2021版高考化学一轮复习第六章化学反应与能量1化学能与热能强化训练2（含解析）新人教版

化学能与热能角度1反应热的比较1.已知:C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1CO2(g)+C(s)2CO(g)　ΔH22CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH34Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)　ΔH43CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)　ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是 (　　)A.2ΔH1>ΔH3B.ΔH3=ΔH4+ΔH5C.ΔH1=ΔH2+ΔH3D.ΔH2<0,ΔH4<0【解析】选C。2 mol 碳完全燃烧放出的热量比2 mol CO完全燃烧放出的热量多,放出的热量越多,ΔH越小,所以2ΔH1<ΔH3,A项错误;将题给热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,根据盖斯定律,由(④+2×⑤)×得到③,故ΔH3=,B项错误;根据盖斯定律,由②+③得到①,故ΔH1=ΔH2+ΔH3,C项正确;根据上述分析知,ΔH2=ΔH1-ΔH3,又因为ΔH1<,ΔH2=ΔH1-ΔH3< -ΔH3,ΔH3<0,所以ΔH2>0,D项错误。角度2反应热的计算2.(1)(2019·全国卷Ⅱ·节选)已知:(g)(g)+H2(g)　ΔH1=100.3 kJ·mol-1　①H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH2=-11.0 kJ·mol-1　②对于反应:(g)+I2(g)(g)+2HI(g) ③ΔH3=________kJ·mol-1 (2)(2019·全国卷Ⅲ·节选)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g)　ΔH1=83 kJ·mol-1CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g)  ΔH2=-20 kJ·mol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=________ kJ·mol-1。 【解析】(1)反应①+②可得反应③:则ΔH3=ΔH1+ΔH2= 100.3 kJ·mol -1+(-11.0 kJ·mol -1)=89.3 kJ·mol-1。(2)利用盖斯定律解答本题。CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g)ΔH1=83 kJ·mol-1①CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g)　ΔH2=-20 kJ·mol-1②CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)ΔH3=-121 kJ·mol-1③则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)可由①×2+②×2+③×2得到,所以其ΔH=83×2+(-20)×2+(-121)×2=-116 (kJ·mol-1)。答案:(1)89.3　(2)-1163.甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH3回答下列问题:已知反应①中相关的化学键键能数据如下:化学键H—HC—OCOH—OC—HE/(kJ·mol-1)4363431 076465413由此计算ΔH1=________kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,则ΔH3=________kJ·mol-1。 【解析】根据键能与反应热的关系可知,ΔH1=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(1 076 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1)-(413 kJ·mol-1×3+343 kJ·mol-1+465 kJ·mol-1)=-99 kJ·mol-1。根据质量守恒定律:由②-①可得:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),结合盖斯定律可得:ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-58 kJ·mol-1)-(-99 kJ·mol-1)=+41 kJ·mol-1。答案:-99　+41【加固训练】1.(2019·洛阳模拟)已知25 ℃、101 kPa下,如图所示,石墨的燃烧热为-393.51 kJ·mol-1,金刚石的燃烧热为-395.41 kJ·mol-1。下列表达正确的是 (　　)A.金刚石比石墨稳定B.C(s、石墨)C(s、金刚石)ΔH=+1.9 kJ·mol-1C.ΔH1<ΔH2D.如果使用催化剂,ΔH1和ΔH2都变小【解析】选B。由图象可知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(s,石墨)+O2(g)CO2(g);ΔH=-393.51 kJ·mol-1;C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g); ΔH=-395.41 kJ·mol-1,二者相减可得C(s、石墨)C(s、金刚石)　ΔH=+1.9 kJ·mol-1。金刚石燃烧放出能量较多,则说明金刚石总能量较大,石墨比金刚石稳定,故A错误;由以上分析可知C(s、石墨)C(s、金刚石)ΔH=+1.9 kJ·mol-1,故B正确;反应放热,则ΔH<0,金刚石放出的热量多,则有ΔH1>ΔH2,故C错误;催化剂不改变反应热的大小,故D错误。2.在1 200 ℃时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应H2S(g)+O2(g)SO2(g)+H2O(g)　ΔH12H2S(g)+SO2(g)S2(g)+2H2O(g)　ΔH2H2S(g)+O2(g)S(g)+H2O(g)　ΔH32S(g)S2(g)　ΔH4则ΔH4的正确表达式为 (　　)A.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)B.ΔH4=(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)C.ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)D.ΔH4=(ΔH1-ΔH2-3ΔH3)【解析】选A。②式中含有S2(g)、③式中含有S(g),根据盖斯定律可知,②×- ③×2得2S(g)+SO2(g)+H2O(g)H2S(g)+S2(g)+O2(g),然后再加①×得2S(g) S2(g),所以ΔH4=ΔH2×+ΔH1×-ΔH3×2=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)。3.已知化学反应2C(s)+O2(g)2CO(g)、2CO(g)+O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断,下列说法不正确的是(其他条件相同)              (　　)A.12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量B.56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量C.12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量D.将一定质量的C燃烧,生成CO2比生成CO时放出的热量多【解析】选A。放出热量的化学反应,反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应,所以C+O2CO2必然是放热反应,因此,B、C两项的说法正确;12 g C并不代表反应物的全部,O2也是反应物,所以A项不正确;由于CCO放热、COCO2放热,所以CCO2比CCO放出的热量要多,即D项说法正确。4.关于反应:①2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-2 600 kJ·mol-1;②2CO(g)+O2(g)2CO2(g)ΔH=-566 kJ·mol-1;③CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH=+216 kJ·mol-1。下列叙述正确的是 (　　)A.CO的燃烧热为-283 kJ·mol-1B.在③进行时,若加入催化剂,可以使ΔH减小C.若有3.2 g CH4与足量水蒸气按③反应,则放出的热量是43.2 kJD.若生成相同质量的CO2,C2H2放出的热量大于CO【解析】选D。CO的燃烧热为正值,即283 kJ·mol-1,不是焓变,A项错误;对于一个确定的化学反应方程式,ΔH不变,与是否加入催化剂无关,B项错误;根据③可知,CH4与足量水蒸气反应的过程吸热,C项错误;根据①和②可知,D项正确。5.根据如图关系(图中计量单位为mol)计算2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的ΔH为 (　　)A.(a+b-c-d)kJ·mol-1B.(c+a-d-b)kJ·mol-1C.(c+d-a-b)kJ·mol-1D.(c+d-a-b)kJ·mol-1【解析】选A。根据成键放热、断键吸热;2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)的ΔH为(a+b-c-d)kJ·mol-1,故A正确。6.下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量:物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436根据上述数据回答下列问题。(1)下列物质本身具有的能量最低的是________(填字母)。 A.H2　　　B.Cl2　　　C.Br2　　　D.I2(2)下列氢化物中最稳定的是________(填字母)。 A.HCl　　　　　B.HBr　　　　　C.HI(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I)的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。 (4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是________。 【解析】(1)、(2)破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量越大,则物质越稳定,所具有的能量越低。(3)、(4)以氯元素为例计算断开1 mol Cl—Cl键和1 mol H—H键需吸收能量:243 kJ+436 kJ=679 kJ,而形成2 mol H—Cl 键放出的能量为2×432 kJ=864 kJ,所以在Cl2+H22HCl反应中放出864 kJ-679 kJ=185 kJ的热量,同理可计算在Br2+H22HBr、I2+H22HI反应中分别放出103 kJ、9 kJ的热量。答案:(1)A　(2)A　(3)放热　(4)Cl2