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第六單元化學(xué)反應(yīng)與能量課練17化學(xué)能與熱能練eq\a\vs4\al(基)eq\a\vs4\al(礎(chǔ))1.為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染,同時緩解能源危機(jī),有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想,原理如圖所示。下列說法不正確的是()A.過程Ⅰ中太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.過程Ⅱ中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能C.2molH2與1molO2的能量之和小于2molH2O的能量D.H2O的分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)2.下列能量屬于反應(yīng)熱的是()A.1molHCl分解成H、Cl時吸收的能量B.石墨轉(zhuǎn)化成金剛石時吸收的能量C.H+H→H2時放出的能量D.冰變成水時吸收的能量3.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-14.1mol白磷(P4,s)和4mol紅磷(P,s)與氧氣反應(yīng)過程中的能量變化如圖(E表示能量)。下列說法正確的是()A.P4(白磷,s)=4P(紅磷,s)ΔH>0B.以上變化中,白磷和紅磷反應(yīng)的活化能相等C.白磷比紅磷穩(wěn)定D.紅磷燃燒的熱化學(xué)方程式是4P(紅磷,s)+5O2(g)=P4O10(s)ΔH=-(E2-E3)kJ·mol-15.已知:①S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1;②S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2;③2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l)ΔH3;④2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l)ΔH4;⑤SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)ΔH5。下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷不正確的是()A.ΔH1<ΔH2B.ΔH3<ΔH4C.ΔH5=ΔH3-ΔH2D.2ΔH5=3ΔH3-ΔH4練eq\a\vs4\al(高)eq\a\vs4\al(考)6.[2021·重慶卷]“天朗氣清,惠風(fēng)和暢。”研究表明,利用Ir+可催化消除大氣污染物N2O和CO,簡化中間反應(yīng)進(jìn)程后,相對能量變化如圖所示。已知CO(g)的燃燒熱ΔH=-283kJ·mol-1,則2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)的反應(yīng)熱ΔH(kJ·mol-1)的數(shù)值為()A.-152B.-76C.+76D.+1527.[2021·浙江1月]在298.15K、100kPa條件下,N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比熱容分別為29.1J·K-1·mol-1、28.9J·K-1·mol-1和35.6J·K-1·mol-1。一定壓強(qiáng)下,1mol反應(yīng)中,反應(yīng)物[N2(g)+3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量隨溫度T的變化示意圖合理的是()8.[2023·北京卷,節(jié)選]二十世紀(jì)初,工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強(qiáng)下合成尿素。反應(yīng)分兩步:ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4;ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。結(jié)合反應(yīng)過程中能量變化示意圖,下列說法正確的是________(填序號)。a.活化能:反應(yīng)ⅰ<反應(yīng)ⅱb.ⅰ為放熱反應(yīng),ⅱ為吸熱反應(yīng)c.CO2(l)+2NH3(l)=CO(NH2)2(l)+H2O(l)ΔH=E1-E49.(1)[2023·新課標(biāo)卷,節(jié)選]根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計算反應(yīng)eq\f(1,2)N2(g)+eq\f(3,2)H2(g)=NH3(g)的ΔH=______kJ·mol-1。(2)[2023·湖北卷,節(jié)選]納米碗C40H10是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下,C40H10可以由C40H20分子經(jīng)過連續(xù)5步氫抽提和閉環(huán)脫氫反應(yīng)生成。C40H20(g)eq\o(→,\s\up7(H·))C40H18(g)+H2(g)的反應(yīng)機(jī)理和能量變化如下:已知C40Hx中的碳?xì)滏I和碳碳鍵的鍵能分別為431.0kJ·mol-1和298.0kJ·mol-1,H—H鍵能為436.0kJ·mol-1。估算C40H20(g)?C40H18(g)+H2(g)的ΔH=________kJ·mol-1。