2022版高考化学选考山东专用一轮总复习集训：专题十化学能与热能 专题综合检测

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时间:40分钟 分值:18分
一、选择题(每小题2分,共18分)
1.1 ml白磷(P4)和4 ml 红磷(P)与氧气反应过程中的能量变化如图(E表示能量)。下列说法正确的是( )
A.P4(s,白磷)4P(s,红磷) ΔH>0
B.以上变化中,白磷和红磷所需活化能相等
C.白磷比红磷稳定
D.红磷燃烧的热化学方程式是4P(s,红磷)+5O2(g)P4O10(s) ΔH=-(E2-E3) kJ/ml
答案 D E1>E2,故P4(s,白磷)4P(s,红磷) ΔH<0,A不正确;由图可知,白磷转化为P4O10(s)所需活化能小于红磷转化为P4O10(s)所需活化能,B不正确;物质能量越高越不稳定,白磷稳定性弱于红磷,C不正确;红磷燃烧属于放热反应,D正确。
2.甲醇质子交换膜燃料电池中,将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理有如下两种:
①CH3OH(g)+H2O(g) CO2(g)+3H2(g)
ΔH=+49.0 kJ·ml-1
②CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)
ΔH=-192.9 kJ·ml-1
下列说法正确的是( )
A.CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·ml-1
B.反应①中的能量变化如图所示
C.CH3OH转变成H2的过程一定要放出能量
D.根据②推知反应:CH3OH(l)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·ml-1
答案 D 1 ml CH3OH(g)完全燃烧生成稳定的氧化物时的反应热为CH3OH(g)的燃烧热,而反应②中生成物为CO2(g)和H2(g),A不正确;反应①为吸热反应,生成物总能量大于反应物总能量,B不正确;由反应①可知C不正确;CH3OH(l)的能量小于CH3OH(g)的能量,故CH3OH(l)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH>-192.9 kJ·ml-1,D正确。
思路点拨 1.放热反应的ΔH<0,放出的热量越多ΔH越小。2.放热反应中反应物总能量越高,生成相同生成物时放出的热量越多。
3.下列说法正确的是( )
A.锂电池使用时,能量只存在由化学能到电能的转化
B.已知P4(白磷,s)4P(红磷,s) ΔH=-18.4 kJ·ml-1,故白磷比红磷稳定
C.H2在Cl2中燃烧:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·ml-1,则H2的燃烧热ΔH=-184.6 kJ·ml-1
D.测定中和反应的反应热时,其他不变,用醋酸代替盐酸测得的反应热ΔH偏大
答案 D 锂电池使用时,能量由化学能转化为电能和热能,A项错误;该反应为放热反应,说明白磷能量高,红磷能量低,故红磷比白磷稳定,B项错误;氢气的燃烧热是101 kPa时,1 ml氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量,C项错误;测定中和反应的反应热时,其他不变,若用醋酸代替盐酸,由于醋酸电离时吸收热量,则反应放出的热量减小,但反应热为负值,因此反应热ΔH偏大,D项正确。
关联知识 (1)醋酸是弱酸,弱酸的电离是吸热过程。(2)白磷(P4)的着火点低,易自燃,应保存在水中;1 ml白磷(P4)分子中有6 ml P—P键。
4.下列四幅图示所表示的信息与对应的叙述相符的是( )
A.图1表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热为241.8 kJ·ml-1
B.图2表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C.图3表示一定条件下H2和Cl2生成HCl的反应热与途径无关,则ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.图4表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)的影响,乙的压强大
答案 C 图1所示反应生成的水呈气态,燃烧热要求可燃物为1 ml,生成的水为液态,A项错误;图2所示反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量,所给反应为放热反应,B项错误;依据盖斯定律,反应热与途径无关,只与反应的始态和终态有关,C项正确;注意物质D为固体,所以该反应的正向是气体分子数减小的反应,压强改变时平衡要发生移动,A的体积分数最终一定不相等,D项错误。
5.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下:
mCeO2 (m-x)CeO2·xCe+xO2
(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2 mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确···的是( )
