高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)（十六）化學(xué)能與熱能（含解析）-人教版高三化學(xué)試題

跟蹤檢測(cè)（十六）化學(xué)能與熱能1.(2019·榆樹模擬)隨著科技進(jìn)步，新能源汽車越來越普遍。下列能源組合中，均屬于新能源的一組是()①天然氣②煤③沼氣能④石油⑤太陽能⑥生物質(zhì)能⑦風(fēng)能⑧氫能A．①②③④ B．①⑤⑥⑦⑧C．③④⑤⑥⑦⑧ D．③⑤⑥⑦⑧解析：選D天然氣、煤、石油都是化石能源，不是新能源，常見的新能源有：沼氣能、太陽能、核能、地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能等，所以D符合。2.某反應(yīng)使用催化劑后，其反應(yīng)過程中能量變化如圖。下列說法錯(cuò)誤的是()A．總反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．使用催化劑后，活化能不變C．反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2解析：選B由題圖可知：反應(yīng)①是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)②是放熱反應(yīng)，總反應(yīng)是放熱反應(yīng)，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A、C、D項(xiàng)正確；使用催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能，B項(xiàng)錯(cuò)誤。3．已知：①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1＝－241.8kJ·mol－1②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH2＝－285.8kJ·mol－1氣態(tài)分子中的化學(xué)鍵斷開1mol化學(xué)鍵所需的能量/kJO—H465O=O498下列說法不正確的是()A．氫氣的燃燒熱ΔH＝－241.8kJ·mol－1B．?dāng)嚅_1molH—H鍵需要吸收439.2kJ的能量C．相同條件下，1molH2O(g)比1molH2O(l)能量高D．18gH2O(l)完全分解生成氫氣和氧氣，需要吸收285.8kJ的能量解析：選A根據(jù)燃燒熱的定義可知，反應(yīng)②放出的熱量為氫氣的燃燒熱，ΔH＝ΔH2＝－285.8kJ·mol－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；ΔH1＝E(H—H)＋eq\f(1,2)×498kJ·mol－1－2×465kJ·mol－1＝－241.8kJ·mol－1，則E(H—H)＝439.2kJ·mol－1，B項(xiàng)正確；氣態(tài)水液化時(shí)放出熱量，故相同條件下，1molH2O(g)比1molH2O(l)能量高，C項(xiàng)正確；根據(jù)反應(yīng)②可知，H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋285.8kJ·mol－1，D項(xiàng)正確。4．下列有關(guān)能量的判斷和表示方法正確的是()A．由C(s，石墨)=C(s，金剛石)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1可知：石墨比金剛石更穩(wěn)定B．等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量更多C．由H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1可知：含1molCH3COOH的溶液與含1molNaOH的溶液混合，放出熱量等于57.3kJD．2gH2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ熱量，則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－285.8kJ解析：選A石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的過程是吸熱反應(yīng)，金剛石能量高，石墨比金剛石穩(wěn)定，A正確；等質(zhì)量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，固體硫變?yōu)檎魵庑枰諢崃?，前者放出熱量更多，B錯(cuò)誤；含1molCH3COOH的溶液與含1molNaOH的溶液混合，醋酸為弱酸，溶于水電離需要吸熱，放出熱量小于57.3kJ，C錯(cuò)誤；2gH2的物質(zhì)的量為1mol，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，故氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝2×(－285.8kJ·mol－1)＝－571.6kJ·mol－1，D錯(cuò)誤。5．(2019·南崗區(qū)模擬)下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是()A．已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)：H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)的反應(yīng)熱ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1B．燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1,則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9kJ·mol－1C．H2(g)的燃燒熱是285.8kJ·mol－1，則2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.6kJ·mol－1D．葡萄糖的燃燒熱是2800kJ·mol－1，則eq\f(1,2)C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1400kJ·mol－1解析：選D反應(yīng)過程中除了H＋和OH－反應(yīng)放熱，BaSO4沉淀的生成也伴隨有沉淀熱的變化，即H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH≠2×(－57.3)kJ·mol－1，故A錯(cuò)誤；CH3OH(g)的燃燒熱為1mol甲醇蒸氣燃燒轉(zhuǎn)化為二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量，不能生成氫氣，故B錯(cuò)誤；H2(g)的燃燒熱是285.8kJ·mol－1，則2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1,2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.6kJ·mol－1，液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水是吸熱的，故C錯(cuò)誤；由葡萄糖的燃燒熱是2800kJ·mol－1可知，0.5mol葡萄糖完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量為1400kJ，即eq\f(1,2)C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1400kJ·mol－1，故D正確。