10.[2023·湖南卷,節(jié)選]已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:①C6H5C2H5(g)+eq\f(21,2)O2(g)=8CO2(g)+5H2O(g)ΔH1=-4386.9kJ·mol-1②C6H5CH=CH2(g)+10O2(g)=8CO2(g)+4H2O(g)ΔH2=-4263.1kJ·mol-1③H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH3=-241.8kJ·mol-1計算反應(yīng)④C6H5C2H5(g)?C6H5CH=CH2(g)+H2(g)的ΔH4=________kJ·mol-1。練eq\a\vs4\al(模)eq\a\vs4\al(擬)11.[2024·河北邢臺質(zhì)檢]下列熱化學(xué)方程式中的ΔH能表示可燃物燃燒熱的是()A.CO(g)+eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH=-183kJ·mol-1B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1D.C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=-1366.8kJ·mol-112.[2024·湖北浠水聯(lián)考]1,2-丁二烯(CH2=C=CHCH3)與1,3-丁二烯(CH2=CHCH=CH2)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化時的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是()A.相同條件下,1,3-丁二烯比1,2-丁二烯穩(wěn)定B.曲線a對應(yīng)的活化能高于曲線bC.1,2-丁二烯轉(zhuǎn)化成1,3-丁二烯的反應(yīng)是放熱反應(yīng)D.加入催化劑,反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)減小13.[2024·安徽桐城聯(lián)考]已知NaHCO3溶液與鹽酸反應(yīng)生成CO2吸熱,Na2CO3溶液與鹽酸反應(yīng)生成CO2放熱。下列關(guān)于ΔH的判斷正確的是()COeq\o\al(2-,3)(aq)+H+(aq)?HCOeq\o\al(-,3)(aq)ΔH1HCOeq\o\al(-,3)(aq)+H+(aq)?H2CO3(aq)ΔH2H2CO3(aq)?H2O(l)+CO2(g)ΔH3OH-(aq)+H+(aq)?H2O(l)ΔH4A.ΔH1<0ΔH2>0B.ΔH2+ΔH3>0C.ΔH1+ΔH2+ΔH3>0D.ΔH2<ΔH414.[2024·開封質(zhì)檢]氨的催化氧化是工業(yè)制硝酸的基礎(chǔ)。已知下列熱化學(xué)方程式:①N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH1;②N2(g)+O2(g)?2NO(g)ΔH2=+180.5kJ·mol-1;③4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)ΔH3=akJ·mol-1。某條件下,合成氨反應(yīng)的能量變化曲線如圖所示,部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如表所示。化學(xué)鍵H—HO=OH—O鍵能/(kJ·mol-1)436.0497.3462.8下列說法正確的是()A.升高溫度有利于提高合成氨反應(yīng)的產(chǎn)率和反應(yīng)速率B.氫氣的燃燒熱為240.95kJ·mol-1C.a(chǎn)=-900.7D.向密閉容器中充入4molNH3和5molO2,充分反應(yīng),放出的熱量為|a|kJ一、選擇題:本題共10小題,每小題只有一個選項符合題意。1.如圖為通過兩種途徑制備硫酸的過程(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)2.已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1;②H2(g)+S(g)=H2S(g)ΔH=-20.1kJ·mol-1,下列判斷正確的是()A.若反應(yīng)②中改用固態(tài)硫,則消耗1molS(s)反應(yīng)放出的熱量小于20.1kJB.從焓變數(shù)值知,單質(zhì)硫與氧氣相比,更容易與氫氣化合C.由反應(yīng)①②知,水的熱穩(wěn)定性弱于硫化氫D.氫氣的燃燒熱ΔH=-241.8kJ·mol-13.已知:1molC(s)燃燒生成CO(g)放出110.4kJ熱量,Cu2O與O2反應(yīng)的能量變化如圖所示。下列敘述正確的是()A.C(s)的燃燒熱為110.4kJ·mol-1B.1molCuO分解生成Cu2O放出73kJ熱量C.反應(yīng)2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)的活化能為640kJ·mol-1D.足量炭粉與CuO反應(yīng)生成Cu2O的熱化學(xué)方程式為C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)ΔH=+35.6kJ·mol-14.化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的能量稱為反應(yīng)熱。反應(yīng)熱(ΔH)又因化學(xué)反應(yīng)的分類給予不同的名稱。如我們學(xué)過的燃燒熱(ΔHc),又如由穩(wěn)定單質(zhì)化合生成1mol純物質(zhì)的熱效應(yīng)稱為生成熱(ΔHf),斷裂化學(xué)鍵時,所吸收的能量稱為鍵能(ΔHb)。