2021高考化学一轮复习 课后限时集训18 化学能与热能 新人教版

1课后限时集训18化学能与热能(建议用时：35分钟)1．(2019·海淀区模拟)过氧化氢分解反应过程中，能量变化如图所示。下列说法正确的是()A．催化剂可以改变H2O2分解反应的焓变B．MnO2或FeCl3可以催化H2O2分解反应C．催化剂不能改变反应路径D．H2O2分解是吸热反应[答案]B2．(2019·玉山一中月考)全球气候变暖给人类的生存和发展带来了严峻的挑战，在此背景下，“新能源”“低碳”“节能减排”“吃干榨尽”等概念愈来愈受到人们的重视。下列有关说法不正确的是()A．太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”B．“低碳”是指采用含碳量低的烃类作为燃料C．如图，甲烷经一氯甲烷生成低碳烯烃的途径体现了“节能减排”思想D．让煤变成合成气，把煤“吃干榨尽”，实现了煤的清洁、高效利用[答案]B3．(2019·开封一模)根据表中的信息判断下列说法错误的是()物质外观熔点燃烧热/(kJ·mol－1)金刚石无色，透明固体？395.42石墨灰黑，不透明固体？393.5A．由表中信息可得如图所示的图像B．由表中信息知C(石墨，s)===C(金刚石，s)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1C．由表中信息可推知相同条件下金刚石的熔点低于石墨的熔点D．表示石墨燃烧热的化学方程式为C(石墨，s)＋1/2O2(g)===CO(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1[答案]D4．(2019·池州模拟)下列关于热化学反应的描述中正确的是()A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则含40.0gNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出57.3kJ的热量B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0)kJ·mol－1C．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热D．在101kPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1B[A项，醋酸为弱酸，电离时要吸热，放出的热量应小于57.3kJ；C项，甲烷的燃烧热指的是CH4燃烧生成液态H2O；D项，反应中的ΔH应为－285.8×2kJ·mol－1。][教师用书独具](2019·辽宁五校联考)下列示意图表示正确的是()ABCD3A．A图表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝＋26.7kJ·mol－1反应的能量变化B．B图表示碳的燃烧热C．实验的环境温度为20℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测量混合液温度，结果如图C(已知：V1＋V2＝60mL)D．已知稳定性顺序：BAC，某反应由两步反应ABC构成，反应过程中的能量变化曲线如图D(E1、E3表示两反应的活化能)D[A图中反应物的总能量比生成物的总能量高，为放热反应，而题给反应为吸热反应，A项错误；C的燃烧热是指1molC完全燃烧生成CO2时的反应热，B项错误；H2SO4、NaOH溶液的物质的量浓度相等，当二者体积比为1∶2时，二者恰好完全反应，放出的热量最多，混合液温度最高，此时H2SO4溶液为20mL、NaOH溶液为40mL，C项错误；稳定性：BAC，根据物质的能量越低越稳定，知物质的总能量：BAC，故分步反应：AB为吸热反应，BC为放热反应，总反应AC为放热反应，D项正确。]5．化学反应的ΔH等于反应物的总键能与生成物的总键能之差。化学键Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C键能/(kJ·mol－1)460360436431176347工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)=====高温Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH为()A．＋412kJ·mol－1B．－412kJ·mol－1C．＋236kJ·mol－1D．－236kJ·mol－1C[Si是原子晶体，1个Si原子与周围的4个Si形成4个Si—Si，所以1molSi的共价键有2mol，即1molSi中含有2molSi—Si。由反应的化学方程式可知，该反应的ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－2E(Si—Si)－4E(H—Cl)＝(4×360＋2×436－2×176－4×431)kJ·mol－1＝＋236kJ·mol－1。]6．已知：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－394kJ·mol－1②H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH2＝－242kJ·mol－1③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)ΔH3＝－2510kJ·mol－1④2C(s)＋H2(g)===C2H2(g)ΔH4下列说法正确的是()4A．反应①放出197kJ的热量，转移4mol电子B．由反应②可知1mol气态水分解所放出的热量为242kJC．反应③表示C2H2标准燃烧热的热化学方程式D．ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2－12ΔH3D[1molC参与反应①，放出的热量为394kJ，转移电子为4mol，故放出197kJ热量时，转移2mol电子，A项错误；气态水分解需要吸收热量，B项错误；表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数必须为1，且生成物应为稳定的化合物，H2O的稳定状态应是液态，而不是气态，C项错误。]7．(2019·试题调研)已知：①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1；②C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2；③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH3；④2CO2(g)＋4H2(g)===CH3COOH(l)＋2H2O(l)ΔH4；⑤2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)ΔH5。