6．已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－12CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452kJ·mol－1H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1下列說法正確的是()A．H2(g)的燃燒熱為142.9kJ·mol－1B．同質(zhì)量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃燒，H2(g)放出的熱量多C.eq\f(1,2)H2SO4(aq)＋eq\f(1,2)Ba(OH)2(aq)=eq\f(1,2)BaSO4(s)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1D．3H2(g)＋CO2(g)=CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝＋131.4kJ·mol－1解析：選B根據(jù)燃燒熱的定義可知，H2(g)的燃燒熱為285.8kJ·mol－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；2mol(即4g)H2(g)完全燃燒放出571.6kJ的熱量，2mol(即64g)CH3OH(l)完全燃燒放出1452kJ的熱量，單位質(zhì)量的H2(g)放出的熱量多，B項(xiàng)正確；中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，硫酸和氫氧化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀的過程也是放熱的，所以反應(yīng)ΔH<－57.3kJ·mol－1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將題干中的熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，由eq\f(①×3－②,2)，可得熱化學(xué)方程式：3H2(g)＋CO2(g)=CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝－131.4kJ·mol－1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．25℃、101kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5518kJ·mol－1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1解析：選BA項(xiàng)，所列熱化學(xué)方程式中有兩個(gè)錯(cuò)誤，一是中和熱是指反應(yīng)生成1molH2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱，二是當(dāng)有BaSO4沉淀生成時(shí)，反應(yīng)放出的熱量會(huì)增加，生成1molH2O(l)時(shí)放出的熱量大于57.3kJ，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，燃燒熱是指1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所產(chǎn)生的熱量，產(chǎn)物中的水應(yīng)為液態(tài)水，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，當(dāng)2mol辛烷完全燃燒時(shí)，產(chǎn)生的熱量為11036kJ，且辛烷應(yīng)為液態(tài)，錯(cuò)誤。8．已知反應(yīng)：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH22CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH32Cu(s)＋O2(g)=2CuO(s)ΔH4CO(g)＋CuO(s)=CO2(g)＋Cu(s)ΔH5下列說法正確的是()A．ΔH1＞0，ΔH3＜0 B．ΔH2＝ΔH1－ΔH3C．ΔH2＜0，ΔH4＞0 D．ΔH5＝ΔH1＋eq\f(1,2)ΔH4解析：選B將已知反應(yīng)依次編號(hào)為①、②、③、④、⑤。反應(yīng)①和反應(yīng)③都是放熱反應(yīng)，因此ΔH1＜0，ΔH3＜0，故A錯(cuò)誤；由蓋斯定律可知①＝②＋③，因此ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，即ΔH2＝ΔH1－ΔH3，故B正確；反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，所以ΔH2＞0，反應(yīng)④為放熱反應(yīng)，所以ΔH4＜0，故C錯(cuò)誤；由蓋斯定律可知⑤＝eq\f(1,2)×(③－④)，因此ΔH5＝eq\f(1,2)ΔH3－eq\f(1,2)ΔH4，故D錯(cuò)誤。9．(2019·南京模擬)CO、H2、C2H5OH三種物質(zhì)燃燒的熱化學(xué)方程式如下：①CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH1＝akJ·mol－1②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH2＝bkJ·mol－1③C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH3＝ckJ·mol－1下列說法正確的是()A．ΔH1＞0B．2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝－2bkJ·mol－1C．CO2與H2合成C2H5OH反應(yīng)的原子利用率為100%D．2CO(g)＋4H2(g)=H2O(g)＋C2H5OH(l)ΔH＝(2a＋4b－c)kJ·mol－1解析：選D燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，則CO與O2反應(yīng)的反應(yīng)熱為負(fù)值，即ΔH1＜0，故A錯(cuò)誤；H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH2＝bkJ·mol－1，則2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝－2bkJ·mol－1，物質(zhì)的狀態(tài)不同，反應(yīng)熱不同，故B錯(cuò)誤；反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物時(shí)，反應(yīng)的原子利用率為100%,2CO2(g)＋3H2O=C2H5OH(l)＋3O2(g)，反應(yīng)中生成乙醇和氧氣，則原子利用率小于100%，故C錯(cuò)誤；由蓋斯定律可知，2×①＋4×②－③得到目標(biāo)方程式，即2CO(g)＋4H2(g)=H2O(g)＋C2H5OH(l)ΔH＝(2a＋4b－c)kJ·mol－1，故D正確。10．由金紅石TiO2制取單質(zhì)Ti，涉及的步驟為TiO2→TiCl4eq\o(→,\s\up7(Mg),\s\do5(800℃，Ar))Ti。