下面兩個圖中的數(shù)據(jù)分別表示水與二氧化碳各1mol分解時能量變化的示意圖,圖中的各數(shù)據(jù)均以kJ為單位,下列說法正確的是()A.H2O(g)的生成熱:ΔHf=243kJ·mol-1B.CO(g)的燃燒熱:ΔHc=-570kJ·mol-1C.O—H鍵的鍵能:ΔHb=436kJ·mol-1D.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-42kJ·mol-15.335℃時,在恒容密閉反應(yīng)器中1.00molC10H18(l)催化脫氫的反應(yīng)過程如下:反應(yīng)1:C10H18(l)?C10H12(l)+3H2(g)ΔH1反應(yīng)2:C10H12(l)?C10H8(l)+2H2(g)ΔH2測得C10H12和C10H8的產(chǎn)率x1和x2(以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)計)隨時間的變化關(guān)系及反應(yīng)過程中能量的變化如圖所示。下列說法錯誤的是()A.使用催化劑能改變反應(yīng)歷程B.更換催化劑后ΔH1、ΔH2也會隨之改變C.8h時,反應(yīng)1、2都未處于平衡狀態(tài)D.x1顯著低于x2,是由于反應(yīng)2的活化能比反應(yīng)1的小,反應(yīng)1生成的C10H12很快轉(zhuǎn)變成C10H86.以TiO2為催化劑的光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2反應(yīng)為溫室氣體減排提供了一個新途徑,該反應(yīng)的機(jī)理及各分子化學(xué)鍵完全斷裂時的能量變化如下圖所示:下列說法正確的是()A.過程①中鈦氧鍵斷裂會釋放能量B.該反應(yīng)中,光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C.使用TiO2作催化劑可以降低反應(yīng)的焓變,從而提高化學(xué)反應(yīng)速率D.CO2分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)ΔH=+30kJ·mol-17.工業(yè)制氫氣的一個重要反應(yīng)是:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)。已知在25℃時:①C(s)+eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1=-111kJ·mol-1②H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH2=-242kJ·mol-1③C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH3=-394kJ·mol-1下列說法不正確的是()A.25℃時,CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ·mol-1B.增大壓強(qiáng),反應(yīng)①的平衡向逆反應(yīng)方向移動,平衡常數(shù)K減小C.反應(yīng)①達(dá)到平衡時,每生成1molCO的同時生成0.5molO2D.反應(yīng)②斷開2molH2和1molO2中的化學(xué)鍵所吸收的能量比形成4molO—H鍵所放出的能量少484kJ8.揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)對環(huán)境易造成污染,VOCs催化燃燒處理技術(shù)具有凈化率高、燃燒溫度低、無明火、不會有NOx等二次污染物產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)。圖甲是VOCs處理過程中固體催化劑的催化原理,圖乙是反應(yīng)過程中的能量變化圖。下列敘述不正確的是()A.圖甲中固體催化劑表面既有化學(xué)鍵斷裂,也有化學(xué)鍵形成B.圖甲中固體催化劑不能提高VOCs的平衡轉(zhuǎn)化率C.圖乙中曲線Ⅱ使用了固體催化劑,反應(yīng)活化能降低D.VOCs催化氧化過程中所有反應(yīng)均為放熱反應(yīng)9.已知:①2Na(s)+O2(g)=Na2O2(s)ΔH1=-akJ·mol-1;②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2=-bkJ·mol-1;③2Na(s)+C(石墨,s)+eq\f(3,2)O2(g)=Na2CO3(s)ΔH3=-ckJ·mol-1;④CO2(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)+eq\f(1,2)O2(g)ΔH4。下列說法不正確的是()A.石墨的燃燒熱ΔH=-bkJ·mol-1B.C(石墨,s)+eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH>-bkJ·mol-1C.反應(yīng)④中,ΔH4=(c-a-b)kJ·mol-1D.若將反應(yīng)①設(shè)計成原電池,則32gO2在正極反應(yīng)轉(zhuǎn)移2mol電子10.下列示意圖表示正確的是()A.甲圖表示反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+205.9kJ·mo1-1的能量變化B.乙圖表示碳的燃燒熱C.丙圖表示實驗的環(huán)境溫度為20℃,將物質(zhì)的量濃度相等、體積分別為V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合,混合液的最高溫度隨V(NaOH)的變化(已知V1+V2=60mL)D.