下列关于上述反应的焓变的判断正确的是()A．ΔH10，ΔH20B．ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1C．ΔH30，ΔH50D．ΔH4＝ΔH1－2ΔH3B[根据题给热化学方程式知，反应①、反应②和反应③都是放热反应，故ΔH10，ΔH20，ΔH30，A、C项错误；由②×2＋③－①得反应⑤，故ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1，B项正确；由③×2－①可得反应④，则ΔH4＝2ΔH3－ΔH1，D项错误。]8．过渡态理论认为：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图1是1molNO2与1molCO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图。图1图2(1)试写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________，该反应的活化能是________kJ·mol－1。5(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________________，该反应的活化能为________kJ·mol－1。(3)图2是某同学模仿图1画出的NO(g)＋CO2(g)===NO2(g)＋CO(g)的能量变化示意图。则图中E3＝________kJ·mol－1，E4＝________kJ·mol－1。[解析](1)图中E1是正反应的活化能，即该反应的活化能为134kJ·mol－1。正反应的活化能和逆反应的活化能之间的能量差即为反应热。(2)可逆反应逆反应的反应热应该与正反应的反应热的数值相等，但符号相反。(3)E3即该反应的活化能，等于E2，E4是反应物与生成物的能量之差，即反应热。[答案](1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1134(2)NO(g)＋CO2(g)===NO2(g)＋CO(g)ΔH＝＋234kJ·mol－1368(3)3682349．(1)(2016·全国卷Ⅱ，节选)①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)ΔH1②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)ΔH2③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝－1048.9kJ·mol－1上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝________。(2)(2016·全国卷Ⅲ，节选)已知下列反应：SO2(g)＋2OH－(aq)===SO2－3(aq)＋H2O(l)ΔH1ClO－(aq)＋SO2－3(aq)===SO2－4(aq)＋Cl－(aq)ΔH2CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO2－4(aq)ΔH3则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________________________________________________________。[解析](1)根据盖斯定律得④＝2×③－2×②－①，即ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。(2)将题给三个热化学方程式分别标号为①②③，根据盖斯定律，由①＋②－③得目标反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。[答案](1)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1(2)ΔH1＋ΔH2－ΔH310．(2019·试题调研)单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示。下列说法正确的是()6A．S(单斜，s)===S(正交，s)ΔH＝＋0.33kJ·mol－1B．正交硫燃烧的热化学方程式：S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.83kJ·mol－1C．相同物质的量的气态正交硫燃烧放出的能量低于固态正交硫燃烧放出的能量D．①表示断裂1molO2中的共价键所吸收的能量比形成1molSO2中的共价键所放出的能量少297.16kJB[A项，观察图像，固态单斜硫完全燃烧放出的热量与固态正交硫完全燃烧放出的热量的差值即为固态单斜硫转化为固态正交硫时放出的热量：ΔH＝－297.16kJ·mol－1－(－296.83kJ·mol－1)＝－0.33kJ·mol－1，错误；C项，气态正交硫所具有的能量高于固态正交硫所具有的能量，所以相同物质的量的气态正交硫燃烧放出的能量高于固态正交硫燃烧放出的能量，错误；D项，①表示断裂1molS(单斜，s)和1molO2(g)中的共价键所吸收的能量，比形成1molSO2(g)中的共价键所放出的能量少297.16kJ，错误。]11．(新题)我国科学家研究出在S­In催化剂上实现高选择性、高活性电催化还原CO2制甲酸。图1表示不同催化剂及活性位上生成H*的能量变化，图2表示反应历程，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是()图1图2A．S­In/S表面更容易生成H*B．S2－与K＋(H2O)n粒子间的静电作用促进了H2O的活化C．CO2经两步转化生成HCOO－D．H*＋OH－―→12H2＋*＋OH－相对能量变化越小，越有利于抑制H*复合成H2C[根据图1，S­In/S表面生成H*的活化能最低，因此更容易生成H*，A项正确；根据图2，可知S2－与K＋(H2O)n粒子间的静电作用促进了H2O的活化，B项正确；根据图2，CO2生成HCOO－的步骤为：CO2→CO*2→HCOO*→HCOO－，经过三步转化，C项错误；H*＋OH－―→12H27＋*＋OH－为放热过程，其相对能量变化越小，放出热量越少，越不易使反应物分子活化，因此越有利于抑制H*复合成H2，D项正确。][教师用书独具](2019·山西名校联考)(1)在化工生产过程中，少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催