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.右图中ΔH1=ΔH2+ΔH3
D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e- CO32-+2H2O
答案 C 由题给化学方程式加和可得总反应方程式:H2O+CO2 H2+CO+O2,该过程是在CeO2作催化剂、太阳提供能量的情况下完成的,故A、B正确。C项,根据盖斯定律可知,应为ΔH1=-ΔH2-ΔH3,错误。
6.下列的图示与对应的叙述相符的是( )
A.图1表示向100 mL 0.1 ml·L-1的AlCl3溶液中滴加1 ml·L-1的NaOH溶液时n[Al(OH)3]的变化情况
B.图2表示KNO3的溶解度曲线,图中a点表示的溶液通过升温可以得到b点
C.图3表示某一放热反应,若使用催化剂,E1、E2、ΔH都会发生改变
D.图4表示向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸时,产生n(CO2)的情况
答案 A 向100 mL 0.1 ml·L-l的AlCl3溶液中滴加1 ml·L-1的NaOH溶液时,最初溶液中沉淀量逐渐增多,当滴加到30 mL后,沉淀开始溶解,滴加到40 mL时沉淀完全溶解,故A正确;a点表示的溶液未饱和,通过添加溶质可以变为b点所示的饱和溶液,故B错误;加催化剂改变了反应的历程,降低反应所需的活化能,但是反应热不变,故C错误;向Na2CO3溶液中滴加稀盐酸时,最初没有CO2气体生成,当全部生成NaHCO3后,再滴加稀盐酸时才有CO2气体生成,故D错误。
7.下列说法正确的是( )
A.反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)在一定条件下能自发进行,该反应一定为放热反应
B.可用牺牲阳极或外加电流的阴极保护法延缓钢铁水闸的腐蚀
C.Na2O2与水反应产生1 ml O2,理论上转移的电子数目约为4×6.02×1023
D.保持温度不变,向稀氨水中缓慢通入CO2,溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)的值增大
答案 B 反应在一定条件下能自发进行,ΔG=ΔH-TΔS<0,该反应的ΔS>0,故反应不一定是放热反应,A错误;作原电池负极或作电解池阳极的金属材料加速被腐蚀,如果采用牺牲阳极的阴极保护法保护钢闸时,钢闸作正极被保护,如果采用外加电流的阴极保护法保护钢闸时,钢闸作阴极被保护,B正确;过氧化钠和水的反应中,过氧化钠一半作氧化剂,另一半作还原剂,生成1 ml 氧气时,转移电子的物质的量为1 ml×2×[0-(-1)]=2 ml,所以转移电子数约为2×6.02×1023,C错误;c(OH-)c(NH3·H2O)=c(OH-)·c(NH4+)c(NH3·H2O)·c(NH4+)=Kbc(NH4+),温度不变,电离平衡常数不变,向稀氨水中通入二氧化碳时,反应生成的铵盐使溶液中铵根离子浓度增大,因此该比值减小,D错误。
8.一定条件下,在水溶液中1 ml ClOx-(x=0,1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.上述离子中结合H+能力最强的是E
B.上述离子中最稳定的是A
C.C B+D反应的热化学方程式为2ClO2-(aq) ClO3-(aq)+ClO-(aq) ΔH=-76 kJ·ml-1
D.B A+D的反应物的键能之和小于生成物的键能之和
答案 A A项,酸根离子对应的酸越弱,结合氢离子能力越强,E对应的是ClO4-,HClO4是最强的无机酸,酸根离子结合氢离子能力最弱,错误;B项,据能量越低越稳定原理知,A最稳定,正确;C项,ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量=(64+60-2×100)kJ·ml-1=-76 kJ·ml-1,所以C B+D反应的热化学方程式为2ClO2-(aq) ClO3-(aq)+ClO-(aq) ΔH=-76 kJ·ml-1,正确;D项,3ClO-(aq) 2Cl-(aq)+ClO3-(aq)的ΔH=(0+64-3×60)kJ·ml-1=-116 kJ·ml-1,所以反应物的键能之和小于生成物的键能之和,D正确。
9.N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应原理为N2O(g)+CO(g) CO2(g)+N2(g) ΔH,有关化学反应的物质变化过程及能量变化过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.ΔH=ΔH1+ΔH2
B.ΔH=-226 kJ/ml
C.该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O+和Pt2O2+
答案 D 根据盖斯定律可知,ΔH=ΔH1+ΔH2,A项正确;由图可知,ΔH=134 kJ/ml-360 kJ/ml=-226 kJ/ml,B项正确;该反应为放热反应,正反应的活化能小于逆反应的活化能,C项正确;反应过程中Pt2O+和Pt2O2+参与反应后又生成,不需要补充,D项错误。
知识归纳 ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能=反应物键能之和-生成物键能之和。