已知穩(wěn)定性順序:B<A<C,該反應(yīng)由兩步反應(yīng)A→B→C構(gòu)成,反應(yīng)過程中的能量變化曲線如丁圖二、非選擇題:本題共3小題。11.按要求回答下列問題:(1)工業(yè)上利用甲酸的能量關(guān)系轉(zhuǎn)換圖如圖所示:則反應(yīng)CO2(g)+H2(g)?HCOOH(g)的焓變ΔH=________kJ·mol-1。(2)1molCH4(g)完全燃燒生成氣態(tài)水和CO2(g)的能量變化和1molS(g)燃燒的能量變化如圖所示。在催化劑作用下,CH4可以還原SO2生成單質(zhì)S(g)、H2O(g)和CO2,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_____________________________________________________________。(3)如圖表示在CuO存在下HCl催化氧化的反應(yīng)過程,則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知用NaAlO2制備α-Al(OH)3及能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖:反應(yīng)②的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________________。(5)在α-Fe(Ⅲ)鐵原子簇表面,以N2和H2為原料合成氨的反應(yīng)機(jī)理如下:①H2(g)=2H(g)ΔH1②N2(g)+2H(g)?2(NH)(g)ΔH2③(NH)(g)+H(g)?(NH2)(g)ΔH3④(NH2)(g)+H(g)?NH3(g)ΔH4總反應(yīng):N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)ΔH。則ΔH4=________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH的式子表示)。12.(1)以CO2和NH3為原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下:反應(yīng)Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)ΔH1反應(yīng)Ⅱ:NH2COONH4(s)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH2=+72.49kJ·mol-1總反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)ΔH3=-86.98kJ·mol-1則反應(yīng)Ⅰ的ΔH1=________kJ·mol-1。(2)氫氣可將CO2還原為甲烷,反應(yīng)為CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)。ShyamKattel等結(jié)合實驗與計算機(jī)模擬結(jié)果,研究了在Pt/SiO2催化劑表面上CO2與H2的反應(yīng)歷程,前三步歷程如圖所示,其中吸附在Pt/SiO2催化劑表面用“·”標(biāo)注,Ts表示過渡態(tài)。物質(zhì)吸附在催化劑表面,形成過渡態(tài)的過程會________(填“放出熱量”或“吸收熱量”);反應(yīng)歷程中最小能壘(活化能)步驟的化學(xué)方程式為__________________________。(3)已知CO(g)、CH4(g)、CH3CHO(l)的燃燒熱分別為283.0kJ·mol-1、890.31kJ·mol-1、1167.9kJ·mol-1,則乙醛的分解反應(yīng)CH3CHO(l)?CH4(g)+CO(g)的ΔH=________。13.氯及其化合物在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。(1)已知:①Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaCl(aq)+NaClO(aq)+H2O(l)ΔH1=-101.1kJ·mol-1②3NaClO(aq)=NaClO3(aq)+2NaCl(aq)ΔH2=-112.2kJ·mol-1則反應(yīng)3Cl2(g)+6NaOH(aq)=5NaCl(aq)+NaClO3(aq)+3H2O(l)的ΔH=________kJ·mol-1。(2)幾種含氯離子的相對能量如表所示:離子Cl-(aq)ClO-(aq)ClOeq\o\al(-,2)(aq)ClOeq\o\al(-,3)(aq)ClOeq\o\al(-,4)(aq)相對能量/(kJ·mol-1)0601016338①在上述五種離子中,最不穩(wěn)定的離子是________(填離子符號)。②反應(yīng)3ClO-(aq)=ClOeq\o\al(-,3)(aq)+2Cl-(aq)的ΔH=________。③寫出由ClOeq\o\al(-,3)反應(yīng)生成ClOeq\o\al(-,4)和Cl-的熱化學(xué)方程式:________________________________________________。(3)以HCl為原料,用O2氧化制取Cl2,可提高效益,減少污染。反應(yīng)如下:4HCl(g)+O2(g)eq\o(,\s\up7(CuO/CuCl2))2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-115.4kJ·mol-1上述反應(yīng)在同一反應(yīng)器中,通過控制合適條件,分兩步循環(huán)進(jìn)行,可使HCl轉(zhuǎn)化率接近100%。其基本原理如圖所示:已知過程Ⅰ的反應(yīng)為2HCl(g)+CuO(s)?CuCl2(s)+H2O(g)ΔH1=-120.4kJ·mol-1①過程Ⅱ反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________。②過程Ⅰ流出的氣體通過稀NaOH溶液(含少量酚酞)進(jìn)行檢測,氯化初期主要為不含HCl的氣體,判斷氯化結(jié)束時溶液的現(xiàn)象為_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
