2014屆高三化學(xué)一輪 練出高分 6.1化學(xué)能與熱能 新人教版

2014屆高三化學(xué)一輪 練出高分 6.1化學(xué)能與熱能 新人教版 1．下列有關(guān)焓變與反應(yīng)熱的說(shuō)法，正確的是 (　　) A．反應(yīng)熱和焓變的單位都是kJ B．如果反應(yīng)是在恒溫恒壓條件下進(jìn)行的，此時(shí)的反應(yīng)熱與焓變相等 C．如果反應(yīng)是在恒溫恒容條件下進(jìn)行的，此時(shí)的反應(yīng)熱與焓變相等 D．任何化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱均可通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定 答案　B 解析　反應(yīng)熱和焓變的單位都是kJ·mol－1，A錯(cuò)誤；恒溫恒壓時(shí)的反應(yīng)熱與焓變相等，B正確，C錯(cuò)誤；有些反應(yīng)的反應(yīng)熱不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定，如C不完全燃燒生成CO，故D錯(cuò)誤。 2．對(duì)熱化學(xué)方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1最準(zhǔn)確的理解是 (　　) A．碳和水反應(yīng)吸收131.3 kJ熱量 B．1 mol碳和1 mol水反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，同時(shí)放出131.3 kJ熱量 C．1 mol碳和1 mol水蒸氣反應(yīng)生成1 mol CO和1 mol H2，同時(shí)吸收131.3 kJ熱量 D．1個(gè)固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應(yīng)吸熱131.1 kJ 答案　C 解析　熱化學(xué)方程式的系數(shù)表示物質(zhì)的量，故A、D錯(cuò)誤；B的說(shuō)法不準(zhǔn)確，未強(qiáng)調(diào)“水蒸氣”，且應(yīng)為吸收熱量。 3．已知下列各反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，同溫同壓下，下列各熱化學(xué)方程式中的ΔH最小的是 (　　) A．2A(l)＋B(l)===2C(g)　ΔH1 B．2A(g)＋B(g)===2C(g)　ΔH2 C．2A(g)＋B(g)===2C(l)　ΔH3 D．2A(l)＋B(l)===2C(l)　ΔH4 答案　C 解析　等物質(zhì)的量的反應(yīng)物，氣態(tài)時(shí)所具有的能量高于液態(tài)時(shí)所具有的能量。根據(jù)ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量，可知選項(xiàng)C的ΔH數(shù)值最小。 4．已知熱化學(xué)方程式(Q1、Q2均為正值)： C(s)＋O2(g) ===CO(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1， C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1，有關(guān)上述反應(yīng)的敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．Q1<Q2 B．生成物總能量均高于反應(yīng)物總能量 C．由1 mol C反應(yīng)生成1 mol CO氣體時(shí)放出Q1 kJ熱量 D．1 mol CO2氣體具有的能量大于1 mol干冰具有的能量 答案　B 解析　1 mol碳完全燃燒生成CO2放出的熱量大于1 mol碳不完全燃燒生成CO放出的熱量，Q1、Q2均為正值，故Q2>Q1，A項(xiàng)正確；兩反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，故生成物總能量均低于反應(yīng)物總能量，B項(xiàng)錯(cuò)誤；生成1 mol CO氣體時(shí)放出Q1 kJ熱量，C項(xiàng)正確；等物質(zhì)的量的同種物質(zhì)，氣態(tài)時(shí)所具有的能量高于固態(tài)時(shí)所具有的能量，D項(xiàng)正確。 5．下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．已知a g乙烯氣體充分燃燒時(shí)生成1 mol CO2和液態(tài)水，放出b kJ的熱量，則表示乙烯燃燒熱的熱化學(xué)方程式為2C2H4(g)＋6O2(g)===4CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－4b kJ·mol－1 B．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ·mol－1，則1 mol氫氣與1 mol氟氣反應(yīng)生成2 mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于270 kJ C．500 ℃、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1 D．已知：①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1，②C(s，金剛石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－395.0 kJ·mol－1，則C(s，金剛石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.5 kJ·mol－1 答案　D 解析　表示乙烯燃燒熱的熱化學(xué)方程式中C2H4(g)的化學(xué)計(jì)量數(shù)應(yīng)為1，A錯(cuò)；氣體變?yōu)橐后w時(shí)要放出熱量，所以1 mol氫氣與1 mol氟氣反應(yīng)生成2 mol液態(tài)氟化氫放出的熱量大于270 kJ，B錯(cuò)；此反應(yīng)為可逆反應(yīng)，投入0.5 mol的氮?dú)?，最終參加反應(yīng)的氮?dú)庖欢ㄐ∮?.5 mol，因此熱化學(xué)方程式中ΔH應(yīng)小于－38.6 kJ·mol－1，選項(xiàng)C不正確；D中由②－①可知正確。 6．已知： ①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH1＝＋180 kJ·mol－1 ②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH2＝－92.4 kJ·mol－1 ③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1 下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．反應(yīng)②中的能量變化如圖所示，則ΔH2＝E1－E3 B．