高考化學一輪復習 第三板塊 專題六 化學反應能量與電化學 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，又屬于吸熱反應的是(　　) A．鋁片與稀鹽酸反應 B．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應 C．灼熱的炭與水蒸氣的反應 D．甲烷(CH4)在O2中的燃燒反應 解析：選C　鋁片與稀鹽酸之間的置換反應、甲烷(CH4)在O2中的燃燒反應既是氧化還原反應，又是放熱反應；灼熱的炭與水蒸氣發(fā)生的氧化還原反應是吸熱反應；Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl 之間發(fā)生的復分解反應是吸熱反應。 2.某反應由兩步反應ABC構成，它的反應能量曲線如圖所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有關敘述正確的是(　　) A．

2、兩步反應均為吸熱反應 B．三種化合物中C最穩(wěn)定 C．加入催化劑會改變反應的焓變 D．整個反應中ΔH＝E1－E4 解析：選B　A→B的反應為吸熱反應，B→C的反應為放熱反應，A錯誤；物質的能量越低，越穩(wěn)定，B正確；加入催化劑，只改變反應的活化能，不改變焓變，C錯誤；整個反應中ΔH＝(E1＋E3)－(E2＋E4)，D錯誤。 3．下列有關反應熱的說法正確的是(　　) A．在化學反應過程中，吸熱反應需不斷從外界獲得能量，放熱反應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，水應為液態(tài)；C項，H2SO4與Ba(OH)2反應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；單斜硫轉化為正交硫時放熱，說明相同物質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．該反應的ΔH＝＋91 kJ·mol－1 B．加入催化劑，該反應的ΔH變小 C．反應物的總能量高于生成物的總能量 D．如果該反應生成液態(tài)CH3OH，則ΔH增大 解析：選C　根據圖示，反應物的總能量高于生成物的總能量，反應放熱，A項錯誤，C項正確；加入催化劑只能降低反應所需要的活化能，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，能正確表示總反應過程中能量變化的是(　　)

7、 解析：選D　反應A＋B―→C　ΔH<0，反應放熱，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項中圖示符合反應能量變化。 7．能源短缺是全球面臨的問題，用CO2來生產燃料甲醇的反應原理為CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。已知某些化學鍵的鍵能數據如下表所示。 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②③④均為放熱反應，焓變ΔH均小于0；B項，反應②生成氣態(tài)水，反應④生成液態(tài)水，兩個反應生成等量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，則轉移的電子總數

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，整個過程中轉移的電子總數為1.6 mol 解析：選CD　A項，將(①＋②)/2得ΔH＝－867 kJ·mol－1，但對應的水為氣態(tài)水，而熱化學方程式中為液態(tài)水，錯誤；B項，未給定反應物的物質的量，不能計算轉移電子總數，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 根據蓋斯定律，②×2＋③×2－①得題中熱化學方程式，因此該反應的焓變ΔH＝(a－2b－2c)kJ·mol－1。 11．下列有關說法正確的是(　　) 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：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，反應為可逆反應，HI不能完全轉化為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應小于－642.3 kJ·mol－1；D項，醋酸為弱酸，醋酸和NaOH溶液的反應不但有中和反應，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，熱效應為ΔH1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應為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，故ΔH1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，為放熱反應，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，即ΔH3>0，根據蓋斯定律得到關系式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)化學反應中放出的熱能(焓變，ΔH)與反應物和生成物在反應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。 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變?yōu)槲覀兯枰臒崮堋Ｒ阎? 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量是________。根據以上三個熱化學方程式，計算C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)的反應熱ΔH為________。 解析：(1)該反應的ΔH＝舊鍵斷裂吸收的能量－新鍵形成放出的能量，設形成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)設混合氣體中CH4的物質的量為a，H2的物質的量為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的質量為0.5 mol×2 g·mol－1＝1.0 g。根據蓋斯定律由②＋③－①得C(s，石墨)＋2H2(g)===CH4(g)，該反應的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，其單質及化合物是人類生產生活的主要能源物質。請回答下列問題： (1)有機物M經過太陽光光照可轉化成N，轉化過程如下： 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 Cl2參與反應時釋放出145 kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：______________________________。 解析：(1)M轉化為N是吸熱反應，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 Cl2參與反應時釋放出290 kJ熱量，所以該反應的熱化學方程式為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要求回答問題： (1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，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反應的熱化學方程式：________________

23、________________________________。 (2)甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的兩種反應原理是： 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據： 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物結構如圖Ⅱ所示，則表中x＝____ kJ·mol－1(用含有a、b、c、d的代數式表示)。 解析：(1)觀察圖像，E1應為反應的活化能，加入催化劑反應的活化能降低，但是ΔH不變；1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO的反應熱ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1，因此該反應的熱化學方程式為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)反應熱＝反應物鍵能總和－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)