課練17化學(xué)能與熱能狂刷小題夯基礎(chǔ)1.答案:C解析:過程Ⅰ在太陽能的作用下水分解為氫氣和氧氣,太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,A項不符合題意;過程Ⅱ為氫氧燃料電池放電過程,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,B項不符合題意;2H2+O2=2H2O為放熱反應(yīng),因此2molH2與1molO2的能量之和大于2molH2O的能量,C項符合題意;2H2+O2=2H2O為放熱反應(yīng),故H2O的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),D項不符合題意。2.答案:B解析:化學(xué)反應(yīng)中吸收或放出的能量為反應(yīng)熱,物理變化中的能量變化不是反應(yīng)熱。1molHCl分解成H、Cl時吸收的能量僅僅是化學(xué)鍵斷裂吸收的能量,不是反應(yīng)熱,A不符合題意;石墨轉(zhuǎn)化成金剛石時吸收的能量是化學(xué)反應(yīng)過程中吸收的熱量,屬于反應(yīng)熱,B符合題意;H+H→H2是形成化學(xué)鍵時放出的能量,不屬于反應(yīng)熱,C不符合題意;冰變成水是物理變化,不屬于反應(yīng)熱,D不符合題意。3.答案:D解析: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反應(yīng)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,故C錯誤;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。4.答案:D解析:等質(zhì)量的紅磷能量比白磷低,A中變化應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0。B中,由圖可知,紅磷和白磷轉(zhuǎn)變成的活化分子的能量相等,則紅磷的活化能更高。C中紅磷應(yīng)比白磷穩(wěn)定。5.答案:B解析:等量的S具有的能量:S(g)>S(s),則等量的S(g)完全燃燒生成SO2(g)放出的熱量多,故有ΔH1<ΔH2,A正確。等量H2S(g)完全燃燒生成SO2(g)放出的熱量比不完全燃燒生成S(s)放出的熱量多,則有ΔH3>ΔH4,B錯誤。根據(jù)蓋斯定律,由③-②可得⑤,則有ΔH5=ΔH3-ΔH2,C正確。根據(jù)蓋斯定律,由③×3-⑤×2可得④,則有2ΔH5=3ΔH3-ΔH4,D正確。6.答案:A解析:根據(jù)題目信息可知,①CO(g)+eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH=-283kJ·mol-1,根據(jù)圖像可知,②N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)ΔH=-(330-123+229-77)kJ·mol-1=-359kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,由(②-①)×2可得2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)ΔH=-152kJ·mol-1,A項正確。7.答案:B解析:根據(jù)熱化學(xué)方程式可知,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,C、D錯誤;升高溫度,N2(g)、H2(g)和NH3(g)的能量都升高,升高的能量可以根據(jù)比熱容計算,反應(yīng)物[N2(g)+3H2(g)]能量升高值為(29.1+3×28.9)×ΔT、生成物[2NH3(g)]的能量升高值為(2×35.6)×ΔT,則升高溫度后,反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的差值(焓變的絕對值)更大了,A錯誤,B正確。8.答案:ab解析:反應(yīng)ⅰ的活化能是E1,反應(yīng)ⅱ活化能是E3,E1<E3,a項正確;從圖中反應(yīng)物和生成物能量的相對大小可看出反應(yīng)ⅰ放熱,反應(yīng)ⅱ吸熱,b項正確;總反應(yīng)的ΔH=E1-E2+E3-E4,c項錯誤;故選ab。9.答案:(1)-45(2)128解析:(1)在化學(xué)反應(yīng)中,斷開化學(xué)鍵要消耗能量,形成化學(xué)鍵要釋放能量,反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和的差,因此,由圖1數(shù)據(jù)可知,反應(yīng)eq\f(1,2)N2(g)+eq\f(3,2)H2(g)=NH3(g)的ΔH=(473+654-436-397-339)kJ·mol-1=-45kJ·mol-1。(2)由C40H20和C40H18的結(jié)構(gòu)式和反應(yīng)歷程可以看出,C40H20中斷裂了2根碳?xì)滏I,C40H18形成了1根碳碳鍵,所以C40H20(g)?C40H18(g)+H2(g)的ΔH=(431×2-298-436)kJ·mol-1=+128kJ·mol-1。