已知：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2③TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)＋O2(g)ΔH3則反應(yīng)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH為()A．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2 B．ΔH3＋ΔH1－ΔH2C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2 D．ΔH3＋ΔH1－2ΔH2解析：選C根據(jù)蓋斯定律，由2×①－②＋③可得TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(s)＋2CO(g)ΔH＝2ΔH1－ΔH2＋ΔH3，故C項(xiàng)正確。11．根據(jù)下列熱化學(xué)方程式：①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH2＝－285.8kJ·mol－1③CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－870.3kJ·mol－1可以計(jì)算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為()A．＋244.1kJ·mol－1 B．－488.3kJ·mol－1C．－996.6kJ·mol－1 D．＋996.6kJ·mol－1解析：選B根據(jù)蓋斯定律，①×2＋②×2－③得2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)ΔH＝－393.5kJ·mol－1×2－285.8kJ·mol－1×2＋870.3kJ·mol－1＝－488.3kJ·mol－1，B項(xiàng)正確。12．如圖為兩種制備硫酸的途徑(反應(yīng)條件略)。下列說法不正確的是()A．途徑②增大O2濃度可提高SO2轉(zhuǎn)化率B．含1molH2SO4的濃溶液與足量NaOH反應(yīng)，放出的熱量即為中和熱C．途徑②中SO2和SO3均屬于酸性氧化物D．若ΔH1＜ΔH2＋ΔH3，則2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g)為放熱反應(yīng)解析：選B增大一種反應(yīng)物的濃度可以增大另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，故A正確；中和熱的定義為強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液混合生成1mol水放出的熱量，含1molH2SO4的濃溶液與足量NaOH反應(yīng)生成2mol水，且濃溶液溶于水放熱，故B錯(cuò)誤；SO2與SO3均屬于酸性氧化物，故C正確；ΔH1－(ΔH2＋ΔH3)<0，故為放熱反應(yīng)，故D正確。13．為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計(jì)需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)措施。化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，也可進(jìn)行理論推算。(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時(shí)釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：_______________________________________。(2)由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能。從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵被破壞和生成物的化學(xué)鍵形成的過程。在化學(xué)反應(yīng)過程中，拆開化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會(huì)釋放能量。化學(xué)鍵H—HN—HNN鍵能/(kJ·mol－1)436391945已知反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝akJ·mol－1試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算a的值為________。(3)依據(jù)蓋斯定律可以對(duì)某些難以通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行推算。已知：C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2＝－571.6kJ·mol－12C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599kJ·mol－1根據(jù)蓋斯定律，計(jì)算298K時(shí)由C(s，石墨)和H2(g)生成1molC2H2(g)反應(yīng)的焓變：________________________________________________________________________。解析：(1)設(shè)2molCH3OH(l)完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出的熱量為Q。則有eq\f(\f(5g,32g·mol－1),113.5kJ)＝eq\f(2mol,Q)，解得Q＝1452.8kJ，所以甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452.8kJ·mol－1。(2)反應(yīng)熱ΔH＝a＝反應(yīng)物鍵能總和－生成物鍵能總和＝3×436kJ·mol－1＋945kJ·mol－1－6×391kJ·mol－1＝－93kJ·mol－1。(3)ΔH＝eq\f(1,2)×(4ΔH1＋ΔH2－ΔH3)＝eq\f(1,2)×[4×(－393.5kJ·mol－1)＋(－571.6kJ·mol－1)－(－2599kJ·mol－1)]＝＋226.7kJ·mol－1。答案：(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452.8kJ·mol－1(2)－93(3)＋226.7kJ·mol－114．(1)目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑，它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ.2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)ΔH1反應(yīng)Ⅱ.NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)ΔH2反應(yīng)Ⅲ.(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH3則ΔH3與ΔH1、ΔH2之間的關(guān)系：ΔH3＝____________________________________。(2)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應(yīng)獲得。相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：①2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3359.2