H2的燃燒熱為241.8 kJ·mol－1 C．由反應(yīng)②知在溫度一定的條件下，在一恒容密閉容器中通入1 mol N2和3 mol H2，反應(yīng)后放出的熱量為Q1 kJ，若通入2 mol N2和6 mol H2反應(yīng)后放出的熱量為Q2 kJ，則184.8>Q2>2Q1 D．氨的催化氧化反應(yīng)為4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　 ΔH＝＋906 kJ·mol－1 答案　C 7．氧氣(O2)和臭氧(O3)是氧元素的兩種同素異形體，已知熱化學(xué)方程式： 4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH1 ① 4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)　ΔH2 ② 3O2(g)===2O3(g)　ΔH3 ③ 則 (　　) A．ΔH1－ΔH2＝ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3 C．ΔH2－ΔH1＝ΔH3 D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0 答案　A 解析　根據(jù)蓋斯定律可知，①－②＝③，所以ΔH1－ΔH2＝ΔH3。 8．已知：常溫下，0.01 mol·L－1 MOH溶液的pH為10，MOH(aq)與H2SO4(aq)反應(yīng)生成1 mol正鹽的ΔH＝－24.2 kJ·mol－1，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液的中和熱為ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。則MOH在水溶液中電離的ΔH為 (　　) A．－69.4 kJ·mol－1 B．－45.2 kJ·mol－1 C．＋69.4 kJ·mol－1 D．＋45.2 kJ·mol－1 答案　D 解析　依題意，MOH是弱堿：MOH(aq)＋H＋(aq)===M＋(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－12.1 kJ·mol－1①，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1②，根據(jù)蓋斯定律，由①－②得：MOH(aq)M＋(aq)＋OH－(aq)　ΔH＝(－12.1＋57.3) kJ·mol－1＝＋45.2 kJ·mol－1。 9．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) ΔH1＝＋49.0 kJ·mol－1 ②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH2＝－192.9 kJ·mol－1 根據(jù)上述反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．反應(yīng)①中的能量變化如圖所示 B．CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過(guò)程一定要吸收能量 C．1 mol CH3OH充分燃燒放出的熱量為192.9 kJ D．可推知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.8 kJ·mol－1 答案　D 解析　A項(xiàng)，反應(yīng)①為吸熱反應(yīng)，圖示能量變化關(guān)系錯(cuò)誤；B項(xiàng)，從題中反應(yīng)①②來(lái)看，CH3OH轉(zhuǎn)變成H2可能吸熱，也可能放熱；反應(yīng)②中生成物H2可以繼續(xù)燃燒，即1 mol CH3OH充分燃燒放出的熱量要大于192.9 kJ；根據(jù)蓋斯定律可判斷D項(xiàng)正確。 10．碳是形成化合物種類(lèi)最多的元素，其單質(zhì)及化合物是人類(lèi)生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)有機(jī)物M經(jīng)過(guò)太陽(yáng)光光照可轉(zhuǎn)化成N，轉(zhuǎn)化過(guò)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)的燃燒熱為238.6 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，則a______238.6(填“>”、“<”或“＝”)。 (3)使Cl2和H2O(g)通過(guò)灼熱的炭層，生成HCl和CO2，當(dāng)有1 mol Cl2參與反應(yīng)時(shí)釋放出145 kJ熱量，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：______________________________。 (4)火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒，所得物質(zhì)可作耐高溫材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)　ΔH＝－1 176 kJ·mol－1，則反應(yīng)過(guò)程中，每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為_(kāi)___________。 答案　(1)M　(2)< (3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ·mol－1 (4)98 kJ 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<238.6。 (4)所給反應(yīng)中轉(zhuǎn)移12個(gè)電子，故每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為1 176 kJ÷12＝98 kJ。 11．過(guò)渡態(tài)理論認(rèn)為：化學(xué)反應(yīng)并不是通過(guò)簡(jiǎn)單的碰撞就能完成的，而是從反應(yīng)物到生成物的過(guò)程中經(jīng)過(guò)一個(gè)高能量的過(guò)渡態(tài)。如圖1是1 mol NO2與1 mol CO恰好反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中的能量變化示意圖。 (1)試寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_______________________________ ______________________________________________________________________。 該反應(yīng)的活化能是________kJ·mol－1。 (2)在密閉容器中進(jìn)行的上述反應(yīng)是可逆反應(yīng)，則其逆反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________， 該反應(yīng)的活化能為_(kāi)_______kJ·mol－1。 (3)圖2是某學(xué)生模仿圖1畫(huà)出的NO(g)＋CO2(g)===NO2(g)＋CO(g)的能量變化示意圖。則圖中E3＝________kJ·mol－1，E4＝________kJ·mol－1。 答案　(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1　134 (2)NO(g)＋CO2(g)===NO2(g)＋CO(g) ΔH＝＋234 kJ·mol－1　368 (3)368　234 解析　(1)圖中E1是活化能，即該反應(yīng)的活化能為134 kJ·mol－1。生成物和反應(yīng)物之間的能量差即為反應(yīng)熱。 (2)可逆反應(yīng)的逆反應(yīng)的反應(yīng)熱應(yīng)該與正反應(yīng)的數(shù)值相等，但符號(hào)相反。 (3)E3即為逆反應(yīng)的活化能，E4是反應(yīng)物與生成物的能量之差。 12．?dāng)嚅_(kāi)1 mol AB(g)分子中的化學(xué)鍵使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量稱(chēng)為A—B鍵的鍵能。下表列出了一些化學(xué)鍵的鍵能E： 化學(xué)鍵 H—H Cl—Cl O===O C—Cl C—H O—H H—Cl E/kJ·mol－1 436 247 x 330 413 463 431 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)如圖表示某反應(yīng)的能量變化關(guān)系，則此反應(yīng)為 __________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，其中ΔH＝ ______________(用含有a、b的關(guān)系式表示)。 (2)若圖示中表示反應(yīng)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　 ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，則b＝________kJ·mol－1，x＝__________。 (3)歷史上曾用“地康法”制氯氣，這一方法是用CuCl2作催化劑，在450 ℃利用空氣中的氧氣跟氯化氫反應(yīng)制氯氣。反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________。 若忽略溫度和壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)熱的影響，根據(jù)上題中的有關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算當(dāng)反應(yīng)中有1 mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)，反應(yīng)的能量變化為_(kāi)_____________。 答案　(1)放熱　(a－b) kJ·mol－1　(2)926　496.4　(3)O2＋4HCl2Cl2＋2H2O　放出能量31.4 kJ 解析　(1)反應(yīng)物的能量高于生成物，因此是放熱反應(yīng)。反應(yīng)熱為反應(yīng)物與生成物的能量之差，即ΔH＝(a－b)kJ·mol－1。 (2)b表示H、O原子結(jié)合為氣態(tài)水時(shí)的能量變化，其數(shù)值為463×2＝926；436＋x－926＝－241.8，則x＝496.4。 (3)根據(jù)題意易寫(xiě)出方程式。反應(yīng)的ΔH＝(496.4＋431×4－247×2－463×4) kJ·mol－1＝－125.6 kJ·mol－1，則轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí)反應(yīng)放出的能量為31.4 kJ。 13．(1)已知單質(zhì)硫在通常條件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸氣狀態(tài)時(shí)，含有S2、S4、S6及S8等多種同素異形體，其中S4、S6和S8具有相似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： ①在一定溫度下，測(cè)得硫蒸氣的平均摩爾質(zhì)量為80 g·mol－1，則該蒸氣中S2分子的體積分?jǐn)?shù)不小于__________。 ②若已知硫氧鍵的鍵能為d kJ·mol－1，氧氧鍵的鍵能為e kJ·mol－1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，則S8分子硫硫鍵的鍵能為_(kāi)___________。 (2)下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)： 化學(xué)鍵 P—P P—O O===O P===O 鍵能(kJ·mol－1) 198 360 498 X ①已知白磷的燃燒熱為2 982 kJ·mol－1，白磷(P4)、P4O6、P4O10結(jié)構(gòu)如下圖所示， 則上表中X＝________； ②0.5 mol白磷(P4)與O2完全反應(yīng)生成固態(tài)P4O6，放出的熱量為_(kāi)_______kJ。 答案　(1)①75%　②(2d－a－e) kJ·mol－1 (2)①585?、?19 解析　(1)①本題用極值法討論，因?yàn)椋?0 g·mol－1，所以當(dāng)混合氣體中只含有S2和S4時(shí)，S2的體積分?jǐn)?shù)最小，設(shè)S2的體積分?jǐn)?shù)為x，則 ＝80 g·mol－1 x＝，即75%。 ②設(shè)硫硫鍵的鍵能為x kJ·mol－1，則： －a kJ·mol－1＝×8·x kJ·mol－1＋e kJ·mol－1－2d kJ·mol－1，x＝(2d－a－e)kJ·mol－1。 (2)①由題意可知P4＋5O2===P4O10，ΔH＝－2 982 kJ·mol－1。根據(jù)圖示知，1 mol P4含有6 mol P—P鍵，1 mol P4O10含12 mol P—O鍵，4 mol P===O鍵，根據(jù)鍵能與反應(yīng)熱關(guān)系，反應(yīng)熱等于反應(yīng)物總鍵能與產(chǎn)物總鍵能之差，斷裂1 mol共價(jià)鍵吸收的能量與生成1 mol該共價(jià)鍵放出的能量數(shù)值相等。有198 kJ·mol－1×6＋498 kJ·mol－1×5－360 kJ·mol－1×12－4X＝－2 982 kJ·mol－1，X＝585 kJ·mol－1。 ②P4＋3O2===P4O6,1 mol P4O6含有12 mol P—O鍵，反應(yīng)熱為ΔH＝198 kJ·mol－1×6＋498 kJ·mol－1×3－360 kJ·mol－1×12＝－1 638 kJ·mol－1,0.5 mol白磷(P4) 與O2完全反應(yīng)生成固態(tài)P4O6放出的熱量為1 638 kJ·mol－1×0.5 mol＝819 kJ。