10.答案:+118解析:根據(jù)蓋斯定律,由①-②-③,可得④C6H5C2H5(g)?C6H5CH=CH2(g)+H2(g)ΔH4=-4386.9kJ·mol-1-(-4263.1kJ·mol-1)-(-241.8kJ·mol-1)=+118kJ·mol-1。11.答案:A解析:CO的燃燒熱是1molCO完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w放出的能量,CO(g)+eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH=-183kJ·mol-1能表示CO的燃燒熱,選A;CH4的燃燒熱是1molCH4完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水放出的能量,所以CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-802.3kJ·mol-1不能表示甲烷的燃燒熱,不選B;H2的燃燒熱是1molH2完全燃燒生成液態(tài)水放出的能量,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1不能表示氫氣的燃燒熱,不選C;C2H5OH的燃燒熱是1molC2H5OH完全燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水放出的能量,C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=-1366.8kJ·mol-1不能表示乙醇的燃燒熱,不選D。12.答案:D解析:物質(zhì)含有的能量越低,物質(zhì)的穩(wěn)定性就越強(qiáng)。根據(jù)圖示可知:在相同條件下,1,3-丁二烯比1,2-丁二烯的能量更低,故1,3-丁二烯比1,2-丁二烯更穩(wěn)定,A正確;使用催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能,使反應(yīng)在較低條件下發(fā)生,因而反應(yīng)速率加快。根據(jù)圖示可知曲線a對應(yīng)的活化能高于使用催化劑時曲線b的活化能,B正確;由于1,2-丁二烯比1,3-丁二烯的能量高,故1,2-丁二烯轉(zhuǎn)化成1,3-丁二烯時會放出熱量,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),C正確;加入催化劑,只能改變反應(yīng)途徑,降低反應(yīng)的活化能,但不能改變反應(yīng)物、生成物的能量,因此反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)不變,D錯誤。13.答案:B解析:將已知反應(yīng)依次編號為①②③④,由蓋斯定律可知,②+③可得HCOeq\o\al(-,3)(aq)+H+(aq)?H2O(l)+CO2(g)ΔH′=ΔH2+ΔH3>0,①+②+③可得COeq\o\al(2-,3)(aq)+2H+(aq)?H2O(l)+CO2(g)ΔH″=ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,②-④可得碳酸氫根離子的水解反應(yīng)HCOeq\o\al(-,3)(aq)+H2O(l)?H2CO3(aq)+OH-(aq),鹽類水解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則ΔH?=ΔH2-ΔH4>0。A項,由分析可知,ΔH2+ΔH3>0,ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,則ΔH1<0,碳酸的分解反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH3>0,由ΔH2+ΔH3>0可知,ΔH2可能大于0,也可能小于0,故A錯誤;B項,由分析可知,ΔH2+ΔH3>0,故B正確;C項,由分析可知,ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,故C錯誤;D項,由分析可知,ΔH2-ΔH4>0,則ΔH2>ΔH4,故D錯誤。14.答案:C解析:根據(jù)題圖可知,ΔH1=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能=508kJ·mol-1-600kJ·mol-1=-92kJ·mol-1,故合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,產(chǎn)率下降,但升高溫度能夠提高反應(yīng)速率,A錯誤。根據(jù)題表中的鍵能數(shù)據(jù)可得④2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH4,ΔH4=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=2×436.0kJ·mol-1+497.3kJ·mol-1-2×2×462.8kJ·mol-1=-481.9kJ·mol-1,氫氣的燃燒熱是1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水所釋放的熱量,氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水會釋放熱量,故氫氣的燃燒熱應(yīng)大于240.95kJ·mol-1,B錯誤。結(jié)合蓋斯定律可知3×④-2×①+2×②=③,故ΔH3=3ΔH4-2ΔH1+2ΔH2=3×(-481.9kJ·mol-1)-2×(-92kJ·mol-1)+2×180.5kJ·mol-1=-900.7kJ·mol-1,則a=-900.7,C正確。