溶液发生反应，生成1mol水时放出的热成为中和热，弱酸的电离过程吸热，所以弱酸和强碱发生反应放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量。1．煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，会污染大气。采用NaClO、Ca(ClO)2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行税硫、脱硝，下列说法正确的是（）①SO2(g)+2OH−(aq)===SO2−3(aq)+H2O(l)ΔH1=aKJ/mol②ClO−(aq)+SO2−3(aq)===SO2−4(aq)+Cl−(aq)ΔH2=bKJ/mol③CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO2−4(aq)ΔH3=cKJ/mol④SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO−(aq)+2OH−(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl−(aq)ΔH4=dKJ/molA．随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐减小B．反应①、②均为氧化还原反应C．反应Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=CaSO4(s)+2H2O(1)的ΔH=-ckJ/molD．d=a+b+c【答案】A【解析】A．由反应①和④可知，随着吸收反应的进行，不断消耗OH−，因此导致吸收剂溶液的pH逐渐减小，A正确；B．反应①没有发生化合价的变化，不是氧化还原反应，B错误；C．反应Ca(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=CaSO4(s)+2H2O的离子方程式为：Ca2++SO2−4+2OH−+2H+CaSO4↓+2H2O，该离子反应不是反应③的逆反应，因此ΔH-ckJ/mol，C错误；D．根据盖斯定律可知④=①+②-③，所以d=a+b-c，D错误；答案选A.【点睛】反应热的计算还可以通过几个方程式的先乘以一定系数，再进行相加减得。2．已知下列几种含碳化合物间的转化及能量变化关系如图所示。下列说法正确的是（）A．C(s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH=+74.8kJ·mol−1B．1molC(s)完全燃烧可以释放779.7kJ能量C．CO的燃烧热：ΔH=-110.6kJ·mol−1D．CO(g)具有的能量大于CO2(g)【答案】C【解析】A．由图中可知反应：①C(s)+2H2(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-965.1kJ/mol②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ/mol，根据盖斯定律可知2C(s)+2H2(g)=CH4(g)由①-②，故ΔH=(-965.1kJ/mol)-(-890.3kJ/mol)=-74.8kJ·mol−1，A错误；B．由图中数据无法求出，1molC(s)完全燃烧可以释放779.7kJ能量，B错误；C．由图中可知反应：①C(s)+2H2(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-965.1kJ/mol，②C(s)+2H2(g)+2O2(g)=CO(g)+12O2(g)+2H2O(l)ΔH=-854.5kJ/mol，故①-②得：CO(g)+12O2(g)=CO2(g)ΔH=(-965.1kJ/mol)-(-854.5kJ/mol)=-110.6kJ·mol−1，故CO的燃烧热：ΔH=-110.6kJ·mol−1，C正确；D．根据CO(g)+12O2(g)=CO2(g)ΔH=-110.6kJ·mol−1可知该反应为放热反应，故1molCO(g)和0.5molO2具有的总能量大于1molCO2(g)具有的总能量，D错误；故答案为：C。【点睛】盖斯定律的计算反应热，计算时注意反应系数与ΔH成比例的改变。3．HBr被O2氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成：Ⅰ．HBr(g)+O2(g)=HOOBr(g)Ⅱ．HOOBr(g)+HBr(g)=2HOBr(g)Ⅲ．HOBr(g)+HBr(g)=H2O(g)+Br2(g)1molHBr(g)被氧化为Br2(g)放出12.67kJ热量，其能量与反应进程的关系如图所示：下列说法正确的是（）A．反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为放热反应B．Ⅰ的反应速率最慢C．HOOBr比HBr和O2稳定D．热化学方程式为：4HBr(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Br2(g)ΔH=-12.67kJ·mol−1【答案】B【解析】A选项，第一步反应是反应物总能量低于生成物的总能量，所为吸热反应，故A错误；B选项，第一步反应需要的活化能最大，即反应I的反应速率最慢，故B正确；C选项，HOOBr的总能量比HBr和O2的总能量高，能量越高，物质越不稳定，故C错误；D选项，根据题意，1molHBr(g)被氧化为Br2(g)放出12.67kJ热量，则热化学方程式为4HBr(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Br2(g)ΔH=-50.68kJ·mol−1，故D错误。【点睛】活化能越大，反应速率越慢；反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，反之则为放热反应。4．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示（图中E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能）。下列有关叙述不正确的是（）A．该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数B．ΔH=E1-E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热C．该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能D．500℃、101kPa下，将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ，其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-2akJ·mol−l【答案】D【解析】A．由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，则该反应的逆反应为吸热反应，且升高