(通用版)高考化学一轮复习一遍过专题21化学能与热能(含解析)

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专题21 化学能与热能
1．下列与化学反应能量相关的说法正确的是（ ）
A．所有燃烧反应都是放热反应
B．吸热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
D．水电站把机械能转化成电能，而核电站把化学能转化成电能
【答案】A
【解析】A.所有的燃烧反应都是放热反应，故A正确；B. 吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，故B错误；C.反应速率与反应是吸热还是放热无关，反应速率与反应物本身的性质及外界条件有关，故C错误； D. 水电站把机械能转化成电能，而核电站把核能转化成电能，故D错误。
2．下列说法正确的是（ ）
A．同温同压下，H2 (g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同
B．任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中,能量变化均相同
C．已知:①2H2(g) +O2(g)2H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1,②2H2(g)+O2 (g)2H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1,则a>b
D．已知:①C(s,石墨)+O2 (g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,②C(s,金刚石)+O2(g)CO2 (g) ΔH=-395.0 kJ·mol-1,则C(s,石墨)C(s,金刚石) ΔH= -1.5 kJ·mol-1
【答案】A
【解析】A. 反应焓变和反应物、生成物的能量有关，与反应条件变化途径无关，同温同压下，H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）在光照和点燃条件下的△H相同，A项正确；B. 中和热是指强酸强碱的稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量，弱酸、弱碱存在电离平衡过程是吸热过程，所以有弱酸或弱碱参加的反应生成1mol水放出热量小于强酸强碱反应生成1mol水，B项错误；C. 依据①2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-a kJ•mol-1，②2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）△H=-b kJ•mol-1，液态水变化为气态水吸热，则a＜b，C项错误；D. ①C（s，石墨）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5 kJ•mol-1，②C（s，金刚石）+O2（g）=CO2（g）△H=-395.0 kJ•mol-1，依据盖斯定律①-②得到：则C（s，石墨）=C（s，金刚石）△H=+1.5 kJ•mol-1，D项错误。
3．已知化学反应A2(g)+B2(g)＝2AB(g)的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是（ ）

A．每生成2 mol AB吸收bkJ热量
B．该反应热△H= + (a-b)kJ • mol-1
C．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D．断裂1 mol A—A和1 mol B—B键，放出akJ能量
【答案】B
【解析】A. 依据图象分析判断1molA2和1molB2反应生成2molAB，每生成2 mol AB吸收吸收(a−b) kJ热量，A项错误； B. 反应热△H=反应物能量总和−生成物能量总和，所以反应热△H=+(a-b)kJ • mol-1，B项正确；C. 依据能量图象分析可知反应物能量低于生成物能量，C项错误； D. 断裂化学键吸收能量，则断裂1molA−A和1molB−B键，吸收a kJ能量，D项错误。
4．研究表明，化学反应的能量变化与反应物和生成物的键能有关，键能可以简单地理解为断开1 mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的 键能数据：已知白磷燃烧的化学方程式为P4(s)＋5O2(g)=P4O10(s)该反应放出热量2 378 kJ，且白磷分子为正四面体，4个磷原子分别位于正四面体的四个顶点，白磷及其完全燃烧的产物结构如图所示，则下表中x为( )
化学键
P—P
P—O
O=O
P=O
键能(kJ·mol－1)
197
x
499
434


A．410 B．335 C．360 D．188
【答案】C
【解析】1 mol白磷完全燃烧需断开6 mol P—P键、5 mol O=O键，形成12 mol P—O键、4 mol P=O键，所以ΔH＝6×197 kJ·mol－1＋5×499 kJ·mol－1－(12×x kJ·mol－1＋4×434 kJ·mol－1)＝－2 378 kJ·mol－1，解得x≈360，故C正确；答案选C。
5．金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质（同素异形体）。在100kPa时，1 mol石墨转化为金刚石，要吸收l.895kJ的热能。据此，试判断在100 kPa压强下，下列结论正确的是（ ）
A．金刚石比石墨稳定
B．1 mol石墨比l mol金刚石的总能量低
C．1 mol石墨比l mol金刚石的总能量高
D．1 mol石墨中的总键能比1mol金刚石中的总键能低
【答案】B
【解析】可以写出热化学方程式C(s，石墨，)=C(s，金刚石) △H=＋1.895kJ·mol－1。石墨转化为金刚石，需要吸收能量，1mol石墨的总能量比1mol金刚石的总能量低。A．物质的能量越低越稳定，石墨的能量低，则石墨比金刚石稳定，A项错误；B．石墨转化为金刚石为吸热反应，则1 mol石墨比l mol金刚石的总能量低，B项正确；C．石墨转化为金刚石为吸热反应，则1 mol石墨比l mol金刚石的总能量低，C项错误；
D．化学反应中，断开化学键要吸收能量，形成化学键释放能量，石墨转化为金刚石为吸热反应，则断键吸收的能量比形成键释放的能量多，石墨的总键能比较高，D项错误。
6．已知：①1mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；②1mol I2蒸气中化学键断裂时需要吸收151kJ的能量；③由H原子和I原子形成1mol HI分子时释放299kJ的能量。下列判断不正确的是（ ）
A．I2蒸气比H2分子稳定 B．2mol HI(g)发生分解反应吸收11kJ热量
C．HI与NaOH反应属于放热反应 D．0.5mol H2(g)与0.5mol I2(g)完全反应释放出5.5kJ热量
【答案】A
【解析】A. 断裂1molH2分子中的化学键需吸收能量436kJ，断裂1molI2蒸气中化学键时需要吸收151kJ的能量，所以相同条件下，H2分子中的化学键更牢固，则H2比I2稳定，故A错误；B. 反应：H2+I2=2HI，生成2molHI需要吸收能量断裂旧的化学键1molH−H键和1molI−I键，形成新的化学键释放能量。所以该反应的反应热为△H=436kJ+151kJ−2×299kJ=−11kJ/molΔH2
C．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH>0
D．石墨转变为金刚石是吸热反应
【答案】D
【解析】A、根据白磷与氧气反应、红磷与氧气反应的图象，推出红磷的能量低于白磷，依据能量越低，物质越稳定，得到红磷比白磷稳定，故A错误；B、硫与氧气反应是放热反应，即△H