高考化學一輪復(fù)習 第三板塊 專題六 化學反應(yīng)能量與電化學 跟蹤檢測（十七）化學能與熱能-人教版高三化學試題

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1、跟蹤檢測（十七） 化學能與熱能 1．下列既屬于氧化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是(　　) A．鋁片與稀鹽酸反應(yīng) B．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng) C．灼熱的炭與水蒸氣的反應(yīng) D．甲烷(CH4)在O2中的燃燒反應(yīng) 解析：選C　鋁片與稀鹽酸之間的置換反應(yīng)、甲烷(CH4)在O2中的燃燒反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng)，又是放熱反應(yīng)；灼熱的炭與水蒸氣發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl 之間發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。 2.某反應(yīng)由兩步反應(yīng)ABC構(gòu)成，它的反應(yīng)能量曲線如圖所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．

2、兩步反應(yīng)均為吸熱反應(yīng) B．三種化合物中C最穩(wěn)定 C．加入催化劑會改變反應(yīng)的焓變 D．整個反應(yīng)中ΔH＝E1－E4 解析：選B　A→B的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，B→C的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤；物質(zhì)的能量越低，越穩(wěn)定，B正確；加入催化劑，只改變反應(yīng)的活化能，不改變焓變，C錯誤；整個反應(yīng)中ΔH＝(E1＋E3)－(E2＋E4)，D錯誤。 3．下列有關(guān)反應(yīng)熱的說法正確的是(　　) A．在化學反應(yīng)過程中，吸熱反應(yīng)需不斷從外界獲得能量，放熱反應(yīng)不需從外界獲得能量 B．甲烷的燃燒熱ΔH＝－890 kJ·mol－1，則甲烷燃燒的熱化學方程式為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH

3、＝－890 kJ·mol－1 C．已知常溫常壓下：HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，則有：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6 kJ·mol－1 D．由圖可知：N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)ΔH＝－139 kJ·mol－1 解析：選D　A項，有的放熱反應(yīng)需要從外界獲得一定的能量來引發(fā)；B項，甲烷燃燒的熱化學方程式中，水應(yīng)為液態(tài)；C項，H2SO4與Ba(OH)2反應(yīng)生成沉淀也釋放出熱量，ΔH小于－114.6 kJ·mol－1。

4、4．單斜硫和正交硫轉(zhuǎn)化為二氧化硫的能量變化如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．S(s，單斜)===S(s，正交)　ΔH＝＋0.33 kJ·mol－1 B．相同物質(zhì)的量的正交硫比單斜硫所含有的能量高 C．正交硫比單斜硫穩(wěn)定 D．①表示斷裂1 mol O2中的共價鍵所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共價鍵所放出的能量少297.16 kJ 解析：選C　根據(jù)題圖，可得：①S(s，單斜)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1、②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，由①－②，可得：S

5、(s，單斜)===S(s，正交)　ΔH＝－297.16 kJ·mol－1－(－296.83 kJ·mol－1)＝－0.33 kJ·mol－1，A項錯誤；單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫時放熱，說明相同物質(zhì)的量的單斜硫比正交硫所含有的能量高，B項錯誤；正交硫的能量較低，故正交硫比單斜硫穩(wěn)定，C項正確；①表示斷裂1 mol單斜硫和1 mol O2中的共價鍵所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共價鍵所放出的能量少297.16 kJ，D項錯誤。 5．利用含碳化合物合成燃料是解決能源危機的重要方法，已知CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)反應(yīng)過程中的能量變化情況如圖所示，曲線Ⅰ和曲線Ⅱ分別表示不使用催化

6、劑和使用催化劑的兩種情況。下列判斷正確的是(　　) A．該反應(yīng)的ΔH＝＋91 kJ·mol－1 B．加入催化劑，該反應(yīng)的ΔH變小 C．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 D．如果該反應(yīng)生成液態(tài)CH3OH，則ΔH增大 解析：選C　根據(jù)圖示，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，A項錯誤，C項正確；加入催化劑只能降低反應(yīng)所需要的活化能，而對ΔH無影響，B項錯誤；生成液態(tài)CH3OH時，釋放出的能量更多，ΔH更小，D項錯誤。 6．反應(yīng)A＋B―→C(ΔH<0)分兩步進行：①A＋B―→X(ΔH>0)，②X―→C(ΔH<0)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是(　　)

7、 解析：選D　反應(yīng)A＋B―→C　ΔH<0，反應(yīng)放熱，A＋B的能量高于C的能量，排除A、B項；A＋B―→X　ΔH>0，反應(yīng)吸熱，A＋B的能量低于X的能量，排除C；D項中圖示符合反應(yīng)能量變化。 7．能源短缺是全球面臨的問題，用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇的反應(yīng)原理為CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。已知某些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示。 化學鍵 C—H H—H C—O C===O H—O 鍵能/(kJ·mol－1) 413.4 436.0 351.0 745.0 462.8 則該反應(yīng)的ΔH為(　　) A．－46.2 kJ·mol－1　　　　　 B．＋