向密閉容器中充入4molNH3和5molO2,充分反應(yīng),因該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)不能完全進(jìn)行,故放出的熱量應(yīng)小于|a|kJ,D錯誤。綜合測評提能力1.答案:B解析:增大一種反應(yīng)物的濃度可以增大另外一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,故途徑②增大O2濃度可提高SO2轉(zhuǎn)化率,A正確;中和熱是指稀溶液中強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水放出的熱量,而含1molH2SO4的濃溶液與足量NaOH反應(yīng)生成2mol水,且濃溶液稀釋時放熱,B錯誤;二氧化硫與三氧化硫均屬于酸性氧化物,C正確;根據(jù)圖示可得①SO2(g)+H2O2(aq)=H2SO4(aq)ΔH1,②SO2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=SO3(g)ΔH2,③SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq)ΔH3,根據(jù)蓋斯定律,由2×①-2×②-2×③可得熱化學(xué)方程式2H2O2(aq)=2H2O(l)+O2(g)的ΔH=2ΔH1-2ΔH2-2ΔH3,若ΔH1<ΔH2+ΔH3,則ΔH<0,為放熱反應(yīng),D正確。2.答案:A解析:固體變?yōu)闅怏w,吸收熱量,A項正確;由熱化學(xué)方程式可知,1mol氫氣與氧氣反應(yīng)放出的熱量比1mol氫氣與硫反應(yīng)放出的熱量多221.7kJ,說明氧氣與單質(zhì)硫相比更容易與氫氣化合,B項錯誤;由反應(yīng)①②無法直接比較水和硫化氫的熱穩(wěn)定性,C項錯誤;反應(yīng)①生成的是氣態(tài)水而不是液態(tài)水,D項錯誤。3.答案:D解析:C(s)的燃燒熱是指1molC(s)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物CO2(g)放出的熱量,故C(s)的燃燒熱不是110.4kJ·mol-1,A錯誤。2molCu2O(s)和1molO2(g)反應(yīng)生成4molCuO(s)放出的熱量為(640-348)kJ=292kJ,則1molCuO分解生成Cu2O吸收73kJ熱量,B錯誤。由圖可知,反應(yīng)2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s)的活化能為348kJ·mol-1,C錯誤。1molC(s)燃燒生成CO(g)放出110.4kJ熱量,則有①C(s)+eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1;由圖可得②Cu2O(s)+eq\f(1,2)O2(g)=2CuO(s)ΔH=-146kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律,由①-②可得:C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g),則有ΔH=(-110.4kJ·mol-1)-(-146kJ·mol-1)=+35.6kJ·mol-1,D正確。4.答案:D解析:表示H2O(g)的生成熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔHf=-243kJ·mol-1,A錯誤。表示CO(g)的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CO(g)+eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔHc=-285kJ·mol-1,B錯誤。由圖1知O—H鍵的鍵能ΔHb=eq\f(1,2)×(243+436+247)kJ·mol-1=463kJ·mol-1,C錯誤。由圖1得H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH=-243kJ·mol-1①,由圖2得CO(g)+eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH=-285kJ·mol-1②,根據(jù)蓋斯定律,②-①得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-42kJ·mol-1,D正確。5.答案:B解析:使用催化劑,降低了反應(yīng)的活化能,改變了反應(yīng)歷程,A項正確;使用催化劑,不能改變反應(yīng)物和生成物的總能量,即不能改變反應(yīng)的焓變(ΔH),B項錯誤;8h之后,C10H8的產(chǎn)率還在增加,說明反應(yīng)2未達(dá)平衡,而C10H8是由C10H12轉(zhuǎn)化而來的,且C10H12的產(chǎn)率幾乎保持不變,說明反應(yīng)1也未達(dá)平衡,C項正確;由圖像可以看出反應(yīng)2的活化能低于反應(yīng)1的活化能,故反應(yīng)1生成的C10H12快速轉(zhuǎn)化為C10H8,從而使x1顯著低于x2,D項正確。6.