8、46.2 kJ·mol－1 C．－181.6 kJ·mol－1 D．＋181.6 kJ·mol－1 解析：選C　ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能＝2×745.0 kJ·mol－1＋3×436.0 kJ·mol－1－3×413.4 kJ·mol－1－351.0 kJ·mol－1－462.8 kJ·mol－1－2×462.8 kJ·mol－1＝－181.6 kJ·mol－1。 8．已知下列反應(yīng)的熱化學方程式： ①6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l)ΔH1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　 ΔH2 ③C(s)＋O2(

9、g)===CO2(g)　 ΔH3 ④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　 ΔH4 ⑤4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)　ΔH5 下列判斷正確的是(　　) A．反應(yīng)②③④的焓變ΔH均大于0 B．ΔH2＜2ΔH4 C．ΔH5＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1 D．ΔH5＝2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3 解析：選C　A項，反應(yīng)②③④均為放熱反應(yīng)，焓變ΔH均小于0；B項，反應(yīng)②生成氣態(tài)水，反應(yīng)④生成液態(tài)水，兩個反應(yīng)生成等量H2O時，生成液態(tài)水釋放出更多熱量，釋放熱量越多，ΔH越小，故有ΔH2＞2ΔH4；根據(jù)蓋斯定律得⑤＝

10、12×③＋5×②－2×①，故ΔH5＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1。 9．一定條件下用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知： ① CH4 (g)＋4NO2(g)===4NO(g) ＋CO2(g)＋2H2O(g )ΔH＝－574 kJ·mol－1 ② CH4 (g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1 160 kJ·mol－1 下列描述正確的是(　　) A．CH4 (g)＋2NO2 (g)=== N2(g)＋CO2 (g)＋2H2O (l)ΔH＝－867 kJ·mol－1 B．CH4催化還原NOx為N2的過程中，若x＝1.6，則轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)

11、為3.2 mol C．若0.2 mol CH4還原NO2至N2，在上述條件下放出的熱量為173.4 kJ D．若用標準狀況下4.48 L CH4 還原NO2至N2，整個過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為1.6 mol 解析：選CD　A項，將(①＋②)/2得ΔH＝－867 kJ·mol－1，但對應(yīng)的水為氣態(tài)水，而熱化學方程式中為液態(tài)水，錯誤；B項，未給定反應(yīng)物的物質(zhì)的量，不能計算轉(zhuǎn)移電子總數(shù)，錯誤；C項，0.2×867 kJ＝173.4 kJ，正確；D項，CH4中的C從－4價，升至CO2中的C為＋4價，變化8,0.2×8＝1.6 mol，正確。 10．已知乙醇、石墨和氫氣的燃燒熱分別為a、b、c(

12、均為正值，單位均為kJ·mol－1)。則反應(yīng)2C(s，石墨)＋2H2(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)的焓變?yōu)?　　) A．(a－2b－2c)kJ·mol－1 B．(2b＋2c－a)kJ·mol－1 C．(b＋c－a)kJ·mol－1 D．(a－2b－c)kJ·mol－1 解析：選A　由燃燒熱可分別寫出相應(yīng)的熱化學方程式： ①C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol－1 ②C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－b kJ·mol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－c kJ·

13、mol－1 根據(jù)蓋斯定律，②×2＋③×2－①得題中熱化學方程式，因此該反應(yīng)的焓變ΔH＝(a－2b－2c)kJ·mol－1。 11．下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．已知：HI(g)H2(g)＋I2(s)　ΔH＝－26.5 kJ·mol－1，由此可知1 mol HI氣體在密閉容器中充分分解后可以放出26.5 kJ的熱量 B．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，則氫氣的燃燒熱ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 C．肼(N2H4)是一種用于火箭或燃料電池的原料，已知 2H2O(g)＋O2(g)===2H2O2(l) ΔH＝＋1

14、08.3 kJ·mol－1　 ① N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.0 kJ·mol－1　 ② 則有反應(yīng)：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－642.3 kJ·mol－1 D．含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量，則稀醋酸和稀NaOH溶液反應(yīng)的熱化學方程式為NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.4 kJ·mol－1 解析：選B　A項，反應(yīng)為可逆反應(yīng)，HI不能完全轉(zhuǎn)化為H2和I2，放出的熱量小于26.5 kJ

15、；C項，②－①得：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－642.3 kJ·mol－1，當H2O為液態(tài)時，ΔH應(yīng)小于－642.3 kJ·mol－1；D項，醋酸為弱酸，醋酸和NaOH溶液的反應(yīng)不但有中和反應(yīng)，還有醋酸的電離過程，而電離過程是吸熱的，故醋酸和NaOH溶液反應(yīng)的ΔH大于－57.4 kJ·mol－1。 12．室溫下，將1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為ΔH2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為：CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋

16、5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3。則下列判斷正確的是(　　) A．ΔH2>ΔH3 B．ΔH1<ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3 解析：選B　1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，為吸熱反應(yīng)，故ΔH1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，為放熱反應(yīng)，故 ΔH2<0,1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分為兩個過程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水， CuSO4·5H2O的分解為吸熱反應(yīng)，即ΔH3>0，根據(jù)蓋斯定律得到關(guān)系式ΔH1＝ΔH2＋Δ

17、H3，分析得到答案：ΔH1<ΔH3。 13．到目前為止，由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑螂娔苋匀皇侨祟愂褂媚茉吹闹饕问健? (1)化學反應(yīng)中放出的熱能(焓變，ΔH)與反應(yīng)物和生成物在反應(yīng)過程中斷鍵和形成新鍵過程中吸收和放出能量的大小有關(guān)。 已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－185 kJ·mol－1，斷裂1 mol H—H鍵吸收的能量為436 kJ，斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收的能量為247 kJ，則形成1 mol H—Cl鍵放出的能量為________。 (2)燃料燃燒將其所含的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兯枰臒崮?。已知? ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2

18、H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 ②C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 標準狀況下22.4 L氫氣和甲烷的混合氣體在足量的氧氣中充分燃燒放出588.05 kJ的熱量，原混合氣體中氫氣的質(zhì)量是________。根據(jù)以上三個熱化學方程式，計算C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)的反應(yīng)熱ΔH為________。 解析：(1)該反應(yīng)的ΔH＝舊鍵斷裂吸收的能量－新鍵形成放出的能量，設(shè)形成1 mol H—Cl鍵放出的能量為x，則每發(fā)生這樣

19、的反應(yīng)1 mol，ΔH＝436 kJ·mol－1＋247 kJ·mol－1－2x＝－185 kJ·mol－1，解得x＝434 kJ·mol－1，所以每形成1 mol H—Cl鍵放出434 kJ的能量。 (2)設(shè)混合氣體中CH4的物質(zhì)的量為a，H2的物質(zhì)的量為b，a＋b＝1 mol,890.3 kJ·mol－1×a＋571.6 kJ·mol－1×＝588.05 kJ，解得a＝0.5 mol，b＝0.5 mol，所以H2的質(zhì)量為0.5 mol×2 g·mol－1＝1.0 g。根據(jù)蓋斯定律由②＋③－①得C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)，該反應(yīng)的ΔH＝－571.6 kJ·mol－1－3

20、93.5 kJ·mol－1＋890.3 kJ·mol－1＝－74.8 kJ·mol－1。 答案：(1) 434 kJ　(2) 1.0 g　－74.8 kJ·mol－1 14．碳是形成化合物種類最多的元素，其單質(zhì)及化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。請回答下列問題： (1)有機物M經(jīng)過太陽光光照可轉(zhuǎn)化成N，轉(zhuǎn)化過程如下： ΔH＝＋88.6 kJ·mol－1。則M、N相比，較穩(wěn)定的是_____。 (2)已知CH3OH(l)的燃燒熱ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，則a________726

21、.5(填“>”“<”或“＝”)。 (3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層，生成HCl和CO2，當有1 mol Cl2參與反應(yīng)時釋放出145 kJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學方程式：______________________________。 解析：(1)M轉(zhuǎn)化為N是吸熱反應(yīng)，所以N的能量高，不穩(wěn)定。 (2)甲醇燃燒生成CO2(g)和H2(g)屬于不完全燃燒，放出的熱量少，故a<726.5。 (3)反應(yīng)的化學方程式為2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)，當有2 mol Cl2參與反應(yīng)時釋放出290 kJ熱量，所以該反應(yīng)的熱化學方程式為2Cl2(g)

22、＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ·mol－1。 答案：(1)M　(2)< (3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)ΔH＝－290 kJ·mol－1 15．參考下列圖表和有關(guān)要求回答問題： (1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，若在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1的變化是________(填“增大”“減小”或“不變”，下同)，ΔH的變化是________。請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學方程式：________________

23、________________________________。 (2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是： ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1 ②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1 又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1 則甲醇燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式：___________________________。 (3)下表是部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)： 化學鍵 P—P P—O O===O

24、 P===O 鍵能/(kJ·mol－1) a b c x 已知1 mol白磷(P4)完全燃燒放熱為d kJ，白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如圖Ⅱ所示，則表中x＝____ kJ·mol－1(用含有a、b、c、d的代數(shù)式表示)。 解析：(1)觀察圖像，E1應(yīng)為反應(yīng)的活化能，加入催化劑反應(yīng)的活化能降低，但是ΔH不變；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO的反應(yīng)熱ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1，因此該反應(yīng)的熱化學方程式為NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ

25、·mol－1。 (2)利用蓋斯定律，由②×3－①×2＋③×2得CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝3×(－192.9 kJ·mol－1)－2×49.0 kJ·mol－1＋2×(－44 kJ·mol－1)＝－764.7 kJ·mol－1。 (3)反應(yīng)熱＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和，即6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，可得x＝。 答案：(1)減小　不變 NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234 kJ·mol－1 (2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 kJ·mol－1 (3)