答案:B解析:化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量,過程①中鈦氧鍵斷裂會吸收能量,A錯誤;根據(jù)圖示,該反應(yīng)中,光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,B正確;催化劑通過降低反應(yīng)的活化能提高化學(xué)反應(yīng)速率,催化劑不能降低反應(yīng)的焓變,C錯誤;反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=焓變,CO2分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)ΔH=1598×2-1072×2-496=+556(kJ·mol-1),D錯誤。7.答案:B解析:根據(jù)蓋斯定律由③-②-①得CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ·mol-1,故A正確;平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),增大壓強(qiáng)K不變,故B錯誤;反應(yīng)①每生成1molCO的同時生成0.5molO2,說明正逆反應(yīng)速率相等,達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確;焓變=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和,因此反應(yīng)②斷開2molH2和1molO2中的化學(xué)鍵所吸收的能量比形成4molO—H鍵所放出的能量少484kJ,故D正確。8.答案:D解析:催化劑表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)過程中,既有化學(xué)鍵的斷裂,也有化學(xué)鍵的形成,A項正確;催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不影響化學(xué)平衡,故催化劑不能提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率,B項正確;圖乙中曲線Ⅰ的活化能比曲線Ⅱ的活化能高,故曲線Ⅱ為使用催化劑的能量變化曲線,C項正確;由圖乙可知,使用催化劑后的反應(yīng)過程中有中間產(chǎn)物生成,其中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為中間產(chǎn)物的反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量比中間產(chǎn)物的總能量低,故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),D項錯誤。9.答案:C解析:由蓋斯定律,③-②-①得④,ΔH4=(-c+a+b)kJ·mol-1,C說法錯誤。10.答案:D解析:甲圖中反應(yīng)物能量高于生成物能量,是放熱反應(yīng),而A選項中的熱化學(xué)方程式是吸熱反應(yīng),故A錯誤;乙圖體現(xiàn)的是CO2轉(zhuǎn)化成CO的能量變化,而碳的燃燒熱是1molC全部轉(zhuǎn)化成CO2放出的熱量,故B錯誤;丙圖中V2為20mL時,溫度最高,說明此時酸堿反應(yīng)完全,又因為實驗中始終保持V1+V2=60mL,則V1=40mL,由酸堿中和反應(yīng)關(guān)系式:2NaOH~H2SO4可知,H2SO4和NaOH溶液的濃度不同,和題干不符,故C錯誤。11.答案:(1)-31.4(2)CH4(g)+2SO2(g)?2S(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=+352kJ·mol-1(3)2HCl(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)+Cl2(g)ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3(4)NaAlO2(aq)+2H2O(l)=NaOH(aq)+α-Al(OH)3(s)ΔH=-50kJ·mol-1(5)eq\f(1,2)(ΔH-3ΔH1-ΔH2-2ΔH3)解析:(1)根據(jù)題圖可得如下熱化學(xué)方程式:①HCOOH(g)?CO(g)+H2O(g)ΔH1=+72.6kJ·mol-1;②CO(g)+eq\f(1,2)O2(g)?CO2(g)ΔH2=-283.0kJ·mol-1;③H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)?H2O(g)ΔH3=-241.80kJ·mol-1。反應(yīng)CO2(g)+H2(g)?HCOOH(g)可以由③-①-②得到,由蓋斯定律可得ΔH=ΔH3-ΔH1-ΔH2=(-241.80kJ·mol-1)-(+72.6kJ·mol-1)-(-283.0kJ·mol-1)=-31.4kJ·mol-1。(2)根據(jù)圖像可知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=126kJ·mol-1-928kJ·mol-1=-802kJ·mol-1;②S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-577kJ·mol-1;根據(jù)蓋斯定律可知①-②×2即得到CH4和SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH4(g)+2SO2(g)?2S(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=+352kJ·mol-1。(3)根據(jù)蓋斯定律,不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱都是相同的,由題圖可知熱化學(xué)方程式為2HCl(g)+
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